(Tiểu luận) thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen bằng phương pháp lên men cổ điển năng suất 20 triệu lít năm

Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH .viii LỜI CẢM ƠN x MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Giới thiệu chung bia: 1.1 Giới thiệu chung: 1.2 Định nghĩa bia: 1.2.1 Định nghĩa bia: 1.2.2 Định nghĩa bia tươi: 1.2.3 Sự khác bia chai, bia tươi bia hơi: 1.3 Phân loại bia: 1.3.1 Các loại bia lên men 1.3.2 Các loại bia lên men chìm Bia đen: 2.1 Giới thiệu chung: 2.2 Sự khác bia đen bia vàng: 2.3 Giá trị dinh dưỡng bia đen: 2.4 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia tươi đen Việt nam giới: Nguyên liệu: 10 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi i GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm 3.1 3.1.1 Malt đại mạch: 10 Hạt đại mạch: 10 3.1.2.Cấu tạo hạt đại mạch: 11 3.1.3.Thành phần hạt đại mạch: 12 3.1.4.Malt đen malt vàng: 12 3.1.6.Tiêu chuẩn đánh giá malt: 16 3.1.7 3.2 Bảo quản malt: 16 Hoa houblon: 17 3.2.1.Thành phần hóa học hoa 18 3.2.2.Đánh giá bảo quản hoa houblon: 19 3.3 Nước: 20 3.4 Nấm men: 21 3.4.1.Thành phần hóa học nấm men: 22 3.4.2.Các chất dinh dưỡng nấm men: 23 3.4.3.Yêu cầu nấm men: 23 3.5 Các nguyên liệu khác: 23 Một số q trình sinh hóa sản xuất bia: 24 4.1 4.1.1 Quá trình xảy nấu: 24 Quá trình enzyme: 24 4.1.2.Quá trình phi enzyme: 24 4.2 Q trình xảy houblon hóa: 25 4.3 Quá trình xảy lên men: 25 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi ii GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm 4.3.1.Q trình xảy lên men chính: 25 4.3.2.Quá trình xảy lên men phụ: 25 Phương pháp lên men bia: 26 CHƯƠNG 2: THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 27 Sơ đồ dây chuyền sản xuất: 27 Thuyết minh dây chuyền sản xuất: 28 2.1 Xử lí nguyên liệu: 28 2.1.1 Sàng: 28 2.1.2 Cân: 28 2.1.3.Nghiền: 29 2.2 Đường hóa: 30 2.3 Lọc dịch đường: 31 2.4 Houblon hóa: 31 2.5 Lắng xoáy: 32 2.6 Làm lạnh nhanh: 33 2.7 Lên men: 34 2.7.1 Chuẩn bị men: 34 2.7.2 Nhân giống: 34 2.7.3 Lên men chính: 35 2.7.4 Lên men phụ: 37 2.7.5.Thu hồi sữa men: 38 2.7.6.Xử lý sữa men: 38 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi iii GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm 2.8 Lọc bia: 39 2.9 Bão hòa CO2: 39 2.10 Sản phẩm bia tươi đen: 40 CHƯƠNG TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 41 Lập kế hoạch sản xuất: 41 Tính cân vật chất: 42 2.1.Tính cân sản phẩm cho 100 kg nguyên liệu ban đầu 43 2.1.1.Xử lí nguyên liệu 43 2.1.1.1 Lượng chất khô nguyên liệu ban đầu M1: 43 2.1.1.2 Lượng chất khô nguyên liệu lại sau sàng: 44 2.1.1.3 Lượng chất khơ cịn lại sau cân: 44 2.1.1.4 Lượng chất khô lại sau nghiền: 44 2.1.2 Đường hóa: 44 2.1.2.1 Lượng chất khô dịch đường sau đường hóa: 45 2.1.2.2 Lượng nước dùng đường hóa: 45 2.1.3 Lọc: 46 2.1.3.1 Lượng chất khô sau lọc: 46 2.1.3.2 Lượng bã nguyên liệu: 46 2.1.3.3 Lượng nước rửa bã: 47 2.1.4 Houblon hóa: 47 2.1.4.1 Lượng chất khơ sau houblon hóa 47 2.1.4.2 Lượng hoa houblon cần dùng 49 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi iv GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm 2.1.5 Lắng xốy: 49 2.1.5.1 Lượng dịch sau lắng: 49 2.1.5.2 Lượng cặn sau lắng xoáy: 50 2.1.6 Làm lạnh 50 2.1.7 Lên men 51 2.1.7.1 Lượng bia sau lên men 51 2.1.7.2 Lượng men giống cần sử dụng 51 2.1.7.3 Lượng CO2 thu 52 2.1.7.4 Lượng men sữa thu hồi 52 2.1.7.5 Độ cồn bia 53 2.1.8 Lên men phụ 53 2.1.9 Lọc bia 53 2.1.10 Bão hòa CO2: 54 2.1.11 Chiết bock: 54 2.2 Tính cân vật chất cho ngày: 54 2.2.1 Lượng nguyên liệu ban đầu 55 2.2.2 Lượng nguyên liệu sau sàng 55 2.2.3 Lượng nguyên liệu sau cân 55 2.2.4 Lượng nguyên liệu sau nghiền 55 2.2.5 Lượng dịch đường đun sôi 56 2.2.6 Lượng nước cho vào đường hóa 56 2.2.7 Lượng dịch đường sau lọc: 56 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi v GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm 2.2.8 Lượng dịch đường sau houblon hóa 100°C 56 2.2.9 Lượng dịch đường sau lắng 56 2.2.10 Lượng dịch lên men sau làm lạnh 56 2.2.11 Lượng