Báo cáo điều khiển quá trình đề tài quy trình nấu malt trong công nghệ sản xuất bia nhà máy sabeco

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN ====o0o==== BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH ĐỀ TÀI: Quy trình Nấu Malt công nghệ sản xuất bia nhà máy Sabeco GVHD: TS ĐINH THỊ LAN ANH SINH VIÊN MSSV Nguyễn Việt Hoàng 20202631 Lê Quốc Mạnh 20200384 Đỗ Tiến Dũng 20202340 Phạm Xuân Đức 20200178 Vũ Hải Hồng 20202393 Tạ Dỗn Khải 20202410 MỤC LỤC A CÔNG NGHỆ I TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BEER SÀI GÒN Nguyên liệu Sơ đồ quy trình cơng nghệ 3 Quy trình sản xuất bia Sài Gịn II QUÁ TRÌNH NẤU MALT Cấu tạo nồi nấu .5 Quá trình hồ hóa 2.1 Mục đích .6 2.2 Thiết bị hồ hóa 2.2.1 Cấu tạo thiết bị hồ hố………………………………………6 2.2.2 Mơ tả thiết bị hồ hố……………………………………… 2.2.3 Tiến hành hồ hoá……………………………………………8 2.3 Các cố xảy cách khắc phục trình hồ hóa .9 Q trình đường hóa 10 3.1 Mục đích 10 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới q trình đường hóa 10 3.2.1 Nhiệt độ…………………………………………………….11 3.2.2 Ảnh hưởng pH………………………………………….12 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ chất……………………………12 3.3 Thiết bị đường hóa 13 3.3.1 Cấu tạo thiết bị đường hoá………………………………….14 3.3.2 Tiến hành đường hoá……………………………………….14 3.3.3 Một số biện pháp nâng cao hiệu suất đường hoá………… 16 III SƠ ĐỒ P&ID CỦA HỆ THỐNG NẤU MALT 16 Thiết bị đường ống…………………………………………………… 17 Nồi hồ hoá………………………………………………………………17 2.1 Đầu vào………………………………………………………… 18 2.2 Tank………………………………………………………………18 2.3 Đầu ra…………………………………………………………….19 Nồi đường hoá………………………………………………………… 19 B THIẾT BỊ PHẦN CỨNG I GIỚI THIỆU CHUNG .19 II PHÂN LOẠI 19 III NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 21 Van khí nén 21 Van điện 38 IV ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT BIA……………………………… 43 Giới thiệu chung……………………………………………………… 43 Đặc điểm……………………………………………………………… 44 Các loại van ứng dụng sản xuất bia………………………………45 3.1 Van bi inox vi sinh……………………………………………….45 3.2 Van bướm inox vi sinh………………………………………… 45 C TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………47 A CÔNG NGHỆ I Tổng quan cơng nghệ sản xuất bia • • • • • Nguyên liệu: Nước Đại mạch Hoa bia Men Gạo, lúa mì, yến mạch,… Sơ đồ quy trình cơng nghệ: Quy trình sản xuất bia Sài Gịn: Xay nghiền Nghiền nhỏ hạt malt (hoặc hạt gạo) đến kích thước yêu cầu để thành phần ngun liệu hịa tan vào nước giải phóng enzym để xúc tác q trình thủy phân sau Nồi nấu malt Thủy phân hợp chất cao phân tử tinh bột, protein thành hợp chất lên men đường malto, gluco, axit amin,… Kết thúc trình nấu nồi malt thu dịch nên quy trình gọi q trình đường hóa Nồi lọc dịch hèm Là trình tách võ trấu hạt malt khỏi dịch đường Nồi đun sôi Dịch đường đun sôi với hoa bia để tạo vị đắng đặc trưng, đồng thời q trình đun sơi làm bay kết tủa hợp chất không mong muốn tiệt trùng dịch nha Nồi tách cặn Loại bỏ thành phần cánh hoa bia, kết tủa hình thành q trình đun sơi Giải nhiệt nhanh Dịch nha sau đun sôi (100oC) đưa nhiệt độ thích hợp cho nấm men hoạt động 10 – 15oC Nhiệt độ tùy thuộc vào chủng loại