Đồ án tốt nghiệp thiết kế phân xưởng nấu bia có năng xuất 8 triệu lítnăm

* Nước: Nước hay còn được gọi là độ ẩm có trong hạt đại mạch.Độ ảm của hạt đại mạch có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình nẩymầm, quá trình bảo quản và quá trình sản xuất Malt.. Tính chất

LỜI MỞ ĐẦU

Bia là một loại nước giải khát có từ lâu đời và được nhândân trên thế giới rất ưa chuộng Bia được chế biến từ hai loạinguyên liệu chính là Malt và hoa Hublon Bia là loại đồ uống

có nhiều bọt mịn, có vị đắng dễ chịu và nồng độ cồn thấp.Hàm lượng các chất hoà tan trong Bia không nhiều chỉ khoảng

5 - 10% tuỳ theo loại Bia, nhưng hầu hết các chất hoà tan nàykhi vào trong cơ thể thì đều được cơ thể con người hấp thụ rấttốt và Bia cũng cung cấp nhiệt lượng tương đối lớn

Ngoài ra Bia còn chứa một lượng nhỏ các chất kích thích,làm tăng cường sự tiêu hoá thức ăn của dạ dầy Trong Biacũng chứa nhiều loại Vitamin khác nhau (tuy hàm lượng cácVitamin này không nhiều) tiêu biểu như VitaminB1,VitaminB2, VitaminB6 và các Vitamin khác

Nước ta là một nước thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nên nhucầu về nước giải khát rất cao

Tuy nhiên, do nền kinh tế của nước ta còn chậm phát triển,đời sống của người dân chưa cao cho nên việc lắp đặt nhữngnhà máy có quy, có năng suất lớn ở các địa phương là mộtđiều chưa hợp lý, trong khi đó việc xây dựng các cơ sở sảnxuất Bia có quy mô vừa và nhỏ tại các địa phương là một việcrất cần thiết

Bởi vì nó sẽ đáp ứng nhu cầu cấp thiết của bà con củanông dân Đồng thời sẽ hạn chế được việc nhập khẩu một số

mặt hàng như Bia chai, Bia lon có giá thành cao vào thị trườngViệt Nam.

Ngoài ra còn tạo ra công ăn việc làm giải quyết được rấtnhiều lao động nông thôn góp phần vào công cuộc côngnghiệp hoá hiện đại hoá đất nước theo đúng chủ chương màđại hội IX của Đảng và Nhà Nước ta đang tích cực hoạt động

Từ những lợi ích trên mà em được giao nhiệm vụ:

"Thiết kế phân xưởng nấu bia có năng xuất 8 triệu

lít/năm "

Với 100% là Bia hơi và có sử dụng nguyên liệu gạo làmnguyên liệu thay thế

NỘI DUNG Phần I: Lập luận kinh tế chọn địa điểm xây dựng thành phố Thái Bình

Giáp danh biên giới với các tỉnh và thành phố:

Phía Bắc: hải dương, hưng yên, thành phố hải phòng

Phía Nam: nam định.

Phía Tây: hà nam

Phía Đông: vịnh bắc bộ

Toạ Độ Địa Lý: 20 017 " - 22 0 44" Vĩ Độ Bắc

106 006 " - 106 039" KinhĐông

Huyện Thái Thuỵ

Huiyện Kiến xương

Huyện Tiền Hải

Huyện Vũ Thư

Bảng tổng quan về dân số và diện tích của các đơn vị hànhchính

Đơn vị

hành chính

Diện tích( km2)

Dân số( người )

Mật độtrungbình(người/ km2)Thành Phố

Đường thuỷ: Bao gồm hệ thống các con sông như SôngHồng, Sông Luộc, Sông Trà Lý và Sông Hoá

Các con sông đều có các cầu lớn như Cầu Tân Đệ, CầuThái Bình, Cầu Trà Lý và Cầu Triều Dương

Do vậy mà hệ thống giao thông của Thái Bình gặp rấtnhiều thuận lợi.

