Thiết kế nhà máy sản xuất malt diastilin năng suất 30000 tấn sản phẩmnăm

MỤC LỤCMỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 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. Đặc điểm tự nhiên 2 1.2.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu 2 1.2.3. Nguồn cung cấp điện 3 1.2.4. Nguồn cung cấp nhiên liệu 3 1.2.5. Nguồn cung cấp nước 3 1.2.6. Nước thải 3 1.2.7. Nguồn nhân lực 3 1.2.8. Tiêu thụ sản phẩm 4 1.2.9. Hệ thống giao thông vận tải 4 1.2.10. Kết luận 5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 6 2.1. Sản phẩm malt diastilin 6 2.2. Nguyên liệu 6 2.2.1. Cấu tạo của hạt đại mạch 7 2.2.2. Thành phần hóa học của đại mạch gồm: 8 2.3.Các chất hỗ trợ kỹ thuật 13 2.3.1. Nước 13 2.3.2. Hoá chất 14 2.4. Các quá trình sinh hóa: 14 2.4.1. Biến đổi sinh hóa trong quá trình ươm mầm: 14 2.4.2. Các biến đổi trong quá trình sấy: 16 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 18 3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ: 18 3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ 19 3.2.1. Nguyên liệu đại mạch: 19 3.2.2 Làm sạch : 19 3.2.3. Rửa và sát trùng hạt 20 3.2.4. Ngâm hạt 21 3.2.5. Ươm mầm 22 3.2.6. Sấy malt 25 3.2.7 Tách mầm và rễ cho malt khô 27 3.2.8. Bảo quản malt 28 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 29 4.1. Chọn các thông số ban đầu 29 4.1.1. Năng suất của nhà máy 29 4.1.2. Chọn các số liệu ban đầu của nguyên liệu 29 4.1.3. Sự hao phí nguyên liệu qua từng công đoạn 29 4.2. Cân bằng vật chất 29 4.2.1. Tính cân bằng vật chất cho 1.000 kg nguyên liệu 29 4.2.2. Kế hoạch sản suất của nhà máy 34 4.2.3. Tính chi phí nguyên liệu cho 1 ngày 34 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 39 5.1. Tính xilô chứa nguyên liệu 39 5.2. Thiết bị làm sạch 40 5.3. Bunke chứa nguyên liệu sau làm sạch 41 5.4. Thiết bị ngâm, rửa đại mạch: 42 5.5. Thiết bị chứa formalin 42 5.6. Máy nén khí 44 5.7. Thiết bị ươm mầm 44 5.8. Thiết bị đảo malt 46 5.9. Thiết bị chứa dung dịch Gibberelin 46 5.10. Thiết bị điều hòa không khí 47 5.11. Máy sấy malt 48 5.12. Máy tách mầm và rễ 48 5.13. Xilô chứa malt thành phẩm 49 5.14. Thùng chứa mầm và rễ malt 50 5.15. Bơm nước 50 5.16. Thiết bị làm lạnh nước 51 5.17. Thiết bị đóng bao 51 5.18. Tính gàu tải 51 5.19. Tính cơ cấu vận chuyển bằng băng tải 56 CHƯƠNG 6: TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 63 6.1. Tính tổ chức 63 6.1.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy 63 6.1.2. Tổ chức lao động của nhà máy 64 6.2. Tính xây dựng 65 6.2.1. Kích thước các công trình 65 6.2.2. Tính khu đất xây dựng nhà máy 72 Chương 7: TÍNH HƠI NƯỚC 73 7.1.Tính hơi 73 7.1.1. Tính nhiệt cho phân xưởng sấy 73 7.1.2. Tính hơi 80 7.2. Tính nước 80 7.2.1. Tính nước dùng cho sản xuất 81 7.2.2. Tính tiêu hao nước dùng trong sinh hoạt 81 7.3.Nhiên liệu 83 CHƯƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM 85 8.1. Kiểm tra nguyên liệu 85 8.2. Kiểm tra độ trong, màu sắc và chỉ tiêu vi sinh của nước sau khi xử lý 85 8.3. Kiểm tra các công đoạn sản xuất 85 8.3.1. Kiểm tra công đoạn làm sạch 85 8.3.2. Kiểm tra công đoạn rửa và ngâm đại mạch 85 8.3.3. Kiểm tra công đoạn ươm mầm 85 8.3.4. Kiểm tra công đoạn sấy malt 86 8.3.5. Kiểm tra chất lượng của sản phẩm 86 CHƯƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 89 9.1. An toàn lao động 89 9.2. Những nguyên nhân gây ra tai nạn 89 9.3. Những biện pháp hạn chế tai nạn 89 9.4. Những yêu cầu cụ thể 90 9.5. Phòng chống cháy nổ chống sét 91 9.6. Vệ sinh công nghiệp 91 KẾT LUẬN 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 PHỤ LỤC 96

Malt có thể dùng để chế biến các loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng caonhư bột dinh dưỡng cho trẻ em, các loại đồ uống tổng hợp cho người già, dùnglàm tác nhân dịch hoá trong công nghệ sản xuất rượu cồn từ tinh bột, làm tácnhân đường hoá trong sản xuất bánh kẹo, mạch nha Nhưng công dụng lớn nhấtcủa malt là dùng để sản xuất các loại nước uống có độ cồn thấp.

Theo số liệu của Hiệp hội Bia-Rượu-Nước giải khát Việt Nam, dù kinh tếkhó khăn nhưng ngành bia vẫn phát triển tốt Chỉ tính riêng những nhãn hiệu biasản xuất trong nước, trong năm 2010, đã có hơn 2,7 tỷ lít bia được tiêu thụ Sứctăng trưởng mạnh mẽ của thị trường bia đã khiến nhiều nhà sản xuất nước ngoàingạc nhiên

Chính phủ đã chỉ đạo xây dựng ngành Rượu-Bia-Nước giải khát Việt Namthành một ngành kinh tế mạnh Do vậy, việc sử dụng tối đa nguyên liệu trongnước để phát triển sản xuất các sản phẩm chất lượng cao là một chủ trương quantrọng và đúng đắn Nếu ngành rượu bia Việt Nam tự đáp ứng được nguyên liệutrong nước để phục vụ sản xuất ngành mình thì sẽ có thể giảm bớt sự phụ thuộcquá lớn vào nhập khẩu nguyên liệu ngoại và đỡ lãng phí ngoại tệ

Để hạn chế sự nhập malt từ nước ngoài thì việc nghiên cứu xây dựng nhàmáy sản xuất malt là một hướng đi đúng đắn mà nhà nước ta cần quan tâm đầu tưthích đáng

Trước bối cảnh đó tôi được phân công đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất

malt diastilin năng suất 30000 tấn sản phẩm/năm ” Sản phẩm của nhà máy sản

xuất ra sẽ đáp ứng phần nào nhu cầu nguyên liệu malt trong nước đồng thời đemlại cho nhà nước một nguồn lợi lớn

