Thiết kế nhà máy sản xuất nước giải khát lên men

Nguyên liệu dùng cho sản xuất của nhà máy chủ yếu là ngô, malt, đường.Cây ngô được trồng phổ biến ở các tỉnh duyên hải Miền Trung và Tây Nguyênnhưng nguồn nguyên liệu này chưa được sử dụ

MỞ ĐẦU

Hòa cùng xu thế phát triển của nền kinh tế thế giới, Việt Nam đã có đượcnhững thành tựu nổi bật trong tốc độ công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước Bêncạnh những ngành công nghiệp đóng vai trò then chốt của nền kinh tế đất nước nhưcông nghiệp lọc hóa dầu, cơ khí, xây dựng…ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm

đã có một vai trò không thể thiếu trong nền kinh tế quốc dân Thật vậy với sảnphẩm làm ra trong lĩnh vực ăn và uống, nó cung cấp ngày càng nhiều những sảnphẩm không những đẹp về hình thức cảm quan mà còn mang nhiều giá trị dinhdưỡng thiết yếu đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng trong nướccũng như xuất khẩu ra nước ngoài

Một trong những ngành mũi nhọn của công nghiệp sản xuất thực phẩmkhông thể kể đến đó là sản xuất các mặt hàng về thức uống Các mặt hàng này gồmrất nhiều chủng loại khác nhau như rượu, bia, nước ngọt, nước khoáng,…đáp ứngnhu cầu của con người có thể về giải khát hay cung cấp dinh dưỡng Bên cạnh cácsản phẩm bia, rượu đã quá phổ biến thì nước giải khát lên men là loại thức uốngtương đối mới mẻ trên thị trường Việt Nam, là loại đồ uống có độ cồn rất thấp, cótính giải khát cao và còn tạo ra nhiều năng lượng cho cơ thể

Đẩy mạnh sản xuất ra các mặt hàng thiết yếu, chiếm lĩnh thị trường, tăngdoanh thu cho nhà máy là mục tiêu hàng đầu của bộ phận phát triển sản phẩm trongtừng công ty Có thể mặt hàng nước giải khát lên men trong một tương lai không xa

sẽ đáp ứng được điều đó Với những phân tích, đánh giá trên em đã chọn đề tài:

“Thiết kế nhà máy sản xuất nước giải khát lên men với năng suất 6.000 tấn nguyên liệu/năm”.

CHƯƠNG 1LẬP LUẬN KINH TẾ-KỸ THUẬT1.1.Vị trí xây dựng nhà máy [24]

Đà nẵng với vị trí chiến lược quan trọng về kinh tế và quân sự đã và đang làtrung tâm kinh tế, văn hóa, giáo dục và khoa học công nghệ lớn nhất của khu vựcmiền Trung – Tây Nguyên Việt Nam

Đà Nẵng thuộc miền đồng bằng trung độ của Việt Nam, trên trục giao thônghuyết mạch Bắc - Nam về cả đường bộ, đường sắt, đường biển và đường hàngkhông, là cửa ngõ giao thông quan trọng của cả miền Trung và Tây Nguyên Thànhphố còn là điểm cuối trên hành lang kinh tế Đông - Tây đi qua các nước Myanma,Thái Lan, Lào, Việt Nam Với sự ưu đãi của thiên nhiên như vậy, Đà Nẵng đangngày càng phát triển mạnh mẽ trên lĩnh vực kinh tế với tốc độ công nghiệp hóa vàhiện đại hóa cao Những trung tâm thương mại, ngân hàng, khu công nghiệp…đãgiải quyết một lượng lớn lao động cho người dân và thu hút không nhỏ những laođộng có trình độ cao

Hiện tại trên địa bàn thành phố có mười khu công nghiệp lớn, nhỏ khác nhau.Hoạt động trên rất nhiều lĩnh vực như gang thép, thực phẩm, xây dựng,…Khu côngnghiệp Hòa Khánh nằm trên địa bàn quận Liên Chiểu được xem là nơi hoạt động rất

có hiệu quả Với điều kiện như vậy việc chọn xây dựng nhà máy tại khu côngnghiệp Hòa Khánh là hợp lý

1.2 Điều kiện kinh tế và kỹ thuật.

1.2.1 Đặc điểm tự nhiên [24]

Khu công nghiệp Hoà Khánh nằm trong khu vực có địa hình bằng phẳng, tậptrung ít dân cư sinh sống Khí hậu Đà Nẵng có hai mùa rõ rệt, mùa mưa kéo dài từtháng 8 đến tháng 12, nhiệt độ trung bình hàng năm 25,90C, độ ẩm tương đối83,4%, hướng gió chủ đạo là Đông-Nam

1.2.2 Nguồn nguyên liệu.

Nguyên liệu dùng cho sản xuất của nhà máy chủ yếu là ngô, malt, đường.Cây ngô được trồng phổ biến ở các tỉnh duyên hải Miền Trung và Tây Nguyênnhưng nguồn nguyên liệu này chưa được sử dụng triệt để, chủ yếu làm thức ăn giasúc, chế biến tinh bột, việc sử dụng ngô làm nước giải khát lên men sẽ tạo ra một

hướng đi mới cho nguyên liệu ngô Đường được mua từ các nhà máy đường ở cáctỉnh lân cận như Quãng Ngãi, Bình Định Malt được mua từ công ty ĐườngMan(http://www.duongman.com.vn/).

1.2.3 Nguồn cung cấp điện.

Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ hệ thống lưới điện quốc gia, qua trạmbiến áp 220/380V Ngoài ra, để chủ động sản xuất trong trường hợp mất điện, nhàmáy còn bố trí máy phát điện dự phòng

1.2.4 Nguồn cung cấp nhiệt, hệ thống lạnh.

Nguồn cung cấp nhiệt cho nhà máy là hơi đốt lấy từ lò hơi riêng của nhàmáy Hơi được dùng chủ yếu cho đun nóng, thanh trùng, vệ sinh thiết bị, đườngống, Hệ thống lạnh sử dụng NH3 làm dung môi lạnh, glycol làm chất tải lạnh

1.2.5 Nhiên liệu.

Nhiên liệu dùng để đốt nóng lò hơi, chạy máy phát điện dự phòng, cho ô tô

là dầu FO, DO, xăng do công ty xăng dầu cung cấp

1.2.6 Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước.