3 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Nguyên lệu để sản xuất bia:

Malt nhập từ nước ngoài bằng đường bộ hay có thể nhậpMalt từ nhà máy sản xuất Malt Băc Ninh bằng đường sông.Gạo là nguyên liệu sãn có tại địa phương

4 Nguồn cung cấp nhân lực

Nguồn nhân lực của Thái Bình rất dồi dào và có chấtlượng rất cao Với dân số 1814000 người tỷ lệ lao động cótrình độ phổ thông trung học trở lên là 15,8%

Bản chất lao động cần cù chăm chỉ điều này rất có ý nghĩatrong lao động và sản xuất

5 Kết cấu hạ tầng xây dựng

Kết cấu hạ tầng xây dựng địa chấn ổn định, mặt bằng xâydựng thì rộng lớn, nguyên liệu dùng trong xây dựng đượcphục vụ tai chỗ

6 Nguồn cấp thoát nước

Nguồn nước nhà máy sản xuất bia có thể sử dụng là nguồnnước máy thành phố và nguồn nước nguồn có chất lượng rất

tốt hoàn toàn có khả năng đáp ứng được các tiêu chuẩn về độđảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.

Phần II:

Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ

1 Giới thiệu Nguyên liệu sản xuất bia

1.1 Nguyên liệu Malt

1.1.1 Thành phần hoá học

Nguyên liệu dùng để sản xuất Malt là hạt đại mạch.

Thành phần hoá học của hạt đại mạch rất phức tạp nó phụthuộc vào các yếu tố như giống, đất đai và diều kiện khí hậunơi trồng Nhìn chung thành phần hoá học của hạt đại mạchnhư sau

* Nước:

Nước hay còn được gọi là độ ẩm có trong hạt đại mạch.Độ

ảm của hạt đại mạch có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình nẩymầm, quá trình bảo quản và quá trình sản xuất Malt Nếu hạt

có độ ẩm quá cao thì hạt sẽ hô hấp mạnh, khối hạt rất dễ tựbốc nóng làm cho các chất dinh dưỡng có trong hạt sẽ giảmnhanh trong quá trình bảo quản ảnh hưởng trực tiếp tới chấtlượng của Malt Mặt khác độ ẩm của hạt cao còn tạo điều kiệncho nấm mốc và vi sinh vật phát triển phá hỏng khối hạt.Ngược lại nếu độ ẩm của hạt quá nhỏ thì công việc bảo quản

sẽ gặp nhiều thuận lợi hơn nhưng lại làm hạn chế khả năngnảy mầm của hạt cũng sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình sản

xuất Malt Từ đó mà người ta phân loại hạt đại mạch ra làmcác dạng sau:

Loại khô: W < 14%

Loại hạt trung bình: W < 14 - 15,5%.

Loại ẩm: W < 15,5 - 17% Loại ướt: W > 17%

* Gluxit:

Trong hạt đại mạch, Gluxit là thành phần quan trọng nhất

mà quan trọng hơn cả là tinh bột, nó chiếm khoảng 55 - 65%

so với tổng chất khô có trong nguyên liệu Trong hạt đại mạchtinh bột được coi là chất dự trữ năng lượng của cơ thể, chúngnằm trong phần nội nhũ bên trong của hạt Tinh bột của hạtđại mạch không hoà tan trong nước nhưng nó hút nước trương

nở ở nhiệt độ thường và bị hồ hoá ở nhiệt độ cao Tính chất

hồ hoá của tinh bột có ý nghĩa lớn trong quá trình sản xuất bia

vì tinh bột đã được hồ hoá thì quá trình đường hoá sẽ đượctiến hành nhanh và triệt để hơn Nhiệt độ hồ hoá của các loạitinh bột khác nhau thì khác nhau, nhiệt độ hồ hoá của tinh bộtđại mạch và ngô là: 800C Nhiệt độ hồ hoá của tinh bột gạo là:

850C, còn của khoai tây là: 650C Về cấu trúc của hạt tinh bột

đại mạch bao gồm Amilo và Amilo Pectin, trong đó Amilochiếm 17 - 24% trọng lượng hạt tinh bột còn Amilo Pectin là

76 - 83%

Ngoài tinh bột trong thành phần Gluxit còn có Xenluloza,Hemi Xenluloza, Pentoza, Maltoza và các Glucozit, nhưngvới hàm lượng nhỏ và hầu như không có giá trị trong qúa trìnhsản xuất bia

Trong hạt đại mạch còn chứa 1,8% ( so với lượng chất khô) đường Mono Saccarit và Di Saccarit, tuy chúng có hàmlượng nhỏ nhưng có tác dụng rất lớn trong quá trình sống vàphát triển của mầm

* Các hợp chất có chứa Nitơ:

Các hợp chất Nitơ của đại mạch quan trọng nhất là Protit,hàm lượng của nó không cao nhưng nó liên quan mật thiết đếnchất lượng của bia Ngay từ giai đoạn đầu của quá trình sảnxuất bia, Protit ảnh hưởng rất lớn đến sự nảy mầm và pháttriển của mầm đại mạch Trong quá trình nấu bía Protit bị thuỷphân thàmh Axit Amin, một phần các Axit Amin này tác dụngvới đường khử để tạo thành Mela Noitdin Các chất này làmcho bia có thêm hương thơm vị ngọt Ngoài ra trong quá trìnhsản xuất bia Protit còn tham gia vào qúa trình tạo bọt và giữbọt cho bia Hàm lượng chung về các hợp chất Nitơ trong đạimạch là: 10 -12%

* Các chất béo:

Các chất béo trong hạt đại mạch chủ yếu là Este củaGlyxerin và các axit béo bậc cao Các chất béo này thường ởdạng dầu sánh có màu vàng thẫm và có mùi thơm dịu Hàmlượng các chất béo trong hạt đại mạch vào khoảng 2,5 - 3%

* Các chất khoáng:

Đa số các chất khoáng trong hạt đại mạch nằm ở dạng liênkết của các hợp chất hữu cơ ( có tới 80% ) chỉ còn lại mộtlượng rất nhỏ các chất khoáng ở dạng các muối vô cơ trongthành phần các chất khoáng của hạt đại mạch một số chấtkhoáng có hàm lượng đáng kể là: Natri, Kali, Silic vàPhotPho

* Các enzyme:

Trong quá trình chín sự hoạt động của các enzyme tronghạt đại mạch giảm dần và đến khi hạt chín hoàn toàn thì sựhoạt động của các enzyme giảm xuống tới mức tối thiểu.Nhưng đến khi ngâm và nảy mầm do có điều kiện thích hợp,các enzyme này lại hoạt động trở lại Mặt khác trong quá trìnhnảy mầm nột số enzyme cũng được hình thành trong hạt đạimạch Nhìn chung các enzyme trong hạt đại mạch được chiathành hai nhóm là: Nhóm enzyme Thuỷ Phân và nhómenzyme Oxy Hoá Khử

+ Nhóm enzyme thuỷ phân:

Trong malt đại mạch có các enzyme thuỷ phân chính sau:

ỏ - Amilaza, õ - Amilaza, Sitaza, Proteaza, Lipaza,Phophattaza

- ỏ - Amilaza:

Hoạt động được hình thành trong quá trình nảy mầm củahạt đại mạch Tác dụng chính của enzyme này là phân cắtmạch tinh bột thành các Dextrin điều kiện thích hợp đểenzyme này hoạt động là: t0 = 700C, pH = 5,6 - 5,8

- õ - Amilaza:

Có sẵn trong hạt đại mạch nhưng thời kì nảy mầm độ hoạtđộng của nó tăng lên nhiều lần Nhưng tác động chính củaenzyme này là phân cắt mạch tinh bột để tạo thành Maltoza.Điều kiện thích hợp để enzyme này hoạt động là: t 0 =550C, pH

= 4,6 - 5,4

- Proteaza:

Enzyme này có sẳn trong hạt đại mạch nhưng trong quátrình nảy mầm độ hoạt động của nó được tăng lên rất nhiều lần( khoảng 3 lần )

Enzyme này có vai trò quan trọng trong quá trình sản xuấtmalt và bia Độ hoạt động của enzyme này thích hợp ở t0 =

500C, pH = 4,8 - 5,3

- Lipaza:

Enzyme này cũng hoạt động mạnh khi hạt nảy mầm nhưngtrong quá trình sấy malt enzyme này hầu như bi phá huỷ

+ Nhóm enzyme Oxy hoá khử:

Các enzyme này tham gia vào các quá trình trao đổi nănglượng của các tế bào sống Enzyme này có vai trò quan trọngtrong quá trình sản xuất malt, khi tiến hành sấy malt, thì hoạttính của enzyne này hầu như bị phá huỷ

1.1.2 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng malt đại mạch

+ Chỉ tiêu cảm quan:

- Malt màu vàng rơm sáng

- Mùi tự nhiên đặc trưng

- Vị ngọt dịu, nhẹ

- Không lẫn tạp chất

+ Chỉ tiêu hoá lý:

- Tỷ trọng: 30 - 38 gam/1000hạt

- Độ ẩm: ≤ 7%

- Dung trọng của hạt: 500 - 580gam/ lít hạt

- Kích thước hạt: d = 2,5 - 2,8mm.