nấm men loại bia Tank lên men Dịch nha lạnh với nấm men đưa vào tank lên men để tiến hành trình lên men Nấm men sử dụng đường hình thành giai đoạn nấu để tạo thành Cồn khí CO2 Các hợp chất tạo mùi thơm cho bia nấm men tạo thành giai đoạn Kết thúc trình lên men, nấm men thu hồi khỏi tank lên men để tái sử dụng cho lần lên men Dịch bia sau lên men chuyển sang tank ủ bia để bắt đầu trình lên men phụ Tank ủ bia Là q trình chuyển hóa loại bỏ hợp chất khơng mong muốn hình thành q trình lên men diacetyl Quá trình ủ bia kết thúc hàm lượng chất giảm đến mức mong muốn đạt thời gian theo yêu cầu loại bia Làm lạnh lâu Bia trước qua trình lọc làm lạnh sâu xuống nhiệt độ -1à-2oC để hình thành cặn lạnh Các cặn lạnh loại bỏ trình lọc sau 10 Lọc bia Nấm men, cặn lạnh, … loại bỏ để làm cho bia trở nên suốt 11 Tank bia Bia sau lọc chứa tank bia để chờ q trình chiết, đóng gói 12 Chiết bia Là q trình bia chiết vào dạng bao bì khác để đánh ứng nhu cầu sử dụng khách hàng Keg bia có dung dích lít, lit, 20 lít, 30 lít 50 lit Bia chiết vào lon có dung tích 330ml, 500ml Bia chai có dung tích 330ml, 450ml, 500ml, 750ml Dung tích bia chai, bia lon phụ thuộc vào chiến lược thị trường thị hiếu tiêu dùng quốc gia II Quy trình nấu malt Cấu tạo nồi nấu: Lỗ cấp hơi: Cấp nhiệt để tăng nhiệt độ cho nồi nấu Lỗ nước ngưng: Để thoát nước ngưng Lỗ lấy dịch đường: Dùng để cấp malt vào lấy sản phẩm Nồi hồ hóa có thêm phối trộn để cấp nước bột gạo trộn với Các phận khác: Ống hơi: Dùng để khí lúc nấu Đèn quan sát: Soi sang nồi Cửa quan sát: Dùng để quan sát lúc nấu Vệ sinh CIP: Hệ thống vệ sinh chỗ, vệ sinh nồi mà không cần tháo Thành nồi Lớp cách nhiệt: Giữ nhiệt độ cho nồi lúc nấu Cánh khuấy: Để khuấy trộn nguyên liệu cho Động Q trình hồ hóa: Gạo sau nghiền nhỏ xử lý hồ hóa trước mang đường hóa 2.1 Mục đích: Mục đích q trình hồ hóa dùng nhiệt dộ cao để nấu chin tinh bột gạo nhờ hoạt động Enzim thủy phân 10% Malt lót để 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 thấp phân tử dễ hòa tan vào nước trở thành chất chiết dịch đường Các loại gạo khác có độ bền màng tế bào khơng giống mẻ nguyên liệu phải có chế độ hồ hóa thích hợp 2.2 Thiết bị hồ hóa: 2.2.1 Cấu tạo thiết bị hồ hóa (kèm theo hình vẽ): Nhà máy sử dụng nồi nấu vỏ để hồ hóa nguyên liệu phụ (Gạo) trước chuyển sang nồi đường hóa Các thơng số nồi hồ hóa sau: - Đường kính nồi: 2.5m - Chiều cao nồi: 1.8m - Thể tích nồi: - Đường kính ống vào: 9cm - Đường kính ống ra: 10cm - Đường kính ống dẫn nhiệt: 6cm - Thời gian hồ hóa 2.2.2 Mơ tả thiết bị hồ hóa: Nồi hồ hóa có thân hình trụ làm Inoc, có lớp bảo ơn bên ngồi giữ nhiệt, Bên thiết bị có: - cánh khuấy hình mái chèo đặt so le trên, cánh khuấy chân vịt đáy nồi Hệ thống cánh khuấy giúp khuấy trộn bột tiếp xúc với nhiệt để bột chín đểu khơng bị vón cục, cánh khuấy chân vịt khuấy bột đáy nồi tránh bị cháy bột - Động khuấy giúp cánh khuấy hoạt dộng gắn đỉnh nồi - Hệ thống đường ống cấp nấu, ống có lỗ nhỏ giúp cho trình phun vào nồi hơn, tránh cháo bị chin cục nơi cấp nhiều - Hệ thống đường ống, van xả nguyên liệu vào ra, ống thoát nấu - Ngồi phận kể