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1 Sự cần thiết của đầu tư

Trước sự phát triển của nền kinh tế như hiện nay thì đời sống con ngườingày càng cao, nhu cầu sử dụng các sản phẩm thực phẩm là rất lớn và rất đadạng Vì vậy hiện nay, nước ta có khá nhiều các nhà máy thực phẩm như nhàmáy bia, nước giải khát, bánh kẹo, tinh bột Hầu hết các nhà máy bia có ở khắpcác nơi trên cả nước như nhà máy bia SaiGon, nhà máy bia Huda Huế

Đi cùng với sự phát triển của công nghiệp bia thì công nghiệp sản xuất maltcũng phát triển không kém

Trong sản xuất rượu bia, malt không những là tác nhân đường hóa mà còn

là nguyên liệu chính để sản xuất bia

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

- Thay thế malt nhập khẩu

- Tăng ngân sách cho nhà nước

- Giải quyết việc làm cho người lao động, giảm thiểu các tệ nạn xã hội

- Có tiềm năng xuất khẩu sang các nước trong khu vực

Với việc khảo sát nghiên cứu khả năng cung cấp nguyên liệu đại mạch vàcác yếu tố ảnh hưởng đến việc lắp đặt, thi công sự hoạt động cũng như khả năngthu hồi vốn, lãi thì đặt vị trí nhà máy tại khu công nghiệp Hòa Khánh thành phố

1.2.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Nguyên liệu của nhà máy là đại mạch, nó không phát triển được ở nhữngnước có khí hậu nhiệt đới Do đó nguyên liệu của nhà máy sẽ được nhập khẩu từ

nước ngoài Với hệ thống giao thông của thành phố và hệ thống cầu cảng lớn thìviệc nhập khẩu và vận chuyển nguyên liệu sẽ rất thuận tiện và nhanh chóng.

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

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

Nhà máy sử dụng hơi đốt cung cấp từ lò hơi riêng của nhà máy Các loạinhiên liệu như dầu FO, dầu DO, dầu diezel, xăng, được cung cấp từ các trạmxăng dầu của khu vực

1.2.5 Nguồn cung cấp nước

Nhu cầu về nước trong nhà máy là rất lớn: nước dùng trong sản xuất, trongsinh hoạt, vệ sinh nhà xưởng… Đặc biệt là sản xuất malt cần có nguồn nướcsạch, mới đảm bảo chất lượng cho sản phẩm Để đáp ứng được điều đó nhà máy

sử dụng nguồn nước từ nhà máy nước của Thành phố qua hệ thống xử lý nướccủa nhà máy trước khi đưa vào sản xuất

1.2.6 Nước thải

Nước thải của nhà máy chứa một hàm lượng COD và BOD cao do đó cầnphải được qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy trước khi thải ra hệ thốngthoát nước chung của khu công nghiệp

1.2.7 Nguồn nhân lực

Nguồn nhân lực chủ yếu của nhà máy là ở thành phố Đà Nẵng và ở các tỉnhMiền Trung, Tây Nguyên Trên địa bàn thành phố có các trường đại học, caođẳng, trung cấp… Đây là nguồn cung cấp cán bộ kỹ thuật cho nhà máy Riêngtrường đại học Bách Khoa Đà Nẵng có các nghành như công nghệ sinh học, côngnghệ hoá thực phẩm, điện kỹ thuật, cơ khí…đủ để phục vụ cho nhu cầu cán bộcủa nhà máy

Hơn nữa nhà máy sẽ đưa các cán bộ của nhà máy đi học thêm để về phục vụkhi nhà máy đi vào hoạt động

1.2.8 Tiêu thụ sản phẩm

Sản phẩm của nhà máy sẽ được cung cấp cho các công ty bia trên địa bànthành phố Đà Nẵng và các nhà máy bia khác trong cả nước

1.2.9 Hệ thống giao thông vận tải

Đà Nẵng là thành phố nằm ở trung độ của cả nước, là đầu mối giao thôngnối vùng Châu Á – Thái Bình Dương và Thế Giới Từ Đà Nẵng đến thủ đô HàNội 765km về phía Bắc và Thành phố Hồ Chí Minh 964km về phía Nam

Thành phố Đà Nẵng giáp biển Đông với hệ thống Cảng biển Tiên Sa, SôngHàn, Liên Chiểu nên Đà Nẵng được coi như một thành phố Cảng biển

Các trung tâm kinh doanh thương mại quan trọng của các nước trong vùngĐông Nam Á và Thái Bình Dương đều nằm trong phạm vi bán kính 2.000km màtâm là Thành phố Đà Nẵng Thành phố hội tụ đủ những điều kiện về truyềnthống lịch sử, quy mô dân số, vị trí địa lý, hạ tầng kỹ thuật giao thông như sânbay quốc tế, cảng nước sâu (cảng Tiên Sa,…) để trở thành một trong nhữngtrung tâm sản xuất công nghiệp, thương mại và du lịch quan trọng tại Việt Nam

và Đông Nam Á Đà Nẵng là thành phố trực thuộc Trung ương và là một trongnhững trung tâm kinh tế - văn hóa - khoa học công nghệ của cả Miền Trung ViệtNam Lợi thế so sánh của thành phố tại khu vực ngày càng rõ nét từ khi hầmđường bộ Hải vân và tuyến đường 14B đi vào hoạt động Đà Nẵng đang trở thànhđầu cầu thuận lợi, điểm đến lý tưởng của tuyến “Hành lang Đông - Tây” nối ViệtNam với Lào – Thái Lan – Mianma

Bên cạnh việc lựa chọn vị trí thích hợp sẽ ảnh hưởng đến hoạt động sau nàycủa 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 đặttại khu công nghiệp Hoà Khánh có nhiều ưu thế cho việc xuất malt đi các nơikhác

Khu công nghiệp Hòa Khánh có diện tích là 423,5 ha, thuộc phường HòaKhánh, Hòa Hiệp quận Liên Chiểu và xã Hòa Liên, huyện Hòa Vang, thành phố

Đà Nẵng Cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 10 Km, cách cảng biển Tiên Sa 20 Km,cảng Sông Hàn 13 Km, cảng biển Liên Chiểu đang xây dựng 5 Km

1.2.10 Kết luận

Qua đó tôi quyết định chọn địa điểm khu công nghiệp Hoà Khánh ở Thànhphố Đà Nẵng để xây dựng là thuận tiện và hợp lý Các điều kiện trên cho phépgiảm bớt chi phí đầu tư, đảm bảo sự hoạt động liên tục, giảm được giá thành sảnphẩm, mang lại hiệu quả kinh tế cao Việc xây dựng nhà máy sản xuất maltdiastilin với năng suất 30.000 tấn/năm là hoàn toàn có tính khả thi

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1 Sản phẩm malt diastilin

Mỗi loại malt mang lại cho bia hương vị và chất lượng đặc trưng riêng.Malt vàng dùng để sản xuất bia vàng, malt đen sản xuất bia đen Malt diastilin sẽlàm giảm nồng độ diastilin - gây đắng cho bia, làm ảnh hưởng đến chất lượngcủa bia

Đặc biệt trong malt diastilin có rất nhiều enzim cần thiết cho quá trình sản

xuất bia, trong đó phải kể đến nhóm enzim Diastaza Diastaza phân cắt tinh bột

thành các sản phẩm dạng đường và dextrin Đây là nhóm enzim quan trọng nhất

trong công nghệ sản xuất bia Diastaza bao gồm hai enzim: -amylazaamylaza và -amylaza amylaza.

