BÁO cáo đồ án CHUYÊN NGÀNH QLTP và ATTP xây DỰNG QUY TRÌNH sản XUẤT BIA CAM THẢO

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 000- - - - BÁO CÁO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH QLTP VÀ ATTP XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA CAM THẢO Nhóm thực hiện: 01 Giáo viên hướng dẫn: ThS Phan Thị Phương Thảo Hà Nội, 2022 Danh sách sinh viên tham gia ST T Họ tên Mã sinh viên Lớp Nguyễn Thuý An 645241 K64QLTP Lê Duy Anh 647026 K64QLTP Nguyễn Kim Anh 642954 K64QLTP Nguyễn Thị Phương Anh 645841 K64QLTP Trần Thị Phương Anh 645358 K64QLTP Lê Dương Hải Đăng 646868 K64QLTP Nguyễn Thị Hà 642046 K64QLTP Nguyễn Thị Thu Hà 642293 K64QLTP Tạ Xuân Hiệp 646279 K64QLTP 10 Nguyễn Thị Huệ 642616 K64QLTP 11 Phạm Thị Huyền 645803 K64QLTP 12 Trịnh Thị Huyền 645241 K64QLTP Đánh giá MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM .4 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT SẢN PHẨM Nước Mạch nha( Malt) Hoa bia( Hoa houblon) Nấm men Bột cam thảo CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA CAM THẢO Sơ đồ công nghệ .7 Thuyết minh quy trình .7 2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 2.2 Hồ hoá 2.3 Đường hoá 10 2.4 Lọc dịch đường rửa 11 2.5 Houblon hoá 12 2.6 Lắng .13 2.7 Làm lạnh nhanh 14 2.8 Nhân men giống 14 2.9 Lên men 15 2.10 Thu hồi nấm men .18 2.11 Lên men phụ 19 2.12 Lọc bia .20 2.13 Bão hoà CO2 .21 2.14 Chiết rót .21 2.15 Thanh trùng .23 2.16 Kiểm tra in date 23 CHƯƠNG 4: CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT .23 Máy nghiền malt 23 Máy nghiền gạo .24 Hệ thống phối trộn: .25 Nồi nấu đường hoá .26 Thiết bị lọc khung 28 Nồi nấu houblon hoá 29 10 11 12 13 14 15 16 17 Thùng lắng WHIRL POOL: .29 Hệ thống làm lạnh dịch đường .30 Thiết bị lên men 31 Thiết bị lọc ép khung .32 Hệ thống bão hoà CO2 33 Máy chiết rót 34 Nồi trùng .35 Máy in date 36 Hệ thống lò .36 Hệ thống CIP 37 Hệ thống xử lý nước thải .74 CHƯƠNG 5: SƠ ĐỒ MẶT BẰNG NHÀ MÁY 76 Sơ đồ mặt nhà máy 76 Sơ đồ nhà máy khu sản xuất 76 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM -Bia cam thảo loại sản phẩm sản xuất thủ công nhà máy sản xuất bia với số lượng sản xuất tối đa 1000 lít/ lần - Bia cam thảo ngồi sản xuất từ ngun liệu nước, hoa bia( hoa houblon), mạch nha( Malt) men bia cịn có thêm thảo mộc bột cam thảo mang lại hương vị mát, thơm ngon cho người uống -Công dụng bia bổ sung cam thảo: J Giúp bồi bổ, tăng sức đề kháng cho thể J Ức chế phát triển tế bào ung thư J Hỗ trợ tiêu hoá J CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT SẢN PHẨM Nước - Nước chiếm 85 - 90% bia thành phẩm (tùy thuộc loại bia), bên cạnh đó, nước cịn mơi trường xảy phản ứng sinh hóa trình nấu, phản ứng trình lên men trình trao đổi nhiệt sản xuất - Do nơi sản xuất bia cam thảo sử dụng nước máy nên thường phải để thùng trữ vài ngày để giảm bớt lượng Clo tự (thường có trình khử trùng nước) Vì Clo tự phản ứng với số vật chất hữu bia tạo hương vị không mong muốn - Nước để sản xuất bia cam thảo phải đạt vài tiêu chí như: J Nước để nấu bia nước bắt buộc phải đạt tiêu chuẩn