Đồ án: Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng 25000 tấn đại mạch trên năm

Hiện nay trên lãnh thổ Việt Nam có rất nhiều nhà máy bia sản xuất với số lượng lớn như: bia Sài Gòn, bia Hà Nội, Huda Huế, Halida Thanh Hóa ... tuy nhiên số nhà máy chế biến malt lại rất ít chưa đáp ứng được nhu cầu nhập nguyên liệu của các công ty bia. Do vậy việc xây dựng nhà máy chế biến malt là 1 nhu cầu cần thiết. Vì vậy, tôi được giao đề tài tốt nghiệp là: thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng với năng suất 25.000 tấn đại mạch trên năm.

MỞ ĐẦU

Bia là 1 sản phẩm đồ uống lên men có độ cồn thấp được ưa chuộng nhất trên thế giới Nó được ra đời từ hàng ngàn năm trước công nguyên và phát triển tới tận ngày nay với sản lượng hàng trăm tỷ lít mỗi năm Cho dù công nghệ sản xuất bia cóliên tục đổi mới và cải tiến từ xưa tới nay nhưng malt vẫn là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia, nó là bán thành phẩm rất giàu chất dinh dưỡng, trong malt chứa 16  18% các chất thấp phân tử dễ hoà tan, chủ yếu là đường đơn giản,

dextrin bậc thấp, các axit amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt có hệ enzim phong phú, chủ yếu là prôteaza và amylaza

Hiện nay trên lãnh thổ Việt Nam có rất nhiều nhà máy bia sản xuất với số lượng lớn như: bia Sài Gòn, bia Hà Nội, Huda Huế, Halida Thanh Hóa tuy nhiên số nhà máy chế biến malt lại rất ít chưa đáp ứng được nhu cầu nhập nguyên liệu củacác công ty bia Do vậy việc xây dựng nhà máy chế biến malt là 1 nhu cầu cần thiết

Vì vậy, tôi được giao đề tài tốt nghiệp là: thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng với năng suất 25.000 tấn đại mạch/năm

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 1 SVTH:Nguyễn Văn Định

CHƯƠNG 1 : LẬP LUẬN KINH TẾ1.1 Sự cần thiết của việc đầu tư

Hiện nay nhà máy bia có ở khắp các nơi trên cả nước và ngày càng mở rộng vàtăng năng suất do thị trường tăng mạnh Mà nguồn nguyên liệu chính của ngànhcông nghiệp này là malt Nhưng hiện nay, với điều kiện khí hậu như nước ta khôngthích hợp với việc trồng đại mạch, mà nguồn đại mạch chủ yếu được trồng ở cácnước Tây Âu Do vậy nguồn nguyên liệu malt cho các nhà máy bia chủ yếu là phảinhập từ nước ngoài về với giá cao Để giảm bớt chi phí cho các nhà máy bia thì việcxây dựng các nhà máy sản xuất malt là rất thiết thực

Ngoài ra, việc xây dựng nhà máy sản xuất malt còn mang lại nhiều ý nghĩakinh tế như:

- Tăng ngân sách cho nhà nước

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

Với việc khảo sát nghiên cứu khả năng cung cấp nguyên liệu đại mạch và đầu

ra của malt thành phẩm, cùng với tính đến các yếu tố ảnh hưởng đến việc lắp đặt thicông, sự hoạt động của nhà máy với khả năng thu hồi vốn, lãi, tính đến nguồn côngnhân kĩ thuật…Tôi quyết định chọn vị trí đặt nhà máy tại khu công nghiệp HoàKhánh, Đà Nẵng

1.2 Cở sở thiết kế

1.2.1 Đặc điểm tự nhiên

Đà Nẵng là trung tâm của miền Trung với hướng gió chủ đạo là Đông Nam,tốc độ gió trung bình là 3 - 4m/s, nhiệt độ tháng nóng nhất trong năm là 37oC, độẩm tương đối là 77%

1.2.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy là đại mạch nhập từ các nước trồngnhiều lúa mạch là Nga (22,6 triệu tấn năm 2003), Ucraina (8,7 triệu tấn), Canada(12,3 triệu tấn), Đức (13 triệu tấn), Pháp (10 triệu tấn) [11]

1.2.3 Nguồn điện

Nhà máy sử dụng điện để vận hành các thiết bị công nghệ, dùng cho thiết bị

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

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

1.2.4 Nguồn cung cấp nhiên liệu

Nhà máy nhập nhiên liệu cần cho sản xuất tại các công ty xăng dầu gần đó.Nguồn nhiên liệu cần cho nhà máy như: dầu DO, FO, xăng, nhớt, để cung cấp cholò hơi, vận hành ôtô…

1.2.5 Nguồn cung cấp nước

Vì là nhà máy thực phẩm, nên nhà máy sản xuất malt có nhu cầu về nước sảnxuất, sinh hoạt, cung cấp cho lò hơi là rất cần thiết Nước cung cấp qua hệ thốngnước công cộng được xử lý theo tiêu chuẩn của nhà máy trước khi đưa vào sử dụng

1.2.6 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 cung cấp Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu FO

1.2.7 Thoát nước

Nhà máy đặt gần biển nên rất thuận lợi cho việc cung cấp nước và thoát nước.Hệ thống thoát nước của nhà máy phải đảm bảo thoát nước tốt, không ứ đọng đểkhông ảnh hưởng đến công trình

Nhờ những điều kiện trên mà vấn đề ô nhiễm môi trường phần nào được khắcphục và không đáng ngại lắm Toàn bộ nước thải của nhà máy được qua hệ thống

xử lý nước thải rồi thoát xuống biển

1.2.8 Nguồn nhân lực

Nhà máy tổ chức tuyển nhân viên, cán bộ kĩ thuật từ các trường đại học nhưđại học bách khoa, đại học kinh tế và công nhân ở các tỉnh lân cận Nhưng tậptrung chủ yếu là nguồn nhân lực tại chỗ, và các tỉnh lân cận Đây chính là nguồnnhân lực chủ yếu góp phần nâng cao năng suất đem lại hiệu quả kinh tế cao cho nhàmáy

1.2.9 Tiêu thụ sản phẩm

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 3 SVTH:Nguyễn Văn Định

Sản phẩm cung cấp cho các nhà máy bia trên đất nước Việt Nam như các nhà máy bia Foxter, VBL Quảng Nam, Huda Huế và cung cấp cho các công ty nước ngoài theo đơn đặt hàng.

