Nghiên cứu nhà máy sản xuất bia

Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU Bia loại nƣớc uống mát bổ, có độ cồn thấp, có bọt mịn xốp, có hƣơng vị đặc trƣng Hƣơng vị màu sắc cảm quan bia hợp chất chiết từ malt đại mạch, hoa houplon, cồn, CO2 sản phẩm lên men khác tạo nên Đặc biệt, CO2 bão hoà bia có tác dụng làm giảm nhanh khát ngƣời uống Ngày bia loại nƣớc giải khát phổ biến khắp giới sản lƣợng không ngừng tăng lên gắn liền với tên tuổi hãng bia lớn nhƣ Heineken (Hà Lan), Heninger (Đức), Carlberg ( Đan Mạch), Foster (Úc), Tiger (xingapore),… với tổng sản lƣợng hàng tỉ lít bia năm, tạo công ăn việc làm cho nhiều lao động thu lợi nhuận khổng lồ Nƣớc ta nƣớc nằm xứ nóng, nhu cầu nƣớc giải khát chiếm vị trí quan trọng ngày hè oi không cung cấp đủ nƣớc giải khát cho nhân dân ta không tạo điều kiện để nâng cao suất lao động Do Đảng phủ quan tâm nhiều đến phát triển ngành nƣớc uống Cho đến nay, nhà máy bia lớn nhƣ nhà máy bia Hà Nội, nhà máy bia Sài Gòn, với tổng công suất hàng trăm triệu lít/ năm, xuất nhiều nhà máy xƣởng sản xuất bia hầu khắp tỉnh thành phố nƣớc Các nhà máy với sở sản xuất bia tạo việc làm cho nhiều lao động phần đáp ứng nhu cầu thị hiếu nhân dân Tuy nhiên, với mức dân số khoảng 80 triệu ngƣời, nhu cầu tìm kiếm công ăn việc làm nhu cầu giải trí, giải khát ngƣời dân không ngừng tăng lên, đặc biệt với nguồn lợi nhuận to lớn mà ngành công nghiệp bia mang lại Hứa hẹn thời gian tới có nhiều nhà máy bia đƣợc xây dựng, góp phần giải công ăn việc làm cho nhiều lao động, đáp ứng nhu cầu nƣớc giải khát cho nhân dân, ngành sản xuất bia nƣớc ta tiến nhanh đuổi kịp nƣớc tiên tiến giới SV: Đặng Trần Nghĩa Đồ án tốt nghiệp PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BIA I THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA BIA I.1 Thành phần bia Bia có thành phần hoá học phức tạp Thành phần bia phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu, đặc tính trình công nghệ tuỳ thuộc vào loại bia Thông thƣờng thành phần bia bao gồm: H2O 80-86% Chất hoà tan 5-10% CO2 0.3-0.4% Rƣợu Etylic 2.5-6.0% Chất chát 60- 80 mg/lit Chất đắng 70-100 mg/lit Ngoài thành phần chính, bia có số sản phẩm khác trình lên men nhƣ rƣợu bậc cao, glyxêrin, axit hữu cơ, Este thơm Chính chất tạo nên hƣơng vị đặc trƣng cho bia I.2 Tính chất bia thành phẩm Để đánh giá chất lƣợng bia thƣờng dựa vào tiêu sau đây:  Mùi vị bia: Chỉ số quan trọng để đánh giá chất lƣợng bia mùi vị Bia phải có mùi vị đặc trƣng cho loại Bia có mùi thơm đại mạch, vị đắng dễ chịu hoa houblon vị lạnh tê CO2 bão hoà, có vị đắng dịu, ngon, đậm hoà tan bia; bia không đƣợc có mùi chua, mốc Mùi vị bia phải đầy đủ, tinh khiết, không đƣợc có mùi lạ Mùi vị bia phụ thuộc vào yếu tố sau: Chất lƣợng nguyên liệu sử dụng nhƣ malt, nƣớc, hoa houblon nấm men, phụ thuộc vào chế độ lên men, thời gian tàng trữ, hàm lƣợng rƣợu, mức độ bão hoà CO2 bia,…  Màu sắc độ suốt bia: SV: Đặng Trần Nghĩa Đồ án tốt nghiệp Màu sắc bia phụ thuộc vào màu chất lƣợng malt, thành phần nƣớc trình kỹ thuật phân xƣởng nấu Màu sắc bia phụ thuộc vào loại bia, bia vàng màu vàng rơm, sáng óng ánh suốt Bia đạt đƣợc tiêu chuẩn suốt nhìn thấy lấp lánh sáng qua cốc thuỷ tinh  Độ bền bọt Bia khác với loại nƣớc uống khác khả tạo bọt giữ bọt đƣợc lâu Bọt gồm phần tử CO2 liên kết với bề mặt bia Độ bền bọt khái niệm đƣợc thể đơn vị thời gian kể từ thời điểm xuất bọt lúc bọt tan hoàn toàn Bọt tốt hay không phụ thuộc vào bão hoà CO2 bia, nhiên phụ thuộc vào lƣợng chất tạo bọt Abumoza, pepton, chất đắng hoa houblon Bia có khả tạo bọt tốt giữ bọt lâu ta rót bia vào cốc nhiệt độ 6-80C bề mặt có lớp bọt dày dƣới đáy cốc thƣờng xuyên có bóng nhỏ ly ti đƣợc tách chạy lên bề mặt  Độ bền bia Đây yếu tố quan trọng để đánh giá chất lƣợng bia Nếu bia bền vững nhanh chóng bị hỏng thời gian tàng chữ Độ bền vững bia lớn lên men hoàn toàn lên men, tàng trữ tiếp xúc với O2 Lƣợng hoa houblon lớn giúp cho bia bền Bia bền vững bia hàm lƣợng CO2 bia O2 dạng hoà tan Ôxy hoà tan giúp cho số vi sinh vật hiếu khí phát triển Bia để chỗ có nhiệt độ tiếp xúc với ánh sáng mặt trời giảm độ bền vững, Điều kiện tốt để bảo vệ bia thành phẩm chỗ tối lạnh II NGUYÊN LIỆU II.1 nguyên liệu Nguyên liệu dùng để sản xuất bia malt đại mạch, hoa houblon, nấm men nƣớc SV: Đặng Trần Nghĩa Đồ án tốt nghiệp II.1.1 Malt đại mạch Malt đại mạch nguyên liệu dùng để sản xuất bia Nó đƣợc hình thành từ hạt đại mạch nhờ trình nảy mầm Có hai loại malt vàng dùng để sản xuất loại bia vàng malt đen để sản xuất bia đen Dùng malt thuỷ phân nhận đƣợc dịch đƣờng có chất lƣợng cao, trình thuỷ phân diễn hoàn toàn hàm lƣợng chất hoà tan dịch đƣờng lớn Malt đƣợc nảy mầm từ hạt đại mạch Malt dùng sản xuất loại bia vàng phải thoả mãn yêu cầu sau: a Cảm quan - Màu sắc: Vàng tƣơi, vỏ óng ánh - Vị mùi: Vị nhẹ, dịu, mùi ủng, mùi vị lạ, mùi chua, mốc - Độ sạch: Không có lẫn tạp chất, hạt bị vỡ hạt bị bệnh b Tính chất vật lý - Dung trọng: Từ 500-580 g/l - Trọng lƣợng tuyệt đối: 28-38 g/1000 hạt - Kích thƣớc hạt: Chiều rộng>2,5 mm - Chiều dài mầm: Từ 2/3- 3/4 chiều dài hạt c Thành phần hoá học Độ ẩm : 6-8% Chất hoà tan: 65-82% Thành phần hoá học malt tính theo phần trăm chất khô: Tinh bột: 50-65% Đạm hoà tan: 3% Saccarozơ: 3-5% Chất béo: 2-3% Đƣờng khử: 2-4% Chất khoáng: 2,5-3% Pentoza hoà tan: 7-10% Protid: 7-10% Cellulo: 4-6% Chất tro: 2-3% Đạm chung: 10% Hexoza Pentoza không hoà tan: 9% Ngoài số chất màu, chất thơm, chất đắng,… SV: Đặng Trần Nghĩa Đồ án tốt nghiệp II.1.2 Hoa houblon Hoa houblon nguyên liệu để sản xuất