nước uống J Không sử dụng nước cứng (hàm lượng Ca2+, Mg2+ cao) để nấu bia, thường sử dụng nước mềm Mạch nha( Malt) - Malt nguyên liệu mà chất tan dịch mạch nha nguồn cung cấp dinh dưỡng cho nấm men để chuyển dịch đường thành bia Nó góp phần trực tiếp tạo màu sắc hương vị đặc trưng cho loại bia khác - Malt sản phẩm trình ngâm ủ hạt lúa (lúa mạch, lúa mì, lúa gạo, ) Quá trình ủ malt chia làm giai đoạn ngâm ủ, nảy mầm sấy khô Tức hạt ngâm nước cho nảy mầm (q trình kích hoạt enzyme cắt tinh bột protein thành loại đường acid amine) đến mức độ định sau cắt mầm đem sấy khơ để bảo quản - Bia cam thảo sử dụng Malt đại mạch( 75%) kết hợp với gạo( 25%) s Malt đại mạch (barley malt) loại malt phổ biến loại malt nấu bia Đại mạch dễ nảy mầm tạo lượng lớn enzyme Hydrolase tự nhiên Nó có thành phần hóa học hợp lí với hàm lượng tinh bột protein vừa phải để tạo điều kiện cho nấm men phát triển thuận lợi phát triển hương vị bia tốt J Gạo: Hạt thóc có cấu tạo gần tương đương với đại mạch hồn tồn thay phần đại mạch làm nguyên liệu sản xuất bia Gạo liệu quan trọng sản xuất bia Việt Nam với nhiều ưu điểm như: • Gạo có hàm lượng tinh bột cao, hàm lượng protein vừa phải, hàm lượng chất béo xenlulose mức thấp Tạo hương vị trung tính cho bia, màu sáng trong, tăng khả giữ bọt, giảm hàm lượng nitơ hịa tan • Gạo ngun liệu sẵn có, dồi Việt Nam nước xuất gạo đứng thứ giới , • Giảm giá thành sản phẩm - Cả Malt đại mạch gạo cơng ty lấy từ nhà phân phối công ty VinaBeco - Công ty Cổ phần Công nghệ Bia Rượu Nước giải khát Việt Nam Hoa bia( Hoa houblon) - Hoa houblon giúp tạo độ đắng dịu, tạo hương thơm đặc trưng, hỗ trợ tạo bọt, tăng kết dính độ cân bia - Công ty sử dụng loại hoa bia công ty Vinabeco nơi sơ chế tinh chế hoa houblon thành chế phẩm Houblon viên (hop pellets): Từ hoa houblon cánh sơ chế trên, qua trình sấy, xay nghiền, loại bỏ tạp chất ép thành viên để thuận lợi sử dụng - Houblon viên tinh chế từ hoa bia Noble mang lại trải nghiệm thưởng thức bia tuyệt vời số IBU (độ đắng) cao Nấm men - Sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae sử dụng nhiệt độ tương đối cao (15 - 28°C), tất tế bào có xu hướng lơ lửng lên phía bể kết thúc trình lên men Do men lơ lửng nên trình lên men triệt để hơn, tạo hương vị nhiều so với dịng men chìm - Hiện nay, chế phẩm nấm men bia thị trường có men tươi, men ướt men khơ Đối với cơng ty men khơ lựa chọn đơn giản thích hợp nhất, cần mua sau cho trực tiếp vào lên men Việc canh chỉnh liều lượng thời gian lên men nhà cung cấp Vinabeco khuyến cáo bán Bột cam thảo - Sử dụng bột cam thảo hộ dân xã Gia Hịa, huyện Gia Viễn tỉnh Ninh Bình nơi sản xuất cam thảo đất cam thảo dây theo hướng GACP- WHO với mong muốn vừa giúp tăng thu nhập cho người dân địa phương phát triển kinh tế xã hội vùng vừa đẩy mạnh giải vấn đề sử dụng thảo dược Việt Nam vào sản xuất bia nói riêng đồ uống nói chung CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA CAM THẢO Sơ đồ cơng nghệ Thuyết minh quy trình Chuẩn bị nguyên liệu - Malt Gạo trước đưa vào sản xuất bia cần phải làm sạch, loại bỏ tạp chất, sau làm