Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen với năng suất 19.000 tấn sản phẩmnăm

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 2CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ CHẤT HỖ TRỢ KỸ THUẬT 5 2.1. Đại mạch 5 2.2. Chất hỗ trợ kỹ thuật 16 CHƯƠNG 3 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 18 3.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ 18 3.2. Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ 19CHƯƠNG 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 31 4.1. Chọn các thông số ban đầu 31 4.2. Tính cân bằng vật chất 31CHƯƠNG 5 CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 39 5.1 Cơ sở cân bằng nhiệt 39 5.2 Xác định các thông số của không khí 40 5.3 Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy 43 5.4 Cân bằng nhiệt vào và ra thiết bị sấy 45CHƯƠNG 6 TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 48 6.1. Tính xilô chứa và bunke chứa48 6.2. Thiết bị làm sạch đại mạch54 6.3. Thiết bị ươm55 6.4. Thiết bị đảo malt59 6.5. Thiết bị sấy malt59 6.6. Máy tách mầm, rễ60 6.7. Cân thành phẩm60 6.8. Máy điều hòa không khí ..60 6.9. Máy nén khí61 6.10. Bơm nước61 6.11. Tính và chọn gàu tải61 6.12. Tính và chọn vít tải65CHƯƠNG 7 TÍNH TỔ CHỨC 70 7.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy 70 7.2. Tổ chức lao động của nhà máy 71CHƯƠNG 8 TÍNH XÂY DỰNG 73 8.1. Kích thước các công trình 73 8.2. Tính khu đất xây dựng nhà máy 78CHƯƠNG 9 TÍNH HƠI NƯỚC 79 9.1. Tính hơi 79 9.2. Tính nước 79CHƯƠNG 10 KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM 81 10.1. Kiểm tra nguyên liệu 81 10.2. Kiểm tra độ trong, màu sắc, chỉ tiêu vi sinh của nước sau khi xử lý 81 10.3. Kiểm tra các công đoạn sản xuất 82CHƯƠNG 11 AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 86 11.1. An toàn lao động 86 11.2. Phòng chống cháy nổ chống sét88 11.3. Vệ sinh công nghiệp 89KẾT LUẬN92TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

Hiện nay malt chủ yếu là dùng để sản xuất các loại nước uống có độ cồn thấp(bia, nước giải khát…), trong đó malt dùng để sản xuất bia là nhiều nhất Ngoài ramalt còn dùng để chế biến các loại thực phẩm khác như bột dinh dưỡng, mạch nha,bánh kẹo…

Malt đen là loại malt có màu sẫm, hương và vị ngọt đậm,nó rất thích hợp choviệc sản xuất loại bia đen Đây là một loại bia chất lượng cao, ngày càng được sửdụng phổ biến trên thế giới và ở nước ta

Tính đến thời điểm này Việt Nam có hơn 500 nhà máy, cơ sở sản xuất bialớn nhỏ khác nhau Hiện nay chúng ta cũng đang chú trọng vào công nghệ sản xuấtbia đen để đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu

Tuy nhiên hầu như các nhà máy trong nước phải nhập malt từ nước ngoài,điều này làm cho giá thành sản phẩm bia cao

Do đó nhu cầu sản xuất malt (malt đen) ở trong nước với chất lượng cao và

ổn định về mặt lâu dài là rất cần thiết

Cho nên tôi chọn đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen với năng suất 19.000 tấn sản phẩm/năm”.

CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1 Sự cần thiết của đầu tư

Công nghiệp rượu bia đang phát triển và chiếm một lĩnh vực lớn trong đờisống

Cùng với sự phát triển của công nghiệp rượu bia thì công nghiệp sản xuấtmalt cũng phát triển Malt không những là tác nhân đường hóa mà còn là nguyênliệu chính để sản xuất bia

Thực tế thì nhà máy sản xuất malt ở nước ta chưa nhiều mà nhu cầu về maltlại rất lớn

Do đó yêu cầu về xây dựng một nhà máy sản xuất malt là cần thiết nhằm đểđáp ứng các tiêu chí sau:

-Nhu cầu về malt nguyên liệu

- Giảm nhập khẩu malt, hạ giá thành sản phẩm

-Giải quyết việc làm cho người lao động, giảm thiểu các tệ nạn xã hội.Qua quá trình khảo sát nghiên cứu khả năng cung cấp nguyên liệu, các yếu tốảnh hưởng đến việc lắp đặt, thi công, sự hoạt động cũng như khả năng thu hồi vốn,lãi của nhà máy thì đặt vị trí nhà máy tại khu công nghiệp Phú Bài-TT.Huế là thíchhợp

1.2 Cơ sở thiết kế

1.2.1 Vị trí địa lí

Khu công nghiệp Phú Bài nằm trên quốc lộ 1A, cách thành phố Huế 8km vềphía nam, nó nằm giữa Huế với Đà Nẵng, đây là 2 thành phố trung tâm của miềnTrung, nó nằm cạnh sân bay và có tuyến đường sắt đi qua nên rất thuận lợi cho giaothông Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình là 26oC, vớihướng gió chủ đạo là Đông Nam, tốc độ gió trung bình là 34 m/s, nhiệt độ thángnóng nhất trong năm là 38oC, số giờ nắng trung bình là 2000 giờ/năm, độ ẩm tươngđối là 84%

Vì yêu cầu 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

Nên việc đặt nhà máy tại khu công nghiệp Phú Bài có rất nhiều ưu thế choviệc 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 Tây

Âu, Australia, …

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

1.2.4 Nguồn cung cấp nhiên liệu

Nguồn nhiên liệu cần cho nhà máy như dầu DO, FO, xăng, nhớt … để cungcấp cho lò hơi, vận hành ô tô

Nhà máy nhập nhiên liệu cần cho sản xuất từ công ty xăng dầu gần đó

1.2.5 Nguồn cung cấp hơi

Trong nhà máy, hơi được sử dụng để sấy malt và do hệ thống các thiết bị lòhơi riêng của nhà máy có công suất lớn cung cấp

1.2.6 Nguồn cung cấp nước

Nhu cầu về nước của nhà máy sản xuất malt cho sản xuất, sinh hoạt, lò hơi làrất cần thiết Vì vậy lấy nguồn nước của khu công nghiệp qua xử lí và có giếng dựtrữ

1.2.7 Nước thải

Toàn bộ nước thải của nhà máy được qua hệ thống xử lí nước thải riêng rồicho thoát cùng với hệ thống thoát nước thải của khu công nghiệp

1.2.8 Nguồn nhân lực

Tập trung chủ yếu là nguồn nhân lực của khu vực miền Trung Đây chính lànguồn nhân lực chủ yếu góp phần nâng cao năng suất, đem lại hiệu quả kinh tế chonhà máy.