1.2.1 Thành phần hoá học của hoa hublon

Hoa hublon có hai loại: hoa đực và hoa cái

Trong kỹ thuật sản xuất bia người ta chỉ sử dụng hoa cáichưa thụ phấn vì những hạt phấn của hoa này chứa rất nhiềuchất đắng và chất thơm của hoa Hublon Hoa đực không được

sử dụng vì nó bé và chứa rất ít lượng Lupulin Hiện nay có tớitrên 100 giống hoa Hublon khác nhau được trồng ở nhiềunước trên thế giới Những nước trồng nhiều hoa Hublon làTiệp Khắc, Đức, Liên Xô, Mỹ, Pháp, Trung Quốc

* Các chất đắng:

Đây là phần có giá trị và quan trọng nhât của hoa Hublon,

nó làm cho bia có vị đắng đặc biệt, ngoài ra nó còn tham giavào sự tạo bọt và giúp cho bia được bảo quản lâu dài Các chấtđắng của hoa Hublon bao gồm ỏ - axit đắng, õ - axit đắng vànhựa đắng

+ ỏ - axit đắng ( còn gọi là Lupulin) là chất có vị đắngmạnh và có độ hoạt động bề mặt lớn Trong quá trình sản xuấtbia Lupulin là chất tạo bọt tốt và có khả năng kháng sinh mạnhchính vì vậy Lupulin là phần có giá trị nhất trong hoa Hublon

- Công thức nguyên của ỏ axit đắng là: C21H30O5

õ - axit đắng ( còn gọi là Lupulin) có vị đắng yếu hơnnhưng lại có tính kháng sinh mạnh hơn và có độ hoạt động bềmặt hay khả năng tạo bọt cũng yếu hơn

- Công thức nguyên của õ - axit đắng là: C26H38O4

+ Nhựa đắng là sản phẩm trùng hợp Polime hoá, Este hoá

và Oxy hoá của các axit đắng Thông thường trong hoa cókhoảng 1 - 2% nhựa đắng tương đương với 12% lượng chấtđắng chung nêú đại lượng này tăng lên đến 15% thì có thể doquá trình thu hoặch hoặc sấy không đúng kỹ thuật còn nếuvượt quá 20% thì hoa đã bị hỏng

+ Chất chát (Tanin) chất chát trong hoa Hublon có ảnhhưởng rất lớn tới chất lượng bia thành phẩm Trong quá trìnhsản xuất bia Tanin có thể tác dụng với Protit tạo thành hợpchất muối Tanat Protoin không tan Điều này có tác dụngtránh cho bia bị đục nếu trong bia có hàm lượng Protit lớn,đồng thời nếu hàm lượng Tanin vừa phải nó chỉ làm kết tủacác Protit kém bền vững nên nó làm tăng tính bền vững keoProtit của dung dịch Ngược lại nếu hàm lượng Tanin quá caothì làm cho Protit khó kết tủa cũng bị kết tủa do đó làm giảmkhả năng tạo bọt của bia Ngoài ra nếu hàm lượng Tanin vừaphải còn làm cho bia có vị chát nhẹ dễ chịu

- Công thức phân tử của Tanin là: C25H24O13

+ Tinh dầu:

Tinh dầu hoa Hublon ở dạng lỏng có màu vàng sánh và cómùi thơm mạnh Trong thành phần tinh dầu có tới 103 chấtkhác nhau, chúng ở các dạng chính sau: Terpen, Rượu,Aldehit, Xeton, Ete và Axit Ngoài tinh dầu mùi thơm của bia

còn do sự biến đổi của các chất đắng ( nhất là do axit đắng )gây nên.

1.2.2 Đánh giá chất lượng hoa Hublon

Dựa theo những nhận xét về cảm quan và một số thànhphần chính người ta chia hoa Hublon ra một số loại sau:

+ Loại 1:

Hoa có màu vàng đến màu vàng óng những cánh hoa toảđều không bị rách và không sâu bệnh các hạt Lupulin phải cómàu vàng hay màu vàng óng, có mùi thơm đặc trưng và dễchịu

Hàm lượng các chất tính theo chất khô như sau:

Hàm lượng các chất tính theo chất khô như sau:

- Tạp chất: < 3%

Hàm lượng các chất tính theo chất khô như sau:

Cao hoa : 30% Hoa viên: 65% Hoa cánh: 5%.