đạt yêu cầu đem nguyên liệu nghiền 2.1 2.1.1 Nghiền Malt - Mục đích: Nghiền Malt nhằm để dập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước làm cho xâm nhập nước vào thành phần nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy q trình sinh lý, sinh hố nguyên liệu nấu tạo dịch đường có nồng độ chất hồ tan cao - u cầu kỹ thuật: Sản phẩm nghiền gồm: vỏ trấu, lớn, bé bột mịn Vỏ trấu phải to, khơng nghiền mịn vỏ trấu mịn cản trở trình lọc gây vị chát cho bia vỏ hạt có cấu tạo từ Cellulza Linhin, hợp chất Polyphenol chất khống, ngồi cịn có Pentoza, có chất màu chất đắng,số lượng tương đối lớn chúng gây vị đắng không mong muốn làm ảnh hưởng đến chất lượng bia - Tại công ty tiêu chuẩn nghiền là: vỏ trấu 15-25% (sàng 3mm), vỏ trấu nhỏ bột thô 15-25% (sàng 2mm), nhỏ 10-20% (sàng 0.5mm), bột mịn 45-60% - Cách thực hiện: V Đổ Malt vào phễu nạp liệu, điều chỉnh chắn liệu phía gàu tải cho Malt vào (theo vạch cho sẵn) Chú ý không cho Malt vào gàu tải q nhiều làm tắc nghẽn máy q khơng đủ công suất máy V Kiểm tra chất lượng bột Malt: Mở cửa vít tải lấy mẫu kiểm tra mắt Chất lượng bột Malt sau nghiền đảm bảo vỏ malt tách không nát, phần bột malt nhỏ, mịn khơng cịn hạt ngun (so với mẫu đối chứng) Cịn malt khơng đạt yêu cầu cho trở lại phễu với lượng malt ban đầu để xay lại, không cho lên thùng chứa bột malt V Theo dõi trình nghiền Malt: Cứ 15 phút lấy mẫu bột Malt kiểm tra lần để phát sai sót thơng số kỹ thuật bột Malt 2.1.2 Nghiền gạo - Mục đích: gạo chưa qua nảy mầm nên cấu trúc tinh bột nguyên vẹn Do enzyme amylase protease gạo nghèo lại khơng hoạt hóa nên khó bị thủy phân Nên gạo cần phải nghiền mịn tốt giúp khả tiếp xúc chất enzyme cao - Yêu cầu kỹ thuật: Gạo phải nghiền nhỏ Malt xay mịn hơn, mịn gây đục khó lọc - Tiêu chuẩn cơng ty: Tấm lớn, nhỏ:85-95%, bột mịn 5-15% - Cách thực hiện: Nguyên liệu đưa vào máy nghiền qua phễu nạp liệu Gạo nghiền nát nhờ vào lực va đập búa vào thành máy nghiền cọ xát hạt với Gạo sau nghiền đạt kích thước yêu cầu chuyển qua xilo nhờ gàu tải, hạt chưa đạt yêu cầu tiếp tục nghiền cho kích thước đủ nhỏ đưa ngồi Gạo sau nghiền đưa qua thiết bị chứa tạm thời bổ sung nước, trước chuyển sang nồi nấu với tỉ lệ ( gạo : nước = 1:5) & Chú ý - Không nên xay Malt trước nấu lâu, nên xay trước ngày để lâu Malt hút ẩm dẫn đến giảm chất lượng - Thời gian nghiền xong 2500kg gạo khoảng 45 phút, thời gian nghền xong 7500kg malt khoảng 105 phút Hồ hố - Mục đích: gạo sau nghiền nhỏ xử lý hồ hóa trước mang đường hóa Mục đích dùng nhiệt độ cao để nấu chín tinh bột nhờ hoạt động enzyme thủy phân có 10% malt lót để chống cháy nồi qúa trình nấu đồng thời có tác dụng phân cắt hợp chất cao phân tử có gạo, phá vỡ màng tế bào tinh bột, làm đứt liên kết chúng để tạo cấu tử có phân tử thấp trở thành chất chiết dịch đường - Cách thực hiện: 2.2 Bật cánh khuấy nồi gạo máy hoà trộn bột gạo, cho nước vào máy hoà trộn bột cho vừa ngập trục, khoá bột van nước lại, mở cho gạo xuống từ từ liên tục Bật bơm nạp dịch vào nồi, thực hết số gạo mẻ nấu Thêm 7-10% Malt lót vào nồi gạo, tiếp tục bơm thêm nước Tắt