Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen năng suất 40 tấn sản phẩmngày

MỤC LỤCLỜI MỞ ĐẦU 1CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 2 1.1. Sự cần thiết của đầu tư 2 1.2. Cơ sở thiết kế 2 1.2.1. Vị trí địa lí2 1.2.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu2 1.2.3. Nguồn cung cấp điện2 1.2.4. Nguồn cung cấp nhiên liệu3 1.2.5. Nguồn cung cấp hơi3 1.2.6. Nguồn cung cấp nước3 1.2.7. Nước thải3 1.2.8. Nguồn nhân lực3 1.2.9. Tiêu thụ sản phẩm3 1.2.10. Giao thông vận tải4CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ CHẤT HỖ TRỢ KỸ THUẬT5 2.1. Nguyên liệu 5 2.1.1. Cấu tạo của hạt đại mạch5 2.1.2. Thành phần hoá học của đại mạch6 2.2. Nước 13 2.3. Chất hỗ trợ kỹ thuật 13CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ15 3.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ 15 3.2. Thuyết minh dây chuyền côngnghệ16 3.2.1. Nguyên liệu đại mạch16 3.2.2. Làm sạch16 3.2.3. Rửa và sát trùng hạt17 3.2.4. Ngâm hạt17 3.2.5. Ươm mầm19 3.2.6. Sấy malt23 3.2.7. Tách rễ mầm25 3.2.8. Bảo quản malt thành phẩm26 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 28 4.1 Chọn các thông số ban đầu 28 4.1.1. Năng suất nhà máy28 4.1.2. Chọn các số liệu đầu của nguyên liệu28 4.1.3. Tiêu hao nguyên liệu qua các công đoạn28 4.2 Cân bằng vật chất 28 4.2.1. Cân bằng vật chất cho 1000kg nguyên liệu28 4.2.2. Kế hoạch sản xuất nhà máy31 4.2.3. Tính chi phí nguyên liệu cho một ngày32CHƯƠNG 5 : CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 36 5.1 Cơ sở cân bằng nhiệt 36 5.2 Xác định các thông số của không khí 37 5.2.1. Thông số trạng thái ban đầu của không khí37 5.2.2. Hàm ẩm của không khí37 5.2.3. Nhiệt lượng riêng của không khí khô37 5.2.4. Độ ẩm của không khí sau khi đi qua calorifer37 5.2.5. Nhiệt lượng của không khí nóng sau khi qua calorifer38 5.2.6. Xác điịnh nhiệt độ bầu ướt, nhiệt độ điểm sương38 5.2.7. Hàm nhiệt của không khí ra khỏi máy sấy39 5.2.8. Hàm ẩm của không khí sau khi sấy39 5.2.9. Lượng không khí khô tiêu hao để bốc hơi 1kg ẩm40 5.2.10. Tổng lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy40 5.3. Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy40 5.3.1. Lượng nhiệt cần thiết làm bay hơi 1kg ẩm40 5.3.2. Tổng lượng nhiệt cần cho quá trình sấy41 5.3.3. Luợng nhiệt cần thiết cung cấp để đun nóng sản phẩm41 5.3.4. Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy42 5.3.5. Nhiệt lượng của calorifer cần cung cấp cho quá trình sấy42 5.4. Cân bằng nhiệt vào và ra thiết bị sấy42 5.4.1. Nhiệt lượng vào thiết bị sấy42 5.4.2. Nhiệt lượng ra khỏi thiết bị sấy44CHƯƠNG 6: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 46 6.1. Tính xilô và bunke chứa 46 6.1.1. Tính xilô47 6.1.2. Chọn bunke chứa nguyên liệu sau làm sạch để sản xuất48 6.2. Thiết bị làm sạch 49 6.3. Thiết bị rửa và ngâm đại mạch 50 6.4. Hệ thống ươm mầm 51 6.5. Thiết bị đảo malt53 6.6. Máy tách rễ mầm 53 6.7. Máy sấy malt 54 6.8. Thiết bị chứa fomalin .54 6.9. Máy điều hòa không khí55 6.10. Máy nén khí 55 6.11. Cân thành phẩm và nguyên liệu56 6.12. Tính gàu tải 56 6.12.1. Gàu tải vận chuyển đại mạch lên xilô chứa (gàu tải 1)56 6.12.2. Gàu tải vận chuyển đại mạch lên thiết bịlàm sạch (gàu tải 2)58 6.12.3. Gàu tải vận chuyển đại mạch lên bunke (gàu tải 3)59 6.12.4. Gàu tải vận chuyển malt tươi đến thiết bị sấy (gàu tải 4)59 6.12.5. Gàu tải vận chuyển malt khô lên thiết bị tách rễ mầm (gàu tải 5)60 6.12.6. Gàu tải vận chuyển mầm, rễ lên thiết bị chứa (gàu tải 6)60 6.12.7. Gàu tải vận chuyển malt thành phẩm lên xilô chứa (gàu tải 7)60 6.12.8. Gàu tải vận chuyển đại mạch và malt lên cân (gàu tải 8)60 6.13. Tính và chọn vít tải 61 6.13.1. Tính vít tải phân phối vào các xilô chứa (vít tải 1)61 6.13.2. Tính vít tải chuyển đại mạch đến thiết bị làm sạch (vít tải 2)61 6.13.3. Vít tải vận chuyển đại mạch sau khi làm sạch đến gàu tải (vít tải 3)62 6.13.4. Vít tải vận chuyển đại mạch đến cân nguyên liệu (vít tải 4)62 6.13.5. Vít tải vận chuyển đại mạch đến các bunke chứa (vít tải 5)62 6.13.6. Vít tải vận chuyển nguyên liệu từ bunke đến thiết bị ngâm (vít tải 6)63 6.13.7. Vít tải vận chuyển malt tươi sau khi ươm (vít tải 7)63 6.13.8. Vít tải vận chuyển malt tươi vào các thiết bị sấy (vít tải 8)63 6.13.9. Vít tải vận chuyển malt sau khi sấy đến gầu tải lên thiết bị tách mầm, rễ (vít tải 9)63 6.13.10. Vít tải vận chuyển mầm, rễ lên thiết bị chứa (vít tải 10)63 6.13.11. Vít tải vận chuyển malt thành phẩm đến gàu tải (vít tải 11)64 6.13.12. Vít tải vận chuyển malt thành phẩm đến cân thành phẩm (vít tải 12)64 6.13.13. Vít tải vận chuyển malt thành phẩm đến xilô chứa (vít tải 13)64 6.14. Bơm64CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC 67 7.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy 67 7.2. Tổ chức lao động của nhà máy 68 7.1.1. Chế độ làm việc68 7.1.2. Nhân lực68CHƯƠNG 8: TÍNH XÂY DỰNG 70 8.1. Kích thước các công trình 70 8.1.1. Nhà sản xuất chính70 8.1.2. Phân xưởng lò hơi71 8.1.3. Nhà hành chính71 8.1.4. Nhà xử lí nước72 8.1.5. Đài nước72 8.1.6. Nhà vệ sinh, nhà tắm72 8.1.7. Nhà ăn, căn tin72 8.1.8. Trạm biến áp72 8.1.9. Nhà chứa máy phá dự phòng khi mất điện73 8.1.10. Gara ôtô73 8.1.11. Nhà giữ xe máy73 8.1.12. Phòng thường trực và bảo vệ73 8.1.13. Kho nhiên liệu73 8.1.14. Xưởng cơ điện73 8.1.15. Nhà xử lý nước thải74 8.2. Tính khu đất xây dựng nhà máy 75 8.2.1. Diện tích khu đất75 8.2.2. Tính hệ số sử dụng75CHƯƠNG 9: TÍNH HƠI VÀ NƯỚC 76 9.1. Tính hơi 76 9.2. Tính nước 76 9.2.1. Tính nước dùng cho sản xuất76 9.2.2. Tính tiêu hao nước dùng cho sinh hoạt77 9.3. Tính nhiên liệu 79 9.3.1. Dầu FO79 9.3.2. Dầu DO79 9.3.3. Dầu nhờn80CHƯƠNG 10: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM81 10.1. Kiểm tra nguyên liệu 81 10.2. Kiểm tra độ trong, màu sắc và chỉ tiêu vi sinh của nước sau khi xử lý 81 10.3. Kiểm tra các công đoạn sản xuất 82 10.3.1. Kiểm tra các công đoạn tách tạp chất82 10.3.2. Kiểm tra công đoạn rửa và ngâm đại mạch82 10.3.3. Kiểm tra công đoạn nảy mầm82 10.3.4. Kiểm tra công đoạn sấy malt.82 10.3.5. Kiểm tra chất lượng của sản phẩm.82 10.3.6. Các dấu hiệu bên ngoài 82 10.3.7. Các chỉ số cơ khí83 10.3.8. Các chỉ số hóa học83CHƯƠNG 11: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 86 11.1. An toàn lao động 86 11.1.1. Những nguyên nhân gây ra tai nạn86 11.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn86 11.1.3. Những yêu cầu cụ thể87 11.2. Phòng chống cháy nổ chống sét 88 11.2.1. Phòng chống cháy nổ88 11.2.2. Chống sét88 11.3. Vệ sinh xí nghiệp 89 11.3.1. Vệ sinh xí nghiệp89 11.3.2. Vệ sinh thiết bị89 11.3.3. Xử lý nước thải89 KẾT LUẬN 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Nguyên liệu trong sản xuất bia là nước, malt đại mạch và hoa houblon (hoabia), trong đó malt được xem là nguyên liệu chính “malt là linh hồn của bia” Maltvừa là cơ chất vừa là nguồn bổ sung enzyme cho quá trình lên men bia