Tỷ lệ quy đổi như sau:

1 kg cao hoa = 6 kg hoa cánh

1 kg hoa viên = 1,4 kg hoacánh

1.3 Nước dùng trong sản xuất bia

Trong quá trình sản xuất bia nước cần rất nhiều kể từ khingâm đại mạch cho đến khi tạo được bia thành phẩm Trong

mỗi công đoạn của quá trình sản xuất yêu cầu về nước là khácnhau:

1.3.1 Nước dùng để ngâm đại mạch

Nước dùng để ngâm đại mạch yêu cầu không chứa nhiềutạp chất hữu cơ và vi sinh vật, vì khi trong nước có lẫn các tạpchất này thì sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sự nảy mầm của hạt đạimạch Các chất khoáng có trong nước cũng có ảnh hưởng rấtlớn đến sự nảy mầm của hạt Đặc biệt là các muối Cacbonat và

Di Cacbonat vừa có tác dụng hoà tan chất đắng có trong vỏtrấu của hạt đại mạch, vừa có tác dụng làm tăng chất lượngcủa malt Đồng thời còn có tác dụng làm giảm nồng độ axitcủa môi trường làm ảnh hưởng xấu tới quá trình nảy mầm củahạt đại mạch Cho nên việc chọn một loại nước sạch thích hợphoàn toàn cho quá trình ngâm hạt đại mạch là rất khó thựchiện được Song qua thực tế đã cho thấy rằng: Để ngâm đạimạch cần phải dùng nước mềm vơi môi trường axit yếu PH = 6

- 7 Riêng quá trình rửa hạt nên dùng nước có độ cứng tạmthời Nếu nước có nhiều ion Fe và Mg thì nên loại bớt trướckhi ngâm vì nó gây ảnh hưởng xấu đến sự nảy mầm của hạt

1.3.2 Nước dùng để nấu dịch malt

+ Để quá trình nấu dịch malt được thực hiện tốt yêu cầunước nấu dịch malt phải có môi trường axit yếu Vì vậy cácmuối Cacbonat và Di Cacbonátc ảnh xấu tới quá trình nấu

dịch malt vì nó làm giảm nồng độ axit của dung dịch Ngượclại muối Canxi Sunfat và Magie Sunfat thì sẽ có các phản ứngdiễn ra làm giảm hiệu suất của quá trình đường hoá:

2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 = CaHPO4 + K2HPO4 +2CO2 + 2H2O

2KH2PO4 + Na2CO3 = Na2HPO4 + K2HPO4 +

CO2 + H2O

Vì K2HPO4 và Na2HPO4 có tính kiềm nên khi có mặt củaCanxi Sunfat và Magie Sunfat thì tạo ra các muối kết tủa.Ngoài ra còn tạo ra muối KH2PO4 làm cho dịch ngâm trởthành môi trường có tính axit mạnh hơn

4K2HPO4 + 3CaSO4 = Ca3(PO4)2 + 2KH2PO4 +3K2SO4

4K2HPO4 + 3MgSO4 = Mg3(PO4)2 + 2KH2PO4 +3K2SO4

+ Các muối Clo và Nitrat của Canxi và Magie cũng có tácdụng làm giảm độ kiềm của dịch nấu tương tự như muốiSunfat của Canxi và Magie

Nên ta có phương trình phản ứng như sau:

2KH2PO4 + CaCl2 = CaHPO4 + K2HPO4 +2KCl

4K2HPO4 + 3Ca(NO3)2 = Ca3(PO4)2 + 2KH2PO4

+ 6 KNO3

4K2HPO4 + 3Mg(NO3)2 = Mg3(PO4)2 + 2KH2PO4

+ 6KNO3

Vì vậy các muối Clo, Sunfat, Nitrat của Canxi và Magie

có tác dụng tốt đối với quá trình nấu dịch đường

Nhưng nếu hàm lượng các muối này quá lớn cũng ảnhhưởng có không tốt tới chất lượng của bia, vì muối K2SO4 vàMgSO4có vị đắng nên sẽ làm giảm chất lượng của bia

1.3.3 Nước dùng để rửa men và thiết bị

Cũng như nước dùng để ngâm malt đại mạch nước dùng

để rửa men và thiết bị không được chứa nhiều hợp chất hữu cơ

và vi sinh vật Đặc biệt các vi sinh vật ảnh hưởng trực tiếp đếnquá trình sản xuất bia Đồng thời trong nước dùng để rửa men

và thiết bị không được chứa NH3 và muối Nitrit Tốt nhất nêndùng nước mềm đến độ cứng trung bình.

1.3.4 Các chỉ tiêu chung đối với nước dùng để sản xuất bia

Nước dùng để sản xuất bia tốt nhất là dùng nước mềmtrung bình:

* Hàm lượng các ion như sau:

+ Hàm lượng ion [CO32 -] : ≤ 50mg/lít

+ Hàm lượng ion [Cl -] : 75 - 150mg/lít

+ Hàm lượng ion [Mg2+] : ≤ 50mg/lít

+ Hàm lượng ion [Fe2+] : < 0,3mg/lít

+ Hàm lượng muối CaSO4 : 130

-200 mg/lít

+ Hàm lượng NH3 và NO2- :không có

+ Hàm lượng Vi sinh vật tổng số: < 100con/ml

+ Không có trực khuẩn Coli.