trên, thân nồi có gắn đồng hồ đo áp suất, nhiệt độ, van lấy mẫu kiểm tra, cửa đèn quan sát bên nồi - Lấy mẫu phân tích qua van lấy mẫu đạt yêu cầu chuyển sang nồi đường hóa 2.2.3 Tiến hành hồ hóa: Nhà máy bia Sài Gịn sử dụng Malt lót để hỗ trợ trình thủy phân bột Gạo thành đường đơn giản Dextrin bậc thấp tỷ lệ phối trộn bột với nước theo tỉ lệ 1: Sau vệ sinh thiết bị kiểm tra tổng thể động tiến hành bơm nước vào nồi nấu, cho cánh khuấy hoạt động tiến hành cấp Khi lượng nước nồi khoảng 20cm ta tiến hành xuống bột Gạo + 10% Malt lót (lấy từ lượng Malt nấu) bắt đầu nâng nhiệt độ lên 45oC Nhờ vít tải nguyên liệu từ Xilơ bột đưa vào nồi hồ hóa, tốc độ cánh khuấy lúc đạt 60% khuấy trộn nguyên liệu với nước tránh tượng vón cục bột gạo malt Khi nhiệt độ nồi đạt 45oC điều chỉnh lượng vào để giữ nhiệt độ 45oC vịng 15 phút (q trình ngâm bột) Sau ta bắt đầu nâng nhiệt độ nồi hồ hóa lên 86oC, điều chỉnh lượng vào giữ nhiệt độ vòng 19 phút tốc độ cánh khuấy đạt 90% vịng phút Sau tiếp tục trì nhiệt độ vịng 28 phút với vận tốc cánh khuấy đạt 60% Sau khoảng thời gian quy định ta bắt đầu hạ nhiệt độ nối hồ hóa xuống 72oC phút, tốc độ cánh khuấy đạt 90% giữ nhiệt độ 72oC vòng 30 phút tốc độ cánh khuấy đạt 90% Dưới tác dụng hệ Enzim Malt lót thủy phân tinh bột Gạo, phá vỡ lớp thành tế bào chuyển hóa số chất cao phân tử thành dạng thấp phân tử dễ hòa tan Tiếp tục gia tăng nhiệt để tăng nhiệt độ lên 95oC lúc đáy đạt 75%, đỉnh 50%, tốc độ cánh khuấy 90% Tiếp theo nâng nhiệt độ lên 98oC đáy 60%, đỉnh 40%, lên 99.9oC đáy 40%, đỉnh 30% Đun sôi nồi cháo 100oC 60 phút lúc đáy 15%, đỉnh 15%, tốc độ cánh khuấy đạt 100% Để nồi cháo sôi bùng lên làm chín hồn tồn tinh bột, lớp thành tế bào bột gạo bị phá vỡ hoàn toàn Kiểm tra chất lượng dịch cháo trước chuyển 40% lượng cháo nồi hồ hóa sang nồi đường hóa Lượng cháo cịn lại nồi tiếp tục trì nhiệt độ 100oC vòng 30 phút chuyển nốt lượng cháo nồi hồ hóa sang nồi đường hóa Mục đích việc chuyển cháo phần nhằm thủy phân triệt để lượng tinh bột Gạo thành đường đơn giản Kết thúc q trình hồ hóa tiến hành vệ sinh thiết bị để chuẩn bị cho mẻ nấu Dịch cháo coi chin nếu: Cháo có mùi thơm nhẹ đặc trưng Gạo, màu vàng rơm, cháo có màu tối sẫm, mùi khét, vị đắng cháo bị cháy, mùi ngái nguyên liệu chưa chín Ngồi kiểm tra cảm quan cịn kiểm tra hóa học Kiểm tra độ Iod cách lấy dịch cháo thả Iod (theo tính tốn) vào dịch, dịch cháo chuyển sang màu vàng thông thường hay kiểm tra theo kinh nghiệm cán bộ, cơng nhân nấu lấy dịch cháo đổ qua lớp vải lọc dịch chảy róc 2.3 Các cố xảy cách khắc phục q trình hồ hóa: - Trong q trình hồ hóa hay xảy tượng cháo bị trào nhiệt độ cao trình đun sơi Để khắc phục cố tiến hành cấp nước lạnh vào, mở van xả hơi, tạm thời ngừng cấp Sau từ từ điều chỉnh lại vào nồi - Cháo bị vón cục, bột rơi vào ổ trục cánh khuấy, van xả dịch bị tắc, cháo bị dính dầu mỡ Khi van xả bị tắc phải tiến hành ngừng xả kiểm tra lại van Cháo bị cháy trộn lẫn vào mẻ nấu khác, bị cháy nhiều phải bỏ để đảm bảo u cầu cơng nghệ • Trong nhà máy sử dụng hệ thống nấu với độ tự động hóa cao xảy cố cơng nghệ q trình sản xuất 10