Đối với nhà máy sản xuất nước giải khát, nước là vấn đề quan trọng khôngnhững ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng mà còn tham gia vào cáccông đoạn khác như vệ sinh, cấp cho lò hơi,… Nguồn cung cấp nước chính cho nhàmáy được lấy từ nguồn nước của thành phố Trong nhà máy có một bộ phận xử lýnước riêng, tuỳ theo yêu cầu nước xử lý cho sản xuất mà quá trình xử lý khác nhau

1.2.7 Thoát nước.

Nước từ nhà máy thải ra chảy xuống cống thoát và tập trung về bể gom Sau

đó qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy rồi mới thải ra ngoài

1.2.8 Giao thông vận tải.

Hàng ngày nhà máy cần vận chuyển với khối lượng lớn, thông thường chở

về nhà máy gồm nguyên liệu, bao bì, nhiên liệu, kịp thời cho sản xuất, ngoài racòn vận chuyển thành phẩm đến các đại lý phân phối cũng như nơi tiêu thụ, vậnchuyển phế liệu trong nhà máy

Tại khu công nghiệp Hoà Khánh, hiện tại cơ sở hạ tầng giao thông khá đảmbảo, thông thoáng Có các tuyến đường nối với quốc lộ 1A, gần ga Đà Nẵng, cáchkhông xa là sân bay và cảng Đà Nẵng do đó thuận tiện cho việc chuyên chở trongquá trình hoạt động của nhà máy

1.2.9 Thị trường tiêu thụ.

Đà Nẵng là thành phố trọng điểm của khu vực Miền Trung – Tây Nguyên

Có tuyến đường quốc lộ 1A nối liền các tỉnh, cũng như hệ thống ga tàu và cảng biểngiúp cho việc vận chuyển sản phẩm đến thị trường tiêu thụ cả nước

1.2.10 Nguồn nhân lực.

Đà Nẵng có khả năng thu hút nguồn nhân lực dồi dào của các tỉnh thành lâncận của duyên hải Miền Trung và Tây Nguyên, ngoài ra còn có hệ thống cơ sở hạtầng và chất lượng giáo dục cao đảm bảo cung cấp nguồn nhân lực cho sự hoạt động

và phát triển của nhà máy

1.2.11 Hợp tác hoá.

Để thuận tiện cho việc thu mua nguyên liệu cũng như tiêu thụ sản phẩm, phếphẩm trong quá trình sản xuất của nhà máy, cần hợp tác với các nhà máy ở trong vàngoài thành phố để ổn định nguồn cung cấp, tiêu thụ cho quá trình sản xuất Việchợp tác với các nhà máy đường, nhà máy sản xuất thức ăn gia súc, ngoài cung cấpnguyên liệu còn làm giảm chi phí sản xuất, giải phóng nhanh lượng phế phẩm trongnhà máy, hạ giá thành sản phẩm

1.3 Kết luận.

Với những ưu thế của khu công nghiệp Hoà Khánh nói riêng và thành phố

Đà Nẵng nói chung, việc xây dựng nhà máy nước giải khát lên men là hoàn toàn có

cơ sở Nó vừa đảm bảo kinh tế, vừa góp phần giải quyết việc làm, đảm bảo khâutiêu thụ sản phẩm

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

Để sản xuất nước giải khát lên men người ta có thể dùng nguyên liệu giàutinh bột hoặc các loại quả Khi dùng nguyên liệu tinh bột thì phải tiến hành thủyphân bằng các enzym có trong malt đại mạch Sau đó lọc để thu được dịch trong, rồi

bổ sung thêm đường vào đó để có được dịch lên men theo yêu cầu Quá trình lên

men sử dụng chủng nấm men Sacharomyces minor kết hợp chủng vi khuẩn lactic dị

hình để lên men dịch đường

Nhu cầu tiêu dùng trong nước đang dần được nâng cao, một sản phẩm cầnđảm bảo những tiêu chuẩn về giá trị cảm quan và dinh dưỡng Nước giải khát lênmen cần đạt những tiêu chuẩn về chất lượng sau:

►Tiêu chuẩn về cảm quan :

- Nước giải khát có màu vàng nâu, không có mùi lạ như mùi nhựa, gỗ, kimloại, mùi chua,…

- Vị là chỉ tiêu quan trọng của nước giải khát lên men Mỗi loại nước giảikhát đều có vị đặc trưng song chỉ tiêu cảm quan chung đó là có vị ngọtnhẹ của các thành phần đường, vị chua dịu của axit lactic đồng thời là vịthe của CO2

- Sản phẩm có chất lượng tốt phải có bọt mịn, đặc, bền

►Tiêu chuẩn về thành phần hóa học:

- Hàm lượng rượu etylic không quá 1%

- Hàm lượng CO2 đạt 5,5 (g/l)

- Etylaxetat và dietyl ete : 0,04 % khối lượng.

- Hàm lượng các chất nitơ: 6-9 % khối lượng.

- Hàm lượng các chất khoáng: 3-4 % khối lượng

2.2 Nguyên liệu dùng trong nhà máy.

Malt đại mạch vừa là tác nhân đường hoá, vừa là nguyên liệu đặc trưng dùng

để sản xuất nước giải khát

2.2.1.2 Yêu cầu malt sản xuất nước giải khát.

Trong sản xuất nước giải khát lên men ta sử dụng malt vàng phải đạt những

yêu cầu sau: [8, Tr 32]

─ Phải sạch, có mùi thơm đặc trưng của malt, có vị ngọt, màu vàng sáng đều.Không được có mùi vị lạ, không được mốc và không hôi khói

─ Kích thước phải đều

─ Khối lượng riêng của malt trong khoảng 520÷600 (g/l)

─ Khối lượng của 1.000 hạt chiếm 28÷36(g)

─ Độ ẩm của malt khi sấy 2÷3,5%, trong quá trình bảo quản phải ≤ 6%

─ Độ chiết của malt 75÷82%

─ Malt có thời gian đường hoá 10÷35 phút.

2.2.1.3 Nguồn cung cấp và phương pháp bảo quản.

Malt được mua từ công ty ĐườngMan (http://www.duongman.com.vn/).Malt sau khi nhập về được bảo quản trong kho nguyên liệu của nhà máy Thời gianmalt lưu lại trong kho không quá một tháng Trong quá trình bảo quản phải đảm bảochất lượng và thường xuyên kiểm tra, đề phòng các hiện tượng làm hư hại hạt

2.2.2 Ngô.

Ngô là cây công nghiệp ngắn ngày được trồng rất phổ biến ở Việt Nam.Ngô gồm có các loại như: ngô răng ngựa, ngô đá, ngô sáp, ngô bột,…Hạt ngô cómàu vàng hoặc trắng, ngô vàng là do trong nội nhũ có chứa các hợp chất carotenoit,xantozin

Bảng 2.2 Thành phần hóa học trung bình các loại ngô (% chất khô) [6, Tr 32]

2.2.2.2 Yêu cầu nguyên liệu ngô dùng sản xuất nước giải khát.

Trong kỹ thuật sản xuất nước giải khát lên men thường hay sử dụng các loạingô bột vì ngô bột mềm, dễ nghiền thành bột, hàm lượng tinh bột khoảng 55-80%

Yêu cầu của nguyên liệu ngô: [ 6, Tr 27]

- Là loại giống ngô bột có màu trắng đục

- Ngô đã được tách phôi, phải sạch, kích thước đồng đều

- Không có mùi lạ

2.2.2.3 Nguồn cung cấp và phương pháp bảo quản.

Ngô được cung cấp từ các huyện địa phương đồng thời được lấy từ các tỉnhlân cận Ngô được bảo quản trong kho nguyên liệu và thời gian dự trữ là một tháng

2.2.3 Đường.