1.2.9 Tiêu thụ sản phẩm

Một số nhà máy bia gần nhà máy sản xuất malt này như các nhà máy bia ởcác tỉnh miền Trung đều có thể đăng kí mua sản phẩm của nhà máy, như: bia Huda,Lager, VBL, …

1.2.10 Giao thông, vận tải

Khu công nghiệp Phú Bài là khu công nghiệp nằm trên tuyến quốc lộ 1A nênrất tiện cho giao thông Và khu công nghiệp gần với cảng Chân Mây, một cảng lớncủa miền Trung nên rất thuận lợi cho giao thông đường thủy Do vậy việc nhậpnguyên liệu và xuất bán các sản phẩm cũng rất thuận lợi

Kết luận: qua tất cả những điều kiện đã nêu trên thì việc xây dựng nhà máysản xuất malt đen ở Phú Bài-TT Huế là cần thiết, hợp lí và đủ điều kiện để xâydựng

CHƯƠNG 2 NGYÊN LIỆU VÀ CHẤT HỖ TRỢ

KỸ THUẬT

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

2.1 Đại mạch

2.1.1 Vai trò của đại mạch

Trong quá trình sản xuất bia thì yêu cầu về chất lượng nguyên liệu malt là rấtquan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của bia được sản xuất, vì thếtrong quá trình sản xuất malt thì phải chọn nguyên liệu đáp ứng được yêu cầu củaloại bia được sản xuất.Có nhiều loại nguyên liệu dùng để sản xuất malt nhưng đạimạch là nguyên liệu chính dùng để sản xuất malt bia vì những lí do sau:

- Đại mạch dễ điều khiển quá trình ươm mầm

- Đại mạch cho tỉ lệ enzyme cân đối thích hợp với công nghệ sản xuất bia

- Vỏ đại mạch dai nên nghiền ít nát và tạo lớp trợ lọc rất xốp

- Malt đại mạch cho bia có hương vị đặc trưng hơn so với các malt khác

- Ở một số nước thì đại mạch dễ trồng hơn so với các loại lúa mạch khác

2.1.2 Yêu cầu của đại mạch

Thực tế ta có thể chọn giống đại mạch Barley 2 hàng chất lượng cao hoặcgiống đại mạch RIB0127

2.1.2.2 Về chất lượng, thành phần hóa học

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 hay

không Loại đại mạch được chọn phải có đủ các thành phần hóa học với một hàmlượng thích hợp cho việc sản xuất bia.

a Nước

Thuỷ phần của đại mạch có ảnh hưởng lớn đến quá trình vận chuyển và bảoquản hạt Hàm ẩm cao sẽ kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt Đạimạch có thuỷ phần cao sẽ làm tăng chi phí vận chuyển một cách vô ích Người ta đãxác định được rằng, hàm ẩm của đại mạch tăng 1% thì hiệu suất chiết thu hồi giảm0,76% Hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa đại mạch vào bảo quản là 13%

b Gluxit

Gluxit của hạt chia làm bốn nhóm : monosaccharit, disaccharit, trisaccharit

và polysaccharit

- Monosaccharit bao gồm : glucoza, fructoza (C6H12O6) và xiloza (C5H10O5)

- Disaccharit chủ yếu là saccharoza và maltoza (C12H22O11)

- Trisaccharit chủ yếu là rafinoza

- Polysaccharit là hợp phần chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit của hạtđại mạch Chúng bao gồm tinh bột, xelluloza, hemixelluloza, pentozan,amilan và các hợp chất dạng keo Ba cấu tử đầu tiên có ý nghĩa quan trọngnhất trong công nghệ sản xuất bia

+ Tinh bột

Tinh bột là cấu tử chiếm vị trí số một về khối lượng cũng như về ý nghĩa đốivới công nghệ sản xuất bia Hơn một nửa khối lượng chất khô của đại mạch là tinhbột Trong công nghệ sản xuất malt và bia, tinh bột có hai chức năng: chức năng thứnhất là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi và chức năng thứ hai là nguồn cung cấp chấthoà tan cho dịch đường trước lúc lên men

Yêu cầu về hàm lượng tinh bột của đại mạch là lớn hơn 65%, có thể là 70%

+ Xelluloza

Xelluloza của hạt đại mạch được phân bố chủ yếu ở lớp vỏ trấu và chiếmkhoảng 20% chất khô của vỏ Phân tử của xelluloza bao gồm khoảng 200010000gốc đường glucoza, sắp thành mạch dài, xoắn lại thành từng chùm Do cấu trúc đặc

biệt như vậy nên xelluloza rất dai và rất khó bị phân cắt trong môi trường bìnhthường.

Xelluloza không tan trong nước, hầu như không thay đổi về thành phần vàcấu trúc trong suốt tiến trình công nghệ sản xuất malt và bia

Xelluloza đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình lọc dịch đường vìlớp vỏ trấu là vật liệu tạo màng lọc phụ lí tưởng

Quá trình phá vỡ thành tế bào bởi nhóm enzym sitaza gọi là sitoliza Quátrình này đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn ươm mầm vì đây là bước đột phá đểcác enzym khác xâm nhập vào bên trong tế bào

+ Saccharit thấp phân tử

Saccharit thấp phân tử hay saccharit đơn giản trong đại mạch chủ yếu là một

số đường đơn và đường kép Cấu tử chiếm nhiều nhất trong nhóm này làsaccharoza, đạt tới 1,8% chất khô của hạt Loại đường này được phân bố rất nhiều ởphôi, chiếm đến 5,5% trọng lượng của bộ phận này

Lượng glucoza và fructoza trong hạt đại mạch là không đáng kể, tổng lượngđường ngược khoảng 0,30,4%, trong đó thì lượng glucoza có cao hơn một chút sovới fructoza

Các loại đường đơn giản trong hạt đại mạch tuy lượng không đáng kể nhưngđóng vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển của phôi, đặc biệt là ở giai đoạn đầucủa quá trình ươm mầm

d Các hợp chất chứa nitơ

Hàm lượng các hợp chất chứa nitơ trong đại mạch khoảng 9  11% so vớilượng chất khô của hạt Phần lớn các hợp chất này tồn tại dưới dạng cao phân tử,chúng được gọi là protit, còn một phần rất nhỏ tồn tại dưới dạng thấp phân tử, dểhoà tan, có các tính chất khác với nhóm cao phân tử Các hợp chất này quyết địnhchất lượng của sản phẩm cuối cùng

+ Protit.

Là chỉ số quan trọng thứ hai (sau tinh bột) để đánh giá xem lô hạt có đủ tiêuchuẩn để sản xuất malt hay không Nếu hàm lượng cao quá, bia dễ bị đục, rất khóbảo quản Ngược lại nếu quá thấp, quá trình lên men sẽ không triệt để, bia kém bọt,

vị kém đậm và kéo theo nhiều chỉ số non yếu khác

Hàm lượng protit tốt nhất cho mục đích sản xuất bia là 810% Khu vựcphân bố của protit ở trong hạt là lớp vỏ alơron và phôi, một phần nhỏ ở lớp tế bàobao quanh nội nhủ

Sự thuỷ phân là một trong những quá trình quan trọng nhất trong công nghệsản xuất malt và bia Các sản phẩm của quá trình thuỷ phân này đều đóng vai trònhất định trong tiến trình công nghệ Đặc biệt quan trọng là sản phẩm tạo thành doquá trình tương tác giữa các sản phẩm thuỷ phân của các hợp phần trong nội nhủnhư phản ứng melanoid

Khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia cũng như độ bền keo của chúng phụthuộc vào mức độ thuỷ phân của protit Không những thế, các thông số này còn phụthuộc vào tỉ lệ giữa các cấu tử sản phẩm tạo thành trong quá trình thuỷ phân.