Malt là sản phẩm được chế biến từ các hạt hòa thảo như: Đại mạch, tiểumạch, ngô, thóc,… sau khi cho nảy mầm và sấy trong điều kiện thích hợp

Malt là một loại bán thành phẩm nhưng rất giàu chất dinh dưỡng: chứa1618% các chất thấp phân tử dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn giản, dextrin bậcthấp, các axit amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin, đặc biệt có hệ enzyme

phong phú, chủ yếu là protease và amylase.

Theo ước tính của Viện Nghiên cứu chiến lược năm 2008, người dân ViệtNam đã tiêu thụ trên 2 tỷ lít bia, do nhu cầu ngày càng nhiều nên tình hình sản xuấtbia cũng phát triển Đến thời điểm hiện nay, ở nước ta có khoảng trên 500 nhà máy

cơ sở sản xuất bia lớn nhỏ khác nhau

Tuy nhiên chất lượng bia vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu của người tiêudùng vì phần lớn nhà máy bia sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế Bên cạnh đóhằng năm nước ta phải nhập hàng triệu tấn malt đại mạch để làm nguyên liệu dẫnđến giá thành bia cao

Để khắc phục tình trạng này ta phải đề ra các nhu cầu sản xuất malt ở trongnước với chất lượng cao và ổn định về mặt lâu dài Vừa là nguồn cung cấp nguyênliệu cho công nghiệp sản xuất bia vừa tạo công ăn việc làm cho người lao động

Trước tình hình đó, tôi chọn đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen

năng suất 40 tấn sản phẩm/ngày”.

Trang 2

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT

1.1 Sự cần thiết của đầu tư

Đi cùng với sự phát triển của công nghiệp rượu, bia thì công nghiệp sản xuấtmalt cũng phát triển và được chú trọng

Các nhà máy sản xuất malt có thể mua nguyên liệu ở nước ngoài nhập về.Nhưng với điều kiện nước ta hiện nay việc sản xuất malt là cần thiết Vì các lí do sau:

- Tăng ngân sách cho nhà nước

- Giải quyết việc làm cho người lao động, giảm thiểu các tệ nạn xã hội.Với việc khảo sát nghiên cứu khả năng cung cấp nguyên liệu đại mạch và cácyếu tố ảnh hưởng đến việc lắp đặt, thi công sự hoạt động của khả năng thu hồi vốn,lãi thì đặt vị trí nhà máy tại khu công nghiệp Hòa Khánh, Đà Nẵng là thích hợp

1.2 Cơ sở thiết kế

1.2.1 Vị trí địa lí

Khu công nghiệp Hòa Khánh thuộc Đà Nẵng là trung tâm miền Trung vớihướng gió chủ đạo là Đông Nam, tốc độ gió trung bình là 34m/s, nhiệt độ thángnóng nhất trong năm là 370C, độ ẩm tương đối là 77%

Bên cạnh đó, việc lựa chọn vị trí thích hợp sẽ ảnh hưởng đến hoạt động saunày của nhà máy Địa điểm xây dựng nhà máy phải gần đường giao thông, nơi nhậpnguyên liệu như cảng, sân bay để thuận lợi vận chuyển, lưu thông Nhà máy đặt tạikhu công nghiệp Hòa Khánh có nhiều ưu thế cho việc xuất malt đi các nơi khác

1.2.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy là nhập đại mạch từ các nước Châu Âu

1.2.3 Nguồn cung cấp điện

Nguồn điện cung cấp cho nhà máy lấy từ lưới điện quốc gia thông qua trạmbiến áp của khu vực (từ 500 KV còn 220/380 V)

Ngoài ra để đảm bảo cho nhà máy hoạt động liên tục và chủ động, nhà máylắp đặt thêm một máy phát dự phòng

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen năng suất 40 tấn sản phẩm/ngày

Trang 3

1.2.4 Nguồn cung cấp nhiên liệu

Nhà máy nhập nhiên liệu cần cho sản xuất từ công ty xăng dầu gần đó.Nguồn nhiên liệu cần cho nhà máy như dầu DO, FO, xăng, nhớt để cung cấp cho

lò hơi, vận hành ô tô

1.2.5 Nguồn cung cấp hơi

Nhà máy có năng suất lớn vì thế để vận hành các thiết bị đặc biệt là hệ thốngsấy malt thì đòi hỏi cần có một lượng hơi tương đối lớn nên nhà máy cần lắp đặt hệthống lò hơi có công suất tương đối lớn và hợp lý

1.2.6 Nguồn cung cấp nước

Vì là nhà máy thực phẩm nói chung, nhà máy sản xuất malt nói riêng nên nhucầu về nước cho sản xuất, sinh hoạt, lò hơi là rất cần thiết Vì vậy lấy nguồn nướccủa khu công nghiệp qua xử lí và có giếng dự trữ

Nguồn nước lấy chủ yếu là ở nhà máy nước Thủy Tú công suất là 140000m3/ngày cung cấp cho khu công nghiệp, phường Hòa Khánh Bắc và phường Hòa Hiệp

1.2.9 Tiêu thụ sản phẩm

Tiêu thụ sản phẩm là một tiêu chí quan trọng để quyết định xây dựng mộtnhà máy Lợi thế của việc xây dựng nhà máy sản xuất malt ở khu công nghiệp HòaKhánh là cạnh đó có công ty TNHH VBL Đà Nẵng Ngoài ra còn có các nhà máybia ở Quảng Nam và bia Huda Hếu

Trang 4

1.2.10 Giao thông, vận tải

Khu công nghiệp Hòa Khánh là khu công nghiệp nằm sát tuyến quốc lộ 1Anên thuận tiện trong giao thông đường bộ Ngoài ra, Đà Nẵng có cảng Tiên Sa thuậnlợi về đường thủy trong việc nhập nguyên liệu cũng như liên hệ với nước ngoài ĐàNẵng còn nằm trên hành lang kinh tế Đông – Tây với điểm cuối là cảng Tiên Sa rấtthuận tiện trong việc liên hệ với các nước trong khu vực

Tổng hợp những điều kiện trên, tôi thấy việc xây dựng nhà máy sản xuấtmalt ở đây là hợp lí và kinh tế

Trang 5

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ CHẤT HỖ TRỢ KỸ THUẬT

Nguyên liệu chính để sản xuất malt là đại mạch Ngoài ra, để thực hiện đượcquy trình sản xuất nhà máy còn sử dụng một số chất hỗ trợ kỹ thuật

2.1 Nguyên liệu

- Đại mạch giống gieo trồng (Hordeum sativum –jessen) thuộc nhóm thực vật có hạt (Spermophita), phân nhóm bỉ tử (Angiospermae), lớp một lá mầm (Monocytoledonae), họ lúa mỳ (Gramineae).

- Đại mạch gieo trồng là loại thực vật một năm Có hai loại đại mạch, đạimạch hai hàng và đại mạch đa hàng Trong sản xuất malt bia họ dùng chủ yếu là đạimạch hai hàng, bông đứng và rất quan tâm đến các chỉ số thành phần hóa học củachúng

2.1.1 Cấu tạo của hạt đại mạch

2.1.1.1 Vỏ

- Hầu hết hạt các loại đại mạch được bao bọc bên ngoài bằng lớp vỏ trấu Vỏ

trấu được hình thành từ đài hoa Đài hoa dưới hình thành nên vỏ trấu phía ngoài vàkết thúc bằng sợi râu, còn đài hoa phía trên hình thành nên vỏ trấu phía trong củahạt Đài hoa là công cụ để bảo vệ các cơ quan bên trong của hạt trong quá trình hìnhthành và chuyển hoá của nó

- Ở đại mạch hai hàng vỏ trấu của hạt khá mỏng và mềm mại

- Thành phần hoá học của vỏ trấu chủ yếu là cellulose kết chặt lại nhờ chất

khoáng và litnhin.

- Dưới lớp vỏ trấu là lớp vỏ quả, được cấu tạo từ ba lớp tế bào, cứ một lớpxếp ngang thì tiếp đến là một lớp xếp dọc Với cấu trúc như vậy lớp vỏ quả sẽ rấtdai và bền vững

- Dưới lớp vỏ quả là lớp vỏ hạt bao gồm hai lớp tế bào Tế bào của lớp ngoài

có thành rất dày, lớp trong thì trong suốt Lớp vỏ hạt có vai trò như một màng bánthấm: chỉ cho nước thấm vào bên trong hạt đồng thời giữ các chất hoà tan trong hạtkhông cho thấm ra bên ngoài

Lớp vỏ quả và vỏ hạt liên kết chặt với nhau, mối liên kết đó chắc hơn rấtnhiều do sự liên kết giữa chúng với lớp vỏ trấu Vỏ trấu là cấu tử chiếm nhiều nhất

Trang 6

trọng lượng của vỏ Ở đại mạch hai hàng có chất lượng cao, lượng vỏ trấu chiếmkhoảng 78% trọng lượng chất khô của hạt, còn ở đại mạch đa hàng chiếm đến11% Trọng lượng của vỏ chiếm từ 10,513% trọng lượng của hạt Kích thước hạtcàng bé, tỉ lệ vỏ càng cao so với trọng lượng của khối hạt.

2.1.1.2 Nội nhũ

- Nội nhũ là phần lớn nhất đồng thời là phần giá trị nhất của hạt Ngoài cùngcủa nội nhũ, tiếp giáp với vỏ hạt là lớp alơron Lớp alơron rất giàu protein, chất béo,đường, cellulose, pentose, vitamin và chất tro Vì lớp alơron của đại mạch đa hàngdày hơn đại mạch hai hàng cho nên hàm lượng protein của chúng nhiều hơn

- Dưới lớp alơron mới đến phần nội nhũ của hạt Cấu trúc của nội nhũ gồm

các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một ít protein, cellulose,

chất béo, tro và đường

2.1.1.3 Phôi

- Là phần sống của hạt, trọng lượng chiếm 2,55% trọng lượng hạt Cótầm quan trọng đặc biệt đối với sự sống của cây và ngay cả trong công nghiệpsản xuất bia

- Quá trình chế biến hạt đại mạch thành malt, được đặt nền tảng trên sự nảymầm của hạt (tức phát triển của phôi) Giai đoạn này, quá trình sinh học chủ yếuxảy ra là sự hoạt hóa và tích lũy hoạt lực của hệ enzyme trong hạt

- Phôi nằm ở phía dưới, gần đế hạt, gồm: phôi lá, phôi rễ và giữa chúng làphôi thân

- Tiếp giáp giữa phôi và nội nhũ là ngù Đó là một màng bán thấm

2.1.2 Thành phần hoá học của đại mạch

- Thành phần hoá học của đại mạch rất phức tạp Nó phụ thuộc vào giống đạimạch, điều kiện đất đai, khí hậu, kỹ thuật canh tác và điều kiện bảo quản

- Các chỉ số về thành phần hoá học là nhân tố quyết định chất lượng của đạimạch để xem xét loại đại mạch đó có đủ tiêu chuẩn để sản xuất malt và bia haykhông

2.1.2.1 Gluxit

a Tinh bột

Trang 7

- Là khối lượng chiếm vị trí số một về khối lượng (hơn một nửa chất khô).

- Trong công nghệ sản xuất, tinh bột có hai chức năng:

 Là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi

 Nguồn cung cấp chất hòa tan cho dịch đường trước lúc lên men

- Tinh bột gồm hai polysaccarit hợp thành: amylose và amylopectin.

 Amylose chiếm 1724% về khối lượng.

 Amylopectin chiếm 7683% về khối lượng.

- Trong môi trường giàu nước, tinh bột bị enzyme thủy phân tạo thànhđường dextrin, đường maltose, glucose, và một số polychaccaride khác

- Là thành phần chủ yếu tạo nên thành tế bào

- Bao gồm pentozan, hexozan và axit uronic.

- Bị thủy phân bởi nhóm enzyme sitase, tạo thành đường đơn hòa tan bền

vững vào dịch đường gọi là chất chiết Đó là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho nấm men

d Các hợp chất pectin và các chất dạng keo

- Có bản chất là hydratcacbon, khi thủy phân cho sản phẩm là đường đơn

giản galactose và xilose

- Phân bố ở thành tế bào tạo ra màng trung gian Trong đó về khối lượngchiếm nhiều nhất là protopectin

- Sự có mặt của chúng có hai mặt:

 Tích cực: tạo vị đậm đà và bọt cho bia

 Tiêu cực: làm đường có độ nhớt cao khó lọc

2.1.2.2 Các hợp chất chứa Nitơ

Trang 8

- Chiếm 911% khối lượng chất khô của hạt.

- Phần lớn tồn tại dưới dạng cao phân tử, được gọi là protit

a Protit

- Là chỉ số quan trọng thứ hai sau tinh bột, phân bố ở lớp vỏ alơron của hạt

và ở phôi, một phần nhỏ ở lớp tế bào bao quanh nội nhũ

- Theo cổ điển thì protit chia làm hai loại:

 Protit phức tạp còn gọi là proteit.

 Protit đơn giản còn gọi là protein.

+ Trong nhóm protein, các chất tiêu biểu là: levkozin, edestin, hodein

và glutein Trong suốt quá trình sản xuất malt và bia thì levkozin, edestin và mộtphần nhỏ của hodein hòa tan vào dịch đường và tồn tại trong bia, còn những cấu tửkhác thì bị kết lắng và thải ra ngoài theo bã và cặn lắng

+ Proteit là hợp chất được tạo thành từ một phân tử có bản chất

protein và một phân tử khác là phi protein, đại diện cho nhóm này là: nucleoproteit,

lipoproteit, glucoproteit và phosphatproteit Đặc điểm chung của proteit là kém hòa

tan hoặc hòa tan không bền vững Trong công nghệ sản xuất bia, proteit gây ảnhhưởng đến chất lượng sản phẩm và vì thế ta phải loại bỏ tối đa cấu tử này ra khỏidịch đường

b Các hợp chất chứa Nito phi protit

Tiêu biểu là albumose, pepton, peptit, polypeptit và axit amin

- Albumose và pepton: có vai trò lớn trong tạo và giữ bọt bia, cũng làm tăng

hương vị bia Mặc khác hàm lượng cao, chúng làm giảm độ bền keo bia gây đụcbia

- Peptit: là hỗn hợp mà phân tử của chúng tạo thành từ các gốc axitamin.

Căn cứ vào số gốc axit amin mà chúng ta chia ra: di_, tri_ và polypeptit Hòa tan dễdàng vào dịch đường để tạo thành dung dịch bền vững và tồn tại trong bia như mộttrong những thành phần dinh dưỡng

- Axit amin: tồn tại tự do trong đại mạch với một lượng không nhiều.