bia Hoa houblon có chứa chất thơm, chất có vị đắng đặc trƣng Nhờ bia có vị đắng dễ chịu, có hƣơng thơm, bọt bền, bia bền thời gian bảo quản kéo dài Hiện ngƣời ta thƣờng sử dụng hoa dƣới dạng: Hoa viên cao hoa Hoa dùng cho sản xuất bia cần thoả mãn yêu cầu sau: - Màu sắc: Xanh non (Hoa viên), Xanh thẫm (Cao hoa) - Mùi thơm đặc trƣng không hắc - Vị đắng đặc trƣng Thành phần hoá học hoa houblon cho sản xuất bia tính theo % chất khô: Độ ẩm : 12.5% Các chất chứa Nitơ: 17.5% Xơ : 13.3% chất đắng : 18.3% Este : 0.4% Tro : 7.5% Tanin : 3% Các chất trích ly không chứa Nitơ: 27.5% II.1.3 Nước Trong bia thành phẩm hàm lƣợng nƣớc chiếm tới 80-86% nƣớc nguyên liệu thiếu Nƣớc giữ vai trò quan trọng việc hình thành vị bia thành phẩm chất lƣợng nƣớc đòi hỏi phải cao so với nƣớc thƣờng dùng để uống Nƣớc sử dụng sản xuất bia cần đạt yêu cầu sau: Thông số Tiêu chuẩn pH 6.5- 8.5 Độ cứng (CaCO3) mg/l 500 Độ đục Độ màu Pt-Co 40 Fe mg/l 0.3 SS mg/l SV: Đặng Trần Nghĩa Đồ án tốt nghiệp NxOy- mg/l 10 Trực khuẩn Coli < tế bào/1lít II.1.4 Nấm men Nấm men đƣợc sử dụng sản xuất bia loại vi sinh vật đơn bào thuộc chủng Saccharomyces Nhiệt độ tối ƣu cho sinh trƣởng chúng 25 - 30 0C nhƣng số loài phát triển tốt 2- 0C Chúng ngừng hoạt động nhiệt độ > 40 0C chết dần nhƣng chịu lạnh tốt ([...]... lọc và ổn định chất lƣợng bia sau lọc Bia đƣợc chuyển vào các khung của máy lọc Dƣới áp suất tăng dần, bia trong đƣợc ép qua giấy lọc vào các bản và đƣợc dẫn ra khỏi máy lọc đƣa sang thiết bị trữ bia tƣơi Bia sau lọc đƣợc gọi là bia tƣơi có nồng độ cồn theo yêu cầu công nghệ khoảng 50 đƣợc trữ trong thiết bị chứa bia tƣơi ở nhiệt độ khoảng 00C Hàm lƣợng CO2 hoà tan trong bia tƣơi lúc này chƣa đạt đến... thiết vì vậy ta cần bổ sung CO2 vào bia Quá trình hấp thụ CO2 đƣợc thực hiện ngay trong thiết bị tàng trữ bia với áp lực khoảng 1.6-1.7 kg/cm2 cho đến khi hàm lƣợng CO2 trong bia dạt chỉ tiêu 2-4g/lít Thì bia đƣợc bơm sang phân xƣởng đóng gói Một phần bia đƣợc chiết bock từ máy chiết bock (23) để cho ra sản phẩm bia hơi bán ra thị trƣờng Một phần bia đƣợc bơm sang máy chiết chai Dây chuyền đóng chai... mẻ, lƣợng bia xuất xƣởng cho 1 mẻ nấu là 25000/5 = 5000 lít  Sản lƣợng bia xuất xƣởng là 25000 l/1 ngày  Hàm lƣợng chất tan trong dịch đƣờng trƣớc lúc lên men là 11 oBx  Lƣợng nguyên liệu cần dùng đƣợc tính dựa trên năng suất bia thành phẩm và các tổn hao trong các giai đoạn Chọn đơn vị tính là 1000 lít bia thành phẩm I TÍNH LƢỢNG DỊCH ĐƢỜNG TRƢỚC LÚC LÊN MEN Lƣợng bia tổn thất khi chiết xuất xƣởng... Vỏ chai đƣợc rửa trong máy rửa chai (24) rồi chuyển qua máy chiết chai (25) ở đây bia đƣợc chiết vào chai rồi chuyển qua hầm thanh trùng (26) sau đó đƣợc đƣa sang máy dán nhãn (27) và đem bán ra thị trƣờng SV: Đặng Trần Nghĩa 15 