Protit trong đại mạch được chia thành hai nhóm: protit đơn giản hay còn gọi

là protein và protit phức tạp hay còn gọi là proteid

Trong nhóm protein, các đại diện tiêu biểu là levkozin, edestin, hodein vàglutein Trong suốt quá trình sản xuất malt và bia thì levkozin, edestin và một phầnnhỏ của hodein hoà tan vào dịch đường và tồn tại trong bia, còn những cấu tử khácthì bị kết lắng và bị thải ra ngoài theo bã malt và cặn lắng

Proteid là những hợp chất được tạo thành từ một phân tử có bản chất protein

và một phân tử khác có bản chất là phi protein Đại diện cho nhóm này lànucleoproteid, lipoproteid, glucoproteid và phosphoproteid Đặc điểm chung củaproteid là kém hoà tan hoặc hoà tan không bền vững Trong công nghệ sản xuất biaproteid gây ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm vì thế ta phải loại bỏ tối đa cấu

tử này ra khỏi dịch đường

+ Các hợp chất chứa nitơ phi protit

Các đại diện tiêu biểu của nhóm hợp chất này là: albumoza, pepton, peptit,polypeptit và axit amin

Albumoza và pepton có vai tò rất lớn trong việc tạo và giữ bọt, đồng thời làmtăng thêm độ đậm đà của bia Mặt trái của hai hợp chất hữu cơ này là ở hàm lượngcao, chúng sẽ làm giảm độ bền keo của bia vì chúng là tác nhân gây đục bia

Peptit là hỗn hợp nhiều hợp chất mà phân tử của chúng cũng được tạo thành

từ các gốc axit amin nhưng số lượng ít hơn rất nhiều so với albumoza và pepton

Căn cứ vào số gốc axit amin hợp thành, chúng được chia ra dipeptid,tripeptid, polypeptid chúng dễ hoà tan vào dịch đường để tạo thành dung dịch bềnvững và tồn tại trong bia như là một trong những thành phần dinh dưỡng

Axit amin tự do tồn tại trong đại mạch với một lượng không nhiều, chỉ chiếmkhoảng 0,1% so với lượng chất khô của hạt

Tuy chiếm một tỉ lệ rất nhỏ nhưng vai trò của axit amin trong công nghệ sảnxuất bia rất lớn: là nguồn cung cấp nitơ cho nấm men, là tác nhân chính tạomelanoid, tham gia tạo bọt và tồn tại trong bia như một hợp phần dinh dưỡng quantrọng

e Các hợp chất không chứa Nitơ

+ Polyphenol và chất đắng

Polyphenol trong hạt đại mạch tập trung chủ yếu ở lớp vỏ Phần lớn nhữnghợp chất hoà tan được và tồn tại trong bia đều là những dẫn xuất của catechin,chúng thuộc nhóm flavonid Những hợp chất này có tính chất rất có lợi cho côngnghệ sản xuất bia là dễ dàng kết hợp với protit cao phân tử để tạo thành phức chất

dễ kết lắng, làm tăng độ bền keo của sản phẩm Mặt khác sự hoà tan của polyphenolvào dịch đường lại là nhân tố ảnh hưởng đến hương và vị của bia

Chất chát và chất đắng có trong đại mạch thuộc nhóm lipoid, chúng gây ra vịđắng khó chịu cho bia Để loại trừ chúng ta ngâm hạt trong môi trường kiềm nhẹ

+ Fitin

Fitin là muối đồng thời của canxi và magie với axit inozitphosphoric

C6H6O6 (H2PO3)6 Chúng tập trung ở vỏ và chiếm đến 0.9% chất khô của vỏ Khi bịthuỷ phân sẽ tạo thành inozit C6H6(OH)6 và axit phosphoric Hợp chất cuối cùngnày là nguồn cung cấp phospho cho nấm men, đồng thời làm tăng độ chua tác dụngcủa dịch cháo ở giai đoạn đường hoá

+ Chất khoáng

Trong đại mạch bao gồm các chất khoáng sau: SiO2, MgO, CaO, Na2O, SO

3, Fe2O3 Các chất khoáng của đại mạch đóng vai trò rất quan trọng trong quá trìnhsản xuất malt và bia Đặc biệt có ý nghĩa là nguyên tố phospho vì nó đóng vai tròchủ yếu trong việc hình thành hệ thống đệm của dịch đường

g Enzym

Enzym là những hợp chất hữu cơ, có hoạt tính sinh học rất cao, có cấu tạophân tử rất phức tạp và giữ một vai trò đặc biệt quan trọng trong công nghệ sản xuấtbia

Ở giai đoạn hình thành hạt, hoạt lực của các nhóm enzym rất cao Đến giaiđoạn hạt chín hoạt lực của chúng giảm một cách đáng kể Và đến lúc hạt sấy đếnhàm ẩm 1113% thì hầu hết hệ enzym trong hạt trở thành trạng thái liên kết Đếngiai đoạn ngâm, hạt hút nước bổ sung đến 4344% thì hệ enzym được giải phóngkhỏi trạng thái liên kết chuyển thành trạng thái tự do Đến giai đoạn ươm mầm hoạtlực của các enzym đạt đến mức tối đa, nhờ đó mà đến lúc đường hoá chúng có khảnăng thuỷ phân gần như hoàn toàn các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ của hạt

Trong đại mạch chứa một lượng enzym rất phong phú, chúng được xếp vàohai nhóm chính: hidrolaza và decmolaza.

+ Hydrolaza (nhóm enzym thuỷ phân).

Phụ thuộc vào cơ chất bị thuỷ phân, các enzym xúc tác được chia thành cácphân nhóm: cacbohydraza, proteaza và esteraza

 Cacbohydraza.