bơm sau nạp nguyên liệu gạo vào Tại nhiệt độ 32°C gạo hoà với nước bổ sung Malt lót, phụ gia CaCl2 cho vào mẻ với mục đích phá huỷ liên kết gluten, hạn chế khê cháy nồi J Dịch hoá lần 1: Nâng dần nhiệt độ lên khoảng 72°C khoảng 11 phút, lúc hạt tinh bột hút nước trương nở, enzyme amilaza Malt thuỷ phân làm làm tăng độ nhớt dịch bột J Hồ hoá:Tiếp tục nâng dần nhiệt độ lên 83°C 13 phút giữ phút để tiếp tục hồ hóa tinh bột Kết thúc giai đoạn này, tinh bột phần lớn hồ hóa J Dịch hố lần 2:Thêm nước để hạ nhiệt độ xuống 72°C khoảng phút Khi thời gian hạ nhiệt khoảng phút đồng thời xuống malt lót lần thứ để cung cấp thêm enzyme a-Amylase giúp cho q trình hồ hóa triệt để hơn, nhiệt độ tối ưu enzyme (7275°C) tác dụng amylaza chuỗi amilopeptit tiếp tục phân cắt nhỏ lại làm giảm độ nhớt nồi cháo tính tốn phịng cơng nghệ Nước cấp vào nồi đường hóa lấy từ tank chứa nước 32°C, sau bật cánh khuấy, Cánh khuấy quay với vận tốc 30 vòng/phút Malt bột Xilo chứa bột vít tải đưa vào nồi đường hóa phối trộn nước theo lượng tính tốn tùy thuộc vào mẻ nấu Tỷ lệ phối trộn Malt nước 1:5 hỗn hợp Malt nước hệ thống cánh khuấy trộn trì nhiệt độ 30°C nồi hồ hóa 15 phút ( q trình ngâm Malt nhằm mục đích giải phóng Enzim khỏi trạng thái nghỉ chuyển sang trạng thái hoạt động nâng cao hiệu suất đường hóa) Hỗn hợp gồm bột nước sau hoà trộn bơm vào nồi qua ống dẫn dịch, đồng thời mở van để cấp cho nồi Hơi nước sau làm nóng cho nồi ngưng tụ chuyển khu lò làm tái sử dụng Thiết bị lọc khung a Cấu tạo đường dẫn dịch cháo rôbine dẫn dịch đường vải lọc 4,5 đường ống dẫn nước rửa bã b Nguyên lý hoạt động Bộ phận máy lọc ép khung bản: Phía khung có lỗ trịn, phía lỗ trịn có rãnh liên thông với khoảng không khung Các lỗ trịn, hổng khung tạo thành mương kín Khi khung xếp khít vào Mương kín đóng vai trị chất dẫn dịch mout vào máy lọc, dịch mout theo vách liên thông tràn vào khoảng không khung Bản máy lọc có kích thước giống khung, bên có khía rãnh để tạo rãnh chảy cho dịch đường Ở hai đỉnh đường chéo có hai lỗ trịn Các lỗ trịn có số thứ tự lẻ (bản 1,3,5,7 ) liên thông với Khi lắp kín khung, lỗ trịn tạo thành hai đường ống kín gọi đường ống cạnh Hai đường để bơm nước rửa bã vào máy lọc Phía góc đường chéo có gắn robine để tháo dịch đường Khi tiến hành lọc bã, tất bọc kín hai mặt vải lọc, chúng xếp xen kẽ với khung khoảng khơng chứa dịch cháo, cịn rãnh trở thành khoảng khơng chứa dịch lọc Hai khoảng không ngăn cách lớp vải lọc Dưới áp lực bơm vào hai khoảng khơng có chênh lệch áp suất, dịch lọc từ khoảng không thứ sang khoảng không thứ hai bã giữ lại Nồi nấu houblon hoá a Cấu tạo I- Ống hơi, 2-Nắp, 3-Đèn chếu, 4-Cửa quan sát, 5-Lớp thùng, 6-Lớp cách nhiệt, 7-Vỏ ngoài, 8-Nước ngưng, 9-Dịch cháo ra, 10Motơ, II- Đường vào, 12-Cánh khuấy, 13-Nước vệ sinh, 14-Cửa nguyên liệu vào b Ngun lý hoạt động Thiết bị nấu có thân hình tru, đáy côn, hai vỏ, võ (5) vỏ ngồi (7), nắp (2) đrợc chế tạo hàng thép khơng gỉ Hơi gia nhiệt gián tiếp vào cửa (11), qua hệ thống ống xoắn ruột gà tiến xúc với thành đáy nồi, thân nồi ôn lớp cách nhiệt (6), sau cấp nhiệt ngưng tu