Thiết kế nhà máy sản xuất malt diastilin năng suất 28 000 tấn sản phẩm năm

Dùng làm tácnhân dịch hoá trong công nghệ sản xuất rượu cồn từ tinh bột, làm tác nhân đườnghoá trong sản xuất bánh kẹo, mạch nha...Nhưng công dụng lớn nhất của malt làdùng để sản xuất cá

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

Và theo thống kê của hiệp hội bia- rượu- nước giả khát Việt Nam, tính đếnthời điểm này Việt Nam có hơn 500 nhà máy cơ sở sản xuất bia lớn nhỏ khác nhau

Để đáp ứng nhu cầu sản xuất, các nhà máy trên phải nhập hàng trăm nghìn tấnnguyên liệu từ nước ngoài về

Với nhu cầu lớn về thị trường và sự đòi hỏi chất lượng malt phù hợp với quitrình sản xuất bia của các nhà máy bia trong nước Hầu như các nhà máy bia ở ViệtNam đều sử dụng nhiều gạo nên cần có một loại malt có hoạt lực và hiệu suất thuhồi cao

Trước tình hình hiện nay của nước ta, phải nhập malt từ nước ngoài làm chogiá thành sản phẩm bia cao Để khắc phục tình trạng nay ta phải đề ra các nhu cầusản xuất malt ở trong nước với chất lượng cao và ổn định về mặt lâu dài Cho nên

tôi chọn đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất malt diastilin năng suất 28.000 tấn sản phẩm /năm”.

CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT1.1 Sự cần thiết của đầu tư

Hiện nay, nước ta có khá nhiều các nhà máy thực phẩm như nhà máy bia,nước giải khát, bánh kẹo, tinh bột Các nhà máy bia có ở khắp các nơi trên cả nướcnhư nhà máy bia SaiGon, nhà máy bia Lager, nhà máy bia Huda Huế

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

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

- Tăng ngân sách cho nhà nước

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

Với việc khảo sát nghiên cứu khả năng cung cấp nguyên liệu đại mạch và cácyếu tố ảnh hưởng đến việc lắp đặt, thi công sự hoạt động của khả năng thu hồi vốn,lãi thì đặt vị trí nhà máy tại khu công nghiệp Hòa Khánh thành phố Đà Nẵng làthích hợp

1.2 Cơ sở thiết kế

1.2.1 Vị trí địa lí

Đà Nẵng là thành phố nằm ở trung độ của cả nước, là đầu mối giao thông nốivùng Châu Á – Thái Bình Dương và Thế Giới Từ Đà Nẵng đến thủ đô Hà Nội765km 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 truyền thống

lịch sử, quy mô dân số, vị trí địa lý, hạ tầng kỹ thuật giao thông như sân bay quốc

tế, cảng nước sâu (cảng Tiên Sa,…) để trở thành một trong những trung tâm sảnxuất 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 trong những trung tâm kinh

tế - văn hóa - khoa học công nghệ của cả Miền Trung Việt Nam Lợi thế so sánh củathành phố tại khu vực ngày càng rõ nét từ khi hầm đường bộ Hải vân và tuyếnđường 14B đi vào hoạt động Đà Nẵng đang trở thành đầu cầu thuận lợi, điểm đến

lý tưởng của tuyến “Hành lang Đông - Tây” nối Việt Nam 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 đặt tạikhu công nghiệp Hoà Khánh có nhiều ưu thế cho việc xuất malt đi các nơi khác.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 ĐàNẵng Cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 10 Km, cách cảng biển Tiên Sa 20 Km, cảngSông Hàn 13 Km, cảng biển Liên Chiểu đang xây dựng 5 Km

1.2.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu

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

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 Lò hơi sửdụng nhiên liệu là dầu FO, dầu DO, dầu diezel,

Các loại này được cung cấp từ các trạm xăng dầu của tỉnh

1.2.5 Nguồn cung cấp nước

Nguồn nước là một trong những yếu tố quan trong nhất cho sản xuất thựcphẩm Đặc biệt là sản xuất malt cần có nguồn nước sạch, mới đảm bảo chất lượngcho sản phẩm Để đáp ứng được điều đó nhà máy sử dụng nguồn nước từ nhà máynước của Thành phố qua hệ thống xử lý nước của nhà máy trước khi đưa vào sảnxuất

1.2.6 Nước thải

Nước thải của nhà máy chứa một hàm lượng COD và BOD cao do đó cần phảiđược qua hệ thống xử lý nước thải trước khi thải ra hệ thống thoát nước chung củakhu công nghiệp

1.2.7 Nguồn nhân lực

Nhà máy sử dụng nguồn nhân công dồi dào ở địa phương có tay nghề cao, các

kỹ sư lành nghề được đào tạo ở Đà Nẵng và các tỉnh lân cận Đây chính là nguồnnhân lực chủ yếu góp phần nâng cao năng suất, đem lại hiệu quả kinh tế cho nhàmáy

1.2.8 Tiêu thụ sản phẩm

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

1.2.9 Kết luận

Qua đó tôi quyết định chọn địa điểm khu công nghiệp Hoà Khánh Thành phố

Đà Nẵng để xây dựng là thuận tiện và hợp lý Các điều kiện trên cho phép giảm bớtchi phí đầu tư, đảm bảo sự hoạt động liên tục, giảm được giá thành sản phẩm, manglại hiệu quả kinh tế cao Việc xây dựng nhà máy sản xuất malt diastilin với năngsuất 28.000 tấn/năm là hoàn toàn có tính khả thi

