đồ án tốt nghiệp dhbkhn nhà máy bia

thiết kế dây chuyền thiết bị sản xuất bia năng suất 50 triệu lít năm Đồ án tốt nghiệp là bước cuối cùng trong quá trình học đại học, là bản tổng kết những kiến thức mà mỗi sinh viên thu nhận được trong suốt năm năm học đại học. Cũng như các bạn sinh viên khác, khi bắt tay vào làm đồ án tốt nghiệp em rất bỡ ngỡ, kiến thức của em chủ yếu là kiến thức được học qua sách vở, kiến thức thực tế thu được trong thời gian thực tập là chưa đủ. Tuy nhiên được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong Bộ môn Quá Trình Và Thiết Bị CNSHCNTP, đặc biệt là sự chỉ bảo tận tình của PGS.TS Tôn Thất Minh Sơn đã giúp em biết phải làm gì và làm thế nào để đạt được kết quả tốt nhất cho đồ án tốt nghiệp của mình. Cùng với sự nỗ lực của bản thân sau ba tháng em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp của mình với đề tài: ” Thiết kế dây truyền thiết bị sản xuất bia công suất 50 triệu lítnăm, xây dựng tại huyện Quảng Xương tỉnh Thanh Hóa với sản phẩm là bia hơi và bia chai” Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong trường, các thầy cô đã dạy dỗ em trong suốt thời gian học đại học, đã cho em kiến thức từ cơ sở đến chuyên ngành. Đặc biệt là PGS.TS Tôn Thất Minh , đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án của mình . Sự giúp đỡ tận tình của thầy cô không chỉ giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp mà còn để lại những kỷ niệm đẹp cho em về mái trường Bách Khoa Hà Nội yêu dấu này. Em xin chân thành cảm ơn LỜI MỞ ĐẦU Bia là loại nước giải khát có giá trị dinh dưỡng cao, độ cồn thấp, màu sắc, hương vị thơm ngon đặc trưng nên dễ dàng phân biệt với các loại đồ uống khác. Nguyên liệu chính dùng sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt. Ngoài ra để tăng hiệu quả kinh tế, giảm giá thành sản phẩm cũng như đa dạng hóa các loại sản phẩm các nhà máy bia còn sử dụng một số nguyên liệu thay thế như: đại mạch nảy mầm, gạo hoặc ngô, sắn... Khi uống bia mang lại cho con người vị ngọt mát cùng cảm giác tươi mới rất sảng khoái và hấp dẫn. Ngoài tác dụng giải khát, bia còn có vai trò lớn trong việc cải thiện bộ máy tiêu hóa của cơ thể do trong bia có chứa hệ enzym rất phong phú. Bởi vậy uống bia với một lượng thích hợp không những xua tan đi sự mệt nhọc sau một ngày làm việc nặng nhọc mà còn rất tốt cho sức khỏe của chúng ta. Trải qua lịch sử hơn 100 trăm tồn tại và phát triển, ngành bia hiện nay đã có những bước phát triển đáng kể. Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề ra và lợi ích của việc phát triển công nghệ sản xuất bia thì việc xây dựng thêm các nhà máy bia với cơ cấu tổ chức chặt chẽ và công nghệ hiện đại để đáp ứng hết được nhu cầu thị trường cả về chất lượng cũng như số lượng, cung cấp cho người tiêu dùng sản phẩm bia chất lượng, giá thành phù hợp là điều vô cùng cần thiết. Vì vậy trong đồ án tốt nghiệp này em quyết định chọn đề tài: “Thiết kế dây truyền thiết bị sản xuất bia công suất 50 triệu lítnăm, xây dựng tại huyện Quảng Xương tỉnh Thanh Hóa với sản phẩm là bia hơi và bia chai ”. Trong quá trình thực hiện đồ án, do kiến thức còn hạn chế và kinh nghiệm thực tiễn chưa có nên bản đồ án này sẽ không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong quí thầy cô góp ý để bản thiết kế này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ 1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và ở Việt Nam 1.1.1 Trên thế giới Hiện nay trên thế giới có trên 25 nước sản xuất bia, sản xuất bia toàn cầu đạt xấp xỉ 189 tỉ lít trong năm 2015, giảm 1,1% so với năm trước. So sánh sản xuất bia toàn cầu trong năm 2015 với 10 năm trước đây đã có sự gia tăng khoảng 27 tỉ lít, tốc độ tăng trưởng 17,3%.Trung Quốc có mức tăng lớn nhất trong khối lượng, tăng khoảng 12 tỉ lít. Theo nguồn Kirin (2015), Trung Quốc vẫn là nước sản xuất bia lớn nhất thế giới trong năm thứ 14 liên tiếp, thậm chí với sự sụt giảm 4,3% trong năm 2015 so với năm trước. Tiếp theo là Hoa Kỳ, trong đó cho thấy sự giảm 1,4%, và Brazil giảm 2,0%. Nhật Bản vẫn ở vị trí thứ bảy, giảm 0,1% trong năm 2015 so với năm trước. Trong 10 quốc gia hàng đầu, Việt Nam xếp trên Vương quốc Anh lần đầu tiên kể từ năm 1974, với mức tăng 14.8% trong năm 2015 so với mức giảm 0,7% ở Anh. Các dòng bia lager vẫn được ưa chuộng nhất với 56% thị phần. Châu Âu là thị trường bia lớn nhất thế giới, chiếm 48% thị phần. Theo khu vực, châu Á sản xuất ít hơn 1,3% bia trong năm 2015 so với năm 2014 nhưng vẫn giữ một cổ phần 33,8% của thị trường bia toàn cầu, sản xuất bia ở châu Phi xếp thứ năm với 7,5% thị phần toàn cầu, tăng 1,6% so với năm trước, đánh dấu năm thứ 15 của sự tăng trưởng.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên: Nguyễn Duy Thọ