2.2.3.1 Vai trò.

Đường được dùng để nấu xirô bổ sung vào dịch thủy phân từ nguyên liệu hạtđảm bảo cho dịch chuẩn bị lên men có nồng độ theo yêu cầu

2.2.3.2 Yêu cầu nguyên liệu đường dùng sản xuất nước giải khát.

Đường dùng để sản xuất nước giải khát là đường trắng (đường RS) loại 2,phải đảm bảo một số chỉ tiêu sau:

Bảng 2.3 Một số chỉ tiêu chất lượng của đường RS loại 2 [4, Tr 8]

Hàm lượng đường khử, % khối lượng, không lớn hơn 0,15

Sự giãm khối lượng khi sấy ở 105oC trong 3h, % khối

2.2.3.3 Nguồn cung cấp và phương pháp bảo quản.

Đường cung cấp từ công ty cổ phần đường Quảng Ngãi Đường được chứatrong bao PE dán kín, được bảo quản trong kho, kho phải có bệ cách nền 0,2(m) đểtránh đường hút ẩm trở lại Thời gian dự trữ đường trong kho không quá một tháng

2.2.4 Nước.

2.2.4.1 Vai trò.

Nước là một nguyên liệu quan trọng trong công nghệ sản xuất nước giảikhát Nước được dùng trong nhà máy với nhiều mục đích khác nhau: Xử lý nguyênliệu, nấu nguyên liệu, làm nguội, thanh trùng, vệ sinh sát trùng thiết bị, vệ sinh xínghiệp, Đồng thời nước cũng là thành phần chính của sản phẩm

2.2.4.2 Yêu cầu nước dùng để sản xuất nước giải khát.

Nước dùng để sản xuất nước giải khát trước hết phải trong suốt, không màu,

có vị dễ chịu, không có mùi vị lạ và không chứa vi sinh vật gây bệnh Nước cần có

độ cứng trung bình 5-6 (mg đương lượng/ lít), có pH = 6,8-7,3, độ oxy hoá khôngvượt quá 1-2 (mg/l), hàm lượng cặn không vượt quá 600 (mg/l) Các chỉ tiêu sinhhọc: Chuẩn độ coli không nhỏ hơn 300 (ml), chỉ số coli không lớn hơn 3

Bảng 2.4 Một số chỉ tiêu hàm lượng ion kim loại trong nước [8, Tr 36]

Kim loại Sắt Mangan Magiê Chì Đồng Kẽm Flo Selen Asen Nitrat

quá, mg/l

2.2.4.3 Nguồn cung cấp và phương pháp xử lý nước.

Nhà máy được cung cấp nước từ hệ thống nước của thành phố Nước được

sử dụng trong các công đoạn nấu và nước được cấp cho lò hơi phải được xử lý Cụthể nước được cấp cho nhà máy đầu tiên sẽ được đi qua bồn than hoạt tính có tácdụng khử màu, mùi, clorin Sau đó được xử lý độ cứng bằng các cột cation, anion

và cuối cùng là đi lọc tinh để cung cấp cho công đoạn nấu Đối với nước cấp cho hệthống lò hơi thì chỉ xử lý độ cứng

2.3 Chất hỗ trợ kỹ thuật.

2.3.1 Nấm men và vi khuẩn lactic.

Để lên men nước giải khát phải sử dụng hai loại vi sinh vật:

+ Nấm men:

Để lên men nước giải khát có thể dùng các chủng nấm men khác nhau Yêucầu chủng nấm men phải cho sản phẩm có hương vị dễ chịu Nhà máy chọn chủng

nấm men thuộc họ Sacharomyces minor để tiến hành lên men Điều kiện tối ưu của

chủng nấm men là lên men ở nhiệt độ 25-300C và pH = 5-5,5 Chủng nấm men cókhả năng sống cộng sinh với vi khuẩn lactic tạo ra 0,04% etylaxetat và dietyl etenhờ đó làm tăng mùi vị cho sản phẩm

+ Vi khuẩn:

Một trong những yêu cầu quan trọng đối với các loại nước giải khát lên men

là phải có độ chua xác định Nhưng khi sử dụng chủng nấm men thì yêu cầu nàykhó đạt và thường không ổn định Vì vậy ta phải phối hợp với lên men lactic vàthường dùng các chủng đã được tuyển chọn như vi khuẩn lactic 11 và 13 Hai chủngnày thuộc loại lên men không đồng hình Lên men phối hợp giữa vi khuẩn và nấmmen không những nhận được nước giải khát có độ chua ổn định mà còn tăng thêmhương vị cho sản phẩm

2.3.2 Chế phẩm enzym termamyl.

Để tăng cường sự thủy phân trong khi nấu, nhà máy sử dụng chế phẩmenzym termamyl Chế phẩm termamyl dùng để xử lý tinh bột trong nguyên liệu thaythế Chế phẩm này có nhiệt độ tối thích 951000C Do độ ổn định nhiệt cao của

enzym nên quy trình nấu có thể được đơn giản hóa Nhờ thế, việc gia tăng tỉ lệ cácloại nguyên liệu không chứa enzym cũng có thể thực hiện được.

2.3.3 Axit lactic.

Axit lactic được bổ sung vào nồi thơm hóa và đường hóa ở dạng chế phẩm

kỹ thuật có tác dụng điều chỉnh pH = 5,2 – 5,6 thích hợp cho các quá trình thủyphân

2.3.4 Axit xitric.

Trong sản xuất nước giải khát, axit xitric được sử dụng để chuyển hoá đườngsacaroza thành đường nghịch đảo trong quá trình nấu xirô nhằm làm tăng độ ngọtchung cho xirô, chống sự hồi đường và làm tăng vị cho sản phẩm

2.3.5 Một số hóa chất và vật liệu được sử dụng trong nhà máy.

- Chất trợ lọc diatomit : được sử dụng trong công đoạn lọc nhằm tăng hiệusuất cho thiết bị lọc khung bản

- Than hoạt tính : khử màu, mùi, clorin trong nước cấp cho phân xưởng nấu

- Các loại nhựa dùng cho các cột cation và anion : xử lý độ cứng của nước

- NaCl, HCl : hoàn nguyên các cột cation

- NaOH, HCl : vệ sinh, sát trùng thiết bị

2.4 Các quá trình sinh hóa quan trọng.

Trong quá trình sản xuất nước giải khát lên men có rất nhiều quá trình sinhhóa xảy ra ở từng công đoạn nhưng đặc biệt có ý nghĩa quan trọng là các quá trìnhxảy ra ở công đoạn nấu và lên men

2.4.1 Các quá trình sinh hóa xảy ra trong công đoạn nấu.

► Tinh bột dưới tác dụng của hệ enzym amylaza sẽ tạo thành các đường vàdextrin với phân tử lượng khác nhau Tỉ lệ các dextrin không lên men được cùngvới các sản phẩm đường có ý nghĩa quan trọng trong quá trình nấu và ảnh hưởngđến chất lượng của sản phẩm cuối cùng Vận tốc thủy phân và sự thủy phân tinh bộtphụ thuộc vào hoạt tính của amylaza có trong malt, phụ thuộc nhiệt độ nấu, pH môitrường, nồng độ tinh bột

Enzym α – amylaza: Hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ 70 – 750C, pH khoảng 5,6 –5,8 Sản phẩm tạo thành chủ yếu là các dextrin, một lượng nhỏ glucoza và maltoza.Enzym β – amylaza: Hoạt động tốt ở nhiệt độ 60 – 650C, pH khoảng 5,4 – 5,6.Sản phẩm tạo thành là các đường maltoza và một lượng nhỏ dextrin

