lêi nãi ®Çu LỜI NÓI ĐẦU Bia là đồ uống có độ cồn thấp, nguồn dinh dưỡng phong phú Ngoài việc cung cấp một lượng Calori khá lớn, nó còn có tác dụng giải khát Nguyên liệu sản xuất bia là malt đại mạch,[.]
LỜI NĨI ĐẦU Bia đồ uống có độ cồn thấp, nguồn dinh dưỡng phong phú Ngoài việc cung cấp lượng Calori lớn, cịn có tác dụng giải khát Nguyên liệu sản xuất bia malt đại mạch, hoa houblon, nước số nguyên liệu thay khác gạo, đường, ngơ với quy trình cơng nghệ đặc biệt, bia có tính chất cảm quan hấp dẫn người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 cao (4-5g/l) giúp thể người giải khát cách triệt để uống Bia loại đồ uống xuất giới từ lâu Việt Nam có từ thời Pháp thuộc Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, công nghệ thiết bị sản xuất bia liên tục cải tiến sử dụng máy lạnh, phân lập nuôi cấy nấm men khiết Cho tới công nghệ sản xuất bia tiên tiến cho phép sử dụng phần nguyên liệu thay thế, rút ngắn quy trình sản xuất tự động hố quy trình sản xuất Trong năm gần với phát triển kinh tế, công nghiệp sản xuất bia nước ta có diện mạo mới, lượng bia sản xuất tiêu thụ ngày nhiều Do việc thiết kế nhà máy bia điều cần thiết trách nhiệm cán kỹ thuật Cùng với mục đích trên, việc làm đồ án môn học lầm em xin làm đề tài: “Thiết kế nhà máy bia suất 20 triệu lít/năm” Phần I: Lập luận kinh tế kỹ thuật Phần II: Tính cân sản phẩm Phần III: Tính tốn chọn thiết bị Phần IV: Tính kích thước nhà cho phân xương nấu bia Do thời gian hạn hẹp nên chắn đồ án môn học không tránh khỏi sai sót, mong đóng góp ý kiến thầy, bạn Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, tháng năm 2004 Sinh viên thực Kiều Văn Quang PHẦN I: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Cùng với phát triển kinh tế thị trường theo định hướng xã hội chủ nghĩa, kinh tế nước ta đà tăng trưởng khá, kéo theo đời sống đại phận nhân dân ngày nâng cao Do nhu cầu sống nói chung nhu cầu đồ uống nói riêng ngày tăng Mặt khác nước ta nước nhiệt đới gió mùa, khí hậu mùa hè oi Vì nước giải khát có vai trị quan trọng, bia mặt hàng ưa chuộng tiêu thụ nhiều Ngành sản xuất bia nước ta phát triển thành phố năm gần đây, lượng bia hàng năm thấp, chưa đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng, nhà máy chủ yếu phân bố thành phố lớn nên việc tiêu thụ mặt hàng vùng nông thôn xa cịn nhiều hạn chế Chính việc xây dựng nhà máy gần nơi tiêu thụ việc làm cần thiết phù hợp với đặc điểm tiêu thụ mặt hàng Từ định công nghệ nhà máy để sản xuất mặt hàng có chất lượng cao thoả mãn nhu cầu người tiêu dùng Để thiết kế xây dựng nhà máy bia cần phải quan tâm đến tất yếu tố địa điểm xây dựng nhà máy, nguồn nước, nguồn cung cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, lượng, dây truyền công nghệ, vốn đầy tư thiết bị xây dựng nhà máy Ngoài cịn ý mơi trường, giao thơng vận tải quan trọng thị trường tiêu thụ sản phẩm 1.1 Chọn địa điểm xây dùng Việc chọn lựa địa điểm xây dựng nhà máy mét nhiệm vụ quan trọng quy hoạch giai đoạn chuẩn bị xây dựng nhà máy Điạ điểm chọn có hợp lý hay không ảnh hưởng lớn đến xây dựng, tổ chức sản xuất kinh doanh sau Ngồi cịn tác động lớn đến mơi trường sống khu dân cư xung quanh nhà máy Để giải vấn đề em chọn địa điểm xây dựng nhà máy thị xã Tuyên Quang- tỉnh Tuyên Quang Tuyên Quang tỉnh lớn nước ta, có mật độ dân cư tương đối cao, đời sống kinh tế ổn định Hơn tỉnh lân cận Hà Giang, Yên Bái chưa có nhà máy sản xuất bia Về mặt giao thơng tương đối thuận lợi, địa điểm xây dựng nhà máy gần quốc lộ đến tỉnh lân cận cách dễ dàng Ngồi giao thơng đường bộ, giao thơng đường thuỷ phát triển tương đối mạnh 1.2 