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ CHẤT HỖ TRỢ KỸ THUẬT

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

2.1 Đại mạch

Đại mạch giống gieo trồng thuộc nhóm thực

vật có hạt, phân nhóm bí tử, lớp một lá mầm, họ

lúa mì

Có hai loại đại mạch, đại mạch hai hàng và đại

mạch đa hàng Đại mạch hai hàng được dùng chủ

yếu cho công nghiệp sản xuất bia Dấu hiệu đặc

trưng của chúng là hình dáng của hạt rất cân đối

2.1.1 Cấu tạo của hạt đại mạch

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

2.1.1.1 Vỏ

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

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

Hình 2.1 Cây đại mạch[11]

Hình 2.2 Cấu tạo của hạt đại mạch[11]

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

Lớp vỏ quả và vỏ hạt liên kết chặt với nhau, mối liên kết đó chắc hơn rất nhiều

do sự liên kết giữa chúng với lớp vỏ trấu Vỏ trấu là cấu tử chiếm nhiều nhất trọnglượng của vỏ Ở đại mạch hai hàng có chất lượng cao, lượng vỏ trấu chiếm khoảng78% trọng lượng chất khô của hạt, còn ở đại mạch đa hàng chiếm đến 11% Trọnglượng 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]

2.1.1.2 Nội nhũ

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

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

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

2.1.1.3 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 biệt khôngnhững đối với sự sống lưu truyền của cây mà ngay cả trong công nghệ sản xuất bia.Phôi nằm ở dưới, gần đế của hạt bao gồm phôi lá, phôi rễ và nằm giữa chúng

là phôi thân

Tiếp giáp giữa phôi và nội nhũ là ngù Ngù là một màng bán thấm: nó chỉ chophép các chất hoà tan từ nội nhũ thấm qua để chuyển về phôi và nước từ phía phôi

đi vào nội nhũ

Phôi chiếm tỉ lệ không đáng kể so với trọng lượng của hạt Mặt khác trong quátrình chế biến, các thành phần trong phôi hoà tan rất ít vào dịch đường Như vậy đốivới công nghệ sản xuất bia, giá trị dinh dưỡng của phôi hầu như không đáng kể, màvai trò to lớn của nó là ở chỗ: đây là trạm hoạt hoá và là nhà máy sản xuất enzim,

mà nếu thiếu nó thì cơ sở lí thuyết của quá trình sản xuất malt coi như sụp đổ.[1, tr 11]

2.1.2 Thành hoá học của đại mạch

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

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

2.1.2.1 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 suất chiết thu hồigiảm 0,76% Hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa đại mạch vào bảo quản là 13%.[1, tr 12]

2.1.2.2 Gluxit

Gluxit của hạt chia làm bốn nhóm : monosaccharid, disaccharid, trisaccharid

và polysaccharid

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

- Disaccharid chủ yếu là saccharoza và maltoza (C12H22O11)

- Trisaccharid chủ yếu là rafinoza

- Polysaccharid là hợp phần chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit của hạtđại mạch Chúng bao gồm tinh bột, xelluloza, hemixelluloza, pentozan, amilan và

các hợp chất dạng keo Ba cấu tử đầu tiên có ý nghĩa quan trọng nhất trong côngnghệ sản xuất bia.

1 Tinh bột

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

Tinh bột được phân bố chủ yếu ở nội nhũ và một phần rất ít ở phôi Chúng tồntại dưới dạng những khối lập thể, có kích thước khá bé, gọi là “hạt tinh bột”

Tinh bột của đại mạch có các chỉ số lí hoá như sau:

Điểm hồ hoá của tinh bột đại mạch là 800C (tại điểm hồ hoá: hệ số trương nở

và độ nhớt của tinh bột đạt giá trị lớn nhất) Tính chất hồ hóa của tinh bột có ý nghĩarất lớn trong công nghệ sản xuất bia: tinh bột đã được hồ hoá sẽ đường hoá nhanhhơn và triệt để hơn

Tinh bột gồm hai polysaccharit hợp thành: amyloza và amylopectin Khốilượng của amyloza chiếm khoảng 17  24% , còn của amylopectin từ 76  83%.Hai cấu tử này của tinh bột khác nhau về cấu tạo phân tử, tính chất lí học và tínhchất hoá học

Trong môi trường giàu nước, tinh bột bị thuỷ phân bởi hệ enzim amylaza đểtạo thành dextrin, đường kép maltoza, một ít glucoza và một số oligosaccharit nhưmaltotrioza, maltotetraoza, maltopentaoza, maltohecxaoza và maltoheptaoza

Các oligosaccharit này cùng với một ít dextrin thấp phân tử hoà tan bền vữngvào nước để trở thành chất hoà tan của dịch đường trước lúc lên men.