► Protein dưới tác dụng của enzym proteaza sẽ bị thủy phân Trong điều kiệnnhiệt độ khoảng 45 – 600C, pH khoảng 5,2 – 5,4 các enzym proteaza thủy phânprotein tạo albumoza, pepton, polypeptit, peptit, axit amin Các albumoza, pepton

và các polypeptit tham gia quá trình tạo vị cho sản phẩm còn peptit và axit amin cầnthiết cho dinh dưỡng của nấm men về sau

Cùng với quá trình thủy phân, trong quá trình đường hóa một phần protein bịđông tụ dưới tác dụng của nhiệt độ cao và một phần bị kết tủa do liên kết với cáctanin có trong vỏ malt

►Khi đường hóa xảy ra sự phân hủy các hợp chất fitin dưới tác dụng củaenzyme fitaza giải phóng axit photphoric Các muối photphat vô cơ đóng vai tròquan trọng trong việc tạo môi trường đệm và đặc biệt cần thiết cho sự hoạt động củanấm men, pH tối thích cho enzyme fitaza là 5,2 và nhiệt độ là 48oC

►Dưới tác dụng của nhiệt độ cao (130oC) xảy ra các phản ứng melanoidin vàphản ứng caramen tạo màu và tạo mùi cho sản phẩm

2.4.2 Các quá trình sinh hóa xảy ra trong công đoạn lên men.

Gồm hai quá trình cơ bản là:

►Dưới tác dụng các enzym trong nấm men chuyển hóa các đường lên menthành rượu và CO2 Sự lên men các đường riêng biệt xảy ra theo một thứ tự nhấtđịnh Lên men nhanh hơn cả là fructoza và glucoza Khi trong dịch lên men hầu nhưkhông còn glucoza và fructoza nửa thì nấm men bắt đầu sử dụng maltoza Ngoài racòn tạo ra các sản phẩm phụ khác là glixerin, axit hữu cơ, aldehyt, rượu bậc cao,este…góp phần tạo hương vị cho sản phẩm

►Dưới tác dụng của các enzym trong vi khuẩn lactic chuyễn hóa cơ chấtthành sản phẩm chính là axit lactic ngoài ra còn tạo ra các sản phẩm khác như axitaxetic, rượu etanol, glixerin,…

CHƯƠNG 3 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất nước giải khát lên men.

Làm sạch Nghiền

Lọc và rửa bã

Phối chế dịch lên men

Thanh trùng và làm nguội

Lên men Làm lạnh và lọc trong

Ổn định

Chiết rót và đóng nắp

Thanh trùng Kiểm tra Dán nhãn

Lọc

Đường Nấu xirô 65%

Thơm hóa

Đường hóa Đường hóa

Hội cháo

Đạm hóa Hòa trộn

50%

50%

50%

50%

Thủy phân sơ bộ Thủy phân sơ bộ termamyltermamyl

Malt và ngô trong quá trình bảo quản lẫn nhiều tạp chất, làm sạch nhằm mụcđích loại bỏ tạp chất, tăng hiệu suất cho công đoạn nghiền và đảm bảo cho dịchđường khi sản xuất không bị ảnh hưởng bất lợi bởi các thành phần tạp chất.

Nguyên liệu sau khi đưa vào gàu tải sẽ được gàu tải vận chuyển lên trên rồi

đổ xuống sàng rung, tại đây nguyên liệu sẽ được làm sạch trước khi qua máynghiền Sàng rung có cấu tạo chính là hệ thống 2 lưới có kích thước lỗ của lưới trên

to hơn của lưới dưới Hai lưới này chia thiết bị làm 3 ngăn: ngăn trên cùng tách tạpchất lớn không lọt lưới sẽ được giữ lại và đưa ra ngoài, còn nguyên liệu và tạp chấtnhỏ sẽ đi xuống ngăn thứ 2 Tại đây nguyên liệu sẽ được giữ lại trên lưới thứ 2,còn tạp chất nhỏ mịn lọt qua lỗ lưới và rơi xuống ngăn cuối cùng Ngoài ra, để táchnhững tạp chất kim loại người ta có lắp một hê thống nam châm ngay trên sàngrung, và để tách bụi, tạp chất nhỏ lơ lửng người ta có gắn thêm quạt hút thông vớisàng rung Không khí có lẫn bụi được đưa đến các cyclon tách sạch bụi và đượcthải ra ngoài

3.2.2 Nghiền nguyên liệu.

3.2.2.1 Mục đích.

63

Phá vỡ cấu trúc của hạt tinh bột để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, thúc đẩyquá trình đường hoá và các quá trình thuỷ phân xảy ra nhanh và triệt để.

3.2.2.2 Cách tiến hành.

1 Nghiền malt.

Khi nghiền giữ vỏ malt càng ít nát càng tốt Vì vỏ malt nghiền càng mịn thìcác chất không có lợi trong vỏ sẽ chuyển vào dịch đường càng nhiều và sẽ ảnhhưởng đến chất lượng của sản phẩm Mặt khác vỏ nghiền càng mịn thì quá trình lọcxảy ra càng chậm

Đối với nội nhủ, nếu nghiền mịn thì quá trình đường hoá tốt nhưng khó lọc

Vì vậy phải nghiền nội nhủ ở mức độ vừa phải

đủ lượng nước thì khối malt được ngâm trong 20 phút Với thời gian và lượng nướcphun như vậy, hàm ẩm của malt sẽ đạt là 30% Sau khi ngâm malt, malt ướt sẽ đượctrục cánh khế (4) phân phối đều xuống 2 trục nghiền (6) Khoảng cách giữa 2 trụcnghiền có thể được điều chỉnh và bình thường được điều chỉnh là 1 (mm) Bột saukhi nghiền sẽ được trộn ngay với nước dưới tác dụng của trục đảo bột (8) để tạothành sữa malt Cuối cùng sữa malt sẽ được bơm đi nồi nấu

1 2 3

4 5 6 7

8

2 Nghiền ngô.

Do đặc điểm của nguyên liệu ngô không có qua giai đoạn ươm mầm nhưmalt nên cấu trúc tinh bột của ngô còn rất cứng, chúng rất khó bị thủy phân Để đạtmục tiêu cuối cùng là chiết ly được nhiều nhất chất hòa tan từ nguyên liệu thì ngôphải được nghiền thật nhỏ do vậy ta dùng máy nghiền búa

3.2.3 Nấu nguyên liệu.

Đường hoá : Mục đích của quá trình đường hoá là dưới tác dụng của hệ

enzym amylaza, tinh bột sẽ tạo thành đường và dextrin với phân tử lượng khác

nhau

Thơm hoá : Quá trình thơm hoá tạo điều kiện cho phản ứng melanoidin và

phản ứng caramen xảy ra (ở 1300C) nhằm tạo màu và tạo mùi cho sản phẩm

Hình 3.4.Nồi đường hóa

N ồi đường hóa có thân hình cầu, ống thoát hơi (1), nguyên liệu sau nghiềnđưa vào cửa (4) Hệ thống cấp hơi gián tiếp để gia nhiệt (thiết bị gia nhiệt áo vỏ),

đồng thời thân nồi có bọc lớp bảo ôn Khi tiến hành nấu, hơi đi qua các ống hơi vào

gia nhiệt thành và đáy nồi để đun nóng dịch cháo Nước ngưng tụ được xả qua van

tháo nước ngưng (6) Động cơ (5) giúp cánh khuấy (3) hoạt động đảm bảo tránh vón

cục cho dịch cháo và nhiệt được phân phối đều Dịch được tháo ra theo đường (7)

►Nồi thơm hóa

Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của nồi thơm hĩa tương tự như nồi đườnghĩa nhưng do đặc điểm duy trì ở áp suất cao trong quá trình thơm hĩa nên nồi phải

cĩ cấu tạo kín, khơng cĩ ống thốt hơi

2.Thực hiện.