+ Enzim -amylazaamylaza phân cắt tinh bột thành glucoza và dextrin Nhờ quá

trình phân cắt này, độ nhớt của dịch cháo nhanh chóng giảm xuống Trong kỹthuật sản xuất bia, quá trình này được gọi là quá trình dịch hóa Trong đại mạchkhô, không chứa -amylaza hoạt tính Chúng chỉ được hoạt hoá ở giai đoạnngâm và ươm mầm, là enzim chịu nhiệt nhưng -amylaza lại kém chịu chua,nhiệt độ tối ưu của nó là 70°C còn pH= 5,7

+ Enzim -amylazaamylaza tác động trực tiếp lên mạch amyloza, mạch nhánh và

hai đầu mạch chính của amylopectin Sản phẩm của quá trình phân cắt này làđường maltoza và dextrin Nhiệt độ tối ưu của nó là 630C, còn pH = 4,7

2.2 Nguyên liệu

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất malt

là đại mạch Ngoài ra, để thực hiện được qui

Có hai loại đại mạch, đại mạch hai hàng và đại mạch đa hàng Đại mạch haihàng được dùng chủ yếu cho công nghiệp sản xuất bia Dấu hiệu đặc trưng của chúng

là hình dáng của hạt rất cân đối

2.2.1 Cấu tạo của hạt đại mạch

Cấu tạo của hạt đại mạch gồm ba bộ phận chính: vỏ, nội nhủ và phôi

Thành phần hoá học của vỏ trấu chủ yếu là xelluloza kết chặt lại nhờ chấtkhoáng và lignin

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 màngbán thấm: chỉ cho nước thấm vào bên trong hạt đồng thời giữ các chất hoà tantrong hạt không 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 nhiềunhất trọng lượng của vỏ Ở đại mạch hai hàng có chất lượng cao, lượng vỏ trấuchiếm khoảng 78% trọng lượng chất khô của hạt, còn ở đại mạch đa hàng

Hình 2.2 Cấu tạo của hạt đại mạch [12]

chiếm đến 11% Trọng lượng của vỏ chiếm từ 10,5  13% trọng lượng của hạt.

Kích thước hạt càng bé, tỉ lệ vỏ càng cao so với trọng lượng của khối hạt [1, tr 8]

2.2.1.2 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, chấtbéo, đường, xelluloza, pentoza, vitamin và chất tro Vì lớp alơron của đại mạch

đa hàng dày hơn đại mạch hai hàng cho nên hàm lượng protein của chúng nhiềuhơn

Dưới lớp alơron mới đến phần nội nhũ của hạt Cấu trúc của nội nhũ gồmcác tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một ít protein, xelluloza,

chất béo, tro và đường [1, tr 10]

2.2.1.3 Phôi

Phôi là phần sống của hạt Trọng lượng của phôi chỉ chiếm khoảng 2,2 5% so với trọng lượng của hạt Vai trò của phôi có tầm quan trọng đặc biệtkhông những đối với sự sống lưu truyền của cây mà ngay cả trong công nghệ sảnxuất bia

Phôi nằm ở dưới, gần đế của hạt bao gồm phôi lá, phôi rễ và nằm giữachúng là phôi thân

Tiếp giáp giữa phôi và nội nhũ là ngù Ngù là một màng bán thấm: nó chỉcho phép các chất hoà tan từ nội nhũ thấm qua để chuyển về phôi và nước từ phíaphôi đi vào nội nhũ

Phôi chiếm tỉ lệ không đáng kể so với trọng lượng của hạt Mặt khác trongquá trình chế biến, các thành phần trong phôi hoà tan rất ít vào dịch đường Nhưvậy đối với công nghệ sản xuất bia, giá trị dinh dưỡng của phôi hầu như khôngđáng kể, mà vai trò to lớn của nó là ở chỗ: đây là trạm hoạt hoá và là nhà máysản xuất enzim, mà nếu thiếu nó thì cơ sở lí thuyết của quá trình sản xuất malt coi

như sụp đổ [1, tr 11]

2.2.2 Thành phần hóa học của đại mạch gồm:

2.2.2.1 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 Đại mạch có thuỷ phần cao sẽ làm tăng chi phí vận tải một cách vô ích.Người ta đã xác định được rằng, hàm ẩm của đại mạch tăng 1% thì hiệu suấtchiết thu hồi giảm 0,76% Hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa đại mạch vào bảo

quản thường nhỏ hơn 14% [1, tr 12]

- Disaccharid chủ yếu là saccharoza và maltoza (C12H22O11)

- Trisaccharid chủ yếu là rafinoza

- Polysaccharid là hợp phần chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit củahạt đại 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 trọng nhấttrong công nghệ sản xuất bia

2.2.2.3 Các hợp chất chứa nitơ

Phần lớn các hợp chất này tồn tại dưới dạng cao phân tử, chúng được gọi làprotit, còn một phần rất nhỏ tồn tại dưới dạng thấp phân tử, dễ hoà tan, có cáctính chất khác với nhóm cao phân tử Các hợp chất này quyết định chất lượng củasản phẩm cuối cùng

a Protit

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

kém bọt, vị kém đậm đà và kéo theo nhiều chỉ số non yếu khác Hàm lượng protittốt nhất cho mục đích sản xuất bia là 810%

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 cònphụ thuộc vào tỉ lệ giữa các cấu tử sản phẩm tạo thành trong quá trình thuỷ phân.Theo cách phân loại cổ điển, protit trong đại mạch được chia thành hainhóm: protit đơn giản hay còn gọi là protein và protit phức tạp hay còn gọi làproteid

Proteid là những hợp chất được tạo thành từ một phân tử có bản chấtprotein và một phân tử khác có bản chất là phi protein Đại diện tiêu biểu củanhóm này là nucleoproteid, lipoproteid, glucoproteid và phosphoproteid

Đặc điểm chung của proteid là kém hoà tan hoặc hoà tan không bền vững.Trong công nghệ sản xuất bia proteid gây ảnh hưởng đến chất lượng của sản

phẩm vì thế ta phải loại bỏ tối đa cấu tử này ra khỏi dịch đường [1, tr 17]

b 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 thờilàm tăng thêm độ đậm đà của bia Mặt trái của hai hợp chất hữu cơ này là ở hàmlượng cao, chúng sẽ làm giảm độ bền keo của bia vì chúng là tác nhân gây đụcbia

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

Axit amin tự do tồn tại trong đại mạch với một lượng không nhiều: chỉchiếm khoảng 0,1% so với lượng chất khô của hạt Tuy chiếm một tỉ lệ rất nhỏnhưng vai trò của axit amin trong công nghệ sản xuất bia rất lớn: là nguồn cungcấp nitơ cho nấm men, là tác nhân chính tạo melanoid, tham gia tạo bọt và tồn tại

trong bia như một hợp phần dinh dưỡng quan trọng [1, tr 18]

c Các hợp chất không chứa nitơ

Trong nhóm này bao gồm các hợp chất hữu cơ và vô cơ không chứa nitơ vàkhi được chiết ly bằng nước thì chúng hòa tan thành dung dịch Các đại diện tiêu biểu trong nhóm này là: polyphenol, chất đắng, fitin, axit hữu cơ, vitamin và chấtkhoáng.