Sự thuỷ phân tinh bột bởi enzim amylaza đóng một vai trò hết sức to lớn trongcông nghệ sản xuất malt và bia Vì đây là phản ứng có tính chất nền tảng để xâydựng nên cơ sở lí thuyết của quá trình ngâm, ươm mầm, sấy malt và đường hoánguyên liệu [1, tr 12]

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

Xelluloza đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình lọc dịch đường vìlớp vỏ trấu là vật liệu tạo màng lọc phụ lí tưởng [1, tr 15]

Quá trình phá vỡ thành tế bào bởi nhóm enzim sitaza gọi là sitoliza Quá trìnhnày đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn ươm mầm vì đây là bước “đột phá” để cácenzim khác xâm nhập vào bên trong tế bào [1, tr 15]

4 Các hợp chất pectin và các chất dạng keo

Các hợp chất pectin phân bố ở thành tế bào để tạo ra màng trung gian Trongcác 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 đườngmang tính chất hai mặt Mặt tiêu cực là làm cho dịch có độ nhớt cao, khó lọc cònmặt tích cực là tạo cho bia có vị đậm đà và làm tăng khả năng tạo và giữ bọt của sảnphẩm [1, tr 16]

5 Saccharid thấp phân tử

Saccharid thấp phân tử hay saccharid đơn giản trong hạt đại mạch chủ yếu làmột số đường đơn và đường kép Cấu tử chiếm nhiều nhất trong nhóm này làsaccharoza, đạt tới 1,8% chất khô của hạt Loại đường này được phân bố rất nhiều ởphôi, chiếm đến 5,5% trọng lượng của bộ phận này

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

Các loại đường đơn giản trong hạt đại mạch tuy lượng không nhiều nhưng đóng vaitrò rất quan trọng đối với sự phát triển của phôi, đặc biệt là ở giai đoạn đầu của quá

2.1.2.3 Các hợp chất chứa nitơ

Hàm lượng các hợp chất chứa nitơ trong đại mạch khoảng 9  11% so vớilượng chất khô của hạt Tuy chiếm tỷ lệ thấp nhưng vai trò của chúng đối với côngnghệ sản xuất bia thì lại rất quan trọng vì ở chừng mực nào đó, chúng quyết địnhchất lượng của sản phẩm cuối cùng

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, dể hoà tan, có các tínhchất khác với nhóm cao phân tử Các hợp chất này quyết định chất lượng của sảnphẩm cuối cùng

1 Protit

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

vị kém đậm đà và kéo theo nhiều chỉ số non yếu khác Hàm lượng protit tốt nhấtcho mục đích sản xuất bia là 810%

Khu vực phân bố của protit ở trong hạt là lớp vỏ alơron và phôi, một phần nhỏ

ở lớp tế bào bao quanh nội nhũ

Sự thuỷ phân là một trong những quá trình quan trọng nhất trong công nghệsản xuất malt và bia Các pha sản phẩm của quá trình thuỷ phân này đều đóng vaitrò nhất định trong tiến trình công nghệ Đặc biệt quan trọng là sản phẩm tạo thành

do quá trình tương tác giữa các sản phẩm thuỷ phân của các hợp phần trong nội nhũnhư phản ứng melanoid

Khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia cũng như độ bền keo của chúng phụ thuộcvào mức độ thuỷ phân của protit Không những thế, các thông số này còn phụ thuộcvào 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 hai nhóm:protit đơn giản hay còn gọi là protein và protit phức tạp hay còn gọi là proteid.Trong nhóm protein, các đại diện tiêu biểu là levkozin, edestin, hodein vàglutein Trong suốt quá trình sản xuất malt và bia thì levkozin, edestin và một phầnnhỏ của hodein hoà tan vào dịch đường và tồn tại trong bia, còn những cấu tử khácthì bị kết lắng và bị thải ra ngoài theo bã malt và cặn lắng

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

và một phân tử khác có bản chất là phi protein Đại diện tiêu biểu của nhóm này lànucleoproteid, 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]

2 Các hợp chất chứa nitơ phi protit

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

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

Peptit là hỗn hợp nhiều hợp chất mà phân tử của chúng cũng được tạo thành từcác gốc axit amin nhưng số lượng ít hơn rất nhiều so với albumoza và pepton

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

Axit amin tự do tồn tại trong đại mạch với một lượng không nhiều: chỉ chiếmkhoảng 0,1% so với lượng chất khô của hạt Tuy chiếm một tỉ lệ rất nhỏ nhưng vaitrò của axit amin trong công nghệ sản xuất bia rất lớn: là nguồn cung cấp nitơ chonấm men, là tác nhân chính tạo melanoid, tham gia tạo bọt và tồn tại trong bia nhưmột hợp phần dinh dưỡng quan trọng [1, tr 18]

2.1.2.4 Các hợp chất không chứa nitơ

Trong nhóm này bao gồm các hợp chất hữu cơ và vô cơ không chứa nitơ và khi 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 chất khoáng

1 Polyphenol và chất đắng

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

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

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

Hầu hết chất đắng, chất chát và các chất màu của hạt đựơc phân bố chủ yếu ởlớp vỏ Để loại trừ chúng ta ngâm hạt trong môi trường kiềm nhẹ [1, tr 19]

2 Fitin

Fitin là muối đồng thời của canxi và magie với axit inozitphosphoricC6H6O6 (H2PO3)6 Chúng tập trung ở vỏ và chiếm đến 0,9% chất khô của vỏ Khi bịthuỷ phân sẽ tạo thành inozit C6H6(OH)6 và axit phosphoric Hợp chất cuối cùngnày là nguồn cung cấp phospho cho nấm men, đồng thời làm tăng độ chua tác dụngcủa dịch cháo ở giai đoạn đường hoá – một phương pháp hữu hiệu để nâng cao hiệu

