Thiết kế phân xưởng sản xuất bia với năng suất 5000 lít ngày

Đồ án tốt nghiệp Khoa công nghệ hoá học MỞ ĐẦU Qua số tài liệu nghiên cứu lịch sử phát triển ngành sản xuất bia, người ta cho cách hàng nghìn năm người thổ dân vùng Trung Cận Đông hay người thổ dân Ai Cập biết chế biến loại nước uống hình thức thô sơ đơn giản, loại nước uống nguồn gốc ban đầu loại nước giải khát mà nhiều người ưa chuộng người ta thường gọi “bia” Công nghệ sản xuất bia du nhập vào Việt Nam muộn so với nước giới, với phát triển kinh tế thời kỳ mở cửa, ngành bia đạo Đảng Nhà nước ý phát triển mạnh năm gần cụ thể là: năm 1990 100 triệu lít 1997 670 triệu lít, đến bình quân đầu người khoảng 20 lít/người/năm Cho đến nay, nhà máy bia lớn nhà máy bia Hà nội, nhà máy bia Sài gòn với tổng công suất hàng triệu lít/năm, bên cạnh xuất nhiều nhà máy sản xuất bia hầu hết tỉnh thành phố nước Bia loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng với hàm lượng CO2 cao, giúp người giải khát cách triệt để uống, với hương thơm đặc trưng, vị đắng hài hoà, lớp bọt trắng mịn tạo nên tính chất cảm quan hấp dẫn với người Bia loại sản phẩm thực phẩm cách lên men dịch đường nhiệt độ thấp chế biến từ malt đại mạch, gạo, hoa houblon nước Ngoài hai sản phẩm bậc vô số hợp chất khác vai trò mức độ khác chúng tham gia vào việc định hình hương vị nhiều tiêu chất lượng khác bia thành phẩm, tỉ lệ cân đối chúng tạo cho bia có tính chất độc đáo mà không thấy sản phẩm khác Để phù hợp với túi tiền mà GDP đầu người nước ta thấp, việc đời xưởng sản xuất bia cỡ vừa nhỏ có công nghệ đại chi phí đầu tư ít, đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt vấn đề cần thiết, phù hợp với nhu cầu bia ngày tăng Từ sở mà em giao nhiệm vụ thực đề tài đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế phân xưởng sản xuất bia với suất 5000 lít/ ngày Đồ án tốt nghiệp PHẦN I: TỔNG Khoa công nghệ hoá học QUAN VỀ BIA I THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA BIA: I.1.Thành phần bia: Thành phần bia phụ thuộc vào đặc tính nguyên liệu tính chất trình công nghệ chủ yếu là: - Nước: 80 ÷ 90% - Chất hoà tan chiếm: 5,5 ÷ 10,7 (chủ yếu là: Gluxit 70% gồm Dextrin loại đường Glucô, fructô, pentô…8 ÷ 10% hợp chất chứa Nitơ 30 ÷ 40% Protit phân tử lượng cao 50 ÷ 60% ) - Chất khoáng chiếm: ÷ 4% chất hoà tan - CO2: 0,3 ÷ 0,5% - Chất chát: 2,5 ÷ 6% II.2.Tính chất bia thành phẩm: Đánh giá chất lượng bia thường dựa vào tiêu sau đây: 2.1.Mùi vị bia: Bia phải có mùi vị đặc trưng cho loại Bia có mùi thơm đại mạch, vị đắng dễ chịu hoa houblon vị tê CO2 bão hoà, có vị đắng dịu, ngon, bia mùi chua, mốc, …Mùi vị bia phụ thuộc vào yếu tố chất lượng nguyên liệu sử dụng malt, hoa houblon nấm men, chế