1.4 Nguyên liệu gạo

* Chỉ tiêu chất lượng của gạo:

+ Màu trắng, không chứa vỏ trấu, cám, tạp chất như ngô,sỏi, đá và các tạp chất khác

+ Không có mùi hôi, khét

+ Độ ẩm: w <14%

+ Chất khô hoà tan ( trong tổng chất khô của gạo): 93 95%

+ Hàm lượng chất béo: 0,5 0,7%.

-1.5 Các chế phẩm enzyme

1.5.1 Chế phẩm enzyme Tenmamyl 120 l

Đây là chế phẩm enzyme triết suất từ vi khuẩn BacillusLicheniformic được dùng phổ biến trong các nhà máy sản xuấtrượu cồn từ tinh bột và nhà máy sản xuất bia

Nó có khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn các chế phẩmenzyme amilaza triêt suất từ nấm men và nấm mốc, nhiệt độtối ưu là: t0 = 90 - 950C, PH = 5,8 - 6,2

Điều này rất thuận lợi cho quá trình dịch hoá tinh bột gạo

vì nhiệt độ hồ hoá tinh bột gạo là 86 0C

Hàm lượng sử dụng: 0,1% so với lượng nguyên liệu thaythế

Mục đích của việc sử dụng chế phẩm enzyme là:

+ Tăng hiệu suất thu hồi chất hoà tan + Tăng tỷ lệ nguyên liệu thay thế

+ Làm giảm giá thành cho bia thànhphẩm

1.5.2 Các chế phẩm enzyme Cereflo

Đây là tên thương mại của enzyme - Glucozenaza, có điềukiện hoạt động tối ưu ở nhiệt độ t0 = 52- 550C, PH = 5,5 - 6,0.

Có tác dụng làm giảm độ nhớt dịch đường, tăng cường hiệusuất lọc, tăng khả năng trích ly các chất vào trong dịch đường

Vì vậy cần đưa ngay chế phẩm enzyme này vào đầu quá trìnhđường hoá Nồng độ thay thế là 0.06% so với lượng nguyênliệu thay thế

axit Nitric ( HNO3), NaOH, nước vô trùng, nước P3 chứa trongcác thùng CIP.

2 Sơ đồ quy trình sản xuất

Bã

Bã

3 Thuyết minh dây chuyền sản xuất

3.1 Nghiền malt

3.1.1 Mục đích

- Phá vỡ cấu trúc tế bào của nguyên liệu

- Làm tăng bề mặt tiếp xúc cũng như là diện tích tiếp xúcgiữa cơ chất và enzyme trong quá trình thuỷ phân tinh bột

- Tăng hiệu suất hoạt động của các enzyme Amilaza,Proteaza, Lipaza

- Quan trọng hơn cả là tạo điều kiện cho quá trình trích lycác chất như đường, axit amin, chất tạo màu tạp vị và tạohương thơm cho bia thành phẩm

3.1.2 Yêu cầu kỹ thuật

+ Phần vỏ trấu: Phần vỏ trấu không được nghiền quá nátbởi vì ta sẽ tận dụng lớp vỏ trấu này làm lớp trợ lọc rất là tốt

Nó vừa đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật lọc dịch đường và

nó đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn Do đó mà nó có vai trò vôcùng lớn về mặt kinh tế

+ Phần bột malt: Phần bột malt hay chính là phần nội nhũcủa hạt malt thì lại có yêu cầu kỹ thuật ngược lại với phần vỏ

trấu Đó là, bột malt phải được nghiền mịn, nhằm mục đíchtạo điều kiện cho quá trình thuỷ phân tinh bột cũng như là hàmlượng chất triết vào trong dịch đường.

+ Yêu cầu về thành phần của bột malt:

Ta hoàn toàn có thể chủ động trong quá trình sản xuất Bởi

vì phương pháp nghiền khô ta hoàn toàn có thể nghiền theo ca,theo ngày thậm trí ta có thể nghiền theo khố lượng của từng

mẻ nấu Do đó để phù hợp với tiến độ sản xuất ta chọnphương pháp nghiền khô

- Nhược điểm:

Đòi hỏi nguyên liệu phải đảm bảo độ khô theo đúng quyđịnh, cần tự động hoá công đoạn nghiền malt Bởi vì malt có

độ khô thì trong quá trình nghiền malt rất là bụi, do đó mà dễgây ảnh hưởng tới sức khoẻ của công nhân và không đảm bảođược các quy định về vệ sinh an toàn thực phẩm.