 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 phứcchất dễ kết lắng, làm tăng độ bền keo của sản phẩm Mặt khác sự hoà tan củapolyphenol vào dịch đường lại là nhân tố làm xấu đi hương và vị của bia

 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

bị thuỷ phân sẽ tạo thành inozit C6H6(OH) 6 và axit phosphoric Hợp chất cuốicùng này là nguồn cung cấp phospho cho nấm men, đồng thời làm tăng độ chuatác dụng của dịch cháo ở giai đoạn đường hoá – một phương pháp hữu hiệu để

nâng cao hiệu suất thủy phân [1, tr 19]

 Vitamin

Đại mạch chứa các loại vitamin B1, B2, B 6, C, PP2; tiền vitamin A, E,axit pantotenic, biotin, axit pholievic và nhiều dẫn xuất vitamin khác Tuy hàmlượng rất ít nhưng hệ vitamin trong đại mạch đóng vai trò rất quan trọng trongcông nghệ sản xuất malt vì chúng là nhân tố điều hoà sinh trưởng của mầm.[3, tr 19]

d Pherment (enzim)

Trong hạt đại mạch chứa một lượng enzim rất phong phú, chúng đựơc xếpvào các nhóm khác nhau Theo khóa phân loại trong hóa sinh học, chúng đượcphân thành hai nhóm chính: hidrolaza và decmolaza

►Hydrolaza (nhóm enzim thuỷ phân)

 Cacbohydraza

Nhóm enzim 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 enzim tham gia xúc tác thủy phân disaccharid, trisaccharid

và một số glucozid khác, polyaza là những enzim thuỷ phân gluxit cao phân tửchúng bao gồm diastaza, amylaza và sitaza

 Proteaza

Các enzim ở nhóm enzim này thuỷ phân protein thành các sản phẩm trunggian và sau đó một trong số các hợp chất này bị phân cắt thành các sản phẩmcuối cùng là các axit amin và amoniac

Độ chua thích hợp cho các nhóm enzim này hoạt động là ở pH=4,6  5,0còn nhiệt độ là 500C Trong điều kiện sản xuất lượng albumoza và pepton đượctạo ra nhiều nhất ở nhiệt độ 580C

- Peptidaza

Peptidaza bao gồm hai enzim: dipeptiaza và polypeptidaza Chúng tác độnglên các phân tử của các dipeptit và polypeptid để phân cắt chúng thành axit amin.Hoạt lực của enzim 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 enzim này trở thành vô hoạt

 Esteraza

Nhóm enzim 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 được chia thành hainhóm nhỏ: lipaza và phosphataza

- Lipaza

Chúng phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các axit béo bậccao Enzim 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

bị phá huỷ Nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của của lipaza là 350C, còn pH là 5

- Fitaza

Enzim 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 rất quan trọngtrong công nghệ sản xuất bia, vì H3PO4 được giải phóng sẽ làm tăng độ chua tácdụng và tăng cường lực đệm của dịch đường

[3, tr 21]

- Amilophosphataza

Enzim này tham gia hỗ trợ các quá trình thuỷ phân tinh bột Chúng cắtmối liên kết este của axit phosphoric trong phân tử amilopectin Nhờ có quá trìnhnày, tinh bột được hồ hoá một cách dễ dàng hơn Nhiệt độ tối ưu của enzim là

700C còn pH là 5,6 [1, tr 21]

 Decmolaza (enzim oxy hoá- khử)

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

và phân giải yếm khí gluxit (thực chất là quá trình lên men rượu), nghĩa là chúngtham gia quá trình trao đổi chất của tế bào Nhóm enzim này đóng vai trò quyết

định trong việc hoạt hoá và phát triển của phôi ở giai đoạn ươm mầm [1, tr 23] 2.3.Các chất hỗ trợ kỹ thuật

2.3.1 Nước

Trong công nghệ sản xuất malt, nước được sử dụng với nhiều mục đíchkhác nhau: nước dùng để rửa, ngâm đại mạch mạch, vệ sinh phân xưởng v.v nên lượng nước dùng trong nhà máy rất nhiều

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 vậtgây bệnh Độ cứng của nước tốt nhất là 7 mg đương lượng /lít

+ Độ pH = 6,7  7,3

+ Độ oxy không khí >12mg/lít

+ Chuẩn độ coli  300 ml.

+ Chỉ số coli  3.

2.3.2 Hoá chất

2.3.2.1 Axit gibbereic hay gibberelat natri

Để tăng lượng enzim của malt đại mạch, hạt được xử lí bằng dung dịchgiberelic 16 giờ trước lúc cho vào nảy mầm theo tỉ lệ Axit gibbereic hay giberelat

natri: 10 mg/1kg đại mạch [1, tr 147]

2.3.2.2 Chất sát trùng Formalin

Để sát trùng hạt người ta cũng có thể dùng nhiều chất khác nhau nhưformalin, H2O2, KMnO4, Ca(OH)2 Nhà máy sử dụng formalin để làm sạch hạt,lượng formalin sử dụng là: Cứ 1 tấn đại mạch cần 1 1,5 kg [1, tr 147]

2.4 Các quá trình sinh hóa

2.4.1 Các quá trình xảy ra khi ngâm hạt

- Sự thẩm thấu và khuyếch tán của nước vào hạt

- Sự hoà tan các chất poliphenol, các chất chát, chất màu ở vỏ hạt vào môitrường

- Sự thẩm thấu một số ion và muối hoà tan trong nước vào hạt

- Sự hút nước và trương nở của tế bào

- Sự hoà tan các hợp chất thấp phân tử trong nội nhủ vào nước

- Sự vận chuyển các chất hoà tan về phôi

- Sự hoà tan tất cả các enzim có trong hạt vào nước hay là sự giải phóngenzim khỏi trạng thái liên kết thành trạng thái tự do

- Sự hạt hoá hệ enzim oxihoá khử và hệ enzim thuỷ phân

- Sự hô hấp của hạt

- Sự thủy phân của các chất hữu cơ cao phân tử

- Xuất hiên dấu hiệu ở sự phát triển cây non ở phôi

2.4.2 Biến đổi sinh hóa trong quá trình ươm mầm

2.4.2.1 Sự nuôi dưỡng phôi

Để phôi tăng trưởng cần cung cấp chất dinh dưỡng (đạm, hydrocacbon,khoáng ) Các chất dinh dưỡng tích tụ trong nội nhũ ở trạng thái không hòa tan

(protein) ngưng tụ hình thành từ các chất nguyên sinh có trong tế bào nội nhũ cótrong các túi bột và xiết chặt thành mạng lưới được bao bọc bởi xenlulo Khimầm phát triển nhất thiết phải hòa tan chất dự trữ, tấn công màng tế bào đểchúng có khả năng thẩm thấu tốt hơn và cho phép các chất dinh dưỡng hòa tan, điqua để đến phôi và được phôi sử dụng Công việc này được thực hiện bởi cácenzim và chính phôi là nơi tiết ra các enzim: sitaza, proteaza, amylaza