độ lên men, bảo quản 2.2 Màu sắc cảm quan: Màu bia phụ thuộc vào chất lượng malt, thành phần nước kỹ thuật nấu Màu sắc bia phụ thuộc vào loại, bia vàng màu vàng rơm, sáng óng ánh đạt tiêu chuẩn suốt 2.3 Độ bền bọt: Đa số loại đồ giải khát khả tạo bọt giữ bọt lâu Bọt gồm phần tử CO2 liên kết với bề mặt bia Chất lượng bọt bia xem thời gian kể từ thời gian xuất bọt lúc bọt tan tốt hay xấu phụ thuộc vào bão hoà CO2 bia Các chất tạo bọt abumoza, peptone, chất đắng hoa houblon Đồ án tốt nghiệp Khoa công nghệ hoá học 2.4 Độ bền bia: Độ bền bia yếu tố quan trọng để đánh giá chất lượng bia, bia nhanh chóng bị hỏng, thời gian độ bền phụ thuộc vào lên men có hoàn toàn không tàng trữ tránh xâm nhập O2 Lượng hoa houblon lớn giúp cho bia bền Nếu bia hàm lượng CO2 bia O2 dạng hoà tan bia Điều kiện tốt để độ bền bia an toàn nhiệt độ lạnh II GIÁ TRỊ DINH DƢỠNG: Bia có khả cung cấp lượng tương đối lớn cho thể người, lít bia cho ta 400 ÷ 600 kcal, mà lượng cần thiết cho thể người bình thường 3000 ÷ 3500kcal/ngày Trong bia có nhiều chất khoáng đặc biệt là: Ca, P Mg Lượng Ca cần thiết cho thể 90mg lít bia cung cấp cho thể 20% lượng Ngoài bia chứa lượng nhỏ chất kích thích, làm tăng tiêu hoá thức ăn dày Trong bia chứa nhiều loại vitamin khác (tuy nhiên hàm lượng vitamin không nhiều) vitamin B1, B2, vitaminH… So với chè cà phê, bia không chứa kim loại có hại Còn so với rượu hàm lượng rượu êtylic bia thấp ảnh hưởng xấu đến thể không nhiều Tất nói khẳng định điều rằng, nên sử dụng bia cách hợp lý có lợi cho sức khoẻ, uống bia giúp cho người cảm thấy thoải mái dễ chịu III NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA: III.1 Malt đại mạch: Malt đại mạch nguyên liệu sản xuất bia thường nhập từ nước bảo quản nhiệt độ 33oC Malt hạt thóc đại mạch nảy mầm điều kiện nhiệt độ độ ẩm định Qua trình nảy mầm lượng lớn enzim xuất tích tụ hạt đại mạch Trong chủ yếu nhóm amylaza, có proteaza enzim khác III.1.1 Cảm quan: - Màu tươi, vỏ óng ánh - Vị mùi: nhẹ, mùi không ủng, vị lạ, chua, mốc Đồ án tốt nghiệp Khoa công nghệ hoá học - Độ sạch: không lẫn tạp chất, không lép, vỡ bị bệnh III.1.2 Tính chất vật lý: - Dung trọng: 500 ÷ 580 g/l - Trọng lượng tuyệt đối: 28 ÷ 38 g/1000 hạt - Kích thước hạt: chiều rộng > 2,5 mm - Chiều dài mầm: từ 2/3 ÷ 3/4 chiều dài hạt III.1.3 Thành phần hoá học: Độ ẩm ≤ 7% Chất hoà tan: 65 ÷ 82% Thành phần hoá học malt tính theo chất khô Tinh bột: 60 ÷ 65% Protid: ÷ 9% Cellulo: ÷ 6% Đạm hoà tan: 3% Chất béo: ÷ 3% Chất khoáng: 2,5 ÷ 3% Saccarozo: ÷ 5% Đường khử: ÷ 4% III.2 Hoa houblon: Hoa houblon đóng vai trò quan trọng sản xuất bia Trong hoa có nhiều cấu tử có ý nghĩa công nghệ làm bia chất đắng Nhờ có hoa mà bia có vị đắng dễ chịu, có hương thơm, bọt tan lâu Bia bền thời gian bảo quản kéo dài có khả diệt trùng, tăng độ bền keo Hoa houblon đóng gói cẩn thận, phải bảo quản kho lạnh, tốt, nhiệt độ từ 0,5 ÷ 0,2 0C nhiệt độ cao không khí ẩm, ánh sáng mặt trời làm giảm phẩm chất hoa Trong giai đoạn bảo quản Hiện người ta sử dụng hoa hai dạng: hoa viên cao hoa Thành phần hoá học hoa houblon: Độ ẩm: ≤ 12,5% Xơ: 13,3% Este: 0,4% Tro: 7,5% Đồ án tốt nghiệp Khoa công nghệ hoá học Các chất chứa Nitơ: 17,5% Chất đắng: 15 ÷ 21% Tinh dầu thơm: 0,1 ÷ 1% Protid: ÷ 15% III.3 Nƣớc: Nước nguyên liệu dùng để sản xuất bia, chiếm khoảng 87 ÷ 90% Do thành phần tính chất nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn trình công nghệ chất lượng thành phẩm sau Vì chất lượng nước sử dụng phải khác nước sinh hoạt Tuỳ theo công đoạn khác mà yêu cầu chất lượng nước khác III.3.1 Yêu cầu cảm quan: Nước dùng để sản xuất bia phải suốt, mùi vị lạ III.3.2 Yêu cầu chất lượng nước dùng công nghệ sản xuất bia: Có độ cứng: từ mềm đến trung bình : ÷ 50D Hàm lượng muối cácbonat không : 50mg/lít Hàm lượng muối Mg2+ không : 100mg/lít Hàm lượng muối clorua : 75 ÷ 150mg/lít Hàm lượng CaSO4 : 150 ÷ 200mg/lít NH3 muối NO2- : Kim loại nặng (As, Ag…) : Hàm lượng Fe2+ : [...]... phân xưởng hoàn thiện Một phần bia được chiết bock từ máy chiết bock (21) để cho sản phẩm bia hơi bán ra thị trường Phần còn lại được đưa sang công đoạn đóng chai, ở đây bia được chiết vào chai rồi chuyển sang hầm thanh trùng và chuyển vào kho 0 PHẦN III: TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU 14 Đồ án tốt nghiệp Khoa công nghệ hoá học Yêu cầu thiết kế phân xưởng nấu của nhà máy bia có năng suất 5000 lít/ năm với sản. .. hành lọc bia Bia sau lọc được chuyển vào thiết bị tàng trữ bia tươi (20) ở nhiệt độ 0÷1 C Hàm lượng CO2 hoà tan trong bia tươi lúc này chưa đạt đến hàm lượng cần thiết, vì vậy ta bổ sung CO2 vào bia Quá trình hấp thụ CO2 được thực hiện ngay trong thiết bị tàng trữ bia với áp lực khoảng 3 ÷ 4 kp/cm2 cho đến khi hàm lượng CO2 trong bia đạt chỉ tiêu tuỳ thuộc loại bia, bia hơi, bia chai Sau đó bia được...  550,43 lít Tính lượng nước nấu: Tổng lượng nước dùng cho 2 nồi hồ hoá và đường hoá để sản xuất ra 1000 lít bia là V6: V6 = 170  558,26  728,26 lít I.6 Tính lƣợng hoa houblon: Lượng hoa cần dùng dao động trong một giới hạn khá rộng, phụ thuộc vào chất lượng hoa, loại hoa…Đối với bia hơi ta chọn 2g hoa cánh/ 1lít bia hơi Vậy tổng lượng hoa cần dùng cho 1000 lít bia là: 2 1000  2000 g /lít bia Trong... TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM CHO BIA HƠI: I.1 Lƣợng bia và dịch đƣờng qua các giai đoạn : Để đơn giản trong quá trình tính toán, ta tính cân bằng sản phẩm cho 