Sơ đồ nấu:

Bột ngôHòa trộn 10 ph Nước nóng 50oC

Nâng lên 80oC trong 30 ph

Hội cháo 75oC trong 10 ph

Giữ 65oC trong 20 phNâng lên 65oC trong 10 phGiữ 55oC trong 15 ph

Hòa trộn 55oCtrong 10 ph

Nâng lên 78oC trong 5 phBơm đi lọc

Giữ 75oC trong 30 ph

termamyltermamyl

Tỷ lệ nước/nguyên liệu: nước/ngô = 5 lít/1 kg; nước/malt = 4 lít/1 kg.

+ Nồi thơm hoá:

Tiến hành vệ sinh nồi nấu rồi cho 50% bột ngô hoà trộn với nước nóng 500Ctrong 10 phút Tỷ lệ nước/bột ngô là 5 lít/1 kg bột ngô Trong quá trình hoà trộncánh khuấy hoạt động liên tục Tiếp đó nâng nhiệt độ khối dịch lên 800C trong 30phút và giữ ở nhiệt độ này trong 10 phút để quá trình dịch hoá và hồ hóa tinh bộtxảy ra Sau đó bổ sung chế phẩm enzym termamyl với liều lượng là 0,05% so vớilượng ngô và nâng nhiệt độ khối dịch lên 950C trong 15 phút, giữ trong 15 phút đểthực hiện quá trình thủy phân sơ bộ tinh bột Tiếp theo hòa tiếp nước lạnh 250C và50% bột malt của một mẻ đồng thời bổ sung axit lactic với liều lượng 0,06% so vớilượng ngô vào khối cháo đã dịch hoá (Tỷ lệ: 4 lít nước/1 kg bột malt) để điều chỉnh

pH = 5,2-5,6 Tiến hành hoà trộn trong 10 phút để đạt nhiệt độ 550C và giữ ở nhiệt

độ này trong 15 phút để thực hiện quá trình đạm hoá Tiếp theo nâng nhiệt độ củadịch lên 650C trong thời gian 10 phút và giữ ở nhiệt độ này trong 20 phút để thựchiện quá trình đường hoá Sau đó tiếp tục nâng nhiệt độ lên 1300C trong 40 phút vàgiữ ở nhiệt độ này trong 50 phút để tiến hành thơm hoá rồi đưa đi hội cháo

+ Nồi đường hoá:

Quá trình hồ hóa, đạm hoá, đường hoá ở 65oC được tiến hành giống như nồithơm hoá với 50% bột ngô và 50% bột malt còn lại của một mẻ

+ Hội cháo:

Tính toán sao cho nồi thơm hóa và nồi đường hóa kết thúc vào một thờiđiểm, tiếp theo tiến hành hội cháo Chuyển toàn bộ khối dịch đã thơm hoá ở nồithơm hoá vào nồi đường hoá trong thời gian 10 phút, khống chế nhiệt độ của hỗnhợp đạt 750C và giữ ở nhiệt độ này trong 30 phút để thực hiện quá trình đường hóa.Cuối cùng khối nấu được nâng nhiệt độ lên 780C trong 5 phút rồi đưa đi lọc Tổngthời gian một mẻ nấu là 270 phút

Đồ thị nâng và hạ nhiệt trong quá trình nấu : Hình 3.6 trang 19

3.2.4 Lọc và rửa bã.

3.2.4.1 Mục đích.

Loại bỏ các chất không hòa tan ra khỏi dịch đường

50

15 15

90

115 135

15

20 10

10

175

40

225 50

235

265 270

15

10

151020

Dịch cháo vào

Khung lọc Bản lọc

Dịch đường trong

Hình 3.7 Nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc ép khung bản ở trạng thái lọc dịch đường ban đầu.

Dịch cháo được bơm vào khung lọc (camera), áp lực được tạo ra do bơm néndịch cháo vào các khoảng không của các khung này Lưới lọc là những tấm vải dàybọc kín khung có tác dụng giữ lại những cấu tử không hòa tan và dịch đường trongđược thu ở phía dưới của thiết bị.

Hình 3.8 Nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc ép khung bản khi rửa bã.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc ép khi rửa bã tương tự như khi lọc dịchđường ban đầu nhưng các van xả dịch số lẽ thì đóng lại chỉ có các van số chẵn mở

để dịch rữa bã chảy ra Đường đi của nước rửa bã là từ bản số lẻ, xuyên qua khung(camera đang chứa bã) và chảy qua khe rãnh của bản số chẵn rồi được tập trungdưới van xả để đi ra ngoài

2.Thực hiện.

Trước khi lọc, bơm nước nóng 780C vào đầy các camera (không gian tạogiữa khung và vải lọc) để thử độ kín của máy và nâng nhiệt độ của nó lên, tránh sựmất mát nhiệt của dịch cháo khi bơm vào Sau khi hâm nóng máy trong 2030 phútthì mở các van để tháo nước nóng ra Sau đó khối cháo được bơm vào máy ngay.Lúc bơm cháo các van xả dịch phải mở ở mức độ rất nhỏ để không khí thoát rangoài Sau khi khối cháo đã vào đều trong các camera thì áp lực lọc được tăng dầnlên đến 2030 (kN/m2) (0,20,3 at) và dịch lọc sẽ chảy ra

Sau khi lọc hết dịch đường ban đầu, quá trình rửa bã được tiến hành ngaybằng nước nóng 780C Trong thời gian bơm nước rửa bã vào máy lọc, các van xảdịch phải mở Cho đến lúc bã trong các camera thấm nước và không khí bắt đầu bịđuổi ra ngoài thì các van từ từ đóng lại Sau 20 phút thì nước rửa bã được bơm vàođầy các camera Khi nồng độ các chất hòa tan trong dịch rửa bã giảm xuống còn0,5% thì quá trình rửa bã kết thúc

Đầu tiên đổ nước và đường vào nồi nấu Nước dùng nấu đường phải đã được

xử lý, đun nóng sơ bộ đến nhiệt độ 500C Sau đó tiến hành nâng nhiệt độ lên đến sôi

và cho sôi trong 10 phút Trong quá trình nấu phải ngừng khuấy hai lần để vớt bọt.Nếu không vớt bọt cho xirô thì nó sẽ gây trở ngại cho việc rót chai, gây bẩn cho sảnphẩm Sau khi đun sôi xong hạ nhiệt độ xuống 800C và bổ sung axit xitric vào.Lượng axit xitric được tính toán là 100g/100kg đường Axit xitric được pha thànhdung dịch nồng độ 25% Trong quá trình nấu phải cho cánh khuấy hoạt động liêntục và khống chế nhiệt độ nấu không vượt quá 800C Khuấy đều và giữ ở nhiệt độnày trong 2 giờ