1.2.10 Giao thông vận tải

Đà Nẵng nằm tại trung tâm miền Trung có đường quốc lộ 1A đi qua, thuậntiện cho ôtô, tàu hoả và còn có nhiều bến cảng thuận lợi cho đường thuỷ Hơn nữa,

ở Đà Nẵng có "dải hành lang" ven biển với cùng với hệ thống đường bộ: quốc lộ1A, đường sắt liên kết chạy từ Bắc vào Nam, đồng thời còn có sân bay quốc tếthuận tiện cho việc quan hệ hợp tác nguồn nguyên liệu

Điều này thuận lợi cho vận chuyển nguyên liệu đại mạch và sản phẩm maltđem đi bán

Tổng hợp những điều kiện trên, tôi thấy việc xây dựng nhà máy sản xuấtmalt ở khu công nghiệp Hòa Khánh là hợp lý và kinh tế [7-Tr17]

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN2.1 Malt thành phẩm

2.1.1 Khái niệm

Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt ngũ cốc như: Đại mạch, tiểu mạch, ngô, thóc,… cho nảy mầm trong điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định trong điều kiện thích hợp

Malt là một loại bán thành phẩm giàu chất dinh dưỡng, chứa 16-18% các chất thấp phân tử dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn giản, dextrin bậc thấp, các axit amin, chất khoáng, các vitamin và đặc biệt là hệ enzim phong phú, chủ yếu là proteaza và amylaza

2.1.2 Các chỉ tiêu chất lượng của malt

- Phải sạch, có mùi thơm đặc trưng của malt, có vị ngọt, màu vàng sáng đều Không có mùi vị lạ, không mốc và không hôi khói Yêu cầu kích thước của các hạt malt phải đều và đạt quy định Độ chiết của malt 75  82 % Thời gian đường hóa từ 1035 phút phụ thuộc vào loại malt

- Thành phần hóa học của malt phải đảm bảo theo yêu cầu.Trong malt phải chứa các hệ enzim thủy phân như amylaza, proteaza, phitaza, xitaza [5-Tr65]

2.2 Nguyên liệu

Cây đại mạch là cây thân thảo, họ lúa (Poaceae) Cây đẻ nhánh khoẻ, hạt có râu dài Có nhiều loại hình bông: bông hai hàng, bốn hàng, sáu hàng hạt Cây trồng lấy hạt làm thức ăn cho người, gia súc, sản xuất rượu bia Có nguồn gốc từ Iran, chịu rét khoẻ, được trồng nhiều ở vùng ôn đới [10]

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 củachúng là hình dáng của hạt rất cân đối

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 5 SVTH:Nguyễn Văn Định

Hình 2.1 Đại mạch đa hàng và 2 hàng [12]

2.2.1 Cấu trúc hạt đại mạch

Hình 2.2 Cấu trúc hạt đại mạch [4-Tr34]

1- Lớp alơrông 7- Phôi lá

2- Nội nhũ 8- Phôi thân

3- Tế bào trống 9- Phôi rễ

4- Lớp biểu mô 10- Rễ

5- Ngù 11- Vỏ hạt

6- Mầm

+ Vỏ

Hầu hết hạt của các loại đại mạch được bao bọc bên ngoài bằng một lớp vỏtrấu Đài hoa dưới hình thành nên vỏ trấu phía ngoài và kết thúc bằng sợi râu, cònđài hoa phía trên hình thành nên vỏ trấu phía trong của hạt Đài hoa là công cụ đểbảo vệ các cơ quan bên trong của hạt trong quá trình hình thành và chuyển hóa củanó

Thành phần hóa học của vỏ trấu chủ yếu là cellulose 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 lớp xếpngang thì tiếp đến là một lớp xếp dọc Với cấu tạo như vậy lớp vỏ quả sẽ rất dai vàbền vững

Dưới lớp vỏ quả là lớp vỏ hạt bao gồm hai lớp tế bào Tế bào của lớp ngoàicó thành rất dày, lớp trong thì trong suốt Lớp vỏ hạt có vai trò như một màng bánthấm: chỉ cho nước thấm vào bên trong hạt đồng thời giữ các chất hòa tan trong hạtkhông cho thấm ra ngoài

Lớp vỏ quả và vỏ hạt liên kết chặt chẽ hơn nhiều so với liên kết giữa chúngvà lớp vỏ trấu

Trọng lượng của vỏ chiếm từ 10,5 - 13% trọng lượng của hạt, nhưng khôngcó giá trị dinh dưỡng [3–Tr9]

+ Nội nhũ

Nội nhũ là phần lớn nhất đồng thời là phần giá trị nhất của hạt Ngoài cùngcủa nội nhũ, tiếp giáp với vỏ hạt là lớp alơron Lớp alơron rất giàu protein, chất béo,đường, cellulose, pentosan, vitamine và chất tro

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 7 SVTH:Nguyễn Văn Định

Dưới lớp alơron mới đến phần nội nhũ của hạt Cấu trúc của nội nhũ gồm cáctế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một ít protein, cenllulose, chấtbéo, tro và đường.

Nội nhũ chiếm phần lớn trọng lượng của hạt, hầu hết chất dinh dưỡng tậptrung tại đây [3–Tr10]

+ Phôi

Phôi là phần sống của hạt Trọng lượng của phôi chỉ chiếm khoảng 2,5 - 5%

so với trọng lượng của hạt Phôi có vai trò quan trọng trong công nghiệp sản xuấtmalt

Quá trình chế biến hạt đại mạch để trở thành malt được dựa vào nền tảng trênsự nảy mầm của hạt Giai đoạn này chủ yếu xảy ra sự hoạt hóa và tích lũy hoạt lựccủa enzyme trong hạt

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

Tiếp giáp giữa phôi và nội nhũ là gù Gù là màng bán thấm, nó chỉ cho phépcác chất hoà tan từ nội nhũ thấm qua để chuyển về phôi và nước từ phôi đi vào nộinhũ

Phôi chiếm tỷ lệ không đáng kể so với trọng lượng của hạt Trong quá trìnhchế biến, các thành phần trong phôi hoà tan rất ít vào dịch đường Trong công nghệsản xuất bia, giá trị dinh dưỡng của phôi hầu như không đáng kể, mà vai trò to lớncủa nó là ở chỗ: đây là trạm hoạt hoá và là nhà máy sản xuất enzyme, nếu thiếu nóthì cơ sở lí thuyết của quá trình sản xuất malt coi như sụp đổ [3–Tr11]

2.2.2 Thành phần hóa học của đại mạch

Gồm những thành phần chính sau:

2.2.2.1 Nước

Thủy phần của hạt có ảnh hưởng lớn đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt Hàm ẩm cao sẽ kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt Hai quá trình này là nhân tố quan trọng nhất làm hao tổn chất khô

Thủy phần cao quá mức cho phép sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, cũng như tăng chi phí vận tải Hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa vào bảo quản là

Tinh bột được phân bố chủ yếu ở nội nhũ và một phần rất ít ở phôi Chúng tồn tại dưới dạng những khối lập thể có kích thước bé, ta quen gọi là "hạt tinh bột".Trong công nghệ sản xuất malt thì tinh bột có chức năng là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi

+ Các hợp chất pectin và các chất dạng keo

Các chất này có bản chất là hidratcacbon, cho nên khi bị thuỷ phân sẽ cho sản phẩm là các đường đơn galactoza và xitoza