[3, tr123]

2.4.2.2 Tác động của Sitaza

Sitaza là nhóm enzim thủy phân thành hemixenlulo thành các hợp chấttrung gian, sau đó thành đường đơn pentoza, hexoza và các sản phẩm khác.Sitaza hoạt động trước các enzim khác và nó bắt đầu tác động của mình ở phầngần nội nhũ

Sitaza không hòa tan màng tế bào mà làm thay đổi một cách sâu sắc khảnăng thấm của màng tế bào, tạo điều kiện cho các enzim khác và các sản phẩmcủa quá trình phân hủy đi qua dễ dàng

2.4.2.3 Tác động của proteaza

Proteaza được tiết ra từ phôi và hoạt động ngay khi bắt đầu ươm mầm.Proteaza tấn công trước tiên vào các phần hordenin của tế bào nội nhũ Proteazaliên tục phân hủy các protein thành các abumo, pepton sau đó thành các chuỗipeptid và cuối cung là các axit amin hòa tan trong dịch thực

Các axit amin tan trong dịch thấm vào hạt và phân tán qua ngù rồi đếnmầm Các axit amin là nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho mầm

2.4.2.4 Tác động của amylaza

Trong giai đoạn ươm mầm, khả năng dịch hóa tăng dần nhưng chậm hơnkhả năng đường hóa Các amylaza tấn công và ăn mòn bề mặt hạt tinh bột Các tếbào gần mầm bị tấn công mạnh hơn còn các tế bào khác hầu như không bị tấncông Maltoza được tạo thành dưới dạng hòa tan và di chuyển đến mầm

2.4.2.5 Các biến đổi khác khi nảy mầm

1 Thủy phân lipit nhờ lipaza

Có khoảng 20- 30 % lipit bị thủy phân Axít oleic bị thủy phân hoàn toàn vàaxít linoleic bị thủy phân một phần Một phần axit oleic được dùng để chuyểnthành axít stearic, còn lại phần lớn axít oleic tiêu tốn do hô hấp.

2 Hoạt động của enzim amylophotphattaza, đặc biệt là enzim phutaza thủy phân các este photphoric

Cơ chất của quá trình thủy phân này là phitin, có nhiều trong estehexaphotphoric của inosit, được chuyển thành hỗn hợp muối photphat của mộthay hai nguyên tử kim loại và các inosit Các muối này có tác dụng tạo tính đệm

và giữ pH trong quá trình nấu bia [3, tr127]

2.4.3 Các biến đổi trong quá trình sấy

2.4.3.1 Sự biến đổi của axít amin

Axít amin đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình sấy Chúng tạo

nên melanoidin khi tác dụng với đường khử

Sự hòa tan hợp chất nitơ trong pha ẩm càng cao khi ta càng để ẩm Sựđông tụ trong giai đoạn tăng nhiệt nhanh càng nhiều khi ta đưa lên nhiệt độ càngcao và giữ càng lâu Sự biến mất của axít amin trong giai đoạn tăng nhiệt nhanh

do sự hình thành melanoidin càng mạnh khi ta đun nóng ở nhiệt độ càng cao vàcàng lâu

2.4.3.2 Sự tạo màu và hình thành melanoidin

Một trong những chuyển hóa quan trọng diễn ra trong quá trình sấy là sựtạo thành những hợp chất có màu gọi là melanoidin Đó là sự liên kết giữa đường

và axít diễn ra ở nhiệt độ cao

Melanoidin là những hợp chất có màu đỏ nâu và có mùi đặc trưng Tốc độtạo melanoidin phụ thuộc vào axít amin và đường tham gia phản ứng.Melanoidin không chỉ đóng vai trò là chất tạo màu mà còn đóng vai trò là chấttạo mùi cho bia

2.4.3.3 Hiện tượng đốm malt trong công đoạn sấy

Đôi khi người ta thấy xuất hiện một số vệt đen dưới dạng đường vân trênmột số hạt malt khi sấy, người ta gọi đó là hiện tượng đốm malt hay gọi đó làmalt đốm

Hiện tượng này không làm ảnh hưởng đến chất lượng của bia nhưng làmcho malt xấu và mất giá trị thương mại.

CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH

DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

3.2.1 Nguyên liệu đại mạch

Để sản xuất malt diastilin ta sử dụng đại mạch loại II Đại mạch nhập vềphải sạch, ít tạp chất, kích cở đồng đều

3.2.2 Làm sạch

3.2.2.1 Mục đích

Hạt đại mạch cần phải được làm sạch và phân loại trước khi đem đi sản xuấtnhằm loại bỏ tạp chất (đất, cát, kim loại…) để đảm bảo về chất lượng malt saunày

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

Hạt đi qua sàng thứ nhất được đổ xuống sàng thứ hai có đục lỗ sàng hìnhbầu dục với kích thước lỗ 25× 4,5 mm Sàng thứ hai sẽ giữ lại các tạp chất cókích thước lớn hơn hạt Qua sàng thứ hai hạt đổ xuống sàng thứ ba Sàng này có

lỗ hình bầu dục kích thước 20×2mm, sàng này sẽ giữ lại đại mạch và cho qua cát,sỏi và các tạp chất có kích thước bé, các tạp chất và bụi được thu gom vào thùngchứa riêng, đại mạch đã làm sạch được thu gom bằng một kênh riêng, ở đó chúng

sẽ được thổi bằng luồng không khí mạnh như vậy bụi và các rác nhỏ còn sót lạitrong 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 Bộphận chủ yếu của thiết bị là thanh nam châm vĩnh cửu Dòng của khối hạt đổxuống mặt nghiêng được điều chỉnh bằng một van hãm Khi đi qua mặt phẳngnghiêng tất cả các vật có từ tính đều bị giữ lại, còn đại mạch rơi xuống phễu vàchuyển ra ngoài Chiều dày của lớp hạt trượt trên mặt phẳng nghiêng tối đa là 5

mm và tốc độ dài của chúng là 0,5m/s

3.2.4 Ngâm hạt

3.2.4.1 Mục đích

Tạo điều kiện để tăng độ ẩm của hạt

Quá trình ngâm hạt còn giúp loại bỏ những hạt lép, những hạt không chắc,các tạp chất, bụi, vi sinh vật còn sót lại từ các công đoạn trước

Tuy nhiên quá trình ngâm không chỉ bao gồm cung cấp nước cho hạt màphải đảm bảo giữ cho hạt không bị thiếu oxi, không bị nhạy cảm với nước vàgiảm tối đa các chất kìm hãm nẩy mầm

Trong quá trình ngâm hạt còn thêm chất điều hoà sinh trưởng gibberellin cótác dụng kích thích hệ enzim hoạt động Trong giai đoạn này các quá trình sinhhoá trong hạt cũng bắt đầu xảy ra

3.2.4.2 Chọn phương pháp

Có nhiều phương pháp ngâm hạt:

5 4

2 1

6 - Camera

- Ngâm lì trong nước

- Ngâm hoán vị nước-không khí

- Ngâm trong dòng liên tục nước-không khí

- Ngâm bằng phương pháp phun nước

- Ngâm bằng phương pháp phun nước- hút

khí

Nhà máy sử dụng phương pháp ngâm hoán

vị nước - không khí

3.2.4.3 Thiết bị và tiến hành

+ Cấu tạo thiết bị ngâm

Thiết bị ngâm có cấu tạo là thân trụ đáy

côn, được chế tạo bằng thép thông thường, bằng

inox hay thép trắng Phía dưới gần sát đáy thiết

sạch đồng thời có bổ sung thêm chất điều hoà

sinh trưởng gibberellin vào Ngâm hạt trong

6h và cứ mỗi một giờ thì khối hạt được sục

khí 5 phút Sau đó khối hạt được ngâm theo

chế độ:

+ Ngâm nước 6h

+ “ Ngâm” không khí 4h và cứ mỗi một giờ thì thổi khí nén vàokhối hạt 3-5 phút.