bia sau lên men 56 2.2.12 Lượng bia sau lên men phụ 56 2.2.13 Lượng bia sau lọc 56 2.2.14 Lượng bia sau bão hòa CO2 57 2.2.15 Lượng bia thành phẩm 57 2.2.16 Lượng hoa houblon cần dùng 57 2.2.17 Lượng bã nguyên liệu 57 2.2.18 Lượng men giống 57 2.2.19 Lượng men thu hồi 57 2.2.20 Lượng CO2 thu hồi 57 2.2.21 Chiết bock 57 CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 59 Phương pháp tính tốn chọn thiết bị 59 Tính tốn thiết bị 60 Silo, bunke 60 3.1 Silo chứa nguyên liệu 60 3.1.1 Silo chứa malt vàng 61 3.1.2 Silo chứa malt đen 62 3.2 Tính Bunke 63 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi vi GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm 3.2.1 Bunke chứa malt vàng 64 3.2.2 Bunke chứa malt đen 64 Cơng đoạn xử lí ngun liệu: 65 4.1 Máy làm 65 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 66 4.2 Cân 67 4.3 Máy nghiền 67 Nồi đường hóa 68 Thiết bị lọc khung 70 Cấu tạo 71 Thùng trung gian chứa dịch đường sau lọc 72 Thùng chứa bã nguyên liệu 72 Thiết bị houblon hóa 73 10 Thiết bị lắng xoáy 75 11 Thiết bị làm lạnh nhanh 77 12 Bơm cho phân xưởng nấu 79 13 Tính cấu vận chuyển: 80 13.1 Gàu tải vận chuyển nguyên liệu 80 13.2 Vít tải vận chuyển: 81 KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 86 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi vii GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Bia đen bia vàng .7 Hình 2: Một số loại bia đen thị trường 10 Hình 3: Đại mạch hàng đại mạch hàng 11 Hình 4: Cấu tạo hạt đại mạch 11 Hình 5: Malt đen malt vàng 13 Hình 6: Hoa houblon 17 Hình 7:Saccharomyces cerevisiae 22 Hình 8:Saccharomyces carlsbergnsis 22 Hình 1: Sơ đồ quy trình sản xuất bia đen 27 Hình 2: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng 34 Hình 1: Silo 62 Hình 2: Bunke 65 Hình 3: Thiết bị làm dạng rung PVC 30P 68 Hình 4: Cấu tạo thiết bị làm dạng rung PVC 30P 68 Hình 5: Cân 69 Hình 6: Cấu tạo máy nghiền 70 Hình 7: Nồi đường hóa 72 Hình 8: Thiết bị lọc khung 73 Hình 10: Thùng chúa bã 75 Hình 11: Thiết bị houblon hóa 77 Hình 12: Cấu tạo thiết bị lắng 79 Hình 13: Thiết bị làm lạnh 80 Hình 14: Cấu tạo thiết bị làm lạnh mỏng 81 Hình 15: Gàu tải 82 Hình 16: Vít tải 83 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi viii GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Bảng thành phần hóa học hạt dại mạch 12 Bảng 2: Sự khác quy trình sản xuất malt đen malt vàng .14 Bảng 3: Thành phần hóa học houblon 18 Bảng 4: Đánh giá chất lượng houblon 19 Bảng 5: Đặc điểm chủng nấm men dùng cho lên men lên men chìm 22 Bảng 1: Bảng biểu sản xuất nhà máy 42 Bảng 2: Bảng số nguyên liệu 43 Bảng 3: Bảng hao hụt nguyên liệu công đoạn 43 Bảng 4: Tổng kết tính tốn cân vật chất 60 Bảng 1: Bảng chọn thiết bị 61 Bảng 2: Thông số kỹ thuật thiết bị làm dạng rung 67 Bảng 3: Thông số kỹ thuật bơm thực phẩm TCN 81 Bảng 4: Bảng tổng kết chọn thiết bị 83 SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi ix GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm Thiết kế upstream nhà máy sản xuất bia tươi đen phương pháp lên men cổ điển suất 20 triệu lít/năm LỜI CẢM ƠN Việc thực đồ án Công nghệ giúp vận dụng kiến thức chuyên ngành học khoảng thời gian Đại học, giúp nắm kỹ kiến thức công nghệ sản xuất bia bước lập luận, tính tốn để thiết kế nên nhà máy, lựa chọn phương án tối ưu để đảm bảo suất kinh tế Hơn nữa, cịn giúp tơi rèn luyện kỹ cần thiết người kỹ sư tương lai Để thực đồ án xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giảng viên hướng dẫn TS Lê Lý Thùy Trâm nhiệt tình bảo cho suốt thời gian thực đề tài, cho tơi lời khun hữu ích để thực đề tài tốt Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới đội ngũ giảng viên khoa Hóa nói riêng thầy trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung tận tình dạy dỗ để giúp tơi có tảng kiến thức ngày hơm giúp tơi có hành trang vững đường nghiệp thân Tôi xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày tháng năm 2023 Sinh viên thực Huỳnh Thị Tường Vi SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi x GVHD: TS Lê Lý Thùy Trâm