Các hợp chất pectin phân bố ở thành tế bào để tạo ra màng trung gian Trong hợp chất pectin chiếm nhiều nhất về khối lượng phải kể đến protopectin

Sự tồn tại của các hợp chất pectin và các chất dạng keo trong dịch đường mangtính chất hai mặt Mặt tiêu cực là làm cho dịch có độ nhớt cao, khó lọc Còn mặt tích cực là tạo cho bia có vị đậm đà, tăng khả năng tạo và giữ bọt của sản phẩm

+ Saccharid thấp phân tử

Saccharid trong hạt đại mạch chủ yếu là một số đường đơn và đường kép, cấu

tử chiếm nhiều nhất trong nhóm này là saccharoza, đạt tới 1,8% chất khô của hạt, nó phân bố rất nhiều trong phôi, chiếm đến 5,5% trọng lượng phôi Có vai trò quan trọng trong phát triển phôi [3–Tr12,13,14,15]

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 9 SVTH:Nguyễn Văn Định

2.2.2.3 Các hợp chất chứa nitơ

Hàm lượng các chất chứa nitơ trong đại mạch khoảng 9-11% so với lượng chất khô của hạt Phần lớn các hợp chất này tồn tại dưới dạng cao phân tử gọi là prtotit, còn một phần nhỏ tồn tại dạng thấp phân tử dễ hoà tan, có tính chất khác vớinhóm cao phân tử và được gọi là các hợp chất nitơ phi protit

Các hợp chất này quyết định chất lượng của sản phẩm cuối cùng

Khu vực phân bố của protit ở trong hạt là lớp alơron và phôi, một phần rấtnhỏ ở lớp tế bào quanh nội nhũ

Protit trong đại mạch được chia thành hai nhóm:

+ Protit đơn giản hay protein

+ Protit phức tạp hay proteid

+ Các hợp chất chứa nitơ phi protit

Đại diện tiêu biểu của nhóm này là albumoza, pepton, peptid và axit amin

2.2.2.4 Polyphenol và chất đắng

Polyphenol trong hạt tập trung chủ yếu ở lớp vỏ Phần lớn những hợp chất hoà tan được và tồn tại trong bia đều là những dẫn xuất catechin, chúng thuộc nhóm flavonid

Chất chát và chất đắng có trong đại mạch thuộc nhóm lipoit, chúng gây ra vị đắng khó chịu cho bia

2.2.2.5 Fitin

Fitin là muối đồng thời của canxi và magiê với axit inozit-phosphoric

C6H6O6(H2PO3)6, chúng tập trung chủ yếu ở vỏ và chiếm đến 0,9% chất khô của vỏ Khi bị thủy phân sẽ tạo thành inozit và axit phosphoric

2.2.2.6 Vitamin

Đại mạch chứa các loại vitamin B1, B2, B6, C, PP2, tiền vitamin A, E, axit pantotenic, biotin, axit polievic và nhiều dẫn xuất vitamin khác Tuy hàm lượng ít nhưng nó đóng vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất malt, vì chúng là nhân tố điều hòa sinh trưởng của mầm

2.2.2.7 Chất khoáng

Trong đại mạch bao gồm các chất khoáng sau: SiO2, MgO, CaO, Na2O, SO3,

xuất malt và bia Đặc biệt là nguyên tố photpho, vì nó đóng vai trò chủ yếu trong việc hình thành hệ thống đệm của dịch đường.

2.2.2.8 Chất béo và lipoid

Hàm lượng chất béo và lipoid trong hạt đại mạch dao động trong khoảng 3% lượng chất khô của hạt Chúng tập trung chủ yếu phôi và alơron, chúng là loại dầu béo màu vàng cafê nhạt, có mùi thơm rất nhẹ và dễ chịu, chỉ số axit khoảng 16, chỉ số xà phòng là 181, chỉ số iôt là 125

2,5-Ở giai đoạn ươm mầm, một phần chất béo và lipoid bị thủy phân bởi enzim lipaza

2.2.2.9 Enzim

Enzim là những hợp chất hữu cơ, có hoạt tính sinh học rất cao, có cấu tạo phân

tử rất phức tạp và giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong công nghệ sản xuất bia.Trong hạt đại mạch, chứa một lượng enzim rất phong phú, và chúng được phân thành hai nhóm: hydrolaza và decmolaza

+ Hydrolaza:

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

- Cacbohydraza:

Nhóm enzim này thủy phân gluxit cao phân tử thành các sản phẩm thấp phân

tử hơn Trong nhóm này có hai nhóm nhỏ: Polyaza và hexozidaza

+ Decmolaza( enzim oxi hoá khử ):

Nhóm enzim này xúc tác phản ứng oxi hoá khử của quá trình hô hấp và phân giải yếm khí gluxit, nghĩa là chúng tham gia trực tiếp vào quá trình trao đổi chất của tế bào

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 11 SVTH:Nguyễn Văn Định

Đại diện tiêu biểu trong nhóm enzim này là: dehyraza, oxydaza và catalaza [3–Tr16,17,18]

2.3 Chất hỗ trợ kĩ thuật

2.3.1 Nước

Trong nhà máy sản xuất malt, nước được sử dụng trong nhiều mục đích khác nhau như là dùng để rửa, ngâm hạt đại mạch, hay dùng để vệ sinh thiết bị, nhà xưởng…Do đó nhu cầu về nước dùng trong nhà máy là rất nhiều

Trong nhà máy sản xuất malt nước sử dụng cần có các tiêu chuẩn như sau: Nước trong suốt, không có mùi và vị lạ, không có vi sinh vật gây bệnh

2.3.2 Chất sát trùng

Để rửa hạt người ta sử dụng các thiết bị rửa chuyên dụng Nước dùng để rửahạt phải đảm bảo các chỉ tiêu về hóa học và sinh học Để sạch hơn người ta có thểdùng 1 số hóa chất như NaOH – 0,35kg/m3; nước Na2CO3 0,9kg/m3; CaO – 1,3kg/

m3

Để sát trùng hạt người ta cũng có thể dùng nhiều chất khác nhau như formalin,

H2O2, KMnO4, Ca(OH)2 Tuy nhiên, khi sử dụng các chất sát trùng cần chọnnhững chất không gây ảnh hưởng đến quá trình ươm mầm cũng như chất lượng củamalt thành phẩm [5–Tr50]

2.4 Một số quá trình sinh hóa quan trọng xảy ra trong sản xuất malt

Trong quá trình sản xuất malt có 1 số quá trình làm thay đổi tính chất lý hóa của hạt như:

2.4.1 Các quá trình xảy ra khi ngâm hạt

Ngâm đại mạch là giai đoạn khởi đầu cho một loạt các quá trình hóa lý, hóasinh, sinh lý và nhiều quá trình khác xảy ra trong suốt tiến trình chuyển đổi từ hạtđại mạch khô thành malt Một điều kiện tiên quyết để các quá trình phát sinh và tiếntriển được là hạt đại mạch khô phải hút thêm một lượng nước tự do