Khi hạt ngâm nước yêu cầu là bề mặt hạt trong thùng phải phẵng và nướcngập hạt ít nhất 0,2m

Nhiệt độ ngâm 20oC , và thời gian ngâm T = 48 giờ

3.2.5 Ươm mầm

3.2.5.1 Mục đích

- Tạo hay hoạt hoá hệ enzim trong hạt đại mạch từ trạng thái nghĩ sang trạng tháihoạt động

- Làm thay đổi khả năng thẩm thấu của màng tế bào nội nhủ nhờ enzim sitaza

- Làm biến tính hay hoà tan protêin của tế bào nội nhũ nhờ hệ enzim proteaza

- Làm nội nhũ mềm ra do tác dụng của enzim

- Chuyển các chất ở dạng phức tạp sang dạng đơn giản

3.2.5.2 Cách thực hiện

Có nhiều phương pháp ươm mầm:

+ Ươm mầm thông gió trong catset

+ Ươm mầm thông gió trong thùng quay

+ Ươm mầm trong ngăn có luống di động

Kết quả đạt được của quá trình ươm mầm là tạo được malt giàu enzime,chứa các chất hòa tan tốt và mất mát hàm lượng tinh bột ít nhất, ở đây chọnphương pháp ươm mầm thông gió theo nguyên tắc “luống di động”

Nguyên lý của phương pháp này là hạt được ươm trong một luống dài vàđược chia thành nhiều ngăn Số ngăn trong luống bằng số ngày ươm Không khíđiều hoà được đưa vào các ô trong ngăn Đầu tiên đại mạch ướt ở thùng ngâmcuối được đưa xuống luống thứ nhất của ngăn với độ cao lớp nguyên liệu là 0,6÷0,8 m Sau một ngày ươm lô hạt này được chuyển sang luống thứ hai nhờ máyđảo, còn luống thứ nhất lại đón lô hạt mới từ thiết bị ngâm chuyển sang và cứchuyển như vậy cho đến khi đầy các luống Trong quá trình ươm mầm ta dẫnkhông khí điều hoà vào các luống không khí dưới sàn của các ngăn Nhiệt độươm mầm đối với malt diastilin là 180C Thời gian ươm mầm phụ thuộc vàonhiệt độ ươm và đặc điểm của những giống đại mạch, chu kỳ ươm một mẻ là 8ngày đêm Kết thúc quá trình ươm mầm khi 75% số hạt có độ dài của rễ dài gấp1,5 lần chiều dài của hạt, còn lá mầm 2/3-2/4 chiều dài hạt Lô đại mạch đầu tiênbiến thành malt được đưa qua thiết bị sấy nhờ băng tải.

Thiết bị ươm mầm của hệ thống này có ưu điểm là dễ cơ khí hoá và tựđộng hoá các thao tác công nghệ, giảm được sức lao động của công nhân, hệ số

sử dụng mặt bằng cao, chất lượng của malt đồng đều

- Cấu tạo và nguyên tắc làm việc của luống ươm

Hình 3.3 Luống ươm

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 Đáy chính của ngănbằng xi măng và hơi nghiêng để cho nước dễ thoát Thiết bị của hệ này có chiềudài từ 40÷50m, rộng 3÷ 4m Diện tích của mỗi luống được tính cho tám ngàyươm và được chia ra 16 đối tượng được gọi là “vùng bán nhật” Tất cả các luốngươm đều có đáy dạng lưới hoặc đục lỗ mắt sàng, vật liệu chế tạo thường là thépkhông rỉ, ở phía trên của đáy là lớp malt còn phía dưới là khoảng không có chiềucao lớn hơn 0,7m thường dùng để bố trí hệ thống đường ống dẫn khí, không khísạch được dẫn vào khoang có thông số khác nhau chúng phải phù hợp với tiếntrình ươm của malt ở vùng bán nhật đó

Việc đảo malt được thực hiện nhờ máy đảo theo kiểu guồng quay, các gàutải 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 vùngbán nhật thứ nhất của ngăn ươm đầu tiên chúng được dàn đều thành lớp dày0,8m, sau 12h ươm nhờ hệ thống máy đảo malt lô hạt được dịch chuyển đếnvùng bán nhật thứ hai ở phía sau, giải phóng vùng bán nhật thứ nhất và tại đâyhạt được tiếp tục đổ vào Sau 12h thì tiến hành đảo malt một lần và cứ thế lô đạimạch ở phía trước được dịch chuyển thụt lùi sang vùng bán nhật phía sau, quátrình được tiếp tục cho đến vùng bán nhật thứ 16 của ngăn 8 và đến ngày thứ 8thì đại mạch sẽ chuyển thành malt và được hệ thống băng tải vận chuyển đếnthiết bị sấy

Hoạt động nhằm xúc tác phân giải các hợp chất phức tạp thành đơn giản, tạo

và duy trì điều kiện thuận lợi để hệ enzime thuỷ phân sau khi đã được giải phóngkhỏi trạng thái liên kết Đồng thời với việc tăng trưởng về khối lượng và cườnglực xúc tác, các enzime sẽ phân cắt một lượng đáng kể các chất dinh dưỡng caophân tử thành các sản phẩm

3.2.6 Sấy malt

3.2.6.1 Mục đích

- Tách nước khỏi hạt, hạ hàm ẩm của chúng

- Đưa malt về độ ẩm bảo quản được

- Tạo cho malt có chứa các chất sinh màu, sinh mùi thích hợp đối với côngnghệ sản xuất bia

- Đối với malt diastilin: malt phải được sấy ở nhiệt độ khoảng 550C, vớiđiều kiện sấy như vậy malt sẽ có hoạt lực diastaza rất cao

3.2.6.2 Thiết bị sấy

Căn cứ vào tính chất tiên lục của dòng malt vào và ra thiết bị sấy được chiathành:

- Thiết bị sấy gián đoạn

- Thiết bị sấy bán liên tục

- Thiết bị sấy liên tục

Căn cứ vào hình dáng của thiết bị và tư thế “nằm” của malt lúc sấy, chúngđược chia thành:

- Thiết bị sấy đứng

- Thiết bị sấy nằm ngang

Để đáp ứng yêu cầu công nghệ ở đây ta chọn thiết bị sấy liên tục ЛCXA – 5cho malt diastilin Vì lò sấy liên tục ЛCXA – 5 có ưu điểm hơn so với các loại lò sấynằm ngang và đứng khác: dễ dàng điều chỉnh các thông số sấy, tỉ suất công suất tính

theo một đơn 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 sấyđược tự động hóa 100% Mỗi ca làm việc, lò sấy chỉ cần một công nhân vận hành

+ Cấu tạo

+ Nguyên tắc hoạt động

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 vàokhoang chứa (5) và từ đây xuống 2 camera (9) Camera (9) được chia làm bốnvùng 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 độđược nâng lên thành tác nhân sấy Qua cửa điều chỉnh (12) tác nhân sấy đượcthổi lên hai camera đứng chứa malt (9) Đường đi của không khí là đường ziczac.Mỗi lần qua vùng sấy khác, hướng đi của nó lại đổi chiều Như vậy để đi hết cácvùng sấy, số lần đổi chiều của tác nhân sấy là bốn

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

Hình 3.4 Lò sấy liên tục ЛCXA – 5 CXA – 5 [1, tr 196]

chúng được hất xuống máng (15) và được đưa ra ngoài bằng băng tải (16) Quạt

nén (20) dùng để thổi không khí nhiệt độ thường vào khối ướt để sấy sơ bộ

chúng

Ở vùng sấy I, nhiệt độ của tác nhân sấy là 400C, hàm ẩm của hạt hạ xuống

20%

Ở vùng sấy II, nhiệt độ của tác nhân sấy tăng lên 500C, hàm ẩm của hạt hạ

xuống 10% 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 tăng lên 550C, thì hàm ẩm của

hạt hạ xuống 5,6%

Chu kì sấy một mẻ malt là khoảng 30h

3.2.7 Tách mầm và rễ cho malt khô

3.2.7.1 Mục đích

Malt sau khi sấy xong cần loại bỏ mầm, rễ

vì trong thành phần của chúng có nhiều chất

có thể gây ra vị đắng khó chịu cho bia

3.2.7.2 Thiết bị và tiến hành

+ Cấu tạo

Muốn tách mầm và rễ, người ta dùng máy cắt Máy cắt là một lưới hình trụ

quay chậm và đặt hơi nghiêng trong thùng gỗ kín Lỗ lưới dài 25mm và rộng

1,5mm bên trong thùng hình trụ có một trục

quay nhanh, gắn liền với trục có những cánh

quạt

+ Nguyên tắc hoạt động

Khi malt khô được đổ vào tang quay nhờ

băng tải thì xa và tang bắt đầu quay Nhờ

Hình 3.5: Máy đập rễ malt

1-malt còn rễ; 2-tang quay mắt sàng; 3-

xa quay; 4- quạt gió; 5- malt đã tách rễ; 6- cửa tháo sản phẩm; 7- băng tải; 8- rễ malt

chuyển động ngược chiều và chuyển động quay của xa, cả khối hạt cũng quaytheo Khi khối hạt quay, chúng tạo ra ma sát và nhờ có bộ phận mái chèo “gạt”các lớp hạt, nhờ lực ma sát này mà rễ bị cắt đứt Rễ lọt qua mắt sàn của tang quay

và rơi xuống máng hứng ở phía dưới và nhờ có vít tải, chúng được đẩy ra ngoài.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 Bụi và các loại vỏ cùng tạp chất nhẹ phátsinh trong thời gian tách rễ, được hút ra ngoài nhờ quạt hút và đưa đến xiclon đểlọc

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 chođường hóa khó, lên men kém và dễ làm cho bia đục Ngoài ra hoạt lực hệ enzimthuỷ phân chưa ổn định, quá trình đường hoá diễn ra khó khăn, hiệu suất thu hồisản phẩm chưa đạt giá trị cao nhất Để tránh hiện tượng này, malt trước khi đemvào sản xuất bia phải được bảo quản 34 tuần

Do đó malt sau khi sấy xong sẽ được đưa vào các xi lô chứa để bao quảntrước khi đem tiêu thụ

CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

4.1 Chọn các thông số ban đầu

4.1.1 Năng suất của nhà máy

Malt thành phẩm 30.000 tấn sản phẩm /năm

4.1.2 Chọn các số liệu ban đầu của nguyên liệu

- Độ ẩm ban đầu của đại mạch khi nhập : W=12%

- Khối lượng riêng của đại mạch:  = 650 kg/m3

- Khối lượng riêng của malt sau khi sấy:  = 570 kg/m3

- Độ ẩm của đại mạch sau khi rửa, ngâm: W= 42%

- Hệ số trương nở thể tích của đại mạch sau khi rửa và ngâm so với đạimạch trước khi ngâm: 1,25

- Độ ẩm của đại mạch sau khi ươm mầm: W= 40%

- Hệ số trương nở thể tích của đại mạch sau khi ươm mầm so với đại mạchtrước khi ngâm là: 2

- Độ ẩm của malt sau khi sấy: W=5,6%

- Độ ẩm của malt sau khi tách mầm rễ: 6%

4.1.3 Sự hao phí nguyên liệu qua từng công đoạn

Bảng 4.1 Mức hao phí qua từng công đoạn

Công đoạn Làm sạch Rửa và

Tách rễ

và mầmHao phí, % 1,0 1,0 9,0 1,5 5,0

Mức tiêu hao nguyên liệu trong quá trình trên được tính theo phần trăm hàmlượng chất khô trước đó

4.2 Cân bằng vật chất

4.2.1 Tính cân bằng vật chất cho 1.000 kg nguyên liệu

4.2.1.1 Lượng chất khô trong nguyên liệu

100

W 100 G

G  T  kg , [3, tr 175]

Trong đó:

GT: khối lượng nguyên liệu tươi, GT = 1000 kg

880

100

12 100

1000





4.2.1.2 Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch

Lượng chất khô sau khi làm sạch và phân loại:

2 , 871 100

1 100

2 , 871

4.2.1.3 Lượng nguyên liệu sau khi rửa và ngâm

Độ ẩm nguyên liệu sau rửa và ngâm: W = 42%

Lượng chất khô sau khi rửa và ngâm:

49 , 862 100

1 100 2 ,

100

49 , 862



4.2.1.4 Lượng malt tươi sau khi ươm mầm

Độ ẩm malt tươi sau khi ươm mầm: W = 40%

Lượng chất khô sau khi ươm mầm:

87 , 784 100

9 100 49 ,

100

87 , 784

8 , 3 9 , 1

2  



4.2.1.5 Lượng malt sau khi sấy

Độ ẩm còn lại sau khi sấy: W= 5,6%

Lượng chất khô sau khi sấy:

1 , 773 100

5 , 1 100 87 ,

1 , 773

4.2.1.6 Lượng malt sau khi tách rễ và mầm

Lượng chất khô sau khi tách rễ và mầm:

45 , 734 100

5 100 1 ,

15 52 ,

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:

92 , 1 650

1000 25

650: khối lượng riêng của đại mạch

Cứ 1000 kg đại mạch sẽ chiếm thể tích 0,74 m3 chặt tuyệt đối [1, tr 97]