thànhn lỏng đưa qua cửa (8) Nguyên liệu đưa vào nồi qua cửa (14), cấp nhiệt qua hệ thống đường ống (11), thực qua trình trao đổi nhiệt với nguyên liệu qua thành (5) Ban đầu moto (10) truyền động cho cánh khuấy (2) quay nhanh sau giảm dần, cánh khuấy có mục đích làm cho ngun liệu tiếp xúc với nhiệt va enzym, mặt khác tránh tượng vón cục, tăng hiệu xuất nấu Hơi sau cấp nhiệt tạo thành nước ngưng tháo ngồi qua cửa nước ngưng số (8) đưa sang lò Sau hồn thành q trình nấu, dịch đưa qua cửa (9) Thiết bị vệ sinh nhờ đường ống dẫn nước vệ sinh (13), tiếp tục thực mẻ nấu Thùng lắng WHIRL POOL: a Cấu tạo 1-Ống hơi, 2-Cửa quan sát, 3-Vệ sinh CIP, 4-Dụng cụ phá bọt, 5-Đường dịch vào, 6-Đường dịch ra, 7-Đường tháo cặn b Nguyên lý hoạt động: Huyền phù (dịch nha) bơm vào thùng theo phương tiếp tiến đến % thùng Khi cách thùng khoảng 0.4-0.5m đường ống đột ngột thắt lại, vận tốc dòng chảy tăng mạnh, dòng chảy vận tốc lớn liên tục tạo nên chuyển động xoáy khối dịch thùng whirl pool hạt lơ lửng, bã hoa chịu tác dụng đồng thời lực ly tâm, lực ma sát chất lỏng với đáy thành bình, chuyển động xoáy men theo thành đáy thùng, kết làm chúng lắng tụ vào tâm đáy thùng Sau khoảng 90 phút phân ly điều kiện cường độ bốc cao, nhiệt độ khối dịch từ khoảng 100°C giảm khoảng 90°C, thu dịch gọi dịch đường đun hoa, cặn lắng tháo qua ống Sau lắng xong, tiến hành bơm CIP vào cửa số (2) để vệ sinh thùng Hệ thống làm lạnh dịch đường Hệ thống làm nguội dịch đường theo kiểu hở bao gồm hai phận: bể làm nguội dịch đến 60°C hệ thống làm lạnh dịch đường đến nhiệt độ lên men Quá trình làm nguội kéo dài h Hệ thống làm lạnh dịch đường đến nhiệt độ lên men (6 - 10°C) có hai phương án: dạng phun dạng "ống lồng ống" hay gọi "thiết bị trao đổi nhiệt đồng trục a Cấu tạo Máy có cấu tạo gồm nhiều gấp sóng, làm thép khơng gỉ Các có hình chữ nhật, có bốn tai bốn góc Trên tai đục thủng lỗ Khi lắp lên khung tạo thành mương dẫn: dẫn dịch vào, dịch đường ra, tác nhân lạnh vào máy, tác nhân lạnh khỏi máy Tác nhân lạnh glycol Cơng suất: W = 50 hl/h với dịch đường từ 98°C xuống 15°C b Nguyên lý hoạt động: Dùng trao đổi nước lạnh 3° C( nguồn lạnh) trao đổi nhiệt qua trao đổi nhiệt với dung dịch đường khoảng 98 °C( nguồn nóng) để dịch đường lạnh khoảng 6° sang tank lên men bia Nước nóng lên khoảng 85° tank chứa nước nóng Việc thường thực qua việc làm lạnh dịch nấu với trao đổi dạng nhiệt Chất tải lạnh dịch đường ngược chiều trao đổi nhiệt với Dịch đường vào hai mương dẫn phía trên, lúc khỏi máy theo mương dẫn ngược chiều Tác nhân lạnh Thiết bị lên men 9.1 Tank lên men a Cấu tạo CIP Glycol thu hồi Ạ Hình 3.6: cấu tạo tank Ỉêỉĩ men b Ngun tắc hoạt động Q trình lên men phụ thực tank Trên tank có áo lạnh Áo lạnh đáy giúp trình tế bào nấm men lắng xuống Quá trình lên men có xảy tượng đối lưu Dịch nha lạnh sau cấp O2 nấm men theo đường ống dẫn vào tank lên men, dịch từ lên 9.2 Tank tàng trữ 2.7.5 Tơnk tàng trữ: Đầu dò báo đầy bia a Câu tạc: Đầu dò báo hết bia Áo lạnh phối trộn vào tank Trên thân có gắn áo lạnh để b,bia Nguyên lý độ hoạt động glycol ; tàng trữ nhiệt t