2.1.2.5 Chất béo và lipoid

Hàm lượng chất béo và lipoid trong hạt đại mạch dao động trong khoảng2,53% lượng chất khô của hạt Chúng tập trung chủ yếu ở phôi và lớp alơron Thành phần chủ yếu của các loại dầu béo trong đại mạch là este của glyxerinvới các axit béo bậc cao

Ở giai đoạn ươm mầm, một phần chất béo và lipoid bị thuỷ phân bởi enzimlipaza Một số sản phẩm thuỷ phân được chuyển đến phôi để nuôi cây non, số cònlại hoặc tồn tại trong dịch đường hoặc bị ra ngoài theo bã malt

Chất béo và lipid tồn tại trong bia sẽ làm giảm độ bền keo của sản phẩm [1, tr 20]

2.1.2.6 Pherment (enzim)

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

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

Trong hạt đại mạch chứa một lượng enzim rất phong phú, chúng đựơc xếp vàocác nhóm khác nhau Theo khóa phân loại trong hóa sinh học, chúng được phânthành hai nhóm chính: hidrolaza và decmolaza

1 Hydrolaza (nhóm enzim thuỷ phân)

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

 Cacbohydraza

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

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 sốglucozid khác, polyaza là những enzim thuỷ phân gluxit cao phân tử chúng bao gồmdiastaza, amylaza và sitaza

- Diastaza

Ditastaza phân cắt tinh bột thành các sản phẩm dạng đường và dextrin Đây lànhóm enzim quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia Diastaza bao gồm haienzim: -amylaza và -amylaza.

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

phân cắt này, độ nhớt của dịch cháo nhanh chóng giảm xuống Trong kỹ thuật sảnxuất bia, quá trình này được gọi là quá trình dịch hóa Trong đại mạch khô, khôngchứa -amylaza hoạt tính Chúng chỉ được hoạt hoá ở giai đoạn ngâm và ươmmầm, là enzim chịu nhiệt nhưng -amylaza lại kém chịu chua, nhiệt độ tối ưu của

nó là 70°C còn pH= 5,7

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

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

- Sitaza

Sitaza bao gồm hai enzim sitoclactaza và sitolitaza Sitoclastaza thuỷ phânhemixelluloza thành các sản phẩm trung gian còn sitolitaza thuỷ phân các sản phẩmtrung gian thành các sản phẩm cuối cùng là pentoza và hexoza Nhờ quá trình phâncắt này mà thành tế bào bị phá huỷ, tạo điều kiện thuận lợi cho các enzim khác xâmnhập vào và nâng cao hoạt lực Cũng do thành tế bào bị vỡ mà đến lúc sấy các hạttrở nên xốp Trong kỹ thuật sản xuất malt, hiện tượng này ảnh hưởng trực tiếp đếnmức độ nhuyễn của bán thành phẩm

Độ chua thích hợp cho các nhóm enzim này hoạt động là ở pH=4,6 � 5,0 cònnhiệt độ là 500C Trong điều kiện sản xuất lượng albumoza và pepton được tạo ranhiều 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 pHxuống dưới 5, nhóm enzim này trở thành vô hoạt

- Amidaza

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

 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 hai nhómnhỏ: 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 bịphá huỷ Nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của của lipaza là 350C, còn pH là 5

- Amilophosphataza

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

pH là 5,6

- 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 trọng trongcông nghệ sản xuất bia, vì H3PO4 được giải phóng sẽ làm tăng độ chua tác dụng vàtăng cường lực đệm của dịch đường [1, tr 21]

2 Decmolaza (enzim oxy hoá-khử)

Nhóm enzim decmolaza xúc tác phản ứng oxi hoá khử của quá trình hô hấp vàphân giải yếm khí gluxit (thực chất là quá trình lên men rượu), nghĩa là chúng thamgia quá trình trao đổi chất của tế bào Nhóm enzim này đóng vai trò quyết địnhtrong việc hoạt hoá và phát triển của phôi ở giai đoạn ươm mầm

Một số enzim trong nhóm decmolaza còn tham gia vào phản ứng oxy hóa –khử các hợp chất polyphenol, protein và các hợp chất khác Và bằng cách đó chúng

đã gây ảnh hưởng gián tiếp đến các chỉ số chất lượng của dịch đường và bia thànhphẩm Đại diện tiêu biểu trong nhóm enzim này là dehydraza, oxydaza và catalaza.[1, tr 23]

2.2 Các chất hỗ trợ kỹ thuật

2.2.1 Nước

Trong công nghệ sản xuất malt, nước được sử dụng với nhiều mục đích khácnhau: nước dùng để rửa, ngâm đại mạch mạch, vệ sinh phân xưởng v.v nên lượngnước 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.