Nguồn nguyên liệu Nguyên liệu dùng sản xuất bia malt đại mạch hoa houblon Do khí hậu nước ta khơng thuận lợi cho việc trồng hai loại nên phải nhập malt hoa houblon từ nước Để giảm giá thành sản phẩm người ta dùng số nguyên liệu thay gạo, ngô, đường nhà máy sử dụng gạo làm nguyên liệu thay sản lượng gạo nước ta lớn 1.3 Nguồn cung cấp nước thoát nước Nước nguyên liệu quan trọng sản xuất bia Trong nhà máy, nước dùng vào mục đích khác như: Xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu, trùng, vệ sinh lượng nước dùng cho nhà máy lớn, riêng lượng nước nấu bia khơng lớn cần có chất lượng tốt ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bia Vì vậy, nước dùng để nấu bia khơng địi hỏi có đầy đủ tiêu nước uống mà phải có yêu cầu riêng đáp ứng cho công nghệ sản xuất bia Nguồn nước sử dụng lấy từ hệ thống cung cấp nước thành phố qua xử lý theo yêu cầu kỹ thuật 1.4 Nguồn cung cấp điện Nhà máy sử dụng điện từ mạng lưới điện quốc gia chạy qua khu vực Mạng lưới điện cung cấp điện 24/24h ngày Nhưng để đề phịng trường hợp có cố, nhà máy có đặt trạm biến sử dụng thêm máy phát điện dự phòng 1.5 Nguồn cung cấp nhiên liệu Nhiên liệu dùng nhà máy chủ yếu cung cấp cho nồi phục vơ cho mục đích khác nh phục vụ sản xuất, vệ sinh nhà xưởng thiết bị, phục vụ tắm giặt Nhà máy sử dụng nhiên liệu dầu than đá 1.6 Giao thông vận tải Nhà máy gần trục giao thông nên thuận tiện cho việc vận chuyển đặc biệt đường đường thuỷ 1.7 Thị trường tiêu thụ sản phẩm Sản phẩm nhà máy bia bia chai nên việc tiêu thụ dễ dàng tỉnh tỉnh lân cận nh: Hà Giang, Yên Bái… 1.8 Vấn đề môi trường Cần giải tốt vấn đề vệ sinh công nghiệp, gắn việc sản xuất với việc bảo vệ môi trường vấn đề thường xuyên phải nhắc đến trình thiết kế nhà máysản xuất bia nói riêng cac nhà máy sản xuất thực phẩm nói chung Làm nh giảm tối đa tác động xấu chât thải nhà máy thải Phần iI: chọn thuyết minh dây chuyền công nghệ 2.1 Nguyên liệu Nguyên liệu dùng để sản xuất bia malt đại mạch, hoa houblon, nước Ngoài để giảm giá thành sản phẩm nhà máy sử dụng thêm gạo 2.1.1 Malt đại mạch Là nguyên liệu để sản xuất bia, loại đại mạch nảy mầm điều kiện nhiệt độ độ Èm định sau sấy khơ, tách rễ làm Có câu hỏi đặt chóng ta sản xuất bia vàng nên dùng loại malt nào, chất lượng malt dùng cho sản xuất phải thoả mãn yêu cầu sau: - Màu sắc: màu vàng sáng, vỏ có ánh (malt vàng) Hình dáng kích thước hạt phải tương ứng với hạt đại mạch nguyên thuỷ - Mùi : Thơm tự nhiên, đặc trưng cho loại malt, khơng có mùi mốc, mùi lạ - Vị: Vị dịu nhẹ - Độ malt tỷ lệ tạp chất, hạt vỡ, hạt gãy chứa Tỷ lệ cho phép 0,5% hạt gãy, hạt vỡ 1% tạp chất khác Hạt phải có kích thước đồng đều, hạt lép loại bỏ, hạt không nảy mầm tối đa 5% Độ Èm < 8% - Độ hoà tan: 70 75% - Thời gian đường hoá: 10 20 phót/700C - Khối lượng tuyệt đối: Người ta quy định khối lượng tuyệt đối khối lượng 1000 hạt malt, khối lượng trung bình thường đạt khoảng 27 37g Khối lượng biểu thị mức độ trình nảy mầm, trình sâu hạt malt xốp, độ đường hố cao khối lượng tuyệt đối thấp - Độ bột nhìn thấy bóp nát hạt malt Đây tiêu biểu khả hồ tan malt Với malt vàng số hạt bột 94%, malt thẫm 96% 2.1.2 Gạo Để tận dụng nguyên liệu thay nhập ngoại làm giảm giá thành sản phẩm Trong trình sản xuất bia nước ta, nha dùng nguyên liệu thay thế, mét ngyên liệu thay tốt gạo Lượng gạo thay từ - 50% Gạo phải thỏa mãn đặc tính kỹ thuật sau: - Hạt đồng không lẫn tạp chất, khơng có mùi vị lạ - Độ Èm :15% - Hàm lượng tinh bét :70 – 75% - Độ hòa tan :85 – 90% theo chất khô 2.1.3 Hoa houblon Hoa houblon coi nguyên liệu thứ hai khơng thể thiếu q trình sản xuất