Nhóm enzym này thuỷ phân gluxit cao phân tử thành các sản phẩm thấpphân tử hơn Trong nhóm này có hai phân nhóm nhỏ: polyaza và hexozidaza.Hexozidaza là những enzym tham gia xúc tác thủy phân disaccharid, trisaccharid vàmột số glucozid khác, polyaza là những enzym thuỷ phân gluxit cao phân tử chúngbao gồm diastaza, amylaza và sitaza

-Diastaza: bao gồm hai enzym: -amylaza và -amylaza

+Enzym -amylaza phân cắt tinh bột thành glucoza và dextrin Trong đạimạch khô, không chứa -amylaza hoạt tính Chúng chỉ được hoạt hoá ở giai đoạnngâm và ươm mầm, là enzym chịu nhiệt nhưng -amylaza lại kém chịu chua, nhiệt

độ tối ưu của nó là 70°C còn pH= 5,7

+Enzym -amylaza tác động trực tiếp lên mạch amyloza, mạch nhánh và haiđầu mạch chính của amylopectin Sản phẩm thuỷ phân là đường maltoza và dextrin.Nhiệt độ tối ưu của nó là 630C, còn pH=4,7

- Sitaza: bao gồm hai enzym sitoclactaza và sitolitaza Sitoclastaza thuỷ phânhemixelluloza thành các sản phẩm trung gian còn sitolitaza thuỷ phân các sản phẩmtrung gian thành các sản phẩm cuối cùng là pentoza và hexoza Nhờ quá trình phâncắt này mà thành tế bào bị phá huỷ, tạo điều kiện thuận lợi cho các enzym khác xâmnhập vào bên trong tế bào Cũng do thành tế bào bị vỡ mà đến lúc sấy các hạt trởnên xốp Trong kỹ thuật sản xuất malt, hiện tượng này ảnh hưởng trực tiếp đến mức

độ nhuyễn của bán thành phẩm

Hexozidaza kiểm tra nhóm enzym tham gia phân cắt các loại đường kép vàđường bội ba thành các đường đơn.

 Proteaza.

Nhóm enzym này thuỷ phân protein thành các sản phẩm trung gian, sau đómột trong số các hợp chất này bị phân cắt thành các sản phẩm cuối cùng là các axitamin và amoniac

ra nhiều nhất ở nhiệt độ 580C

Peptidaza

Peptidaza bao gồm hai enzym đipeptiaza và polypeptidaza chúng tácđộng lên các phân tử của các đipeptit và polypeptid để phân cắt chúng thành axitamin Hoạt lực của enzym này trong các đại mạch khô là không đáng kể Đến giaiđoạn ngâm và ươm mầm, chúng tăng lên 23 lần

Peptidaza hoạt động mạnh nhất ở pH=7,5 và nhiệt độ 50  520C Nếu hạ

pH xuống dưới 5, nhóm enzym này bị vô hoạt

Amidaza

Chức năng chính của enzym amidaza là cắt nhóm amin khỏi axit amin để tạothành axit hữu cơ và giải phóng NH3 Chúng có thể phá vỡ mối liên kết peptid (-C0-NH-) của các amid để phá huỷ chúng

 Esteraza.

Nhóm enzym này phân cắt mối liên kết este giữa các hợp chất hữu cơ khácnhau, hoặc giữa các hợp chất hữu cơ và vô cơ Nhóm này bao gồm lipaza vàphosphataza

Lipaza

Chúng phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các axit béo bậccao Enzym này được phân bố chủ yếu ở phôi và lớp alơron Trong giai đoạn ươmmầm, hoạt lực của chúng tăng rất nhanh nhưng đến giai đoạn sấy malt thì chúng bịphá huỷ Nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của của lipaza là 350C, còn pH là 5

Amilophosphataza

Enzym này tham gia hỗ trợ các quá trình thuỷ phân tinh bột Chúng cắt mốiliên kết este của axit phosphoric trong phân tử amilopectin Nhờ có quá trình này,tinh bột được hồ hoá một cách dễ dàng hơn Nhiệt độ tối ưu của enzym là 700C còn

pH là 5,6

Fitaza

Enzym này phá vỡ mối liên kết este giữa axit phosphoric với inozit, tức làchúng tham gia thuỷ phân fitin Quá trình này đóng một vai trò quan trọng trongcông nghệ sản xuất bia và H3PO4 được giải phóng sẽ làm tăng độ chua tác dụng vàtăng cường lực đệm của dịch đường

+ Decmolaza (enzym oxy hoá-khử).

Nhóm enzym decmolaza xúc tác phản ứng oxi hoá khử của quá trình hô hấp

và phân giải yếm khí gluxit, chúng tham gia quá trình trao đổi chất của tế bào.Nhóm enzym này đóng vai trò quyết định trong việc hoạt hoá và phát triển của phôi

ở giai đoạn ươm mầm Đại diện tiêu biểu trong nhóm enzym này là dehydraza,oxydaza và catalaza

2.1.2.3 Về chỉ tiêu cảm quan, chỉ tiêu kỹ thuật

- Màu sắc cảm quan: hạt mẩy, hình elip, màu vàng sáng

7 Màu sắc cảm quan Hạt mẩy, hình elip, màu vàng sáng

2.1.3 Nguồn thu nhận và phương pháp bảo quản

2.1.3.1 Nguồn thu nhận

Chúng ta sử dụng giống đại mạch Barley 2 hàng chất lượng cao, các giốngđại mạch khác mà nhập khẩu từ các nước trồng và xuất khẩu Barley lớn trên thếgiới như Austraylia, Canada,Châu Âu…,hoặc có thể sử dụng giống RIB0127 doviện nghiên cứu bia, nước giải khát Việt nam tạo ra

2.1.3.2 Phương pháp bảo quản

Đại mạch sau khi nhập khẩu về tiến hành nhập vào các xilô, bảo quản ở điềukiện bình thường (25  30oC, độ ẩm nguyên liệu W<13%)

Thời gian bảo quản là 6-8 tuần

2.2 Chất hỗ trợ kỹ thuật

2.2.1 Nước

- Vai trò: Trong công nghệ sản xuất malt thì nước là một chất hỗ trợ kỹthuật, nước được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau: nước dùng để rửa, ngâmđại mạch mạch, vệ sinh phân xưởng v.v nên lượng nước dùng trong nhà máy rấtnhiều.

- Yêu cầu: Trong nhà máy nước được lấy từ nguồn nước ngầm thông quagiếng khoang Thành phần và tính chất của nước rất ít khi đáp ứng được yêu cầucông nghệ do vậy ta phải tiến hành xử lý nước Quá trình này bao gồm các côngđoạn : lắng trong và lọc, làm mềm nước, bổ sung thêm các thành phần cần thiết chonước và cải tạo thành phần sinh học của nước

Những yêu cầu cơ bản của nước dùng trong sản xuất malt:

Nước phải trong suốt không mùi, không có vị lạ và không chứa sinh vật gâybệnh Độ cứng của nước tốt nhất là 7mg đương lượng /lít

Pb+<0,1mg; Cu2+<3mg/l; A5<0.05mg/l; Na<35mg/l Trong đó Fe2+ là nguyên tố 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

vỏ hạt bị kết tủa một lớp mỏng Fe(OH)2, lớp này sẽ cản trở đến tốc độ hút nước củahạt, cản trở sự tiếp xúc oxy và giải phóng CO2 khi hạt hô hấp

Ngoài ra Fe2+ còn có thể tham gia phản ứng hoá học với các chất màu để tạothành các phức chất làm biến đổi màu của hạt đại mạch