Lớp: CN- Công nghệ thực phẩm Khóa 59

Khoa ( Viện): Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm

1 Đầu đề thiết kế

- Thiết kế dây truyền thiết bị sản xuất bia năng xuất 50 triệu lít/ năm

2 Các số liệu ban đầu

- Năng suất nhà máy: 50 triệul/ năm

3 Nội dung phần thuyết minh và tính toán

- Mục lục

- Lời mở đầu

- Tổng quan sản phẩm nguyên liệu

- Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất

- Tính toán cân bằng sản phầm

- Tính toán và lựa chọn thiết bị

- Tính toán nhu cầu năng lượng ,nước của nhà máy

- Tính xây dựng

- Tính toán kinh tế

- Tài liệu tham khảo

4 Các bản vẽ( ghi rõ các loại bản vẽ, kích thước các bản vẽ)

- Bản vẽ số 1: dây chuyền công nghệ

- Bản vẽ số 2: mặt bằng phân xưởng nấu

- Bản vẽ số 3: mặt bằng phân xưởng lên men

- Bản vẽ số 4: mặt bằng phân xưởng hoàn thiện

- Bản vẽ số 5: tổng mặt bằng nhà máy

5 Cán bộ hướng dẫn

Cán bộ hướng dẫn

6 Ngày giao nhiệm vụ thiết kế

31/3/2018

7 Ngày hoàn thành

12/06/2018

Ngày tháng năm 2018

Chủ nhiệm bộ môn/ khoa Cán bộ hướng dẫn

( ký, ghi rõ họ tên) ( ký, ghi rõ họ tên)

Cũng như các bạn sinh viên khác, khi bắt tay vào làm đồ án tốt nghiệp em rất bỡngỡ, kiến thức của em chủ yếu là kiến thức được học qua sách vở, kiến thức thực tếthu được trong thời gian thực tập là chưa đủ Tuy nhiên được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận

tình của các thầy cô trong Bộ môn Quá Trình Và Thiết Bị CNSH-CNTP, đặc biệt là

sự chỉ bảo tận tình của PGS.TS Tôn Thất Minh Sơn đã giúp em biết phải làm gì vàlàm thế nào để đạt được kết quả tốt nhất cho đồ án tốt nghiệp của mình Cùng với sự

nỗ lực của bản thân sau ba tháng em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp của mìnhvới đề tài:

” Thiết kế dây truyền thiết bị sản xuất bia công suất 50 triệu lít/năm, xây

dựng tại huyện Quảng Xương tỉnh Thanh Hóa với sản phẩm là bia hơi và bia chai”

Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong trường, cácthầy cô đã dạy dỗ em trong suốt thời gian học đại học, đã cho em kiến thức từ cơ sởđến chuyên ngành Đặc biệt là PGS.TS Tôn Thất Minh , đã tận tình giúp đỡ em hoànthành đồ án của mình Sự giúp đỡ tận tình của thầy cô không chỉ giúp em hoànthành đồ án tốt nghiệp mà còn để lại những kỷ niệm đẹp cho em về mái trường BáchKhoa Hà Nội yêu dấu này

Em xin chân thành cảm ơn!