2.2.2 Hoá chất

2.2.2.1 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

2.2.2.2 Chất sát trùng Formalin

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

CHƯƠNG 3 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

3.2.1 Nguyên liệu

Hạt đại mạch đưa vào sản xuất phải có kích thước đồng đều, ít tạp chất, không

bị mốc, không có mùi lạ và sạch Độ ẩm của hạt 13 %

3.2.2 Làm sạch

3.2.2.1 Mục đích

Trong đại mạch có chứa nhiều tạp chất vô cơ và hữu cơ, do đó phải được làmsạch trước khi đem ra sản xuất Mặt khác, hạt khi đem ra sản xuất nên bảo đảm tínhđồng đều Vì các hạt đồng đều khi ngâm sẽ đạt độ ẩm như nhau và nảy mầm cũnggiống nhau Do đó đại mạch trước khi đem ra sản xuất người ta phải tiến hành phânloại theo kích thước của nó

Ta nhập đại mạch loại II nên không cần phân loại, mà đưa vào xilô bảo quản

dự trữ Trong đại mạch chứa nhiều tạp chất vô cơ và hữu cơ Do đó phải làm sạchtrước khi đem vào sản xuất

3.2.2.2 Thiết bị

Sử dụng thiết bị làm sạch hiệu

Verticleaner VCC 601.[12]

 Nguyên tắc hoạt động

Hạt đại mạch theo băng tải được

đưa vào phía trên thiết bị và được phân

bổ đều lên trên hình nón cụt Tại đây

đại mạch được làm sạch sơ bộ bằng hệ

thống không khí tác động kép thổi từ

dưới lên nhằm chủ yếu loại bỏ những

hạt bụi có kích thước nhỏ, các tạp chất

nhẹ như cỏ, rác, rơm rạ… trước khi

được chuyển xuống hệ thống xoắn ốc

Hệ thống này được bao quanh bởi các tấm lưới có kích thước lỗ tăng dần và các

Hình 3.1 Thiết bị làm sạch đại mạch hiệu

Verticleaner VCC 601

Không khí ra

Không khí vào

1

2 3

thanh nam châm vĩnh cửu Hoạt động của hệ thống này là có thể tự quay trục của nónhờ động cơ được đặt dưới đáy thiết bị.

Những mẫu đất, cát có kích thước nhỏ và lớn theo các tấm chắn được tháo rangoài qua cửa (1) và (2) đặt bên hông thiết bị còn những mạt sắt sẽ được tháo rađịnh kỳ

Lượng đại mạch còn lại sau khi được làm sạch sẽ được tháo ra ngoài qua cửa(3) đưa vào thiết bị ngâm

Hạt trước khi ngâm hạt có độ ẩm từ 13% vừa đủ để duy trì sự sống Khi độ ẩmcủa hạt vượt quá 15% thì trong hạt sẽ xuất hiện nước tự do Nước tự do làm cho cácchất dinh dưỡng được hoà tan và chuyển đến mầm, làm quá trình hô hấp của hạt xảy

ra mãnh liệt Quá trình này làm cho nhiệt độ của khối hạt tăng và là điều kiện thuậnlợi cho chất điều hòa sinh trưởng gibberellin kích thích hệ enzyme sang trạng tháihoạt động nhằm chuyển các chất dự trữ thành các chất hòa tan cho mầm sử dụng

Do đó, quá trình ngâm không những tạo ra các chất dinh dưỡng để nuôi mầm màdẫn đến quá trình sinh hóa trong hạt.

3.2.4.2 Các phương pháp ngâm hạt

Có nhiều phương pháp ngâm hạt khác nhau, nhưng nó có mục đích chung làtăng độ ẩm của hạt trong điều kiện cung cấp đủ oxy và thải hết khí CO2 và các sảnphẩm trao đổi khác kìm hãm sự phát triển của mầm

Các phương pháp:

- 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

Với phương pháp ngâm trong dòng liên tục nước - không khí có nhiều ưuđiểm hơn được chọn trong công nghệ này vì phương pháp này có:

- Thời gian mà hạt hút nước đến hàm ẩm cần thiết là ngắn nhất

- Chế độ thông khí đầy đủ, hạt nguyên vẹn

- Trạng thái cơ học và trạng thái sinh lý của hạt tốt, bảo đảm cường lực nẩymầm của hạt cao

3.2.4.3 Thiết bị

 Cấu tạo

Thiết bị ngâm có cấu tạo là thân trụ đáy nón, được chế tạo bằng thép thôngthường, bằng inox hay thép trắng Ở phần đáy hình nón của thùng ngâm có các ốngruột gà (3) đồng tâm xếp cách đều Đường ống ruột gà này có đục lỗ và tất cả chúngđều nối trực tiếp với đường ống dẫn khí nén Ở giữa tâm thùng có một đường ốngđứng (1) bằng kim loại, đường kính từ 1/12 – 1/15 đường kính của thùng Đườngống đứng này được nối liền với ống dẫn khí nén (2) Ở phía trên có gắn hệ thốngbánh xe Quá trình cấp và tháo nước ra được thực hiện nhờ van tự động đặt dướiđáy thiết bị

5 4

2 1

3

 Nguyên tắc hoạt động

Đại mạch theo vít tải chuyển vào cửa trên của thiết bị ngâm Khi chuyển đạimạch vào người ta mở rộng van đáy để nước chảy vào qua (4), đồng thời thổi khívào qua (2) Hạt được đảo trộn và rửa sạch nhờ ống đảo (1): vừa hút hạt lên xuốngvừa quay Trong quá trình rửa, người ta bổ sung thêm formalin để sát trùng khối hạt.Các hạt lép và rác sẽ nổi lên trên bề mặt được cánh gạt ở phía trên thiết bị gạt vàocamera (6) Sau khi rửa xong, nước bẩn được tháo ra ngoài qua (5) và bắt đầu thựchiện quá trình ngâm