Chất khử trùng nước: clorua vôi CaOCl2 hoặc canxi hypoclorit Ca(OCl) 2

Ở đây nhà máy dùng dung dịch formalin 1 1,5 kg/tấn đại mạch

CHƯƠNG 3 DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

(formalin)

Khí nén

Ngâm(T= 72 h )

điều hòa

- Tiến hành: Công việc làm sạch được

thực hiện trong thiết bị: quạt sàng, máy tách

kim loại

Đại mạch khô với hàm ẩm từ

1113% sau khi bảo quản ít nhất 6-8 tuần ta

có thể đưa vào sản xuất malt Trước lúc đi

vào dây chuyền sản xuất, đại mạch phải

được làm sạch

+ Quạt sàng: dùng để quạt bụi, hạt

lép , rơm rạ, các tạp chất nhẹ, đá sỏi và

nhiều tạp chất khác có trong khối hạt

Bộ phận làm việc của quạt sàn bao

gồm một vít tải để chuyển hạt đến quạt và hệ

thống sàn rung gồm hai hoặc ba sàn

* Nguyên tắc hoạt động : Đại mạch được vít tải đổ vào quạt qua phễu Ở

đây có con quay để điều chỉnh lượng hạt đổ xuống sàn thứ nhất Sàn này bé nhất

trong 3 sàn của quạt và nằm hơi nghiêng so với hai sàn kia, sàn thứ nhất có lỗ sànhình tròn đường kính 10-12mm Sàn này giữ lại các tạp chất lớn như đá , sỏi, quecủi, sợi rơm, các cọng lá v.v Đồng thời lúc này hệ thống quạt hút làm việc Khôngkhí bị hút đi qua lớp hạt và sẽ cuốn theo bụi, các tạp chất nhẹ như cỏ, lá, rơm rạ bé

Và sau đó chúng lắng xuống phễu lắng, còn bụi theo đường ống để đi vào xiclôn

Hạt đi qua sàn thứ nhất được đổ xuống sàn thứ hai có đục lỗ sàng hình bầudục với kích thước lỗ 25x 4, 5 mm Sàn thứ hai sẽ giữ lại các tạp chất lớn Qua sànthứ hai hạt đổ xuống sàn thứ ba Sàn này có lỗ hình bầu dục kích thước 20x 2 mm,sàn này sẽ giữ lại đại mạch và cho qua cát, sỏi và các tạp chất có kích thước bé, cáctạp chất và bụi được thu gom vào thùng chứa riêng, đại mạch đã làm sạch được thugom bằng một kênh riêng, ở đó chúng sẽ được thổi bằng luồng không khí mạnh nhưvậy bụi và các rác nhỏ còn sót lại trong khối hạt sẽ đựơc loại trừ nốt

+ Thiết bị làm sạch bằng từ tính:

Máy làm sạch bằng từ tính sẽ loại trừ các mạt sắt ra khỏi khối hạt Bộ phậnchủ yếu của thiết bị là thanh nam châm vĩnh cửu Dòng của khối hạt đổ xuống mặtnghiêng được điều chỉnh bằng một van hãm Khi đi qua mặt phẳng nghiêng tất cảcác vật có từ tính đều bị giữ lại, còn đại mạch rơi xuống phễu và chuyển ra ngoài.Chiều dày của lớp hạt trượt trên mặt phẳng nghiêng tối đa là 5mm và tốc độ dài củachúng là 0, 5m/s

3.2.3 Rửa và sát trùng hạt

- Mục đích: + Loại bỏ những hạt không đạt tiêu chuẩn

+ Rửa sạch bụi và các vi khuẩn bám trên bề mặt hạt

+ Sát trùng hạt tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp theo

- Tiến hành: Hạt được rửa sạch trong quá trình ngâm hạt Khi ngâm các chất bẩn

có trên hạt sẽ hòa tan vào nước và các tạp chất nhẹ sẽ nổi lên trên rồi vớt ra ngoài

Để cho hạt được sạch hơn, người ta thường cho vào nước ngâm hạt một ít formalinvới lượng 0,35kg/m3

3.2.4 Ngâm hạt

3.2.4.1 Mục đích

Hạt trước khi ngâm có độ ẩm nhỏ (<14 %) Lượng nước này trong hạt phân

bố ở tế bào, có nhiệm vụ liên kết các phân tử dạng keo, chúng không thể dịchchuyển từ tế bào này sang tế bào khác, tức là không tham gia vào quá trình chuyểnđổi năng lượng Lượng nước này gọi là lượng nước liên kết Với hàm ẩm thấp nhưvậy chúng không thể hoạt hóa phôi để phát triển thành cây non Muốn thực hiệnđiều này hạt phải hút thêm một lượng nước bổ sung nhờ vào việc ngâm hạt

Mục đích của quá trình ngâm hạt là tạo điều kiện để hạt hút thêm một lượngnước tự do sao cho tổng hàm ẩm của hạt đạt trên 40% Chỉ với hàm ẩm cao như vậyquá trình ươm mầm sau này mới đảm

bảo tiến trình bình thường

3.2.4.2 Cách tiến hành

- Quá trình ngâm hạt bao gồm

các công đoạn sau: rửa hạt, loại bỏ

các tạp chất nổi, sát trùng hạt và hoạt

hoá hoạt động sống của hạt bằng cách

thổi O2 và thải CO2 cho hạt

- Trong khi chọn giải pháp công

nghệ cho việc ngâm đại mạch cần

đáp ứng các yêu cầu sau đây:

+ Thời gian mà hạt hút nước đến

Đại mạch từ bunke được đưa xuống thùng ngâm bằng cách tự chảy hoặcđược bơm bằng bơm ly tâm Bơm ly tâm dùng để đẩy hạt có cấu tạo đặc biệt là cánhquạt phải to để sao cho khi bơm, hạt không bị va đập làm gãy hoặc vỡ Nếu sự dichuyển đại mạch được thực hiện bằng phương pháp tự chảy thì các thiết bị ngâmphải đặt thứ tự từ tầng cao xuống tầng thấp chứ không cùng đặt trên cùng mặt bằng

Khi bơm chuyển đại mạch người ta mở rộng van đáy, nước và hạt chảy vàobơm và bơm đổ vào các thùng lên những chóp nón có đục lỗ 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 (3) 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 (2) Từ các lỗ đục mắt sàng không khí sẽ sục đều vào khối hạt Nếu thổi mạnh,hạt ở trong thùng sẽ rung với tần số cao và hạt sẽ được rửa sạch Ở giữa tâm thùng

có một đường ống đứng bằng kim loại (1) , đường kính từ 1/12 1/15 đường kínhcủa thùng Đường ống đứng này được nối liền với ống dẫn khí nén Khi không khívới áp lực cao thổi qua, nước sẽ bị đẩy lên theo đường ống đứng và kéo theo cả hạtđại mạch Ở phía trên của ống đứng có gắn hệ thống bánh xe Nhờ có hệ thống bánh

xe này mà hạt đẩy lên được hất văng ra trên mặt nước Với cơ cấu và phương pháphoạt động như vậy, khối hạt sẽ được đảo đều, bảo đảm khả năng cung cấp O2 đềutrong khối hạt và giải phóng CO2 trong khối hạt ra ngoài