bia Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả tạo giữ bọt, làm tăng độ bền keo ổn định thành phần sinh học sản phẩm Do tính đặc biệt vậy, qua thiên niên kỷ tồn phát triển ngành bia, hoa houblon giữ vai trò độc tôn loại nguyên liệu “Không thể thay thế” ngành công nghiệp Ở Việt Nam, hoa houblon nhập để sản xuất bia gồm dạng: hoa cánh, hoa viên, cao hoa * Yêu cầu hoa houblon - Màu sắc: Hoa cánh màu vàng đục, xanh, khơng có màu nâu xám đen - Tạp chất: Không chứa tạp chất, không lẫn nhiều cuống hoa - Mùi thơm đặc trưng, mùi hắc - Cơ học: Dùng tay nghiền hoa cịn dính tay - Phấn hoa: Bóc cánh hoa nhiều phấn màu vàng sáng - Chỉ sử dụng loại hoa chưa thụ phấn - Hoa viên: Hoa cánh thu sấy khô, nghiền Ðp đùn thành viên bảo quản túi giấy nhôm - Cao hoa: Hoa trích lý cồn CO đặc dịch trích ly đến cao Cao hoa có màu vàng, đen sẫm, dẻo bảo quản tốt từ - năm, thuận lợi cho trình chuyên chở mà đảm bảo chất lượng hoa 2.1.4 Nước Danh tiếng nhiều loại bia tiếng giới kiến tạo nên nhờ chất lượng nước sử dụng để nấu bia Chất lượng cuối bia chịu ảnh hưởng lớn thành phần ion nước nấu bia Canxi acid hữu vô ảnh hưởng trực tiếp tới pH, đóng vai trị đặc biệt quan trọng phản ứng hóa học, phản ứng enzym, sinh lý nấm men….làm thay đổi, nh xác định chất lượng độ bền bia Nước chiếm vai trò quan trọng sản xuất bia bên cạnh yếu tố khác nh nguyên liệu, thiết bị tác nhân làm lạnh Tuy nhiên tất yếu tố, tiêu chuẩn chất lượng nước hàng đầu ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bia Nhà máy bia sử dụng lượng lớn nước Để sản xuất lít bia cần 10 lít nước Nước dùng để nấu bia phải đáp ứng yêu cầu chất lượng, gồm tiêu vi sinh vật, vật lý, hố học tính chất cảm quan Các tiêu chuẩn thay đổi tuỳ giai đoạn mục đích sử dụng *Yêu cầu nước sản xuất bia - Nước phải tinh khiết, khơng màu, khơng mùi, khơng có vị khó chịu, khơng chứa nhiễm tạp kim loại, chất hữu hay sinh học - Độ cứng < 100D (từ mềm đến trung bình) - Hàm lượng muối cacbonat < 50mg/l - Hàm lượng muối magiê < 100mg/l - Hàm lượng muối clorua khơng có - Hàm lượng muối sunfat 250mg/l - Hàm lượng canxi: Không có - Hàm lượng Magiê: 50 mg/l - Hàm lượng Natri : 150 mg/l - Hàm lượng Kali : 12 mg/l - Hàm lượng Sắt : 200 mg/l - Hàm lượng Đồng : Khơng có - Hàm lượng Kẽm : Khơng có - Hàm lượng muối photpho : 5000 mg/l - Hàm lượng Flo : 700 mg/l - Các chất hoạt động bề mặt : 200 mg/l - Các chất khơng hồ tan khác: Khơng có - pH 9,5 - NH3 muối NO2: 0,1 mg/l - Vi sinh vật không 100 tế bào/1cm3 - E.Coli vi sinh vật độc hại tế bào/1cm3 2.1.5 Chủng nấm men Chủng nấm men dùng nhà máy chủng Saccharomyces Carlbgennsis 2.1.6 Các nguyên liệu phụ trợ - Các chất sát trùng để vệ sinh, tiệt trùng thiết bị, nhà xưởng: NaOH, KMnO4 - Các chế phẩm Enzym Termamyl 120L enzym , - amylaza từ vi khuẩn Bacillus Lichnformis dùng để dịch hoá tinh bét, dextrin nguyên liệu phụ(gạo) giai đoạn nấu cháo có khả chịu nhiệt cao, lên tới 1200C - Các chất dùng để điều chỉnh pH: axit lactic, H2SO4 2.2 Chọn phương pháp nấu Khi sản xuất malt chất khô bị tổn thất phần nên nước sản xuất đại mạch muốn thay phần malt đại mạch Cịn nước khơng sản xuất đại mạch, muốn thay phần malt nguyên liệu thay khác nh gạo,đường có sẵn nước Từ giảm giá thành 10 - 15% Nhưng gần với phát triển công nghệ enzym sản xuất loại enzym có khả phân cắt tinh bột nhiệt độ tương đối cao, nguyên liệu thay ngày nâng cao lên 30 - 50% Trong đồ án này, em thiết kế thành phần nguyên liệu thay 40% gạo vào 60% malt Ở nước ta dùng phương pháp đun sôi lần nồi hồ hóa nồi đường hố theo phương pháp tồn khối nồi đường hố 2.3 Quy trình cơng nghệ Malt Èm G¹o 10