Quá trình ngâm cũng cũng thực hiện tương tự như trên: người ta cho nướcsạch vào qua (4) và khí nén vào qua (2) Không khí sục đều vào khối hạt nhờ các lỗđục mắt sàng và ống đảo (1) nên: hạt được đảo đều, bảo đảm khả năng cung cấpoxi đều trong khối hạt và giải phóng CO2 trong khối hạt ra ngoài Nước ngâm củakhối hạt được thay đổi theo chu kỳ hoặc được cấp liên tục Cuối quá trình ngâm tiếnhành cho axit Gibberelic nhằm tăng tốc độ nảy mầm

Quá trình rửa và ngâm được thực hiện trong khoảng 40 ÷ 60h và nhiệt độ củanước ngâm dao động trong khoảng 12 ÷ 170C Ở đây ta chọn thời gian là 48h vànhiệt độ là 14 ÷ 160C

Hình 3.2 Thiết bị ngâm

1 - Ống đảo đại mạch; 2 - Đường ống dẫn khí nén; 3 - Đường ống ruột gà sủi khí; 4 - Nước sạch; 5 - Nước bẩn; 6 - Camera gom tạp chất nổi

Kết thúc quá trình ngâm, nguyên liệu được vít tải chuyển qua thiết bị ươm.

3.2.5 Ươm mầm

3.2.5.1 Mục đích

Chuyển đổi trạng thái của hệ enzyme diastaza có trong hạt đại mạch từ trạngthái “nghỉ” sang trạng thái “hoạt động”, tích lũy chúng về khối lượng và tăng cườngnăng lực xúc tác của chúng (tăng hoạt lực, tăng hoạt độ)

3.2.5.2 Các phương pháp ươm mầm

Nhiệm vụ của quá trình là tạo được malt giàu enzyme, chứa các chất hoà tantốt và mất mát tinh bột là ít nhất

Có nhiều phương pháp ươm mầm:

- Ươm mầm không thông gió

- Ươm mầm thông gió

+ Ươm mầm thông gió trong catset (trong ngăn)

+ Ươm mầm thông gió trong thùng quay

+ Ươm mầm thông gió trong ngăn có luống di động…

Ở đây ta chọn ta chọn phương pháp ươm mầm trong ngăn có luống di động.Phương pháp này tuy tốn nhiều diện tích nhưng có những ưu điểm là dễ cơ khí hóa

và tự động hóa các thao tác công nghệ, hệ số sử dụng mặt bằng cao hơn các nhómthiết bị các hệ khác, chất lượng của malt đồng đều

về mùa hè và cao hơn về mùa đông

 Nguyên tắc hoạt động

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

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

bị ươm mầm bằng hệ thống mương dẫn Đường đi của không khí hay là độ dài củamương dẫn phải phù hợp với tốc độ di chuyển của không khí Nếu độ dài củamương dẫn quá lớn thì trên đường di chuyển, hơi nước của không khí sẽ ngưng tụlại trên thành mương Trong trường hợp như vậy, trong mương dẫn nên lắp bổ sungcác ống phun mù (3) để tăng cường độ ẩm cho không khí Mương dẫn không khíphải nhẵn ở phía trong và tránh gấp khúc quá nhiều và cũng không nên có nhữnggấp khúc kiểu “tay áo” (góc gấp khúc không được thấp hơn 900)

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

Hình 3.3 Buồng xử lý không khí

dưới là khoảng không có chiều cao ít nhất 0,7 m dùng để bố trí hệ thống đường ốngdẫn khí Khoảng không dưới đáy, nhờ hệ thống dầm nằm ngang, nó được chia làm

20 khoang cách biệt tương ứng với các “vùng bán nhật” ở phía trên Không khí sạchđược dẫn vào khoang với các thông số khác nhau, chúng phù hợp với tiến trình ươmcủa malt ở “vùng bán nhật” đó Nhờ có quạt đẩy, không khí sau khi xử lý được đẩyvào các khoang và từ đây thổi vào lớp malt theo hướng dưới lên

Việc đảo malt nhờ máy đảo kiểu guồng quay (4): múc malt phía trước và đổ

ra phía sau Các gàu múc có hình như chiếc máng dài và được liên kết với nhau kiểugàu tải Phía cuối mỗi máng múc được gắn một bánh xe răng cưa và được lắp khớpvới hệ thống xích Hệ thống xích truyền động được gắn vào hộp bánh xe và toàn bộ

cơ cấu này được lắp vào dầm đỡ, có hai bánh xe để chạy dọc theo

đường ray trên thành catset Xe chạy tịnh tiến với tốc độ 0,003 ÷ 0,005 m/s Khi xechạy, máng tải múc malt vào phía

trước, chuyển động lên phía trên của

xe và hất malt ra phía sau Xe chạy

theo hướng từ phía gom malt đến

phía đổ đại mạch ướt Xe chỉ chạy

một chiều, khi chạy hết tuyến này thì

nó được chuyển sang tuyến bên cạnh

và chạy ngược chiều tuyến trước

Hình 3.4 Thiết bị ươm mầm

Hình 3.5 Máy đảo kiểu guồng quay

 Nguyên tắc hoạt động

Đại mạch ướt ở thùng ngâm (1) được đổ xuống “vùng bán nhật” đầu tiên củacatset và dàn đều thành lớp dày 0,7 ÷ 0,8 m Mỗi ngày malt được được máy đảo (4)đảo trộn và chuyển dịch về phía sau hai lần, mỗi lần như vậy malt chuyển dịch vềphía sau một vùng bán nhật Sau một ngày ươm, lô hạt này được chuyển dịch vềphía sau hai vùng bán nhật và thay vào vị trí đó là lô đại mạch ướt khác Sau 10ngày, quá trình ươm mầm kết thúc và khi đó tất cả các vùng bán nhật của tuyến đãđược lắp đầy, còn lô đại mạch đầu tiên đã biến thành malt tươi, được đưa qua vít tải