Đồ án tốt nghiệp PHẦN IV: TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU Để tính cân bằng vật liệu ta phải dựa vào: Công suất của Nhà máy là 6 triệu lít/năm, giả thiết rằng nhà máy hoạt động 240 ngày... bảo quản ở 0-40C Quá trình lên men kết thúc Công nghệ sản xuất bia hiện đại có nhiều ƣu điểm hơn so với công nghệ cổ điển: Thời gian lên men rút ngắn xuống ít nhất hai lần, vốn đầu tƣ thiết bị giảm 30%, cải thiện điều kiện lao động, tránh hao hụt trong khâu chuyển bia từ nhà lên men chính sang nhà lên men phụ Do những ƣu điểm trên, ta chọn lên men bia theo công nghệ hiện đại của Nathan SV: Đặng Trần... men bia theo công nghệ hiện đại của Nathan SV: Đặng Trần Nghĩa 11 Đồ án tốt nghiệp PHẦN III: SƠ ĐỒ VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BIA I SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BIA II THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN Gạo sau khi làm sạch đƣợc cân định lƣợng cho một mẻ nấu sau đó đƣợc nghiền trong máy nghiền búa (2) rồi qua gầu tải (4) vào nồi hồ hoá (5) ở đây bột gạo đƣợc lót 10% bột malt, trộn với nƣớc theo tỉ lệ nhất... cặn men đƣợc tháo ra ngoài Bia non tạo thành đƣợc bơm chuyển sang máy lọc (20) để loại bỏ các chất lơ lửng ra khỏi bia Các chất này bao gồm: Các tế bào nấm men còn sót lại, các hạt phân tán cơ học, các dạng keo, các phức chất kết lắng của prôtêin, polyphenol,… Thiết bị sử dụng để lọc bia là loại thiết bị khung bản sử dụng giấy lọc và chất trợ lọc Diatomit Để đảm bảo chất lƣợng bia theo yêu cầu công nghệ... DỊCH ĐƢỜNG TRƢỚC LÚC LÊN MEN Lƣợng bia tổn thất khi chiết xuất xƣởng là 1% Vậy lƣợng bia đã bão hoà CO2 là: 1000/(1- 0,01)= 1010,10 lít Lƣợng bia tổn thất trong quá trình sục CO2 là 0,5% Vậy lƣợng bia trƣớc khi sục CO2 là: 1010,10/(1- 0,005)= 1015,18 lít Lƣợng bia tổn thất trong quá trình lọc tinh là 1,5% Vậy lƣợng bia trƣớc khi lọc tinh là: 1015,18/(1- 0,015)= 1030,64 lít lƣợng dịch tổn thất trong... trong đó tế bào nấm men ôxy hoá một lƣợng lớn cơ chất (chủ yếu là đƣờng và dextrin bậc thấp) có trong dịch đƣờng để tạo thành cồn, CO2 và một số sản phẩm khác các chất này cùng với thành phần còn lại trong dịch hèm là các cấu tử hợp thành bia non Chúng tạo ra cho bia có màu sắc, hƣơng vị đặc trƣng Quá trình lên men trải qua hai giai đoạn: Giai đoạn lên men chính và giai đoạn lên men phụ Sau 5-7 ngày, lên... chất chát, tinh dầu thơm, polyphênol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa, tạo cho hoa có màu sắc, vị đắng, có hƣơng thơm đặc trƣng, làm ổn định thành phần của bia, tăng độ bền sinh học và khả năng giữ bọt cho bia Thứ hai là làm bay hơi nƣớc để tăng nồng độ dịch hèm lên 110Bx theo yêu cầu công nghệ Quá trình nấu hoa đƣợc thực hiện nhƣ sau: Dịch đƣờng trong quá trình lọc và rửa bã đƣợc