Chiếm khoảng 0,1% về khối lượng chất khô của hạt Tuy vậy nó có vai trò rất lớntrong sản xuất bia

Trang 9

 Là nguồn nitơ cung cấp cho nấm men.

 Là tác nhân chính tạo melanoit

 Tham gia tạo bọt và tồn tại trong bia như một thành phần dinh dưỡngquan trọng

2.1.2.3 Polyphenol và chất đắng

- Polyphenol tập trung chủ yếu ở lớp vỏ Phần lớn là những hợp chất hòa

tan được và tồn tại trong bia dưới dạng dẫn xuất của catechin, chúng thuộc nhómflavonit

- Chất chát và chất đắng trong đại mạch thuộc nhóm lypoit, là nguyên nhângây vị đắng khó chịu cho bia Hầu hết chất chát, chất đắng và chất màu tồn tại ở lớp

vỏ Để loại chúng, ta ngâm hạt trong môi trường kiềm nhẹ

2.1.2.4 Fitin

- Là muối đồng thời của canxi và magie với axit anozit phosphoric Chúngtập trung chủ yếu ở vỏ và chiếm 0,9% khối lượng chất khô của vỏ Khi thủy phântạo thành inozit C6H6(OH)6 và axit phosphoric Hợp chất cuối này là nguồn cung cấpphosphor cho nấm men, đồng thời làm tăng độ chua tác dụng của dịch cháo ở giaiđoạn đường hóa là biện pháp hữu hiệu nâng cao hiệu suất đường hóa

2.1.2.5 Vitamin

- Chứa vitamin: B1, B2, B6, PP, tiền vitamin A, E, axit pantotenic, biotin,axit pholievic và nhiều dẫn xuất vitamin khác Tuy hàm lượng thấp nhưng chúngđóng vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất malt vì chúng là nhân tố điều hòasinh trưởng của mầm

2.1.2.6 Chất khoáng

- Gồm: SiO2, MgO, CaO, Na2O, SO3, Fe2O3 đóng vai trò quan trọng trongsản xuất malt và bia Đặc biệt là nguyên tố phosphor vì nó đóng vai trò quan trọngtrong việc hình thành hệ thống đệm của dịch đường

2.1.2.7 Chất béo và lipoit

- Hàm lượng trong hạt dao động từ 2,55% lượng chất khô Tập trung chủyếu ở phôi và lớp alơron Chúng là loại dầu béo màu vàng café nhạt, có mùi thơm

Trang 10

nhẹ dễ chịu, chỉ số axit 16, xà phòng 181, iôt 125 Thành phần chủ yếu của các loạidầu béo trong đại mạch là este của glyxeriwovis các axit béo bậc cao.

- Ở giai đoạn ươm mầm, một phần chất béo và lipit thủy phân bởi enzyme

lipase Một số sản phẩm thủy phân được chuyển đến phôi để nuôi cây non, số còn

lại tồn tại trong dịch đường hoặc ra ngoài theo bã malt Chất béo và lipoit tồn tạitrong bia sẽ làm giảm độ bền keo của sản phẩm

2.1.2.8 Enzyme

- Là hợp chất hữu cơ có hoạt tính sinh học cao, cấu tạo phân tử phức tạp và

có vai trò đặc biệt trong sản xuất bia

- Giai đoạn hình thành hạt, hoạt lực enzyme rất cao Giai đoạn chín hoạt lựcgiảm đáng kể Sau khi sấy hàm ẩm còn 1113% thì enzyme trở thành trạng tháiliên kết Giai đoạn ngâm, hạt hút nước đến 46% thì hệ enzyme được giải phóng tạothành trạng thái tự do Đến giai đoạn ươm, hoạt lực enzyme đạt đến mức tối đa, nhờ đó

mà đường hóa chúng có khả năng thủy phân tối đa các hợp chất cao phân tử trong nộinhũ hạt

- Trong đại mạch, hệ enzyme rất phong phú Phân hai nhóm chính:

Hydrogenase

Decmolase

a Hydrogenase (enzyme thủy phân)

Cacbohydrase: Thủy phân gluxit cao phân tử Nhóm này phân hai nhóm

chính: polydase và hexozidase.

- Hexozidase: thủy phân di-saccarit, tri-saccarit và một số glucozit khác

thành các đường đơn

- Polyase: thủy phân glucozit cao phân tử Chúng bao gồm:

Diastase (    amylase): cắt tinh bột thành glucose, maltose, dextrin.

 Sitase: gồm sitolactase và sitolitase.

o Sitolactase: thủy phân hemixenlulose thành sản phẩm trung

gian

o Sitolitase: thủy phân tiếp sản phẩm trung gian thành các sản

phẩm cuối cùng là : pentose, hexose

Trang 11

- Protease: Thủy phân protein đến sản phẩm trung gian và cuối cùng là

axitamin và NH3

- Proteinase: thủy phân protein thành albumose, peptone, sau đó tiếp tục

phân cắt tới peptit, polypeptit Phân bố chủ yếu ở lớp alơron và phôi, trong đại mạchchúng nằm ở trạng thái liên kết, nhưng ở giai đoạn ngâm và ươm hạt, hoạt lực tăng35 lần

 pHopt=4,65

opt =50oC

- Peptidase: gồm dipeptidase và polypeptidase Chúng tá động lên di-peptit và

polypeptit để cắt chúng thành axitamin Trong đại mạch khô thì hoạt lực của chúngkhông đáng kể, trong giai đoạn ngâm và ươm hoạt lực của chúng tăng 35 lần

 pHopt=7,5

opt =5052oC pH<5 thì enzyme vô hoạt

- Amydase: cắt nhóm amin ra khỏi axit amin để tạo thành axit hữu cơ và NH3

- Esterase: Phân cắt mối liên kết este giữa các hợp chất hữu cơ khác nhau

hoặc giữa các hợp chất hữu cơ với vô cơ

- Lipase: phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với axit béo bậc

cao Nó chủ yếu phân bố ở phôi và lớp alơron Trong giai đoạn ươm mầm thì hoạtlực của chúng tăng rất nhanh, đến giai đoạn sấy thì bị phá hủy

- Fitase: phá vỡ liên liên kết este giữa axit phosphorit với inozit, tức là chúng

tham gia thủy phân

b Decmolase (enzyme oxy hóa khử)

Trang 12

- Xúc tác phản ứng oxy hóa khử của quá trình hô hấp và phân giải yếm khígluxit, nghĩa là chúng tham gia trực tiếp vào quá trình trao đổi chất của tế bào.Nhóm enzyme này đóng vai trò quyết định trong việc hoạt hóa và phát triển củaphôi ở giai đoạn ươm mầm, một số enzyme trong nhóm này còn tham gia phản ứngoxy hóa khử các hợp chất polyphenol, protein và một số hợp chất khác Tiêu biểu

trong nhóm có: hydrogenase, oxydase và catalase.