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

1,92 - 0,74 = 1,18 m3

Khi quá trình ngâm kết thúc hạt trương nở 1,25 lần, có nghĩa là khi đó lượng nước chỉ chiếm: 1,92 – 0,741,25= 0,995 m3

Lượng nước cần thiết cho quá trình rửa 1000 kg đại mạch là 2 m3 [1, tr 97]

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

2

)(a c n

Trong đó, a: là lượng nước ngâm ban đầu, a=1,18

c: lượng nước ngâm trước khi kết thúc quá trình ngâm hạt, c=0,995;

n: số lần thay nước, n = 5

Khi đó:

3(1,18 0,995) 5

2 , 1 990

Cứ 1 tấn đại mạch cần 6 m3 trong 1h [1, tr 85]

Lượng khí nén cần dùng là:

990 6

5,941000



 m3/h

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

Sự thông khí tác động lên quá trình hô hấp và các quá trình sinh tổng hợp.Cường độ hô hấp và các quá trình sinh hóa xảy ra trong hạt khi ươm phụ thuộcvào tỷ lệ O2 và CO2 có trong khối hạt Quá trình hô hấp và các quá trình sinh tổnghợp xảy ra mạnh nhất vào 4 ngày đầu của quá trình ươm (thời gian ươm mầmcủa một mẻ là 8 ngày) Việc tính toán lượng khí điều hòa cung cấp cho quá trìnhươm mầm sẽ dựa vào lượng O2 cung cấp cho quá trình hô hấp của hạt đại mạch

Vì lượng O2 chiếm 21% không khí Vậy lượng không khí điều hòa cần

3/1000kg chấtkhô)

Nhà máy làm việc một năm 12 tháng, mỗi tuần làm việc 6 ngày (nghỉ chủnhật) và một ngày làm việc 3 ca Không nghĩ bù.

Các ngày nghỉ trong năm:

+ Tết Dương Lịch : 1 ngày

+ Tết Âm lịch : 4 ngày

+ Ngày 30-4 : 1 ngày

+ Quốc Tế lao động : 1 ngày

+ Ngày Quốc Khánh : 1 ngày

+ Giỗ tổ Hùng Vương : 1 ngày

Bảng 4.3 Biểu đồ sản xuất của nhà máy năm 2012

4.2.3 Tính chi phí nguyên liệu cho 1 ngày

4.2.3.1 Năng suất của nhà máy

Nhà máy có năng suất 30.000 tấn malt /năm tức là:

22 , 98039 306

30000000

4.2.3.2 Lượng nguyên liệu sản xuất

Lượng nguyên liệu sản xuất:

1000 98039, 22

125477,35781,33

Thể tích của nguyên liệu:

125477,35 1,54

193, 241000

4.2.3.3 Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch

Lượng chất khô sau khi làm sạch :

125477,35 871, 2

109315,871000

Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch :

125477,35 990

124222,581000

Thể tích của nguyên liệu

125477,35 1,52

190,731000

4.2.3.4 Lượng nguyên liệu sau khi rửa và ngâm

Lượng chất khô sau khi rửa và ngâm:

125477,35 862, 49

108222,961000

Lượng nguyên liệu sau khi rửa và ngâm:

125477,35 1487,05

186591,091000

Thể tích của nguyên liệu:

125477,35 1,9

238, 411000

4.2.3.5 Lượng nguyên liệu sau khi ươm mầm

Lượng chất khô sau khi ươm mầm:

125477,35 784,87

98483, 411000

Lượng nguyên liệu sau khi ươm mầm:

125477,35 1308,12

164139, 431000

Thể tích của nguyên liệu:

125477,35 3,8

476,811000

4.2.3.6 Lượng malt sau khi sấy

Lượng chất khô sau khi sấy:

125477,35 773,1

97006,541000

Lượng malt sau khi sấy:

125477,35 818,96

102760,931000

4.2.3.7 Lượng malt sau khi tách rễ và mầm

Lượng chất khô còn lại:

125477,35 734, 45

92156,841000

Lượng malt thành phẩm:

125477,35 781,33

98039, 221000

Thể tích của malt sau khi tách rễ và mầm

125477,35 1,37

171,901000

4.2.3.9 Lượng nước cần dùng để rửa và ngâm

125447,35 7, 44

933,551000

4.2.3.10 Lượng formalin cần dùng

125447,35 1,19

149,321000

4.2.3.11 Lượng Gibberelin cần dùng

2125447,35 0,99 10

1, 241000

4.2.3.13 Lượng không khí điều hòa cần dùng

125447,35 381,89

47918,551000

Bảng 4.4 Tổng kết cân bằng vật chấtST

Khối lượng(kg)

Thể tích(m3)

CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

5.1 Tính xilô chứa nguyên liệu

Kích thước xilô chứa nguyên liệu được sử dụng trong thời gian 4 tuần vớigóc nghiêng là α = 600

Hệ số chứa đầy của thiết bị là φ = 0,9

Thiết bị được làm bằng thép không rỉ

Theo bảng 4.3:

Thể tích nguyên liệu cần sử dụng trong một ngày: 193,24 m3/ngày

Lượng malt cần sử dụng trong một ngày 125477,35 kg/ngày

Lượng nguyên liệu cần chứa trong thời gian 4 tuần:

125477,35 × 4 × 7 = 3513365,80 kgThể tích nguyên liệu cần chứa trong thời gian 4 tuần:

Chiều cao phần hình nón:

77 , 2 2

3 ) 8 , 0 4 ( 2

60 ) (

2       

o

tg d D

α

Vtr = 2 1

4

D H

tr

V D

Ta chọn máy làm sạch có các thông số kỹ thuật như sau:

- Năng suất máy: 5.5 tấn/h [1 – Tr 52]

-amylaza Quạt sàng có 3 sàng, trên có đục lỗ hình bầu dục

- Chiều dày lớp hạt chảy qua mặt phẳng nghiêng là 5mm

- Tốc độ dài của chúng là 0,5m/s, chiều dày lớp hạt khi chảy qua là 44mm

- Công suất động cơ chạy quạt: N1= 0,17 kw

- Công suất động cơ chạy tang quay N2=0,29 kwg

- Kích thước thiết bị: dài x rộng x cao : 3x2x4m

- Số lượng thiết bị cần dùng là: n =5, 23 0,95

5,5  cái

Hình 5.2 Thiết bị làm sạch

- Chọn số lượng thiết bị cần dùng: 1 cái

5.3 Bunke chứa nguyên liệu sau làm sạch

Là thiết bị dùng chứa nguyên liệu sau khi làm sạch nhằm phân phối đềunguyên liệu xuống thiết bị rửa, ngâm

Theo bảng 4.3: Thể tích nguyên liệu cần chứa để sản xuất trong 1 ngày là:190,73 m3/ngày

Ta sử dụng 14 bunke chứa và hệ số sử dụng thiết bị là φ = 0,85

Góc nghiêng là α = 600

Vậy thể tích nguyên liệu chứa trong 1 bunke là:

V = 190,73 16,03

14 0,85  m3 Chọn: D = 3 m; d = 0,5 m; h = 0,2 m

tr

V D

H1

H2hα

α