LỜI MỞ ĐẦU

Bia là loại nước giải khát có giá trị dinh dưỡng cao, độ cồn thấp, màu sắc,hương vị thơm ngon đặc trưng nên dễ dàng phân biệt với các loại đồ uống khác.Nguyên liệu chính dùng sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước với mộtquy trình công nghệ khá đặc biệt Ngoài ra để tăng hiệu quả kinh tế, giảm giá thànhsản phẩm cũng như đa dạng hóa các loại sản phẩm các nhà máy bia còn sử dụngmột số nguyên liệu thay thế như: đại mạch nảy mầm, gạo hoặc ngô, sắn Khi uốngbia mang lại cho con người vị ngọt mát cùng cảm giác tươi mới rất sảng khoái vàhấp dẫn Ngoài tác dụng giải khát, bia còn có vai trò lớn trong việc cải thiện bộ máytiêu hóa của cơ thể do trong bia có chứa hệ enzym rất phong phú Bởi vậy uống biavới một lượng thích hợp không những xua tan đi sự mệt nhọc sau một ngày làm việcnặng nhọc mà còn rất tốt cho sức khỏe của chúng ta

Trải qua lịch sử hơn 100 trăm tồn tại và phát triển, ngành bia hiện nay đã cónhững bước phát triển đáng kể Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề ra và lợiích của việc phát triển công nghệ sản xuất bia thì việc xây dựng thêm các nhà máybia với cơ cấu tổ chức chặt chẽ và công nghệ hiện đại để đáp ứng hết được nhu cầuthị trường cả về chất lượng cũng như số lượng, cung cấp cho người tiêu dùng sảnphẩm bia chất lượng, giá thành phù hợp là điều vô cùng cần thiết

Vì vậy trong đồ án tốt nghiệp này em quyết định chọn đề tài: “Thiết kế dây truyền thiết bị sản xuất bia công suất 50 triệu lít/năm, xây dựng tại huyện

Quảng Xương tỉnh Thanh Hóa với sản phẩm là bia hơi và bia chai ”

Trong quá trình thực hiện đồ án, do kiến thức còn hạn chế và kinh nghiệm thựctiễn chưa có nên bản đồ án này sẽ không tránh khỏi những sai sót Em rất mong quíthầy cô góp ý để bản thiết kế này được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ

1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và ở Việt Nam

sự sụt giảm 4,3% trong năm 2015 so với năm trước Tiếp theo là Hoa Kỳ, trong đócho thấy sự giảm 1,4%, và Brazil giảm 2,0% Nhật Bản vẫn ở vị trí thứ bảy, giảm0,1% trong năm 2015 so với năm trước Trong 10 quốc gia hàng đầu, Việt Nam xếptrên Vương quốc Anh lần đầu tiên kể từ năm 1974, với mức tăng 14.8% trong năm

2015 so với mức giảm 0,7% ở Anh Các dòng bia lager vẫn được ưa chuộng nhấtvới 56% thị phần Châu Âu là thị trường bia lớn nhất thế giới, chiếm 48% thị phần.Theo khu vực, châu Á sản xuất ít hơn 1,3% bia trong năm 2015 so với năm

2014 nhưng vẫn giữ một cổ phần 33,8% của thị trường bia toàn cầu, sản xuất bia ởchâu Phi xếp thứ năm với 7,5% thị phần toàn cầu, tăng 1,6% so với năm trước, đánhdấu năm thứ 15 của sự tăng trưởng

Bảng 1.1: Tình hình sản xuất bia ở các nước trên thế giới

năm 2014 (tỉ lít)

Tổng sản lượng năm 2015 (tỉ lít)