để chuyển đến lò sấy

Nhiệt độ ươm mầm dao động trong khoảng 14 ÷ 160C

3.2.6 Sấy malt

3.2.6.1 Mục đích

Malt tươi có hàm ẩm 44% là môi trường thích hợp cho vi sinh vật hoạt động,

là sản phẩm không bền vững Mục đích chính của quá trình sấy là tách nước khỏihạt, hạ hàm ẩm của chúng xuống 6% Để chuyển chúng thành sản phẩm bền vững,

dễ dàng cho việc vận chuyển, bảo quản và loại trừ khả năng xâm nhập và phát triểncủa vi sinh vật

Malt diastilin là loại malt chứa hoạt lực cao nhóm enzim diastaza Enzimdiastaza gồm hai enzim: α – amylaza và β – amylaza Nhiệt độ tối ưu của α-amylaza là 700C và của β – amylaza là 630C nên ta chọn nhiệt độ sấy malt diastilin

là 600C thích hợp, với điều kiện sấy như vậy malt sẽ có hoạt lực diastaza cao

3.2.6.2 Các phương pháp sấy

Căn cứ vào tính chất tiên lục của đường dòng malt vào và ra thiết bị sấy đượcchia thành:

- 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

Căn cứ vào số tầng sấy, lò sấy nằm ngang chia thành:

Hình 3.6 Lò sấy liên tục ЛXCA – 5 [1, tr 196]

sấy có nhiệt độ và chế độ thông gió khác nhau, được kí hiệu I, II, III và IV từ trênxuống Không khí nhờ có quạt (18) được thổi qua calorife (17) để nhiệt độ đượcnâng lên thành tác nhân sấy Qua cửa điều chỉnh (12) tác nhân sấy được thổi lên haicamera đứng chứa malt (9) Đường đi của không khí là đường ziczac Mỗi lần quavùng sấy khác, hướng đi của nó lại đổi chiều Như vậy để đi hết các vùng sấy, số lầnđổi chiều của tác nhân sấy là bốn.

Ở phía dưới của các vùng sấy, có đường ống (10) và (11) dẫn không khí lạnh

từ ngoài vào Tác dụng của không khí lạnh là để điều chỉnh lại nhiệt độ của tác nhânsấy trước lúc thổi vào khu vực sấy đó Khi không khí nóng đi hết vùng sấy I, chúngđược đưa ra ngoài qua quạt hút (19) Còn malt, sau khi đi hết vùng sấy IV thì đượcrơi xuống camera (13) Nhờ có các trục quay dạng cánh khế (14) chúng được hấtxuống máng (15) và được đưa ra ngoài bằng vít tải (16) Quạt nén (20) dùng để thổikhông khí nhiệt độ thường vào khối ướt để sấy sơ bộ chúng

Ở vùng sấy I, nhiệt độ của tác nhân sấy là 400C, sau 10h thì hàm ẩm của hạt hạxuống 20%

Ở vùng sấy II, nhiệt độ của tác nhân sấy tăng lên 500C, sau 10h thì hàm ẩmcủa hạt hạ xuống 10%

Ở vùng III và IV, nhiệt độ của tác nhân sấy tăng lên 600C, sau 10h thì hàm ẩmcủa hạt hạ xuống 6%

Như vậy, thời gian cho quá trình sấy là 30h

3.2.7 Tách mầm và rễ cho malt khô

3.2.7.1 Mục đích

Trong thành phần hóa học của rễ malt chứa nhiều các hợp chất thuộc nhómalcaloid Nếu những hợp chất này tồn tại trong bia, sẽ gây ra vị đắng rất khó chịu.Mặt khác, một số cấu tử trong thành phần hóa học của rễ malt là nguyên nhân tạonhiều rượu bậc cao trong quá trình lên men bia Vì hai lý do này, rễ malt cần phảiloại bỏ

Việc loại bỏ rễ malt phải tiến hành ngay sau khi sấy xong, khi hạt malt cònnóng và rễ malt còn giòn Nếu để chậm hơn, do rễ có tính háo nước cao, lại có cấu

tạo nhiều mao quản cho nên rễ hút nước rất nhanh Nếu để rễ hút nước thì sẽ rất dai,khó tách khỏi hạt.

 Nguyên tắc hoạt động

Khi malt khô được đổ vào tang

quay nhờ vít tải thì xa và tang bắt đầu

quay Nhờ chuyển động ngược chiều

và chuyển động của xa, cả khối hạt

cũng quay theo Khi khối hạt quay,

chúng tạo ra ma sát và nhờ có bộ

phận mái chèo “gạt” các lớp hạt cho nên rễ malt bị đứt khỏi hạt một cách dễ dàng

Rễ lọt qua mắt sàng của tang quay và rơi xuống máng hứng phía dưới và nhờ có víttải, chúng được đẩy ra ngoài Còn malt sạch sẽ được dồn về một phía và cũng đổxuống máng và được chuyển ra ngoài nhờ cùng một hệ thống vít tải Bụi và các loại

vỏ cùng tạp chất nhẹ phát sinh trong thời gian tách rễ, được hút ra ngoài nhờ quạthút và đưa đến xiclôn để lọc