Trong thời gian ngâm hạt, có các quá trình sau xảy ra:

- Sự thẩm thấu và khuếch tán của nước vào hạt

- Sự hòa tan các chất polyphenol, chất chát, chất màu ở vỏ vào môi trường

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

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

- Vận chuyển các chất hòa tan về phôi

- Sự giải phóng enzyme khỏi trạng thái liên kết thành trạng thái tự do

- Sự hoạt hóa hệ enzyme oxy hóa - khử và enzyme thủy phân

- Sự hô hấp của hạt

- Sự thủy phân các chất hữu cơ cao phân tử

- Xuất hiện dấu hiệu của sự phát triển cây non ở phôi

Trong các quá trình trên thì hô hấp của hạt và sự hoạt hóa hệ enzyme thủyphân là hai quá trình quan trọng nhất [3–Tr80,81]

2.4.2 Các quá trình xảy ra khi ươm mầm

- Sự biến đổi hình thái của hạt:

Bên ngoài: mầm và rễ bắt đầu xuất hiện từ từ

Bên trong: dưới tác dụng của enzyme có sẳn trong hạt hoặc mới được hìnhthành khi nảy mầm như xitase, proteinase, pectinase… thành tế bào bị thủy phân

- Sự hoạt hóa các enzyme:

Trong quá trình nảy mầm, các enzyme có sẳn trong hạt được giải phóng vàhoạt hóa, đồng thời có một số enzyme mới được tạo thành và tích lũy Vì thế, saukhi nảy mầm số lượng và hoạt lực của các enzyme tăng lên rất nhiều

+ Amylase: là một nhóm bao gồm ba enzyme

 α-amylase: thể hiện được hoạt lực vào những thời điểm đầu tiên của quátrình ươm mầm, còn đến ngày thứ 3 hoặc thứ 4 thì hoạt lực của chúng tăng mộtcách đáng kể

 β-amylase: nó có trong hạt đại mạch ở cả dạng liên kết và dạng tự do Trongthời gian ươm mầm hoạt lực của hai dạng đều tăng lên, hoạt lực tự do tăng 3 - 4 lần,còn hoạt lực chung tăng 1,5 - 2 lần Ở nhiệt độ 13 - 14oC, hoạt lực β-amylase đạtcực đại sau 11 - 12 ngày đêm

 Amylophosphatase: Đại mạch khô không chứa amylophosphatase tự do Nóxuất hiện vào ngày thứ hai trong chu kỳ ươm mầm và đạt được hoạt độ cực đại sau

+ Sitase: Là nhóm bao gồm hai enzyme là sitoclactase và sitolase Nhómenzyme này thủy phân hemicellulose và các chất dạng keo thành các hợp chất trunggian và sau đó thành các đường đơn pentose, hexose và các sản phẩm khác Ở giaiđoạn ươm mầm hoạt lực của chúng tăng lên nhiều lần.

+ Esterase: Là những enzyme xúc tác quá trình phân cắt các mối liên kếteste của các hợp chất hữu cơ Quan trọng nhất đối với công nghệ sản xuất malt lànhóm enzyme phosphatase

- Sự hô hấp:

Sự hô hấp của hạt thực chất là quá trình oxy hóa - khử sinh học xảy ra bêntrong tế bào hạt Sự tích lũy và hoạt động của hệ enzyme oxy hóa - khử là tiền đềcủa tất cả các quá trình khác trong giai đoạn ươm mầm của hạt

Sau khi nảy mầm tổn thất chất khô trong hạt có thể trên 10% Một phần lớntiêu tốn cho sự hô hấp và một ít cho sự tổng hợp tế bào

- Sự thay đổi thành phần hóa học của hạt bao gồm:

+ Sự hòa tan thành tế bào dưới tác dụng của enzyme sitase

+ Sự thủy phân tinh bột dưới tác dụng của hệ enzyme amylase

+ Sự thủy phân protein nhờ enzyme protease

+ Sự thủy phân fitin nhờ enzyme fitase

+ Sự thủy phân chất béo nhờ enzyme lipase [3–Tr99,100]

2.4.3 Các quá trình xảy ra trong khi sấy malt

Phụ thuộc vào bản chất của quá trình chuyển hóa trong từng thời điểm, quátrình sấy malt tươi có thể chia làm ba pha chính sau:

- Pha sinh lý: Thời kỳ này kéo dài từ lúc bắt đầu sấy cho đến khi nhiệt độ đạt

45oC và hàm ẩm đạt 30% điểm của giai đoạn này là rễ và lá mầm vẫn phát triển Vìđộ ẩm và nhiệt độ thích hợp nên quá trình này diễn ra với cường độ khá mạnh

- Pha enzyme: Giai đoạn này nằm trong khoảng 45 - 70oC và hàm ẩm còn10% Hoạt động sống của hạt bị ức chế rất mạnh, sự phát triển của rễ và lá mầm bịngừng lại, nhưng hoạt động của hệ enzyme thủy phân vẫn tiếp tục diễn ra Kết quảtrong hạt tích lũy thêm một lượng chất chiết hòa tan Ở pha này, nếu tốc độ tách ẩmcàng nhanh thì tốc độ các quá trình sinh hóa và quá trình enzyme càng chậm

- Pha hóa học: Pha này nằm trong thời điểm mà hàm ẩm của hạt giảm từ10% xuống 4% và nhiệt độ tăng từ 75oC đến 85oC Khi nhiệt độ tăng quá 75oC, cácquá trình enzyme sẽ đình chỉ hoạt động Sự tạo thành các hợp chất cho màu và chohương có thể xảy ra ở vùng nhiệt từ 60 - 85oC Các chất này được tạo thành do phảnứng melanoidin, caramen và một số phản ứng khác [3–Tr178]

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 15 SVTH:Nguyễn Văn Định

CHƯƠNG 3: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ3.1 Dây chuyền công nghệ sản xuất malt vàng

Rửa và sát trùng

H 2 O

Ngâm (w = 4547%) Khí nén

Khí điều hòa

3.2 Thuyết minh

3.2.1 Hạt đại mạch

Đại mạch gồm nhiều loại Trong công nghệ sản xuất malt người ta chủ yếudùng đaị mạch 2 hàng, bông đứng và rất quan tâm tới thành phần hóa học củachúng [5-Tr 48]

Người ta nhập hạt đại mạch loại 1 và 2 để sản xuất malt

- Loại 1: tốt nhất có bề dầy hạt lớn hơn 2,5 mm

- Loại 2: có bề dầy hạt từ: 2,2 tới 2,5 mm

Người ta nhập đại mạch về vận chuyển vào kho và chuyển lên các xilô bảoquản chờ chế biến