2.1.2.9 Nước

- Ảnh hưởng lớn đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt

- Hàm ẩm cao sẽ kích thích quá trình hô hấp và bốc nóng hạt (là hai yếu tốhao tổn chất khô)

- Thủy phần cao quá mức cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật pháttriển

- Hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa vào sản xuất là 13%

Trang 13

CaO: 80160 (mg/l); MgO: 2040 (mg/l); Ca: 1040 (mg/l); SiO: 515(mg/l); N2O5: 10 (mg/l) Ngoài ra các ion kim loại cũng ảnh hưởng đến khả năng hútnước của hạt Yêu cầu: Fe2+ < 0,3 (mg/l); Mn2+ < 0,05 (mg/l); Pb+ < 0,1 (mg/l); Cu2+

< 3 (mg/l); As+ < 0,05 (mg/l); Na+ < 3 5 (mg/l) Trong đó Fe2+ là nguyên tố gây ảnhhưởng rất lớn Sắt tồn tại trong nước chủ yếu dưới dạng Fe(HCO3)2 Với hàm lượngcao chúng gây ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của malt Ở giai đoạn ngâm, trên vỏhạt bị kết tủa một lớp mỏng Fe(OH)3, lớp này sẽ cản trở tốc độ hút nước của hạt, cảntrở sự tiếp xúc với oxy và giải phóng CO2 khi hạt hô hấp Ngoài ra, Fe2+ còn tham giaphản ứng hóa học với chất màu để tạo thành phức chất làm biến đổi màu của hạt đạimạch

Trang 14

3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

3.2.1 Nguyên liệu đại mạch

Formalin(40%)

Trang 15

Nguyên liệu đại mạch được lấy trong kho bảo quản, chọn hạt đồng đều vềkích thước, chứa ít tạp chất Hạt đại mạch có mầu sẫm đặc trưng, không bị mốc, sâu

3.2.2.2 Phương pháp thực hiện

+Thực hiện: Dùng thiết bị làm sạch hiệu Verticleaner VCC 600

+ Nguyên tắc hoạt động của thiết bị làm sạch:

Hạt đại mạch theo băng tải được đưa

vào phía trên thiết bị và được phân bổ đều

lên trên hình nón cụt Tại đây đại mạch được

làm sạch sơ bộ bằng hệ thống không khí tác

động kép thổi từ dưới lên nhằm chủ yếu loại

bỏ những hạt bụi có kích thước nhỏ, các tạp

chất nhẹ như cỏ, rác, rơm rạ… trước khi

được chuyển xuống hệ thống xoắn ốc Hệ

thống này được bao quanh bởi các tấm lưới

có kích thước lổ tăng dần và các thanh nam

châm vĩnh cửu Hoạt động của hệ thống này

là có thể tự quay trục của nó nhờ động cơ

được đặt dưới đáy thiết bị

Không khí ra

Không khí vào

1

2 3

Trang 16

3.2.3 Rửa và sát trùng hạt

3.2.3.1 Mục đích

- Loại bỏ những hạt lép, hạt không đạt tiêu chuẩn, các tạp chất mà trong quá

trình làm sạch và phân loại chưa loại bỏ hết

- Rửa sạch bụi và một số vi sinh vật, côn trùng bám trên bề mặt hạt

- Sử dụng biện pháp thích hợp để sát trùng hạt, tạo điều kiện thuận lợi chocác công đoạn tiếp theo

- Hạt được rửa trong công đoạn đầu của quá trình ngâm, các chất bẩn và tạpchất nhẹ theo nước nổi lên trên để được tháo ra ngoài

- Ta sử dụng formalin 40% để sát trùng hạt

- Nhiệt độ nước rửa : 15÷170C

- Thời gian rửa : 120 phút

3.2.4 Ngâm hạt

3.2.4.1 Mục đích

Cung cấp đủ lượng nước cho hạt nẩy mầm và phát triển mầm

Ta chọn phương pháp ngâm hoán vị nước - không khí

Nguyên tắc của phương pháp này là ngâm hạt trong nước một thời gian, sau

đó tháo nước để hạt “ngâm khan” trong không khí một thời gian sau đó lại ngâm hạttiếp trong nước, và làm đi làm lại như vậy cho tới khi hạt đại mạch hút đủ lượng

nước cho quá trình nảy mầm.

Các thông số trong quá trình ngâm

- Thời gian ngâm kể cả thời gian rửa: 48h

-Lượng nước sử dụng: 4,0 (m3/tấn nguyên liệu)

Trang 17

- Lượng không khí cần cho hạt đang ngâm nước 30 lít/phút cho 100kg đạimạch P = 0,5at.

- Lượng không khí cần cho hạt đang để

khan trong không khí là 35 (lít/phút) P = 1at

- Sử dụng chế phẩm Gibeleria để

kích thích quá trình nẩy mầm

Cách tiến hành:

Đại mạch từ buke được đưa xuống

thùng ngâm bằng bơm ly tâm Bơm ly tâm

dùng để đẩy hạt có cấu tạo đặc biệt là cánh

quạt phải to để sao cho khi bơm, hạt không

bị va đập làm gãy hoặc vỡ

Khi bơm chuyển đại mạch người ta

mở rộng van đáy, nước và hạt chảy vào bơm

và bơm đổ vào các thùng lên những chóp nón nón có đục lổ Nước sẽ theo đườngống chảy ra ngoài, còn hạt thì va đập vào chóp và sẽ văng đều ra khắp thùng Ởphần đáy nón của thùng ngâm có các ống ruột gà đồng tâm xếp cách đều Đườngống ruột gà này có đục lỗ và tất cả chúng đều nối trực tiếp với đường ống dẫn khínén Từ các lổ đục mắt sàng không khí sẽ sục đều vào khối hạt Ở giữa tâm thủng cómột đường ống đứng bằng kim loại, đường kính từ 1/121/15 đường kính củathùng Đường ống đứng này được nối liền với ống dẫn khí nén Khi không khí với

áp lực cao thổi qua, nước sẽ bị đẩy lên theo đường ống đứng và kéo theo cả hạt đạimạch Ở phía trên của ống đứng có gắn hệ thống bánh xe Nhờ có hệ thống bánh xenày mà hạt đẩy lên được hất văng ra trên mặt nước Với cơ cấu và phương

pháp hoạt động như vậy, khối hạt sẽ được đảo đều, bảo đảm khả năng cung cấp O2đều trong khối hạt và giải phóng CO2 trong khối hạt ra ngoài

Nước ngâm trong thùng được thay đổi theo chu kì (gián đoạn hoặc liên tục)

Để đảm bảo độ đồng đều khí O2 cấp cho hạt, ở mỗi thùng ngâm đều trang bị mộtthiết bị phối trộn, ở đó nước và không khí nén được tia vào và không khí sẽ bảo hoàvào nước Từ đây nước được đẩy vào khối hạt

Hình 3.2: Thiết bị ngâm

Trang 18

Khi hạt đã ngâm và hàm ẩm của nó đạt đến mức cần thiết thì chúng đượcchuyển đến sàn ươm mầm Từ thùng ngâm xuống sàn ươm mầm, hạt sẽ được dichuyển bằng phương pháp tự chảy.

3.2.5 Ươm mầm

3.2.5.1 Mục đích

- Giải phóng và tích lũy các hệ enzyme thủy phân

- Làm thay đổi khả năng thẩm thấu màng tế bào của nội nhủ nhờ enzyme sitase.

- Làm biến tính hay hòa tan protein của tế bào nội nhủ bởi hệ enzyme protease.

Hao phí chất khô của hạt đại mạch, %

Hô hấp Tổng hợp tế bào Hao phí chungNgày thứ nhất

1.081.71.990.990.610.510.21

0.450.841.071.060.130.22

1.082.152.832.061.670.640.23Tổng cộng cả

Các phương pháp và giai đoạn ươm mầm

a Phương pháp nẩy mầm thông gió.

Đây là phương pháp cổ điển hiện còn sử dụng nhiều trong các cơ sở sản xuấtmalt bia cũng như malt mạch nha, năng suất từ loại rất nhỏ đến rất lớn Sàn ươmmầm bằng xi măng phẳng, nhẵn, hơi nghiêng để dễ thoát nước, trong phòng ươmcần đặt quạt đẩy, quạt hút để lưu thông không khí và hệ thống điều hòa nhiệt độnhân tạo

Hạt sau khi ngâm được đổ thành đống trên sàn rồi san đều thành lớp dày, banđầu khoảng 40cm, sau đó giảm dần cho đến 10÷12cm ở giai đoạn cuối Thường

Trang 19

xuyên đảo trộn lớp malt, thông gió để đuổi CO2 và cung cấp không khí mới Có thểchia làm 3 thời kỳ sau.