Công suất của máy tách mầm thường là 1000 ÷ 2000 kg/giờ

Malt sau khi tách mầm và rễ đi qua các cân tự động và đưa đi bảo quản

Hình 3.7 Máy đập rễ malt

3.2.8 Bảo quản malt khô

Sau khi sấy và tách rễ xong malt chưa thể dùng ngay để sản xuất bia, vì các lý

do sau đây:

- Vỏ giòn, nghiền bị nát,

trong quá trình đường hóa sẽ hòa

tan một lượng lớn polyphenol làm

cho bia kém độ bền keo, dịch

đường khó lọc

- Hoạt lực enzyme thủy phân

chưa ổn định, quá trình đường hóa

diễn ra khó khăn, hiệu suất thu hồi

sản phẩm chưa đạt giá trị cao

nhất

Vì những lý do trên đây, trước lúc trở thành nguyên liệu sản xuất bia, malt khônhất thiết phải trải qua giai đoạn bảo quản, thời gian ít nhất là 3 – 4 tuần

Malt được bảo quản trong xilô chứa là thích hợp vì trong thời gian bảo quản,

bề mặt tiếp xúc với không khí ít hạt sẽ hút nước làm tăng hàm ẩm nên vỏ của hạt sẽmềm và dẻo, lúc nghiền không bị nát, tạo lớp màng lọc lý tưởng cho quá trình lọc

bã malt Cũng do hạt hút thêm nước, thể tích của chúng sẽ tăng lên, đồng thời tronglúc này ở trong hạt xảy ra một số quá trình mà kết quả của chúng là:

- Hoạt lực amylaza và proteaza tăng

- Hàm lượng đạm hoà tan tăng nhưng không đáng kể

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

Hình 3.8 Xilô bảo quản malt [11]

CHƯƠNG 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT4.1 Chọn các thông số ban đầu

4.1.1 Năng suất của nhà máy

Malt thành phẩm 28.000 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=13%

- Khối lượng riêng của đại mạch:  = 665 kg/m3

- Khối lượng riêng của malt sau khi sấy:  = 640 kg/m3

- Độ ẩm của đại mạch sau khi rửa, ngâm: W= 45%

- Hệ số trương nở thể tích của đại mạch sau khi rửa và ngâm so với đại mạchtrước khi ngâm: 1,42

- Độ ẩm của đại mạch sau khi ươm mầm: W= 44%

- 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= 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 1,2 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

W100G

665

4.2.1.2 Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch

Lượng chất khô sau khi làm sạch và phân loại:

4.2.1.3 Lượng nguyên liệu sau khi rửa và ngâm

Độ ẩm nguyên liệu sau rửa và ngâm: W = 45%

Lượng chất khô sau khi rửa và ngâm:

V 1,42 1,49 2,12 m � 

4.2.1.4 Lượng malt tươi sau khi ươm mầm

Độ ẩm malt tươi sau khi ươm mầm: W = 44%

Lượng chất khô sau khi ươm mầm:

4.2.1.5 Lượng malt sau khi sấy

Độ ẩm còn lại sau khi sấy: W= 6%

Lượng chất khô sau khi sấy:

4.2.1.6 Lượng malt sau khi tách rễ và mầm

Lượng chất khô sau khi tách rễ và mầm:

M = 815,57 – 774,80 = 40,77 kgThể tích mầm và rễ khi tách ra chiếm 15% thể tích của nguyên liệu ban đầu.[1, tr 217]

Do đó thể tích của rễ và mầm là:

V = 1, 49 15 0, 22

100�  m3

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:

31,25 1000

665

�

665: 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:

1,88 - 0,74 = 1,14 m3Chọn vận tốc dòng nước: 0,25 l/s = 900 l/h = 0,9 m3/h

Thời gian ngâm: 48h

Lượng nước cần thiết cho quá trình ngâm là:

1,14 990

0,9 48 44,331000

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

Do đó tổng lượng nước cần cho quá trình ngâm và rửa trong một chu kỳ là:

2,1990

990 6

5,94

1000�  m3/h

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

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

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

3 3

V = 44,75 × 10 = 447,5 m3 /ngày

4.2.2 Kế hoạch sản suất của nhà máy

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

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 4.2 Biểu đồ sản xuất của nhà máy

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cảnăm

Số ngày làm

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 28.000 tấn malt /năm tức là:

28.000.000

91.803, 28

4.2.3.2 Lượng nguyên liệu sản xuất

Lượng nguyên liệu sản xuất:

4.2.3.3 Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch

Lượng chất khô sau khi làm sạch :

4.2.3.4 Lượng nguyên liệu sau khi rửa và ngâm

Lượng chất khô sau khi rửa và ngâm:

4.2.3.5 Lượng nguyên liệu sau khi ươm mầm

Lượng chất khô sau khi ươm mầm:

4.2.3.6 Lượng malt sau khi sấy

Lượng chất khô sau khi sấy:

4.2.3.7 Lượng malt sau khi tách rễ và mầm

Lượng chất khô còn lại:

Khối lượng(kg)

Thể tích(m3)

1 Nguyên liệu 118.486,42 177,73 36.138.358,10 54.207,65

2 Sau khi làm sạch 117.301,56 176,54 35.776.975,80 53.844,703

Sau khi rửa và