Nồi nấu xirô có cấu tạo tương tự nồi đường hóa

Nhờ sự tác động của enzym vi sinh vật để chuyển hoá đường thành rượu,

CO2 và các sản phẩm khác góp phần tạo hương vị cho sản phẩm

3.2.9.2 Nuôi cấy giống vi sinh vật.

Giống vi sinh vật được lựa chọn và bảo quản cẩn thận trong các ống thạchnghiêng Để đủ lượng giống cho sản xuất ta cần phải nhân giống Môi trường nuôicấy giống lấy từ dịch lên men Nguyên tắc của quá trình nhân giống là đi từ nhỏ đếnlớn và trải qua hai giai đoạn:

+ Giai đoạn nuôi cấy phòng thí nghiệm:

Chuẩn bị dịch đường 10% chất khô, cho vào các bình như đã ghi trong bảng3.1, đậy kín các bình bằng nút bông rồi đem tiệt trùng ở áp suất 0,5 (at) trong thời

gian 30 phút Sau đó các bình được làm nguội đến 300C Đầu tiên ta cấy tế bào visinh vật vào ống nghiệm có chứa 10 (ml) dịch đường nồng độ 10%, nuôi và theo dõi

sự phát triển của nó Khi kiểm tra nếu thấy giống đạt yêu cầu ta chuyển toàn dịch đóvào bình chứa 200 (ml), cứ như vậy tiếp tục nhân lên và thu được lượng giống là 10(l) rồi chuyễn sang giai đoạn nuôi cấy sản xuất

Bảng 3.1 Chế độ nuôi cấy vi sinh vật trong phòng thí nghiệm

Các giai đoạn Số ml dung

dịch

Nồng độ (%)

Thời gian (h)

Nhiệt độ ( 0 C)

+ Giai đoạn nuôi cấy sản xuất:

Từ lượng giống trong phòng thí nghiệm tiếp tục nhân giống trong các thiết bịchuyên dùng đặt trong phòng bên cạnh phân xưởng lên men Phụ thuộc vào lượnggiống cần sử dụng mà quá trình này có thể tiến hành nhiều cấp Thể tích của cấp saulớn hơn cấp trước 510 lần Giống được nuôi ở nhiệt độ 300C, có sục khí vô trùnggián đoạn và thời gian nuôi của mỗi cấp không vượt quá 24 giờ

Khi nuôi cấy giống vi sinh vật thì nấm men và vi khuẩn lactic phải được nuôi

cấy riêng biệt Tỷ lệ giống cho sản xuất là 3% so với thể tích dịch lên men, số tế bào

trong 1 (ml) men giống phải đạt khoảng 100120 triệu và tỷ lệ dùng nấm men/vikhuẩn cho quá trình lên men là 4/1

3.2.9.3 Tiến hành lên men.

7 Dịch ra Hình 3.10 Thiết bị lên men

Thùng lên men có thân hình trụ, đáy hình côn, góc đáy 600C, thiết bị đượclàm bằng thép không gỉ Dịch đường được đưa theo đường phía dưới lên, sau khi

2 2

CO 2

1 2 4

3

5 6 7

kết thúc quá trình lên men dịch lên men tạo thành được lấy ra theo đường số (7)nằm ở phía trên đáy côn Trong quá trình lên men, khí CO2 được tạo thành nhiềuđến P = 0,8 (at) được tháo ra nhờ van tự động Trong thời gian lên men, quá trìnhgiữ và hạ nhiệt độ nhờ hệ thống áo lạnh Cặn và men lắng trong thiết bị cũng đượctháo ra ở đáy sau khi kết thúc quá trình lên men.

2 Thực hiện.

Dịch lên men sau khi làm lạnh có nồng độ 9,5% và nhiệt độ 300C được bơmvào thùng lên men Sau đó cho vi khuẩn và nấm men vào theo đường ống cấp dịchlên men Tiến hành lên men ở 300C trong 15 giờ Do lên men kín nên áp lực tănglên khoảng 1-1,2 (at) Sau thời gian này nồng độ chất khô giảm 1,2-1,5% Sau đólàm lạnh dịch xuống 8-100C để kết lắng nấm men và vi khuẩn ở đáy côn của thiết

bị Tiến hành thu dịch sau lên men ở đường số (7), lượng vi sinh vật kết lắng ở đáythiết bị được giữ lại và tiếp tục cấp dịch đường vào cho mẻ sau Quá trình này đượcthực hiện 3 lần và sau đó ta phải tiến hành xả bỏ cặn vi sinh vật này

3.2.10 Làm lạnh và lọc trong.

3.2.10.1 Mục đích.

Sau khi lên men xong, nước giải khát được làm lạnh xuống 1-20C để giảmtổn thất CO2 trong quá trình lọc Lọc trong có mục đích loại bỏ sự có mặt của vi sinhvật, các hạt phân tán cơ học, các hạt dạng keo Tất cả các phần tử tồn tại này làmgiảm độ bền sản phẩm

Tiếp theo là quá trình lọc trong: nước giải khát được lọc qua lớp diatomitnày Nước giải khát sau khi lọc lúc đầu ra còn đục nên phải đưa trở lại thiết bị lọc,khi nào dịch ra trong thì cho vào thùng chứa Trong quá trình lọc, cùng với nước

giải khát người ta bơm thêm vào máy lọc khung bản một ít dung dịch bột diatomitnhằm để phân tán kết tủa nấm men trên bề mặt lọc và kéo dài thời gian làm việc củamáy lọc Nếu độ chênh lệch áp suất trong thiết bị lọc vượt quá 3 (at) thì phải ngừnglọc vì lúc đó lớp trợ lọc có thể bị nứt làm cho nước giải khát bị đục.

3.2.11 Ổn định nước giải khát sau khi lọc.

Nước giải khát sau khi lọc được bơm vào tank tàng trữ có nhiệt độ 0,5-10C,tiến hành cung cấp thêm CO2 vào trong nước giải khát để đạt hàm lượng CO2 là 5,5(g/l) Thời gian tàng trữ không quá 2 ngày

Tiến hành: Nước giải khát sau khi chiết chai, đóng nắp được đưa qua băngchuyền vào thiết bị thanh trùng Nhà máy sử dụng thiết bị dạng tunel phun tự động.Nhiệt độ nước phun ở các vùng: vùng 1 là 450C, vùng 2 là 650C, vùng 3 là 450C,vùng 4 là 350C và vùng 5 là 250C Tổng thời gian thanh trùng là 45 phút

3.2.14 Kiểm tra và dán nhãn.

Chai có chứa sản phẩm sau khi thanh trùng sẽ theo băng chuyền qua chỗkiểm tra để loại bỏ các chai không đạt yêu cầu Sau đó được dán nhãn, in ngàytháng sản xuất và hạn sử dụng, rồi chuyển đến vị trí đóng két và đưa vào kho bảoquản chờ xuất xưởng