+ Thời kỳ 1: (2 ngày đầu) tăng dần nhiệt độ đến 13÷140C, đảo trộn 2÷

b Nẩy mầm thông gió trong ngăn

+ Phòng nẩy mầm gồm các ngăn hở hình chữ nhật: dài 10÷15m, rộng3÷4m, cao 1,8÷2m, đáy hơi nghiêng để dễ thoát nước, cách đáy dày 60cm đặt mộtlưới sàn có lỗ với diện tích đáy lỗ 15÷20% diện tích sàn, mỗi ngăn có thể chứa 10

÷12% tấn hạt khô

+ Hạt ngâm xong đổ vào các ngăn rồi san đều theo chiều dày của lớpmalt trong ngày nẩy mầm, lượng nước ngâm thừa trong hạt theo lổ sàn xuống đáyrồi ra ngoài Malt được đảo trộn nhờ máy đảo trục thẳng đứng Thổi không khí khôvào lớp hạt (qua đáy sàn) sau 18÷20h thì thổi không khí lạnh và ẩm rồi đảo trộn

c Nẩy mầm thông gió trong thùng quay

+ Thiết bị là thùng hình trụ bằng thép, đặt nằm ngang trên hai giá đở

và quay được trên hai giá này nhờ động cơ quay thùng với hệ thống truyền độngbánh răng Có hai loại thùng quay: kín và hở Trong đó, thông dụng hơn là loạithùng quay kín, chiều dài thang 4÷6m, đường kính 2,3÷3m đảm bảo nẩy mầm được10÷12 tấn hạt khô

+ Hạt ngâm xong được đưa vào qua các cửa phía trên thùng rồi phân

bố đều trên lưới thép Không khí lạnh và ấm thổi vào thùng qua các lớp malt đangquay theo thùng rồi theo các ống góp ra ngoài thùng, thời gia nẩy mầm 7÷10ngày,tốc độ quay thùng 2,5÷3 (vòng/h)

+ Sau khi nẩy mầm xong cho thùng quay vào vị trí ngược với lúc nạphạt rồi mở cửa chắn để tháo hạt ra qua chính cửa nạp ban đầu

Ngoài ra còn có các phương pháp nẩy mầm liên tục và bán liên tục

Trang 20

- Cách tiến hành

+ Tiến hành trong điều kiện không chiếu sáng

+ Độ ẩm trong quá trình ươm: 45%

Bảng 3.1 Chọn chế độ ươm mầm malt đen

Ngày ươm Chiều cao lớp hạt cm Nhiệt độ khối hạt 0C Số lần đảo malt/ngày

Hình 3.3: Buồng xử lý khí

Trang 21

Không khí sau khi xử lí được chuyển đến (bằng quạt nén hoặc quạt hút) thiết

bị ươm mầm bằng hệ thống mương dẫn.Ta nên lắp bổ sung các vòi phun mù trongmương dẫn để tăng cường độ ẩm cho không khí Mương dẫn không khí phải nhẵn ởphía trong và tránh gấp khúc quá nhiều và cũng không nên có những gấp khúc kiểu

“tay áo”(góc gấp khúc không được thấp hơn 90o)

Buồng xử lí không khí dùng chung một buồng xử lí trung tâm, sau đó khôngkhí được thổi đến các nơi cần sử dụng theo đường ống riêng

Phòng ươm bao gồm một dãy ngăn hở hình chữ nhật Các ngăn được cáchvới nhau bằng các bức tường lửng bằng bê tông cốt thép hoặc gạch tráng xi măng.Đáy chính của ngăn bằng xi măng và hơi nghiêng để cho nước dễ thoát Cách đáychính một khoảng có đặt đáy lưới bằng kim loại Tiết diện của các lỗ không nhỏhơn 10%

Đáy lưới có cấu tạo cố định hoặc, đặt cách đáy chính 1,82m Dọc theo cáctường ngăn có đặt đường ray cho máy đảo làm việc Số ngăn ươm bằng số ngày ươm

Chiều cao của lớp hạt trong các ngăn phụ thuộc vào thể tích của hạt nảy mầm

và nó thay đổi từng ngày Cuối thời kỳ ươm mầm thể tích của hạt tăng lên khoảng1,5 lần

Hạt đã ngâm từ thùng

ngâm chuyển vào phòng ươm

nhờ bơm ly tâm Hạt được

phân bố đều trên bề mặt sàn

ươm và lúc đầu không thổi khí

Khi nhiệt độ của hạt đạt từ

15170C ta bắt đầu cho không

khí ẩm thổi qua lớp hạt từ dưới lên trên Thổi không khí có thể tiến hành gián đoạnhoặc liên tục Cứ 12 giờ tiến hành đảo hạt một lần, riêng ở thời kì hạt phát triểnmạnh thì sau 8 giờ đảo một lần Thời gian ươm mầm là 7 ngày

3.2.6 Sấy malt

3.2.6.1 Mục đích

- Dừng quá trình nẩy mầm và quá trình chuyển hóa tiếp theo

Hình 3.4: Thiết bị ươm mầm

Trang 22

- Cung cấp cho malt hương vị phù hợp cho loại bia làm từ chúng.

3.2.6.2 Phương pháp thực hiện.

Để thực hiện quá trình sấy malt ta sử dụng thiết bị sấy liên tục-lò sấy πCXA_5 CXA_5 Các thông số kỹ thuật trong sấy malt

- Nhiệt độ sấy cuối cùng: 1050C

- Độ ẩm cuối cùng của malt: 1,5%

Nguyên tắc vận hành của máy sấy này như sau:

Malt tươi được đổ vào lò sấy qua chóp 1 và được sấy sơ bộ ở camera 2 Sau

đó nhờ có bộ phận gạt tự động, malt được đổ xuống đều đặn và liên tục vào khoangchứa 5 và từ đây xuống 2

camera 9 Camera 9 được chia

làm bốn vùng sấy có nhiệt độ

và chế độ thông gió khác

nhau, được kí hiệu I, II, III và

IV từ trên xuống Không khí,

nhờ có quạt 18 được thổi qua

calorife 17 để nhiệt độ được

nâng lên thành tác nhân sấy

Qua cửa điều chỉnh 12 tác

nhân sấy được thổi lên hai

camera đứng chứa malt 9

Đường đi của không khí là đường ziczac Mổi lần qua vùng sấy khác, hướng đi của

nó lại đổi chiều Như vậy để đi hết các vùng sấy, số lần đổi chiều của tác nhân sấy

là bốn

Ở phía dưới của các vùng sấy, có đường ống 10, 11 dẫn không khí lạnh từngoài vào Tác dụng của không khí lạnh là để điều chỉnh lại nhiệt độ của tác nhânsấy trước lúc thổi vào khu vực sấy đó Khi không khí nóng đi hết vùng sấy I, chúngđược đưa ra ngoài qua quạt hút 19 Còn malt, sau khi đi hết vùng sấy IV thì đượcrơi xuống camera 13 Nhờ có các trục quay dạng cánh khế 14 chúng được hất xuống

Hình 3.5: Thiết bị sấy

Trang 23

máng 15 và được đưa ra ngoài bằng vít tải 16 Quạt nén 20 dùng để thổi không khínhiệt độ thường vào khối ướt để sấy sơ bộ chúng.

Ở vùng sấy I, nhiệt độ của tác nhân sấy là 40oC, còn nhiệt độ của malt đượcnâng lên 2627oC Với nhiệt độ đó, hàm ẩm của malt nhanh chóng hạ xuống 24%

Ở vùng sấy II, nhiệt độ của tác nhân sấy là 7080oC Ở nhiệt độ này tronghạt sẽ xảy ra mạnh mẽ các quá trình thuỷ phân, tạo tiền đề cho quá trình tạo hương

và vị của sản phẩm ở các bước tiếp theo

Ở vùng III và IV, nhiệt độ của tác nhân sấy là 100oC và hàm ẩm hạt được hạđến 1,5%, đây cũng chính là hàm ẩm cuối cùng của malt đen Nếu sấy malt vàng thinhiệt độ của vùng sấy II, III, IV thấp hơn so với malt đen Lò sấy liên tục ỊCXA-5

có ưu điểm hơn so với các loại lò sấy nằm ngang và đứng khác: dễ dàng điều chỉnhcác thông số sấy, tỉ suất công suất tính theo một đơn vị thể tích của hầm sấy lớn hơn23 lần, tiêu tốn nhiệt lượng ít hơn 2030% Toàn bộ thao tác của lò sấy cũng nhưviệc điều chỉnh các thông số sấy được tự động hoá 100% Mỗi ca làm việc, lò sấychỉ cần một công nhân vận hành Thời gian sấy rút ngắn chỉ còn 18h