1000 lít bia: + Giả sử tổn thất trong quá trình chiết bock là 1,5% Vậy lượng bia trước khi chiết bock là: 1000  1015,22 lít 1  0,015 + Giả sử tổn thất trong quá trình sục CO2 là 0,5% Lượng bia trước khi bão hoà CO2 là: 1015,22  1020,32 lít 1  0,005... ÷ 12 ngày lên men phụ kết thúc, cặn men được tháo ra ngoài Bia non tạo thành được chuyển sang máy lọc (19) để loại bỏ các chất lơ lửng ra khỏi bia Các chất này bao gồm tế bào nấm men còn sót lại, các hạt phân tán cơ học, các dạng keo… Thiết bị sử dụng để lọc bia là thiết bị lọc khung bản, sử dụng giấy lọc và chất trợ lọc diatomit 13 Đồ án tốt nghiệp Khoa công nghệ hoá học Trước khi lọc hoà tan với bột... lượng 40% bia hơi và 60% bia chai Sản phẩm bia hơi có nồng độ dịch đường đem lên men là 100Bx, sản phẩm bia chai có nồng độ dịch đường đem lên men là 120Bx Trong quá trình sản xuất tổn thất ở các công đoạn là không thể tránh khỏi Do đó, trong quá trình tính toán cần phải tính đến tổn thất trong các công đoạn, lượng tổn thất này phụ thuộc vào nhiều yếu tố : chất lượng nguyên liệu, chế độ công nghệ, thiết. .. I.7 Tính lƣợng enzim Termamyl 120L, cho 1000 lít bia sản phẩm: Sử dụng lượng enzim Termamyl 120L Với tỉ lệ 0,1% so với tổng lượng gạo Vậy lượng enzim Termamyl 120L là: 49,14  0,995  0,1%  48,894 g I.8 Lƣợng bột trợ lọc (Diatomic): Lượng bột trợ lọc tuỳ thuộc vào thiết bị lọc và bề mặt lọc Thông thường cứ 1000 lít bia cần 0,74 kg bột trợ lọc I.9 Tính các sản phẩm phụ : 20 ... (14) theo đường đáy thiết bị cùng với lượng men giống dùng cho một mẻ nấu được lấy từ thùng gây men (15), (16) Quá trình lên men là quá trình chuyển hoá các chất đường, các dextrin có phân tử lượng thấp, các hợp chất cao phân tử thành rượu, CO2 và các sản phẩm phụ khác biến dịch đường thành sản phẩm mong muốn là bia Thời gian lên men chính là 5 ÷ 7 ngày, khi lên men chính kết thúc nhiệt độ ở đáy thùng... nước trước khi lọc là: V0= 704,43 lít Tính lượng nước rửa bã: Thể tích dịch đường khi kết thúc quá trình nấu hoa đi vào thiết bị lắng xoáy là V1= 1152,88 lít (ta bỏ qua lượng nước do hoa houblon mang vào): Lượng nước có trong dịch đường khi kết thúc nấu hoa(dịch đường100S) là: V2= 1152,88  0,9  1014,53 lít Vì khi nấu hoa thì lượng nước bay hơi 10% nên lượng nước cần thiết trong dịch đường trước khi... 1127,26 lít V3 = V 2 x 1 = 0,9 0,9 Gọi V4 là lượng nước đi theo bã (độ ẩm của bã là W=80%, khối lượng bã=16): V4= 159,25  0,8  127,6 lít Theo cân bằng sản phẩm ta có: V0+ Vnước rửa bã =V4+V3 19 Đồ án tốt nghiệp Khoa công nghệ hoá học Vnước rửa bã = V4+V3- V0 V0: lượng nước trước khi lọc = 704,43 lít V4: lượng nước đi theo bã = 127,6 lít V3: lượng nước trước khi nấu hoa = 1127,26 lít Vậy lượng nước cần thiết