3.2.2 Làm sạch

3.2.2.1 Mục đích

Trong quá trình thu hoạch, vận chuyển cũng như bảo quản có nhiều tạp chất

vô cơ (đất, đá, sỏi, sạn ) và hữu cơ (hạt cỏ dại, xác côn trùng ) có thể rơi vào khốihạt Do đó, để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sản xuất và để cho sản phẩm đạtchất lượng cao, đại mạch cần phải làm sạch tạp chất trước khi đưa vào quy trình sảnxuất [3-Tr 48]

Hạt qua sàng thứ nhất được đổ xuống sàng thứ hai Sàng thứ hai sẽ giữ lạicác tạp chất lớn Qua sàng thứ hai, hạt đổ xuống sàng thứ ba Sàng này sẽ giữ lại đạimạch và cho qua cát, sỏi, và các tạp chất có kích thước bé

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 17 SVTH:Nguyễn Văn Định

Đại mạch đã được làm sạch sơ bộ được thu gom bằng một kênh riêng, ở đóchúng sẽ được thổi bằng luồng không khí mạnh, bụi và rác nhỏ còn sót trong khốihạt sẽ được loại trừ hết [3-Tr 52,53]

+ 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-Tr 53]

3.2.3 Ngâm và rửa hạt

3.2.3.1 Mục đích rửa hạt

-Loại bỏ những hạt lép, hạt không đạt tiêu chuẩn, các tạp chất, các mẫu hạtgãy, vụn mà trong quá trình làm sạch và phân loại chưa loại bỏ hết

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

-Sử dụng biện pháp thích hợp để sát trùng khối hạt, tạo điều kiện thuận lợicho các quá trình công nghệ tiếp theo

Chất sát trùng sử dụng trong nhà máy là formalin, cứ 1 tấn đại mạch thì cần 1,5 kg formalin [5-Tr12]

1-3.2.3.2 Mục đích ngâm hạt

Hạt trước khi ngâm có độ ẩm  13% Lượng nước này trong hạt phân bố ở tếbào, có nhiệm vụ liên kết các phân tử dạng keo, chúng không thể dịch chuyển từ tếbào này sang tế bào khác – tức là chúng không tham gia vào quá trình chuyển đổinăng lượng Lượng nước này gọi là nước liên kết Với hàm ẩm thấp như vậy chúngkhông đủ khả năng hoạt hóa phôi để phát triển thành cây non vì vậy chúng cần hútthêm 1 lượng nước nhờ vào quá trình ngâm hạt Vì vậy mục đích chính của quátrình ngâm là tăng hàm ẩm hạt lên tới 45% [5–Tr51]

3.2.3.3 Cách tiến hành

+ Chọn thiết bị

Hình 3.1 Thiết bị ngâm và rửa hạt [6-15]

+Cấu tạo:

1- Cửa tháo hạt 6- Cửa tháo hạt lép và tạp chất nổi

2- Lưới chắn hạt 7- Ống thổi khí nén

3- Ống sục không khí nén 8- Ống dẫn nước

4- Ống trung tâm 8a- Dẫn nước sạch

5- Ống phân phối hạt 8b- Dẫn nước bẩn

+ Chọn phương pháp ngâm hoán vị nước không khí:

Đặc trưng của phương pháp này là hạt lúc được ngâm trong nước lúc đượcngâm trong không khí Mỗi chu kì kéo dài từ 3 đến 6 giờ phụ thuộc vào dạng hạt vànhững yếu tố khác có ảnh hưởng tới tốc độ ngâm Trong quá trình ngâm có thổi khínén vào trong khối hạt.Ta tiến hành ngâm với nhiệt độ nước ngâm dao động 15-

17oC Độ ẩm của hạt sau khi ngâm là 43-45% Thời gian ngâm là 48h và thay nước

hỗn hợp hạt – nước trong ống nhỏ hơn ngoài ống Do đó hỗn hợp hạt – nước trong ống (4) đi lên phía trên rồi theo 2 ống (5) phân phối trên bề mặt thiết bị Hỗn hợp hạt – nước đi bên ngoài ống đi xuống phía dưới rồi lại theo ống (4) đi lên phía trên

Cứ như thế hạt sẽ được đảo trộn để rửa sạch Lưới chắn (2) dùng giữ hạt khi muốn tháo nước ra khỏi thiết bị mà không cần tháo hạt Còn hệ thống ống (3) dùng để cung cấp không khí cho hạt trong quá trình ngâm [6-Tr16]

3.2.5 Ươm mầm

3.2.5.1 Mục đích

- Giải phóng và tích lũy các hệ enzim thủy phân

- Tạo điều kiện để các hệ enzim thủy phân 1 phần các chất có trong hạt từdạng phức tạp sang đơn giản [5-Tr56]

3.2.5.2 Thực hiện

+ Cấu tạo

1- Thiết bị ngâm hạt 4- Máy đảo malt kiểu

2- Mặt bằng lấp đầy 5- Vít tải chuyển malt tươi vào lò sấy3- Mặt bằng trống 6- Không khí đã xử lý

Hình 3.3 Thiết bị ươm mầm kiểu luống di động [3-Tr151]

+ Tiến hành:

- Đại mạch ướt từ thùng ngâm được tự chảy xuống vùng bán nhật đầu tiên vàdàn thành lớp dày khoảng 0,8m Sau nửa ngày ươm, nhờ máy đảo, lô hạt này đượcchuyển sang vùng bán nhật thứ hai và thay vào vị trí đó là lô hạt ướt khác Sau 7ngày quá trình ươm kết thúc, và khi đó tất cả các vùng bán nhật đã được lấp đầy,

- Thiết bị ươm là một catset, dài 40-50m, rộng 3-4m Diện tích của nó được tính đủ cho 7 ngày ươm và được chia thành 7 ngăn, tức 14 vùng bán nhật Mỗi vùngbán nhật có một chế độ công nghệ riêng

- Nhiệt độ trong những ngày đầu ươm mầm là khoảng 15-18oC, trong nhữngngày sau tăng lên 20oC Độ ẩm của hạt sau khi ươm là 43-44% [3–Tr150]

3.2.6 Sấy malt

3.2.6.1 Mục đích

- Đưa malt về độ ẩm bảo quản được

- Tạo cho malt có chứa các chất sinh màu, sinh mùi thích hợp cho công nghệ bia [5-Tr61]

3.2.6.2 Tiến hành

+ Thiết bị sấy

+ Cấu tạo

1- Cửa đổ malt tươi 12- Mương dẫn khí nóng

2- Camera sấy sơ bộ 13- Khoang chứa malt khô

3, 4- Mương thông gió 14- Trục cánh khế

5- Khoang chứa tạm 15- Máng chứa malt

6- Mương dẫn không khí bẩn 16- Vít tải

7, 8- Camera khí nóng 17- Calorifer

9- Lưới chứa malt 18, 19, 20- Quạt gió

10, 11- Mương dẫn khí bổ sung

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 21 SVTH:Nguyễn Văn Định

Hình 3.4 Lò sấy liên tục  CXA-5 [3-Tr196]