Nước bẩn sau khi rửa được tháo ra qua ống tháo nước bẩn (5) Sau đó, nướcsạch được cho vào theo đường ống (4) để tiến hành ngâm hạt

Nước ngâm trong thùng được thay đổi liên tục Để đảm bảo độ đồng đều khí

O2 cấp cho hạt, ở mỗi thùng ngâm đều trang bị một thiết bị phối trộn, ở đó nước vàkhông khí nén được tia vào và không khí sẽ bão hoà vào nước

Khi hạt đã ngâm đến hàm ẩm đạt mức cần thiết thì chúng sẽ được chuyển đếnsàn ươm mầm Từ thùng ngâm xuống sàn ươm mầm, hạt sẽ được di chuyển bằngphương pháp tự chảy

- Thông số kỹ thuật khi ngâm:

+ Nhiệt độ nước ngâm: 15- 16oC

+ Thời gian ngâm: 72 h

+ Độ ẩm đạt được sau ngâm: W= 46%

3.2.5 Ươm mầm

3.2.5.1 Mục đích

- Giải phóng và tích lũy các hệ enzym thủy phân

- Tạo điều kiện để các hệ enzym thủy phân một phần các chất có trong hạt từ dạng phức tạp sang dạng đơn giản

3.2.5.2 Cách tiến hành

- Nhiệm vụ của quá trình ươm mầm là tạo được malt giàu enzym, chứa các chấthoà tan tốt và mất mát tinh bột ít nhất Muốn đạt được nhiệm vụ này cần phải dựavào thiết bị và chế độ công nghệ ươm mầm thích hợp

- Ở nhà máy này sử dụng phương pháp ươm mầm thông gió trong catset (ươmmầm “luống di động”)

- Nguyên lý của phương pháp này là trong quá trình ươm mầm ta tiến hành chothổi không khí có nhiệt độ và độ ẩm tương đối, trùng lặp với điều kiện phòng ươm,xuyên khối hạt Việc thổi không khí như vậy nhằm các mục đích:

+ Cấp oxi cho khối hạt

+ Điều chỉnh nhiệt độ trong khối hạt

+ Giải thoát CO2 ra khỏi khối hạt

Lớp malt dày và chặt ở giai đoạn đầu của quá trình ươm, ở mức độ nào đócản trở sự xuyên qua của không khí để vào đến tất cả các hạt ở trong khối malt Vìnguyên nhân này mà thời gian của giai đoạn đầu, giai đoạn đặc trưng bởi sự xuấthiện của rễ, bị kéo dài (34 ngày)

Để cho hàm ẩm của malt không bị giảm, không khí thổi vào khối hạt phải có

độ ẩm tương đối trên mức bão hòa Nhiệt độ của không khí thổi vào phải thấp hơnnhiệt độ phòng ươm 12oC, có như thế thì không khí xuyên qua, do lực cản củakhối hạt nó sẽ nóng lên bằng nhiệt độ phòng ươm là cùng

Để bảo đảm các thông số như trên, không khí trước lúc thổi vào khối hạt phảiđược bão hoà hơi nước và điều chỉnh nhiệt độ: nếu nhiệt độ ngoài trời thấp hơn

nhiệt độ phòng ươm mầm thì phải sấy nóng, ngược lại thì phải làm lạnh Công việc

xử lí các thông số của không khí cho phù hợp với điều kiện ở phòng ươm gọi là xử

lí nước, nhiệt không khí và được tiến hành trong một camera gọi là buồng xử lí

nước nhiệt (hình vẽ)

*Cấu tạo và nguyên tắc làm việc của buồng xử lí nước nhiệt

Cấu tạo của buồng xử lí rất đơn giản: một mặt bằng nhỏ, có xây nhiều tườnglửng (để tăng chiều dài đường đi của không khí), phía trên lắp đường ống dẫn nướcnén và vòi hoa sen phun Để phun mù được đều khắp, các vòi phun nên bố trí lệchtheo kiểu bàn cờ Nước nén để phun mù có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ phòng ươm -

về mùa hè, và cao hơn - về mùa đông

Để không khí sau khi đi ra khỏi buồng xử lí có các thông số như ta yêu cầu, lưu lượng quạt thổi, đường đi của không khí, nhiệt độ và áp lực phun của nước, …

ta phải tính toán cho phù hợp

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

bị ươm mầm bằng hệ thống mương dẫn Đường đi của không khí hay là độ dài củamương dẫn phải phù hợp với tốc độ di chuyển của không khí Nếu độ dài củamương dẫn quá lớn thì trên đường di chuyển, hơi nước của không khí sẽ ngưng tulại trên thành mương Trong trường hợp như vậy, trong mương dẫn nên lắp bổ sung

các vòi phun mù để tăng cường độ ẩm cho không khí Mương dẫn không khí phảinhẵn ở phía trong và tránh gấp khúc quá nhiều và cũng không nên có những gấpkhúc 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 cách vớinhau bằng các bức tường lửng bằng bêtông cốt Đáy chính của ngăn bằng xi măng

và hơi nghiêng để cho nước dễ thoát Thiết bị của hệ này có chiều dài từ 40÷50m,rộng 3÷4m Diện tích của mỗi luống được tính cho 9 ngày ươm và được chia ra 18đối tượng được gọi là “vùng bán nhật” Tất cả các luống ươm đều có đáy dạng lướihoặc đục lỗ mắt sàng, vật liệu chế tạo thường là thép không rỉ, ở phía trên của đáy làlớp malt còn phía dưới là khoảng không có chiều cao lớn hơn 0,7m thường dùng để

bố trí hệ thống đường ống dẫn khí, không khí sạch được dẫn vào khoang có thông

số khác nhau chúng phải phù hợp với tiến trình ươm của malt ở vùng bán nhật đó

Việc đảo malt được thực hiện nhờ máy đảo theo kiểu guồng quay, các gàu tải

có hình chiếc máng dài và được liên kết với nhau theo kiểu gàu tải

Các thao tác thực hiện: Đại mạch ở thùng ngâm được chảy xuống vùng bánnhật thứ nhất của ngăn ươm đầu tiên chúng được dàn đều thành lớp dày 0,8m, sau12h ươm nhờ hệ thống máy đảo malt (4) lô hạt được dịch chuyển đến vùng bán nhậtthứ hai ở phía sau, giải phóng vùng bán nhật thứ nhất và tại đây hạt được tiếp tục đổvào Sau 12h thì tiến hành đảo malt một lần và cứ thế lô đại mạch ở phía trước đượcdịch chuyển thụt lùi sang vùng bán nhật phía sau, quá trình được tiếp tục cho đếnvùng bán nhật thứ 18 của ngăn 9 và đến ngày thứ 9 thì đại mạch sẽ chuyển thànhmalt và được hệ thống vít tải vận chuyển đến thiết bị sấy