Chương 4CÂN BẰNG VẬT CHẤT

4.1 Số liệu ban đầu.

Tỷ lệ nguyên liệu: malt/ngô/đường : 40/42/18

Bảng 4.1 Trạng thái ban đầu của nguyên liệu

Nguyên liệu Độ ẩm, % Độ chiết, % Tạp chất, %

Bảng 4.2 Bảng tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn

Thơm hóa và đường hóa 1% so với chất khô

Phối chế dịch lên men 9,5% 0,5% so với thể tích

Thanh trùng và làm nguội dịch đường 0,5% so với thể tích

4.2 Tính cân bằng vật chất cho 100kg nguyên liệu.

4.2.1 Lượng chất khô có trong nguyên liệu, X0:

40   = 38,40 (kg)

- Ngô: X0N=

100

) 10 100 (

42   = 37,80 (kg)

- Đường: 0

D

X = 18 (100100 0,07)= 17,99 (kg)

4.2.2 Tính toán cho công đoạn làm sạch.

 Lượng chất khô trong nguyên liệu sau công đoạn làm sạch, X1:

- Ngô: X1N =

100

) 5 , 0 100 (

100 61

, 37



4.2.3 Tính toán cho công đoạn nghiền.

 Lượng chất khô trong nguyên liệu sau công đoạn nghiền, X3:

100 02

, 38

4.2.4 Tính toán cho công đoạn nấu dịch đường thủy phân từ nguyên liệu hạt.

 Lượng chất khô chuyển vào dung dịch, X5:

X   = 59,78 (100 1)

100



4.2.5 Tính toán cho công đoạn lọc và rữa bã đối với nguyên liệu hạt.

4.2.5.1 Lượng chất khô còn lại trong dịch đường sau lọc và rữa bã, X 7 :

7 6

100 3100

4.2.6 Tính toán cho công đoạn nấu xiro 65%.

4.2.6.1 Giai đoạn nấu

 Lượng chất khô còn lại sau nấu, X8:

17 , 99 1001001

100

1 100

0 8

3 100

8 10

65

26,581,3189

X

V



4.2.6.3 Lượng nước nấu xirô, X 12

 Khối lượng đường dùng để nấu xirô: 18 (kg)

Với n  1(kg/l) là khối lượng riêng của nước [13, Tr 11]

4.2.6.4 Lượng axit xitric bổ sung, X 13

Chọn tỉ lệ axit xitric cần bổ sung là 100g/ 100kg đường Vậy lượng axit xitric

cần bổ sung là: 13

0,118100

4.2.7 Tính toán cho công đoạn phối chế dịch lên men.

 Lượng chất khô chuyển vào dịch lên men, X13:

4

9,5

786,111,0357

X V



Với 9,5 1,0357(kg l/ )là khối lượng riêng của dịch đường 9,5% ở 200C [13, Tr 64]

 Thể tích dịch lên men sau phối chế, V4:

4 4/

100 0,5100

V V   =759,01 100 0,5

100



4.2.8 Tính toán cho công đoạn thanh trùng và làm nguội.

 Thể tích dịch lên men sau thanh trùng và làm nguội, V5:

100

5 , 0 100

4 5

4.2.9 Tính toán cho công đoạn lên men.

 Thể tích dịch sau lên men, V6:

4.2.10 Tính toán cho công đoạn làm lạnh và lọc trong.

 Thể tích sản phẩm sau công đoạn làm lạnh và lọc trong, V7:

4.2.11 Tính toán cho công đoạn chiết rót và đóng nắp.

 Thể tích sản phẩm sau công đoạn chiết rót và đóng nắp, V8 :

4.2.12 Tính toán cho công đoạn thanh trùng, V 9 :

 Thể tích sản phẩm sau công đoạn thanh trùng, V9:

4.2.13 Thông số của dịch thủy phân sau lọc và rữa bã.

 Khối lượng dịch thủy phân sau lọc, X15 :

4.2.15 Lượng axit lactic sử dụng.

Tổng lượng axit lactic được sử dụng trong nồi thơm hóa và nồi đường hóa(chiếm 0,06% so với khối lượng ngô), X18:

18

4.2.16 Lượng vi sinh vật giống.

 Lượng vi sinh vật cần bổ sung là 3% so với thể tích dịch lên men, V11:

V11V4 0,03 755, 22 0,03  = 22,66 (l)

 Vi khuẩn lactic, V12:

V12 V110, 2 22,66 0, 2  = 4,53 (l)

 Lượng nấm men, V13: V13 = V11 – V12= 22,66 – 4,53 = 18,13 (l)

4.3 Kế hoạch sản xuất nhà máy.

4.3.1 Kế hoạch sản xuất trong năm

Nhà máy gồm ba phân xưởng chính: nấu, lên men, chiết rót Nhà máy có kếhoạch sản xuất trong năm là liên tục chỉ nghỉ vào tháng 9 để bảo dưỡng thiết bị.Một ngày làm 3 ca, mỗi ca 8 tiếng, nghỉ ngày chủ nhật, các dịp lễ Theo 3.2.3.2 thờigian nấu một mẻ 240 phút (do 2 nồi thơm hóa và đường hóa được nấu song song vàtính cả thời gian vệ sinh nồi nấu là 5 phút).Vậy một ngày ta sẽ nấu được 6 mẻ

Bảng 4.3 Kế hoạch sản xuất của nhà máy năm 2010

 Năng suất = 6.000 tấn nguyên liệu/ năm.

 Năng suất tính cho một ngày nấu, m, V.

 Nhà máy sử dụng loại chai 500 (ml) để chiết rót sản phẩm

 Số chai dùng trong 1 ngày là: 0,5V  150.572,070,5 = 301.144,14 (chai)

 Dự kiến sau 1 tháng (30 ngày) thì chai được quay trở về nhà máy Vậy sốchai dùng trong 1 tháng là: 301.144,14  30 = 9.034.324,20 (chai)

 Lượng chai hao phí trong 1 vòng quay (chọn 5%): 9.034.324,20 0,05 =451.716,21 (chai)

 Lượng chai cần cho 1 năm là: 9.034.324,20 + (451.716,21  11) =14.003.202,51 Chọn 14.003.203 (chai)

4.4.2 Tính lượng nhãn.

 Mỗi chai dán 1 nhãn nên số nhãn cần dùng cho 1 năm là:

150.572,07 279279

 Lượng nắp hao hụt là 3% nên lượng nắp cần dùng cho 1 năm là:

STT Công đoạn ĐV 100 kg Một mẻ Một ngày Một năm

1 Nguyên liệuban đầu

Malt kg 40.00 1.433,69 8.602,15 2.399.999,85Ngô kg 42.00 1.505,38 9.032,26 2.520.000,54Đường kg 18.00 645,16 3.870,97 1.080.000,63

2 sau làm sạchNguyên liệu Malt kg 39,80 1.426,52 8.559,14 2.388.000,06

Ngô kg 41,79 1.497,85 8.987,1 2.507.400,9

3 Nguyên liệu

sau nghiền

Malt kg 39,60 1.419,36 8.516,13 2.376.000,27Ngô kg 41,58 1.490,32 8.941,94 2.494.801,26