+ Tiến hành

Malt tươi được đổ vào lò sấy qua chóp (1) và được sấy sơ bộ ở camera (2) Sau đó nhờ bộ gạt tự động, malt được đổ xuống đều đặn và liên tục vào khoang chứa (5) và từ đây xuống hai camera (9) Camera (9) được chia thành bốn vùng sấy có nhiệt độ và chế độ thông gió khác nhau, được ký hiệu I, II, III, IV từ trên xuống

Không khí nhờ quạt (18) thổi qua calorife (17) để nhiệt độ được nâng lên thành tác nhân sấy Qua cửa điều chỉnh (12) tác nhân sấy được thổi lên hai camera chứa malt (9) Đường đi của không khí nóng là đường ziczăc Mỗi lần qua vùng sấykhác, hướng đi của nó lại đổi chiều Như vậy, để qua hết các vùng sấy, tác nhân sấy đổi chiều bốn lần Ở dưới các vùng sấy, đường ống dẫn không khí lạnh từ ngoài vào, để điều chỉnh lại nhiệt độ của tác nhân sấy trước lúc thổi vào khu vực sấy đó Khi không khí nóng đi hết vùng sấy I, chúng được đưa ra ngoài qua quạt hút (19) Còn malt sau khi đi hết vùng sấy IV thì được rơi xuống máng (15) và được đưa ra ngoài bằng vít tải (16) Quạt nén (20) dùng để thổi không khí có nhiệt độ thường vào khối malt ướt để sấy sơ bộ chúng Phía dưới của các vùng sấy, có đường ống (10), (11) dẫn không khí lạnh từ ngoài vào để điều chỉnh lại nhiệt độ của tác nhân sấy trước lúc thổi vào khu vực sấy đó

Nhiệt độ sấy ở vùng I là 50oC, hàm ẩm của malt hạ xuống 24% Ở vùng IInhiệt độ 60-70oC, vùng III,IV nhiệt độ của tác nhân sấy là 85oC, hàm ẩm giảm còn

Hình 3.5 Máy đập rễ malt [3-Tr109]

+Hoạt động:

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, theo chiều dọc, lắp mộttrục quay được Trên trục được gắn các mái chèo hình vát và cơ cấu này trông giốngnhư một chiếc xa kéo sợi, vì vậy ta gọi hệ thống quay phía trong tang là xa quay.Chiều quay của xa ngược với chiều quay của tang ngoài và tốc độ quay cũng nhanhhơn

Khi malt khô được đổ vào tang quay (2) nhờ vít tải thì xa quay (3) và tang bắtđầu quay Nhờ chuyển động ngược chiều và chuyển động quay của xa quay, cả khốihạt cũng quay theo Khi khối hạt quay, chúng tạo ra ma sát và nhờ có bộ phận máichèo gạt các lớp hạt cho nên rễ malt bị đứt khỏi hạt một cách dễ dàng Rễ lọt quamắt sàn của tang quay và rơi xuống máng hứng ở phía dưới và nhờ có vít tải (7),chúng được đẩy ra ngoài qua cửa (8) Còn malt sạch sẽ được dồn về cửa (5) và cũngđổ xuống máng và được chuyển ra ngoài nhờ cùng một hệ thống vít tải Bụi và cácloại vỏ cùng tạp chất nhẹ phát sinh trong thời gian tách mầm rễ, được hút ra ngoàinhờ quạt hút (4) và đưa đến xyclon 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 ẩmnày, vỏ của hạt sẽ mềm và dẻo, lúc nghiền không bị nát, tạo lớp màng lọc lý tưởngcho quá trình lọc bã malt Cũng do hạt hút thêm nước, thể tích của chúng sẽ tănglên, đồng thời trong lúc này ở trong hạt xảy ra một số quá trình mà kết quả củachúng là:

- Hoạt lực amylaza và proteaza tăng

- Hàm lượng đạm hoà tan tăng nhưng không đáng kể

- Chỉ số độ chua định phân tăng

Trước lúc bảo quản, nhiệt độ của malt cần hạ xuống 200C [3–Tr210,211]

Malt được bảo quản trong xilo Sau đó được đóng bao để đưa đi tiêu thụ

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 25 SVTH:Nguyễn Văn Định

CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT4.1 Các thông số ban đầu

4.1.1 Năng suất của nhá máy

Malt thành phẩm 25.000 tấn đại mạch/năm

4.1.2 Chọn các số liệu ban đầu của nguyên liệu

Độ ẩm ban đầu của đại mạch: W=12%

Khối lượng riêng của đại mạch: ρ=710 kg/m3

Khối lượng riêng của matl sau khi sấy: ρ=600kg/m3 (520-600g/l ) [6–Tr32] Độ ẩm của đại mạch sau khi rửa, ngâm: W= 45%

Hệ số trương nở thể tích so với đại mạch trước khi ngâm: 1,45 [3 –Tr96]

Độ ẩm của đại mạch sau khi nảy mầm: W= 43,5%

Hệ số trương nở thể tích so với đại mạch trước khi ngâm: 2,2 Độ ẩm của malt sau khi sấy W=3,5%

4.1.3 Chọn tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn

Bảng 4.1 Mức tiêu hao chất khô qua từng công đoạn

Công đoạn Làm sạch Rửa và

4.2.1 Cân bằng vật chất cho 1000 kg nguyên liệu

4.2.1.1 Khối lượng chất khô trong nguyên liệu

kg

100

12 100

4.2.1.3 Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch

+ Lượng chất khô sau khi làm sạch:

  875,6kg

100

5,0100880

4.2.1.4 Lượng nguyên liệu sau khi rửa và ngâm

+ Lượng chất khô sau khi ngâm:

kg 84 , 866 100

) 0 , 1 100 ( 6 , 875

100

100 84 , 866



sn

V

4.2.1.5 Lượng nguyên liệu sau khi nẩy mầm

+ Lượng chất khô sau khi nẩy mầm:

100

7 100 84 , 866

+ Lượng nguyên liệu sau khi nẩy mầm:

kg 83 , 426 1 5 , 43 100

100 16 , 806

+ Thể tích nguyên liệu sau khi ươm:

3 m 08 , 3 4 , 1 2 ,

2  



snm

V

4.2.1.6 Lượng malt sau khi sấy

+ Lượng chất khô sau khi sấy:

kg 1 , 798 100

) 0 , 1 100 ( 16 , 806

+ Lượng malt sau khi sấy:

827,05kg 5

, 3 100

100 1 , 798

4.2.1.7 Lượng malt sau khi tách mầm, rễ.

+ Lượng chất khô còn lại :

100

5 , 4 100 1 , 798

+ Lượng malt thành phẩm:

kg 83 , 789 5

, 3 100

100 19 , 762

+ Thể tích malt thành phẩm:

3 m 32 , 1 600

83 , 789





stm

V

4.2.1.8 Lượng chất khô tách ra theo mầm rễ và thể tích của rễ mầm

+ Lượng chất khô tách ra theo rễ mầm:

kg

m mr 35 , 54

100

5 , 4 83 , 789





+Vậy thể tích của mầm, rễ được tách ra là:

Vmr = 15% V hạt = 15%1,41 = 0,21 m3

4.2.1.9 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 sẽ là:

710

1000 45

710 – Khối lượng riêng của hạt đại mạch, kg/m3

1000 kg đại mạch sẽ chiếm thể tích 0,74 m3 chặt tuyệt đối Lúc đó lượng nước ngâm ban đầu chỉ cần:

2,04 – 0,74 = 1,3 m3

Khi quá trình ngâm kết thúc hạt trương nở 1,45 lần, có nghĩa là khi đó lượng nước chỉ chiếm:

2,04 – 0,74  1,45 = 0,97 m3

)

Với, a: là lượng nước ngâm ban đầu, a=1,3

c: lượng nước ngâm trước khi kết thúc quá trình ngâm hạt, c = 0,97Ngâm theo phương pháp gián đoạn thì số lần thay nước là 4-10 lần

Mỗi lần ngâm 6h trong nước và 4h trong không khí

Khi đó: 5 , 68

2

5 0,97) (1,3

Ngoài lượng nước này còn phải cộng thêm lượng nước rửa hạt: 2m3 cho

1000 kg [3-Tr97] Do đó tổng lượng nước cho quá trình ngâm và rửa là:

Vn= 2 + 5,68 = 7,68 m3

4.2.1.10 Lượng formalin cần sử dụng:

Theo [5-Tr12] thì cứ 1000kg đại mạch cần 1,2kg formalin.

Vậy lượng formalin cần dùng là:

kg

M fo 1 , 19

1000

2 , 1 995

L 29 , 85 /

1000

995 20

4.2.1.12 Lượng khí điều hòa cung cấp cho quá trình ươm mầm

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 thuộc vàotỷ lệ oxy và CO2 có trong khối hạt Quá trình hô hấp và các quá trình sinh tổng hợpxảy ra mạnh nhất vào 4 ngày đầu của quá trình ươm (thời gian ươm mầm của một

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 29 SVTH:Nguyễn Văn Định

mẻ là 7 ngày) Việc tính toán lượng khí điều hòa cung cấp cho quá trình ươm mầm

sẽ dựa vào lượng oxy cung cấp cho quá trình hô hấp của hạt đại mạch

Bảng 4.2: Sự biến thiên hệ số hô hấp ở giai đoạn ươm mầm đại mạch [1-Tr 95]

Thời điểm khảo sát

Lượng oxy hấp thụ

Lượng khí điều hòacần cung cấp(m3/1000kg chất khô) (m3/1000kg chất khô)

m



4.2.2 Kế hoạch sản xuất của nhà máy:

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

Bảng 4.3: Biểu đồ sản xuất của nhà máy năm 2010

số ngày làm

Số ca 75 69 81 78 75 78 81 78 78 78 78 81 930

4.2.3 Tính chi phí cho một ngày

Lượng nguyên liệu cho 1 ngày

17 , 645 80 310

000 000 25

Với X: các phần tính cho 1 ngày

Với Y: là các phần tính cho 1000 kg

4.2.3 Tính chi phí cho một năm

Các phần tính cho 1 năm

Z = X  310

Với X: là các phần tính cho 1 ngày

Với Z: là các phần tính cho 1 năm

Kết quả tính cân bằng vật chất cho 1 ngày, 1 năm dựa trên cơ sở tính toáncho 1000 kg nguyên liệu và được ghi trong bảng 4.4

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 31 SVTH:Nguyễn Văn Định

Bảng 4.4 Bảng tổng kết cân bằng vật chất

Công

Đoạn

Tính cho 1000 kg

đại mạch Tính cho một ngày

Tính cho mộtnăm

rửa và

ngâm 1576,07 2,03 127.102.43 163,71 39.401.754,26 50.750,1Sau nảy

mầm 1426,83 3,08 115.066,95 248,39 35.670.753,85 77.000,9Sau sấy 827,05 1,68 66.697,59 135,48 20.676.252,23 41.998,8

Sau tách

mầm, rễ 789,83 1,32 63.704,4 106,45 19.745.752,13 32.999,5

Rễ, mầm 35,54 0,21 2.866,13 16,94 85.983,88 5251,4Tổng

5.1 Phân xưởng xử lý nguyên liệu

5.1.1 Tính xilô chứa nguyên liệu

Kích thước xilô đủ chứa nguyên liệu sử dụng trong thời gian 4 tuần Xilô códạng thân trụ tròn đáy chóp với góc nghiêng 60o

Hệ số chứa đầy của thiết bị là  =0,85, thiết bị làm bằng thép không gỉ

Lượng đại mạch cần sử dụng trong một ngày , (theo bảng 4.4)

Vtr: là thể tích phần hình trụ

Vn: là thể tích phần hình nón

Vnl: thể tích nguyên liệu

: hệ số chứa đầy

Vtr = 1

2 4

.

H D

2

D d D H





tg d D

H   

2 2

Suy ra: Vn=   D3  d3tg

24 1

Vậy: V= D H1   D3 d3tg

2

24

1 4

Chiều cao của xilô: H= H1 + H2 + H3

Sử dụng 18 xilô chứa, thể tích của một xilô:

85 , 0 18

04 , 729 2

18    

V

m3

Chọn D=4m, d=0,2m, H3=0,5m

Chiều cao phần hình nón:

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 33 SVTH:Nguyễn Văn Định

H3

H1

H2HD

α=60o

d

Hình 5.1:Xilo chứa nguyên liệu

H2 = D d tg   m

o

29 , 3 2

3 2 , 0 4 2

4 87 , 133

Ta chọn máy làm sạch có các thông số kỹ thuật như sau [3-Tr53]

Năng suất máy: 5000 kg/h

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

Sàng thứ nhất có lỗ sàng hình bầu dục: 35 x 8mm

Sàng thứ hai có lỗ sàng hình bầu dục: 25 x 4,5 mm

Sàng thứ ba có lỗ sàng hình bầu dục: 20 x 2mm

Thiết bị làm sạch bằng từ tính:

Bộ phận chính là cuộn nam châm điện từ, được đặt trên mặt phẳng nghiêngvới độ dốc 45o, mật độ từ trường đạt 9000 gaus

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 44mmCông 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

Chọn thời gian làm sạch đại mạch: 24 giờ/1ngày vì có bunke chứa

Hình 5.3 Thiết bị ngâm, rửa

Hình 5.2 Bunke chứa

Số lượng = 0 , 67

24

24 5000

22 , 360 3



Vậy số thiết bị là 1 cái

5.2 Phân xưởng rửa, ngâm, ươm

5.2.1 Tính bunke chứa malt

Theo bảng 4.4 ta có lượng nguyên liệu cần sử dụng trong 1 ngày sau làmsạch là:

V = 112,9 m3

Ta sử dụng 8 bunke do dó Thể tích một bunke

chứa trong một bunke là:

V1 = 14 , 11

8

9 , 112

3 2 , 0 3 2

4 99 , 7

Do chu kì ngâm là 48h nên số bunke

chứa malt cần là 16 cái

5.2.2 Tính thiết bị rửa ngâm

Thiết bị là thùng dạng thân trụ,

đáy côn có góc nghiêng ở đáy α=60o

Phần đáy có hệ thống ống ruột gà xếp

đồng tâm được kết nối với đường ống

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 35 SVTH:Nguyễn Văn Định

dẫn khí nén Ở giữa là đường ống trung tâm, nó cũng được kết nối với đường ốngdẫn khí nén Nước lạnh được dẫn vào thiết bị từ bể chứa nước làm lạnh.

Thể tích của nguyên liệu cần chứa là (tính theo thể tích của đại mạch saungâm) : V = 163.71(m3/ngày)

( theo bảng 4.4)

Ta sử dụng 8 thùng ngâm nên thể tích mỗi thùng là:

3 08 , 24 85 , 0 8

71 , 163

m



Chọn D=3,6m; d=0,2m; H3=0,2m [3-97]

  3 , 6 0 , 2  3

24

1 60 24

51 , 13 4 4

2 2

d D

2

2 , 0 6 , 3 60 2

2       Vậy tổng chiều cao thiết bị là:

H= H1 + H2 + H3= 1,33 + 2,94+0,2=4,47mThời gian mỗi lần rửa và ngâm là 48h vì vậy để đảm bảo tính liên tục choquá trình sản xuất thì số lượng thiết bị ngâm, rửa là 16 thùng

Số lượng: 16 cái

D =3,6m; d= 0,2m; α= 600

H1=1,33m; H2= 2,94m; H3= 0,2m; H= 4,47m

5.2.3 Thiết bị chứa fomalin

Theo bảng 4.4, lượng formalin dùng cho một ngày sản xuất 95,97 kg

Thùng chứa formalin có hình dạng như xilô chứa

Thể tích của formalin được xác định:

93 , 239 40

40 100 97 , 95 97 ,

87 , 1 9 , 0

7 24 , 0

2 , 0 2 , 1

2    

Thể tích phần nón cụt:

39 , 0 4

2 , 0 2 , 1 2 , 0 2 , 1 87 , 0 14 , 3 3

4 48 , 1

Để ươm mầm ta chọn thiết bị thuộc hệ

Ostertag, do hãng Seeger chế tạo.[3-Tr150]

Thiết bị là một catset dài 40÷50m, rộng

3-4m, cao 1,8m

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 37 SVTH:Nguyễn Văn Định

Hình 5.5: Catset ươm

Ở giữa 2 catset có hành lang để công nhân đi lại thao tác, ở đây được đổ bêtông cao cách miệng luống ươm 0,5m Trong mỗi ngăn ươm có đáy dạng lưới đụclỗ mắt sàng, làm bằng thép không gỉ Ở phía trên đáy là malt, phía dưới là khoảngkhông để bố trí hệ thống ống dẫn khí điều hoà Đáy các ngăn ươm có tráng xi măngvới độ nghiêng 3% để thoát ẩm dễ dàng Mỗi catset ươm được chia làm 7 ngănươm, và mỗi ngăn chia làm 2 vùng bán nhật, nghĩa là mỗi luống có 14 vùng bánnhật và khi hạt đổ vào sẽ đổ vào vùng bán nhật thứ nhất.

Ta chọn 8 catset (Vì nếu thấp hơn thì chiều dài của cátet sẽ lớn hơn 50m,cao hơn 8 thì tốn diện tích)

Các thông số của catset ươm là:

-Chiều cao từ đáy ngăn đến lưới hạt là 0,5m

-Sàn lưới làm bằng thép tráng kẽm, dày 3mm

-Kích thước lỗ lưới 1,5x20mm

-Chiều cao tường ở phía trên lưới 1,3m

-Chiều ngang của luống là 4 m

Theo [3-Tr152] ta có chiều dày của lớp hạt trong các ngăn từ 0,8-1,2m do đó

ta có thể chọn chiều dày của lớp hạt trong các ngăn như sau:

Bảng 5.1:Bề dày lớp hạt của các ngăn

+Tính chiều dài các ngăn:

Giả sử hệ số trương nở của malt trong quá trình ươm là như nhau

Vậy sau mỗi ngày ươm ta có độ tăng thể tích của hạt ở mỗi ngăn là:



V

Bề dày lớp hạt(m) 0,8 0,85 0,9 0,95 1 1,05 1,1

Vu: thể tích của hạt sau khi ươm; Vu=248,39 m3 (theo bảng 4.4)

Vn: thể tích của hạt sau khi ngâm; Vn=163,71 m3 (theo bảng 4.4)

8 : số catset ươm

7 :số ngăn của mỗi catset

7 8

71 , 163 39 , 248

m

Thể tích của một ngăn được xác định sau một ngày ươm là:

20,46 + a.Vt

Vậy chiều dài của các ngăn được tính theo công thức:

b

V a

46 , 20

Với : a: Ngăn chứa malt thứ a

b: chiều dày của lớp malt ở ngăn a4: chiều rộng của catset

+ Chiều dài của ngăn 1: 6 , 87

4 8 , 0

51 , 1 1 46 , 20

51 , 1 2 46 , 20

51 , 1 3 46 , 20

51 , 1 4 46 , 20

51 , 1 5 46 , 20

51 , 1 6 46 , 20

51 , 1 7 46 , 20

Bảng 5.2:Chiều dài các ngăn

Số thứ tự ngăn 1 2 3 4 5 6 7 ∑chiều dàiChiều dài ngăn (m) 6,87 6,91 6,94 6,97 7 7,03 7,05 48,77

5.2.5 Thiết bị đảo malt

Chọn thiết bị đảo malt kiểu guồng 2 4  1 , 2 [3-Tr151]

GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 39 SVTH:Nguyễn Văn Định

 = 4.814,52 m3

Lưu lượng mỗi giờ: 200,6 m3

Chọn máy có lưu lượng 100 m3/giờ

Ta chọn 4 máy

Công suất động cơ: N = 10 kW

Áp suất nén: P = 1,5 at

5.2.7 Máy điều hòa không khí

Chọn máy điều hòa không khí dùng cho công nghiệp

Hình 5.6 Máy điều hòa Chiller [15]

Công suất lạnh: 1758 Kw

Kích thước: 4310 x 1775 x 2460 [15]

5.2.8 Máy làm lạnh nước dạng trục vít