3.2.7 Tách rễ mầm

3.2.7.1 Mục đích

Mầm rễ malt khô có tính hút nước mạnh, có vị đắng khó chịu, vậy phải tách

bỏ vỏ mầm để hạn chế sự hút ẩm, làm đẹp một hàng malt, đảm bảo chất lượng malt

để nấu bia không cho vị đắng khó chịu

một chiếc xa kéo sợi, vì vậy ta gọi hệ thống quay phía trong tang là xa quay Chiều

quay của xa ngược với chiều quay của tang ngoài và tốc độ quay cũng nhanh hơn

Trang 24

Khi malt khô được đổ vào tang quay nhờ vít tải thì xa và tang bắt đầu quay.Nhờ chuyển động ngược

chiều và chuyển động quay

của xa, cả khối hạt cũng

quay theo Khi khối hạt

và đưa đến xiclon để lọc

3.2.8 Bảo quản malt thành phẩm

3.2.8.1 Mục đích

- Làm giảm độ giòn vỏ malt để đến khi nghiền không bị nát

- Trong thời gian bảo quản hoạt lực enzyme ổn định, tạo ra sản phẩm cóhiệu suất thu hồi cao và chất lượng tốt

Các thông số kỹ thuật:

- Thời gian bảo quản: 6 tháng

- Nhiệt độ bảo quản: 20÷220C

- Bảo quản trong kho nhỏ: malt sau khi sấy được cho vào các xilo chứa

- Độ ẩm malt trong bảo quản: 5%

Malt được bảo quản trong xilô chứa là thích

hợp vì trong thời gian bảo quản, bề mặt tiếp xúc với

không khí ít hạt sẽ hút nước đến hàm ẩm 56% Với

Hình 3.7: Xilô bảo quản malt

Hình 3.6: Máy tách rễ malt

Trang 25

hàm ẩm này, vỏ của hạt sẽ mềm và dẻo, lúc nghiền không bị nát, tạo lớp màng lọc

lý tưởng cho quá trình lọc bã malt Cũng do hạt hút thêm nước, thể tích của chúng

sẽ tăng lên, đồng thời trong lúc này ở trong hạt xảy ra một số quá trình mà kết quảcủa chúng là:

- Hoạt lực amylase và protease tăng

- Hàm lượng đạm hoà tan tăng nhưng không đáng kể

Trước lúc bảo quản, nhiệt độ của malt cần hạ xuống 200C

4.1 Chọn các thông số ban đầu

4.1.1 Năng suất nhà máy

Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen với năng suất 40 tấn sản phẩm/ngày

Trang 26

4.1.2 Chọn các số liệu ban đầu của nguyên liệu

Khối lượng riêng của hạt ban đầu:  =650 (kg/m3)Khối lượng riêng của hạt sau khi tách mầm rễ:  =550 (kg/m3)

Hệ số trương nở so với đại mạch trước khi ngâm là: 1,5

Hệ số trương nở so với hạt trước khi ngâm là: 2,4

Hệ số trương nở của hạt so với trước khi ngâm là: 1,1

Độ ẩm của malt sau khi tách mầm rễ: w=2%

4.1.3 Tiêu hao nguyên liệu qua các công đoạn

Bảng 4.1 tiêu hao nguyên liệu qua các công đoạn

4.2.1 Cân bằng cho 1000 kg nguyên liệu

4.2.1.1 Khối lượng chất khô trong nguyên liệu

100

W 100 G

100



4.2.1.2 Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch

Trang 27

100 65

, 865

Thể tích:

53 , 1 650

, 865

100 73

, 858

100 44

, 781

Lượng nguyên liệu:

Trang 28





1,5) - (100

100 63

, 773

100 82

, 738

Thể tích malt thành phẩm:

37 , 1 550

90 , 753

Mầm rễ sau khi tách chiếm 15% thể tích nguyên liệu ban đầu, vậy thể tíchcủa mầm rễ là:

V =1,53×15% =0,23 (m3)

4.2.1.8 Lượng nước cần sử dụng cho quá trình rửa và ngâm đại mạch

Lượng nước cần thiết để rửa 1000 kg nguyên liệu là 2m3

Lượng nước cần thiết cho cả quá trình ngâm đại mạch:

2

) (a c n

Với a: lượng nước ngâm ban đầu; a =1,49 c: lượng nước ngâm trước khi kết thúc quá trình ngâm hạt; c =1,16 n: số lần thay nước; n =7  Thay số tính được Q = 9,28 (m3)

Vậy tổng lượng nước trong quá trình ngâm và rửa là:

V =2+9,28=11,28 (m3)

4.2.1.9 Lượng formalin sử dụng

Trang 29

2 , 1 995

100 6







4.2.2 Kế hoạch sản xuất của nhà máy

Nhà máy làm việc năm 12 tháng, ngày làm 3 ca

Bảng 4.2 Biểu đồ sản xuất nhà máy

Số ngày làm

4.2.3 Tính chi phí nguyên liệu cho một ngày

4.2.3.1 Năng suất của nhà máy: 40 tấn sản phẩm/ngày.

4.2.3.2 Lượng nguyên liệu cần cho sản xuất







90 , 753

40000 1000

4.2.3.3 Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch

Lượng chất khô sau khi làm sạch:

Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch:

Trang 30

14 , 52792 1000

00 , 995 43 , 53057

Thể tích của nguyên liệu:

18 , 81 1000

53 , 1 43 , 53057

4.2.3 4 Lượng nguyên liệu sau khi rửa và ngâm

Lượng chất khô sau khi rửa và ngâm:

1000

73 , 858 43 , 53057

Lượng nguyên liệu sau khi rửa và ngâm:

05 , 84374 1000

24 , 1590 43

, 53057

03 , 122 1000

3 , 2 43 , 53057

4.2.3.5 Lượng nguyên liệu sau khi ươm mầm

Lượng chất khô sau khi ươm mầm:

20 , 41461 1000

44 , 781 43 , 53057

Lượng nguyên liệu sau khi ươm mầm:

00 , 75384 1000

80 , 1420 43

, 53057

72 , 194 1000

67 , 3 43 , 53057

4.2.3.6 Lượng malt sau khi sấy

Lượng chất khô sau khi sấy:

82 , 41046 1000

63 , 773 43 , 53057

Lượng malt sau khi sấy:

84 , 41671 1000

41 , 785 43 , 53057

Thể tích của malt sau khi sấy:

Trang 31

14 , 89 1000

68 , 1 43 , 53057

4.2.3.7 Lượng malt sau khi tách rễ và mầm

Lượng chất khô còn lại:

00 , 39200 1000

82 , 738 43 , 53057

Lượng malt thành phẩm:

00 , 40000 1000

90 , 753 43 , 53057

Thể tích của malt sau khi tách rễ và mầm

69 , 72 1000

37 , 1 43 , 53057

4.2.3.8 Khối lượng rễ và mầm tính theo chất khô

Khối lượng rễ và mầm theo chất khô:

93 , 1846 1000

81 , 34 43 , 53057

Thể tích rễ và mầm :

20 , 12 1000

23 , 0 43 , 53057

4.2.3.9 Lượng nước cần dùng để rửa và ngâm

598,45 1000

28 , 11 43 , 53057

4.2.3.10 Lượng khí nén cần thiết

72 , 1591 1000

00 , 30 43 , 53057

4.2.3.11 Lượng formalin cần sử dụng

14 , 63 1000

19 , 1 43 , 53057

lượng(kg)

Thểtích(m3)

Khốilượng(kg)

Thể tích(m3)

Khốilượng(kg)

Thểtích(m3)

Trang 32

5.1 Cơ sở cân bằng nhiệt

- Giai đoạn cuối cùng của quá trình malt hóa đại mạch là sấy malt tươi Ở giaiđoạn này tính chất công nghệ của malt được định hình và ở chừng mực nào đó nóquyết định tính chất cảm quan của sản phẩm