4 Lượng dịch sau lọc và rửa bã lít 738,99 26.487,1 158.922,61 44.339.408,19

5 Lượng dịch trước phối chế lít 759,01 28.175,99 169.055,94 47.166.607,26

6 Lượng dịch sau phối chế lít 755,22 27.068,82 162.412,93 45.313.207,47

7 Lượng dịch lên men sau thanh

13 Lượng xirô sau nấu lít 20,77 744,45 4.466,67 1.246.200,93

14 Lượng xirô sau lọc lít 20,15 722,22 4.333,33 1.208.999,07

15 Lượng nước dùng nấu xirô lít 10,65 381,72 2.290,32 638.999,28

5.1.1 Chọn thời gian làm sạch và nghiền

Theo 3.2.3.2, ta có:

- Thời gian nấu trung bình một mẻ là 240 phút

- Nồi thơm hóa được tiến hành trước nồi đường hóa là 90 phút

Suy ra thời gian cho phép tiêu tốn cho công đoạn làm sạch và nghiền ngô là:

- Nguyên liệu ngô cần làm sạch cho 1 mẻ nấu : 1.505,38 (kg)

- Chọn máy làm sạch, vừa làm sạch malt vừa làm sạch ngô

- Năng suất tối thiểu cần có của máy làm sạch :

5.1.3.1 Máy nghiền malt.

- Theo bảng 4.4, lượng malt cần nghiền cho 1 mẻ là: 1.426,52 (kg)

- Năng suất tối thiểu cần có của thiết bị:

Hình 5.2 Máy nghiền malt 5.1.3.2 Máy nghiền ngô

- Theo bảng 4.4, lượng ngô cần nghiền cho 1 mẻ là: 1.497,85 (kg)

- Năng suất tối thiểu cần có của thiết bị: 1.497,85

1 = 1.497,85 (kg/h) ≈ 1,5 (tấn/h)

Chọn máy nghiền búa của công ty Ascof, nhãn hiệu : 998l [19]

- Năng suất : 2 (tấn/h)

- Công suất động cơ : 19,7 (kw)

- Khối lượng máy : 4.500 (kg)

- Kích thước máy : 1.9001.400 2.400 (mm)

- Số lượng máy: 1,5

2 = 0,75 Chọn 1 máy nghiền búa

Hình 5.3 Máy nghiền ngô 5.2 Công đoạn nấu

5.2.1 Bunke chứa.

- Bunke dùng để chứa nguyên liệu: malt, ngô, đường

- Chọn bunke được làm bằng thép không gỉ, dạng hình trụ, đáy hình nón cụt:

+ hệ số chứa đầy :   0 , 9

+ chiều cao ống tháo liệu : h3= 0,2 (m)

- Kích thước bunke được tính có thể tích đủ chứa lượng nguyên liệu dùng cho một

3 60 2

0

h       (4)

Hình 5.4 Bunke chứa.

- Chiều cao thiết bị: H = h1 h2 h3 (5)

5.2.1.1 Bunke chứa malt

- Theo bảng 4.4 khối lượng malt cần dùng trong 1 mẻ là: M malt = 1.426,52 (kg)

- Khối lượng riêng của malt là:  = 560 (kg/m3 ) [8, Tr 32]

Thể tích bunke chứa là: Vbunke = M malt 1.426,52560 0,9

    = 2,83 (m3)Chọn D = 1,5 (m); d = 0,2 (m)

D   < 2 Thõa mãn cấu tạo của bunke

- Nhà máy dùng 2 bunke chứa malt: 1 bunke chứa malt trước khi nghiền và 1 bunkechứa malt sau nghiền

- Kích thước của mỗi bunke chứa malt:

D = 1,5 (m) h1 = 1,17 (m) h3 = 0,2 (m)

d = 0,2 (m) h2 = 1,13 (m) H = 2,5 (m)

5.2.1.2 Bunke chứa ngô.

- Theo bảng 4.4 khối lượng ngô cần dùng trong 1 mẻ là: M ngô = 1.497,85 (kg)

- Khối lượng riêng của ngô là:  = 1.000 (kg/m3) [9, tr 132]

- Thể tích bunke chứa là: Vbunke = ô 1.497,85





 = 0,82 (m)

Từ (5)  H = 0,82 + 1,13 + 0,2 = 2,15 (m)

- Ta có: 2,15 1, 43

1,5

H

D   < 2 Thõa mãn cấu tạo của bunke

- Nhà máy dùng 2 bunke chứa ngô: 1 bunke chứa ngô trước khi nghiền và 1 bunkechứa ngô sau nghiền

- Kích thước của mỗi bunke chứa ngô:

D = 1,5 (m) h1 = 0,82 (m) h3 = 0,2 (m)

d = 0,2 (m) h2 = 1,13 (m) H = 2,15 (m)

5.2.1.3 Bunke chứa đường.

- Theo bảng 4.4 khối lượng đường cần dùng trong 1 mẻ là: M duong = 645,16 (kg)

- Khối lượng riêng của đường là:  = 1.554,54 (kg/m3) [13, Tr 63]

- Thể tích bunke chứa là: Vbunke = 645,16

D   < 2 Thõa mãn cấu tạo của bunke

- Nhà máy dùng 1 bunke chứa đường Kích thước của bunke chứa đường:

D = 0,8 (m) h1 = 0,68 (m) h3 = 0,1(m)

d = 0,1 (m) h2 = 0,61 (m) H =1,39 (m)

5.2.2 Tính và chọn thiết bị thơm hoá.

- Chọn thiết bị thơm hóa có thể tích đủ chứa (50% lượng malt + 50% lượng ngô)sau khi nghiền cùng với nước Nước được cho vào với tỷ lệ 5 lít/kg ngô và 4 lít/kgmalt

- Theo bảng 4.4 lượng malt sau khi nghiền dùng trong 1 mẻ là: 1.419,36 (kg) vàlượng ngô sau khi nghiền dùng trong 1 mẻ là: 1.490,32 (kg)

- Lượng malt cho vào nồi thơm hoá là: mmalt =1.419,36 50

100

 = 709,68 (kg)

- Lượng ngô cho vào nồi thơm hoá là: mngô =1.490,32 50

100

 = 745,16 (kg)

- Thể tích malt chiếm chỗ là: Vm = malt 709,68560

ng ng

6

3 3

* Tính chiều dày vỏ thiết bị (sử dụng loại thép CT3)

- Do nồi nấu ở áp suất cao tại nhiệt độ 1300C, ứng với áp suất tác dụng lên thiết bịlà: p = 2,75 (at) hay 4

- Chiều dày thân thiết bị: S =   C

P

P D

Trong đó: φ: hệ số bền của thân trụ theo phương dọc, φ = 0,9

C: hệ số bổ sung cho ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày

nb = nk = 2,6: hệ số an toàn theo giới hạn bền [14, Tr 356]

δk = 380106 (N/m2): giới hạn bền khi kéo [14, Tr 309]

→ [δ] = 6 0 , 75 109 , 62 10 6

6 , 2

10 380

tròn theo tiêu chuẩn loại thép CT3) [14, Tr 309]

- Chọn chiều dày vỏ ngoài: 2 (mm)

- Khe hở giữa hai lớp vỏ: 50 (mm)

- Chiều dày lớp bảo ôn: 50 (mm)

- Chiều dày ống thoát hơi: 2 (mm)

5.2.3 Tính và chọn thiết bị đường hoá