- Nguyên lý vận hành:

Malt sau khi đi qua cặp trục thứ nhất, tạo ra vỏ trấu, tấm

bé, tấm lớn, bột đều đổ xuống sàng Bột và tấm bé thì lọt qua

lỗ sàng đi vào thùng tạm chứa Pha còn lại, vỏ và tấm lớn nằmlại trên mặt sàng đổ vào cặp trục thứ hai, được nghiền tiếp sau

đó đi vào thùng chứa tạm

3.2 Nghiền gạo

3.2.1 Mục đích nghiền gạo

- Phá vỡ cấu trúc tế bào của gạo

- Chuyển các thành phần chính của gạo có phân tử lượngcao thành, không hòa tan thành các phân tử có phân tử lượngthấp, dễ hoà tan trong quá trình hồ hoá và nấu

- Tăng diện tích tiếp xúc cho cơ chất và enzyme Amilazahoạt động thuỷ phân tinh bột thành đường Đồng thời làm tăngcường hàm lượng dịch triết vào dịch đường, tạo điều kiệnthuận lợi cho quá trình lên men bia về sau

- Ngoài các ý nghĩa trên thì nó còn có một ý nghĩa vô cùnglớn, đó là sẽ hạ được giá thành sản phẩm đem lại hiệu quả

kinh tế cho nhà máy và đáp ứng được nhu cầu của người tiêudùng.

3.2.2 Yêu cầu thành phần bột gạo sau nghiền

- Bột mịn: ≥ 45 %

- Tấm nhỏ: > 35 %

- Tấm lớn: < 20 %

3.2.3 Thiết bị kỹ thuật

+ Máy nghiền búa

+ Kỹ thuật nghiền gạo:

Dùng tác động cơ học nghiền hạt gạo thành bột, phá vỡmột phần màng tinh bột để tạo điều kiện thuận lợi cho quátrình hồ hoá, dịch hoá, trích ly được nhiều nhất chất hoà tan từnguyên liệu, từ đặc điểm của tinh bột gạo mà ta chon máynghiền búa, nghiền càng mịn càng tốt

3.3 Nấu và hồ hoá gạo

- Tạo điều kiện cho quá trình hoạt động của các enzymeTecmamyl thuỷ phân tinh bột, làm giảm độ nhớt của dịchcháo.

3.3.2 Phương pháp tiến hành hồ hoá và nấu

+ Đổ nước 320C vào thùng theo tỷ lệ nước: nguyên liệu =

+ Nâng nhiệt độ lên 100 0C đun sôi trong thời gian 30 phút

để làm chín tinh bột và hồ hoá những hạt tinh bột khó hồ hoá.+ Bơm cháo sang nồi đường hoá

3.4 Đường hoá malt

độ nâng nhiệt độ cao sẽ làm chết hay giảm khả năng hoạt độngcủa các enzyme Đồng thời phải giữ ở nhiệt độ thích hợp chocác enzyme hoạt động trong những khoảng thời gian nhất địnhcho các enzyme thuỷ phân đạt hiệu quả cao nhất sau đó mớitiến hành nâng nhiệt độ.

- Mục đích chính của quá trình đường hoá là phân cắt cáchợp chất có phân tử lượng cao thành các hợp chất có phân tửlượng thấp tạo điều kiện cho quá trình lên men diễn ra nhanh

và lượng dịch đường trước khi lên men có chất lượng caonhất

- Thực chất của đường hoá trải qua 2 quá trình: Đó là hồhoá và dịch hoá mà vai trò của các enzyme trong các quá trìnhnày là vô cùng cần thiết Thực chất là quá trình sinh hoá doenzyme xúc tác mà chủ yếu là enzyme Lipaza, Proteaza,Amilaza Khả năng trích ly và thuỷ phân các chất có trongnguyên liệu phụ thuộc vào nhiệt độ và PH môi trường là hai

yếu tố tác động trực tiếp đến hoạt độ xúc tác của các loạienzyme này

- Để chuyển các thành phần chính của malt, gạo có phân

tử lượng cao, không hoà tan thành những chất hoà tan trong đóquan trọng nhất là các loại đường, axit amin và một số chất tạohương, tạo vị khác