- Chế độ của công nghệ sấy ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, vì sấy làquá trình trao đổi nhiệt rất phức tạp, nó làm thay đổi không những về kết cấu vật lý

mà còn cả thành phần hóa học bên trong và bên ngoài malt Do đó cần có chế độ sấythích hợp nhằm đảm bảo tính chất cảm quan và chất lượng của malt thành phẩm

- Tác nhân sấy là không khí sạch trong tự nhiên, được đốt nóng trongcalorifer và nhờ hệ thống quạt đẩy vào bên trong thiết bị sấy Nhà máy sử dụng lòhơi riêng để cung cấp nhiệt cho calorifer

Trang 33

- Nhà máy sử dụng thiết bị sấy ngược chiều Nguyên liệu vào tháp có độ ẩm45%, tiếp xúc với tác nhân sấy có nhiệt độ 100oC, do đó cường độ bốc hơi lớn vàcàng về đỉnh tháp sấy thì nhiệt độ giảm dần, cường độ bốc hơi cũng giảm dần.Chính vì vậy cường lực của quá trình sấy sẽ giảm dần theo đường đi của vật liệu sấy

và tác nhân sấy

- Các thông số ban đầu của vật liệu sấy và tác nhân sấy:

 Nhiệt độ vào của tác nhân sấy: t1=100oC

 Nhiệt độ tác nhân sấy ra t2 theo nhiệt độ bầu ướt: t2 = tư + (5÷10)oC

 Nhiệt độ nguyên liệu vào: t'

1=26oC (lấy bằng nhiệt độ môi trường)

2 = t'

s (5÷10)oC.Với t'

s: là nhiệt độ điểm sương của tác nhân sấy

 Độ ẩm nguyên liệu ban đầu: w1=45%

 Nhiệt độ môi trường: to=26 oC

 Độ ẩm môi trường ở to=26oC là o=81%

 Áp suất khí quyển: Pkq=1at

5.2 Xác định các thông số của không khí

5.2.1 Thông số trạng thái ban đầu của không khí

obh o

P P

Trang 34

=72,8 (kJ/kg kkk)

5.2.4 Độ ẩm của không khí sau khi qua calorifer

- Nhiệt độ của không khí sau khi qua calorifer: t1=100oC

- Hàm ẩm của không khí: x1=xo=0,0184 (kg ẩm/kg kkk)

Khi đó độ ẩm của không khí

( 0,622)

1 1

x P

= 149,50 (kJ/kg kkk)  1=0,0279=2,79%

5.2.6 Xác định nhiệt độ bầu ướt, nhiệt độ điểm sương

Trang 35

- Việc xác định nhiệt độ bầu ướt là cần thiết để khi tác nhân sấy ra khỏi thiết bịkhông bị ngưng tụ nước.

- Xác định nhiệt độ điểm sương để khi nguyên liệu ra khỏi tháp không bịngưng tụ ẩm trên bề mặt sản phẩm

- Trên đồ thị I-x, kéo dài đoạn thẳng xo=x1=0,0184 (kg ẩm/kg kkk) sẽ cắtđường =1 tại A Ta xác định được nhiệt độ điểm sương, Ts=24oC

- Trên đồ thị I-x, kéo dài đoạn thẳng I1=I2=149,50 (kJ/kg kkk) sẽ cắt đường

=1 tại C Ta xác định được nhiệt độ bầu ướt, tư =34oC Nhiệt độ tác nhân sấy rakhỏi máy sấy phải lớn hơn nhiệt độ bầu ướt khoảng 510oC, chọn lớn hơn 6oC

5.2.7 Hàm nhiệt của không khí ra khỏi máy sấy

Do chỉ tính cho quá trình sấy lý thuyết nên:

Trang 36

I2 = t2+(2493+1,97t2)x2

=> x2 =(2493 1,97 )

2

2 2

t

t I

Ở nhiệt độ t2 =40oC, áp suất hơi bão hoà Pb2 =0,0752at [15, tr 312]

Độ ẩm của không khí sau khi ra khỏi máy sấy là:

=> 2 =

bh

kq

P x

2 2

2 ) 622 , 0

1

x

x  = 0,042610,0184= 41,32 (kg kkk/kg ẩm) [15, tr102]

5.2.10 Tổng lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy

L =

o x x

w



2 = w.l [15, tr 102]

Trong đó w: Chênh lệch khối lượng của vật liệu trước và sau khi sấy: w=G1-G2

Lượng ẩm cần thiết bốc hơi từ nguyên liệu trong một ngày là:

Trang 37

Vậy lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy trong một giờ là:

L = 1404,6741,32=58041,10 (kg/h)

5.3 Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy

5.3.1 Lượng nhiệt cần thiết làm bay hơi một kg ẩm

Lượng nhiệt tiêu hao riêng được tính theo công thức:

q =(I2 - I0)  l (kJ/kg ẩm bay hơi) [15, tr 102]

q =(149,50-72,80)41,32 =3169,24 (kJ/kg ẩm bay hơi)

5.3.2 Tổng lượng nhiệt cần thiết trong quá trình sấy

Lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy được xác định bởi công thức

Q1 = L(I2 - I0) (kJ/h) [15, tr 102] Trong đó Q1: tổng lượng nhiệt cần thiết cho quá trình

L: lượng không khí khô cần thiết sấy trong 1giờ

Q1 = 58041,10(149,50-72,8)

= 4451752,37 (kJ/h)

5.3.3 Lượng nhiệt cần thiết cung cấp để đun nóng sản phẩm

Q2 = G1Csp(t1- to) (kJ/h) [12, tr43]

Cck  1  n 1

[12, tr 163]

Với Cck = 0,34 (kcal/kgoC) = 1,42 (kJ/ kgoC) [12, tr 163]

Trang 38

5.3.4 Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy

Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy chủ yếu do tổn thất ra môi trườngxung quanh, đun nóng thiết bị sấy và các tổn thất khác

Chọn tổn thất nhiệt là 5% so với tổng lượng nhiệt

= 0,054451752,37 = 222587,62 (kJ/h)

5.3.5 Nhiệt lượng của calorife cần cung cấp cho quá trình sấy

Qcal = Q1+Q2+QTT

= 4451752,37 +370386,72 +445175,24

= 5267314,33 (kJ/h)

5.4 Cân bằng nhiệt vào và ra thiết bị sấy

Trang 39

5.4.1 Nhiệt vào thiết bị sấy

5.4.1.1 Nhiệt lượng do không khí sấy mang vào

Q1V = L × I0 (kJ/h) [15, tr 49] = 58041,10 ×72,8

= 4225392,08 (kJ/h)

5.4.1.2 Nhiệt lượng do ẩm của nguyên liệu sấy mang vào

Q2V = Δw×t0 ×Ca (kJ/h) [15, tr 49] = 1404,67×26×4,19

= 153024,75 (kJ/h)

5.4.1.3 Nhiệt lượng do sản phẩm sấy mang vào

Q3V = G’1×C1×t1 (kJ/h) [15, tr 49] Trong đó: G’1: Lượng malt sau khi sấy,

G’1 = 41671,84 (kg/ngày)

=> G’1 =

24

84 , 41671

5.4.1.5 Tổng nhiệt lượng vào thiết bị sấy

QV = Q1V+Q2V+Q3V+Q4V [15, tr 49]

= 4225392,08 +153024,75+120987,24+4451752,37

Trang 40

= 8951156,44 (kJ/h)

5.4.2 Nhiệt lượng ra khỏi thiết bị sấy

5.4.2.1 Nhiệt do không khí sấy mang ra

Q1R = LI2 (kJ/h) [15, tr 49]

= 58041,10×149,50 (kJ/h) = 8677144,45 (kJ/h)

5.4.2.2 Nhiệt do sản phẩm sấy mang ra

Q2R = G2×C2×t2 [15, tr 49] Trong đó: C2 =

100

w )

100 (  2   2

,

= 0,35 (kcal/kg0C) = 1,463 (kJ/kg0C)

i: Hàm nhiệt của hơi nước ở nhiệt độ cuối t2

5.4.2.4 Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh

Q4R = 0,05×Q4V (kJ/h)

Định dạng
Số trang	84
Dung lượng	1,37 MB