- Thông số kỹ thuật khi ươm:

+ Thời gian ươm: 9 ngày

+ Chế độ ươm: 16oC trong 4 ngày đầu, 20oC trong 5 ngày sau

+ Độ ẩm sau ươm: 44,5%

3.2.6 Sấy Malt

3.2.6.1 Mục đích

- Đưa malt về độ ẩm bảo quản được

- Tiêu diệt các vi sinh vật có hại khi sấy ở nhiệt độ cao

- Tạo cho malt có chứa các chất sinh màu, sinh mùi thích hợp cho công nghệ bia sau này

3.2.6.2 Cách tiến hành

Để thực hiện quá trình sấy malt ta sử dụng thiết bị sấy liên tục - lò sấyЛCXA_5.CXA_5

- Nguyên tắc vận hành của máy sấy này như sau:

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

từ ngoài 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 cách khế (14) chúng được hấtxuống máng (15) và được đưa ra ngoài bằng vít tải (16) Quạt nén (20) dùng để thổikhông khí nhiệt 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 trong hạt

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 2,8%, đây cũng chính là hàm ẩm cuối cùng của malt đen Nếu sấy malt vàng thìnhiệt độ của vùng sấy II, III, IV thấp hơn so với malt đen

Chu kì sấy một mẻ malt đen là 48h

Lò sấy liên tục JICXA-5 có ưu điểm hơn so với các loại lò sấy nằm ngang

và đứng khác: dễ dàng điều chỉnh các thông số sấy, tỉ suất công suất tính theo mộtđơn vị thể tích của hầm sấy lớn hơn 23 lần, tiêu tốn nhiệt lượng ít hơn 2030% Toàn bộ thao tác của lò sấy cũng như việc điều chỉnh các thông số sấy được tựđộng hoá 100% Mỗi ca làm việc, lò sấy chỉ cần một công nhân vận hành

- Yêu cầu của sản phẩm malt đen sau khi sấy:

+ Hàm ẩm còn 2,8%

+ Tạo được nhiều melanoid

+ Màu của malt phải nâu, rất sẫm

+ Tạo được nhiều chất chiết hòa tan bổ sung

- Thông số kỹ thuật khi sấy:

+ Nhiệt độ sấy: tmax= 105oC

+ Thời gian sấy một mẻ: 48 h

nhiều rượu bậc cao trong quá trình lên men bia Vì hai lí do này, rễ malt cần phảiloại bỏ.

Việc loại bỏ rễ phải tiến hành ngay sau khi sấy xong, khi hạt malt còn nóng

và rễ malt còn giòn Nếu chậm hơn, do rễ có tính hút nước cao, lại có cấu tạo nhiềumao quản cho nên rễ hút nước rất nhanh Nếu để rễ hút nước thì sẽ rất dai, khó tách

3.2.7.2 Cách tiến hành

- Ở nhà máy này, việc tách rễ malt được thực hiện bằng máy đập rễ

Bộ phận chính của máy đập rễ là một tang quay đục lỗ mắt sàn với kíchthước lỗ sàn dài: 25mm, rộng: 1,5 mm Phía trong tang quay (2) , theo chiều dọc,lắp một trục quay

quay của xa ngược

với chiều quay của

tang ngoài và tốc độ

quay cũng nhanh hơn

Khi malt khô được đổ vào tang quay nhờ vít tải (7) thì xa và tang bắt đầuquay Nhờ chuyển động ngược chiều và chuyển động quay của xa, cả khối hạt cũngquay theo Khi khối hạt quay, chúng tạo ra ma sát và nhờ có bộ phận mái chèo “gạt”các lớp hạt cho nên rễ malt bị đứt khỏi hạt một cách dễ dàng Rễ lọt qua mắt sàn củatang quay và rơi xuống máng hứng ở phía dưới và nhờ có vít tải, chúng được đẩy rangoài Còn malt sạch sẽ được dồn về một phía và cũng đổ xuống máng và được

chuyển ra ngoài nhờ cùng một hệ thống vít tải (hình vẽ) Bụi và các loại vỏ cùng tạpchất nhẹ phát sinh trong thời gian tách rễ, được hút ra ngoài nhờ quạt hút và đưa đếnxiclon để lọc.

3.2.8 Bảo quản malt

Malt vừa sấy xong không nên đem xử lý để nấu bia ngay vì lúc đó malt rấtgiòn nên đem nghiền sẽ nát nhiều và sau đó rất khó lọc Đôi khi còn làm cho đườnghóa khó, lên men kém và dễ làm cho bia đục Để tránh hiện tượng này, malt trướckhi đem vào sản xuất bia phải được bảo quản 34 tuần

Hoạt lực hệ enzim thuỷ phân chưa ổn định, quá trình đường hoá diễn ra khó khăn, hiệu suất thu hồi sản phẩm chưa đạt giá trị cao nhất

- Trong thời gian bảo quản, hạt sẽ hút nước đến hàm ẩm 56% Với 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

Trước lúc bảo quản, cần hạ nhiệt độ của malt xuống dưới 25oC

Malt sau khi đưa vào xilô chứa sẽ được cho vào bao, sau đó đưa vào kho bảo quản

CHƯƠNG 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

4.1 Chọn các thông số ban đầu.

4.1.1 Năng suất của nhá máy.

Malt thành phẩm 19000 tấn sản phẩm /năm

4.1.2.Chọn các số liệu ban đầu của nguyên liệu

- Độ ẩm ban đầu của đại mạch: W= 12,5%

- Khối lượng riêng của đại mạch: ρ= 670 kg/m3

- Khối lượng riêng của matl sau khi sấy: ρ= 650kg/m3

- Độ ẩm của đại mạch sau khi rửa, ngâm: W= 46%

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

- Độ ẩm của đại mạch sau khi nảy mầm: W= 44,5%

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

- Độ ẩm của malt sau khi sấy W= 2,8%

Độ ẩm của malt sau khi tách mầm rễ W= 2,8%

4.1.3 Chọn tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn

Bảng 4.1 Mức tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn

Công đoạn Làm sạch Rửa và

4.2.1 Tính cân bằng vật chất cho 1000 kg nguyên liệu

4.2.1.1 Nguyên liệu ban đầu

Khối lượng chất khô: 875 , 00

100

5 , 12 100

4.2.1.2 Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch

Lượng chất khô sau khi làm sạch: 868 , 00

100

) 8 , 0 100 ( 875

100 00 , 868

4.2.1.3 Lượng nguyên liệu sau khi rửa và ngâm

Lượng chất khô sau khi ngâm: 859 , 32

100

) 0 , 1 100 ( 868

100 32 , 859





Thể tích của nguyên liệu sau khi ngâm: V=1,5 x 1,48 =2,22 m3

4.2.1.4 Lượng nguyên liệu sau khi nảy mầm

Lượng chất khô sau khi nảy mầm: 777 , 68

100

) 5 , 9 100 ( 32 , 859

100 68 , 777





x

kgThể tích nguyên liệu sau khi ươm: V  2 , 4x1 , 48  3 , 55m3

4.2.1.5 Lượng malt sau khi sấy

Lượng chất khô sau khi sấy: M= 769 , 91

100

) 1 100 ( 68 , 777

100 91 , 769

Lượng chất khô còn lại là: M = 769,91(100100 -4,5)= 735,26 kg

Lượng malt thành phẩm: M = 756 , 44kg

8 , 2 100

100 26 , 735

m

4.2.1.7 Lượng chất khô tách ra theo mầm, rễ

Lượng chất khô tách ra theo mầm rễ là :