3.4.2 Phương pháp tiến hành nấu dịch đường

+ Bơm vào nồi đường hoá 1/3 lượng nước cần thiết cónhiệt độ 30 - 40 0C

+ Mở cánh khuấy, đổ bột vào từ từ, bơm nốt lượng nướccần thiết vào nồi

+ Cho axit H2SO4 điều chỉnh nồng độ của dung dịch đến

PH = 5,5 Sau đó ngâm trong thời gian 15 phút để cho enzymeLipaza hoạt động

+ Bơm cháo từ nồi hồ hoá sang nồi đường hoá cho tới khinhiệt độ đạt 50 - 52 0C, giữ trong thời gian 15 phút choenzyme Peptitdaza hoạt động Tốc độ nâng nhiệt là 10C/1phút

+ Tiếp tục bơm dịch cháo từ nồi hồ hoá sang nồi đườnghoá cho tới khi nhiệt độ của nồi đường hoá tăng lên đến nhiệt

độ 63 - 65 0C thì giữ ở nhiệt độ này trong thời gian 15 phútcho enzyme Proteaza thuỷ phân Protein tạo thành các sản

phẩm Peptit, Polypeptit Đồng thời ở diều kiện nhiệt độ và PHnày thì cũng là điều kiện thích hợp cho enzyme õ - Amilazahoạt động thuỷ phân tinh bột thành dường Maltoza và dextrin.+ Bơm toàn bộ lượng dịch cháo còn lại ở nồi hồ hoá sangnồi đường hoá, tốc độ nâng nhiệt là 10C/ 1phút Cho tới khinhiệt độ tăng lên 75 0C để cho enzyme ỏ - Amilaza hoạt độngthuỷ phân toàn bộ đường khử và dextrin thành đường đơn, taduy trì ở nhiệt độ này trong thời gian 30 phút cho tới khi quátrình đường hoá kết thúc.

+ Bơm dịch đường sang hệ thống máy lọc và bắt đầu côngđoạn lọc dịch đường

* Phần loãng bao gồm chủ yếu là dịch đường và phần rắn

là các phân tử không hoà tan ra khỏi dịch đường

3.5.2 Tiến hành lọc

* Quá trình lọc thường chia ra làm hai giai đoạn:

+ Giai đoạn lọc:

- Thời gian lọc dịch đường được tính từ lúc bắt đầu bơmdịch đường vào máy lọc Ban đầu do chưa hình thành đượclớp trợ lọc do vậy mà dịch đường bị đục

- Sau một thời gian lọc nhất định, các phân tử rắn nhỏđược tích tụ dần lại làm thành lớp màng lọc phụ nhờ đó màdịch lọc trở nên trong hơn Để đảm bảo tốc độ lọc đều vànhanh cần phải tạo điều kiện để phân bố đều các phân tử rắntrên bề mặt màng lọc Muốn vậy trước khi lọc dịch malt phảiluôn luôn khuấy trộn dều

- Dịch malt đem lọc có độ nhớt tương đối lớn vì vậy đểtăng cường vận tốc lọch ta phải tiến hành lọc nóng ở nhiệt độ

t0 = 70 - 75 0 C

- Độ axit của dịch đường cũng có tác dụng tăng cường vậntốc lọc và qua nghiên cứu người ta thấy lọc tốt nhất khi dịchđường có độ PH = 5,5

- Trong quá trình lọc các chất Tanin của vỏ malt dễ bị Oxyhoá Vì vậy Phải giữ lớp bã luôn ngập trong dung dịch

+ Giai đoạn rửa bã:

- Chất lượng nước ảnh hưởng rất lớn đến dịch đường thuhồi được và chất lượng bia thành phẩm sau này

- Nước rửa có chứa nhiều muối Cacbonat và Di cacbonat,hoặc nước cứng nói chung sẽ làm cho các chất Tanin trong bãlọc hoà tan Vì vậy gây cho bia có vị đắng khó chịu cho nênyêu cầu nước rửa bã phải là nước mềm Độ axit của nước rửacàng ảnh hưởng tới hiệu suất rửa.

- Qua nghiên cứu người ta thấy sau 5 phút rửa nếu dùngnước lã để rửa thì dịch thu được qua màng lọc là 190 ml

- Nếu dùng nước đã axit hoá để rửa thì thu được 395 ml,còn dùng nước kiềm hoá để rửa thì cũng sau 5 phút cũng thuđược 90 ml Trong quá trình rửa bã không nên rửa bã quá lâu

vì dịch đường sẽ bị loãng và lượng Tanin hoà tan sẽ tăng nênchất lượng của bia rất kém

- Hiệu suất thu hồi các chất hoà tan lớn

- Dịch đường sau khi lọc trở nên trong hơn

- Tiêu tốn lượng nước rửa bã là rất ít