M =

100

769,91x4,5

= 34,65 kg Lượng mầm rễ tách ra là :

M =

100

792,09x4,5

= 35,65 kg Theo [5, tr 217] thì thể tích rễ,mầm khi tách chiếm 15% thể tích của lượng nguyên liệu ban đầu, do đó thể tích của rễ và mầm là:

0 , 222 3

100

48 , 1 15

m

x

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

Ngâm 1000 kg đại mạch khô thì thể tích hữu dụng của thùng là:

670

1000 25 , 1



670: khối lượng riêng của đại mạch, kg

Cứ 1000 kg đại mạch sẽ chiếm thể tích 0,74 m3 chặt tuyệt đối [5, tr 97]

Lúc đó lượng nước ngâm cần cho vào lúc ban đầu:

1,87 - 0,74 = 1,13 m3

Chọn vận tốc dòng nước: 0,26 l/s = 936 l/h = 0,936 m3/h

Thời gian ngâm: 72 h

Lượng nước cần thiết cho quá trình ngâm là:

1000 1,13x992

+ 0,936x72 = 68,51 m3

Lượng nước cần thiết cho quá trình rửa 1000 kg đại mạch là 2 m3 [5, tr 97]

Do đó tổng lượng nước cần cho quá trình ngâm và rửa trong 48h là:

2 , 1 992

4.2.1.11 Lượng không khí điều hòa cần dùng trong quá trình ươm

Từ bảng 7.1 [5, tr 109], ta chọn lượng O2 hấp thụ trong 1 ngày của 100g chất khô là 1.050 ml = 1,0510-3 m3

Với 1000 kg đại mạch thì lượng O2 hấp thụ là:

L = 10,5 m3 /ngày Vậy lượng O2 cần thiết cho quá trình ươm là :

L = 15 , 95

1000

5 , 10 33 , 1519

4.2.2 Kế hoạch sản suất của nhà máy

Nhà máy làm việc một năm 12 tháng, một ngày làm 3 ca.Trong đó có tháng

10 là nghỉ để vệ sinh và bảo dưỡng thiết bị sản xuất

Bảng 4.2 Biểu đồ sản xuất của nhà máy

4.2.3 Tính chi phí nguyên liệu cho 1 ngày

4.2.3.1 Năng suất của nhà máy

67 , 66666 1000



x

m3

4.2.3.3 Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch

Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch:

1000

992 13 , 88132



x

kg/ ngàyThể tích của nguyên liệu:

1000

48 , 1 13 , 88132



x

m3

4.2.3.4 Lượng nguyên liệu sau khi rửa và ngâm

Lượng nguyên liệu sau khi ngâm:

1000

33 , 1591 13 , 88132

m

x



4.2.3.5 Lượng nguyên liệu sau khi nẩy mầm

Lượng nguyên liệu sau khi nẩy mầm:

1000

94 , 1426 13 , 88132



x

kg/ ngàyThể tích của nguyên liệu:

1000

55 , 3 13 , 88132

m

x



4.2.3.6 Lượng malt sau khi sấy

Lượng malt sau khi sấy:

1000

09 , 792 13 , 88132



x

kg/ ngàyThể tích của malt sau khi sấy:

1000

63 , 1 13 , 88132



x

kg/ ngày Thể tích của malt thành phẩm:

V = 102 , 23

1000

16 , 1 13 , 88132

Lượng mầm rễ tách ra là :

M =

1000

5,65 88132,13x3

= 3141,91 kg /ngày Thể tích mầm rễ tách ra là:

lượng(kg)

Thểtích(m3)

Khối lượng (kg)

Thể tích(m3)

CHƯƠNG 5 CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG

5.1 Cơ sở cân bằng nhiệt

Chế độ sấy ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm, vì sấy là mộtquá trình trao đổi nhiệt và rất phức tạp làm thay đổi không những cấu trúc vật lý màcòn cả thành phần hoá học Do đó cần có một chế độ sấy thích hợp đảm bảo tínhchất cảm quan và thành phần hóa học trong malt thành phẩm.

Tác nhân sấy được sử dụng là không khí sạch trong tự nhiên được đốt nóngtrong calorife tạo thành tác nhân sấy và nhờ hệ thống quạt đẩy vào bên trong thiết bịsấy Nhà máy sử dụng lò hơi riêng để cung cấp nhiệt cho calorife

Nhà máy sử dụng thiết bị sấy ngược chiều Nguyên liệu vào tháp sấy mangmột lượng ẩm lớn W = 44,5%, lúc đầu nó được sấy sơ bộ ở nhiệt độ môi trường to =

26oC , sau đó nó được tiếp xúc với tác nhân sấy có nhiệt độ to = 60oC , càng về cuốiquá trình sấy nhiệt độ của tác nhân sấy tăng dần to

max = 105oC đồng thời nhiệt độcủa vật liệu sấy tăng lên, cường độ bốc hơi ẩm giảm dần

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

 Nhiệt độ vào của tác nhân sấy t1=105oC

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

 Nhiệt độ nguyên liệu vào t'

 Độ ẩm nguyên liệu ban đầu w1=44,5%

 Độ ẩm sau khi sấy w2=2,8%

 Nhiệt độ môi trường to=26oC

 Độ ẩm môi trường ở to =26oC là o=84%

 Áp suất khí quyển Pkq =1 (at)

5.2 Xác định các thông số của không khí

5.2.1 Các thông số trạng thái của không khí

Trạng thái ban đầu của không khí trước khi qua calorife là:

b o

b o

P P

5.2.3.Hàm nhiệt của không khí ẩm:

Nhiệt lượng của không khí ẩm:

Io = to + (2493 + 1,97xto)Xo (kJ/kg kkk) [4, tr 96]

Io = 26 + (2493 + 1,97  26)x0,0188 = 73,93 (kJ/kg kkk)

5.2.4 Hàm ẩm của không khí sau khi qua calorife

Nhiệt độ của không khí sau khi qua calorife t1 = 105oC

X P

bh

kq

Trong đó: P = 1at : Ap suất chung của khí quyển

Pbh= 1,24 at: áp suất hơi nước bão hoà ở nhiệt độ 105oC [8, tr 314]

1 = 1,24x(01,x01880,01880,622)= 0,0238 = 2,38%

5.2.5 Hàm nhiệt của không khí nóng sau khi qua calorife