1.1.2 Tại Việt Nam

Bia là loại thức uống rất phổ biến hiện nay ở Việt Nam và nhiều nước khác Theothống kê của tổ chức nghiên cứu Euromonitor, năm 2013, VN tiêu thụ 3 tỉ lít bia, tương đương giá trị 3 tỉ USD, trở thành “quán quân” uống bia ở khu vực ASEAN và thứ 3 châu Á, chỉ sau Trung Quốc và Nhật Bản Trong khi 10 năm trước, VN chỉ tiêuthụ 1,29 tỉ lít bia Như vậy, chỉ sau một thập niên, tốc độ tiêu thụ bia của người Việt tăng gần 200% Hiệp hội Bia – Rượu – Nước giải khát Việt Nam (VBA) cho biết, sản lượng bia của cả nước ước đạt 3,4 tỷ lít trong năm 2015, tăng 4,7% so với cùng

kỳ năm 2014 Trong 5 năm qua, sản lượng bia tăng bình quân 7% mỗi năm

Hiện cả nước có khoảng 129 cơ sở sản xuất bia Có nhiều cơ sở sản xuất có quy

mô lớn từ 200 - 400 triệu lít/năm như nhà máy bia Củ Chi (Sabeco), nhà máy bia MêLinh (Habeco), nhà máy bia Việt Nam (Heineken) ở TPHCM Theo đó, tổng công suất ngành bia đến nay đạt khoảng 4,8 tỷ lít/năm

Thị trường bia Việt hiện do 4 công ty lớn thống trị, gồm Sabeco, Heineken, Habeco và Bia Huế Trong đó, ngoài Heineken, 3 thương hiệu còn lại phân chia vị trí thống lĩnh 3 miền, thể hiện ngay ở tên gọi

Habeco dẫn đầu thị trường miền Bắc với Bia Hà Nội; Bia Huế (Huda, Halida) doCarlsberg sở hữu mạnh ở khu vực miền Trung, Sabeco là Bia Sài Gòn, thị phần lớn nhất khu vực miền Nam Ngoài ra, Heineken hiện diện tại cả khu vực miền Trung vàmiền Nam

Theo số liệu của một công ty chứng khoán, riêng 4 cái tên nói trên đã chiếm 90%sản lượng bia bán ra trên thị trường Phần còn lại thuộc về các công ty nước ngoài mới xuất hiện trên thị trường, như Sapporo và AB InBev, hay các công ty nhỏ hơn như Masan Brewery, Southeast Asia Brewery của Carlsberg Sản lượng tiêu thụ tại miền Bắc chiếm 35%, miền Trung 6% và còn lại 59% là ở miền Nam

Top 10 sản phẩm được tiêu thụ nhiều nhất

10 loại bia được tiêu thụ nhiều nhất năm 2010 theo số liệu của Sabeco

Hiện Việt Nam nhập khẩu khoảng 3 triệu lít bia mỗi năm và xuất khẩu trên 70triệu lít Theo Euromonitor, VN hiện thuộc nhóm 25 quốc gia có tốc độ gia tăng nhu cầu tiêu thụ bia nhiều nhất thế giới Ấn Độ đang tăng với tốc độ 17%/năm, Brazil tăng 16%/năm thì VN cũng đang ở tốc độ không kém cạnh là 15%/năm Chính sự tăng trưởng “đáng nể” này đã thu hút hàng loạt nhà đầu tư tham gia vào thị trường bia, bất chấp kinh tế suy thoái Ước tính ở VN hiện có khoảng 30 thương hiệu bia trong và ngoài nước với hơn 400 nhà máy sản xuất bia Riêng về nhập khẩu, số liệu

từ Tổng cục Hải quan cho biết, chúng ta đang nhập khẩu từ 3,6 - 4 triệu lít/năm Vì vậy , việc xây dựng nhà máy sản xuất bia là cần thiết và phù hợp với tình hình thực tiễn hiện nay

 Định hướng Bộ Công Thương:

Ngày 12/9/2016, Bộ trưởng Bộ Công Thương đã ban hành Quyết định số3690/QĐ-BCT phê duyệt Quy hoạch phát triển ngành bia, rượu, nước giải khát ViệtNam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035

Mục tiêu của Quy hoạch là xây dựng ngành bia, rượu, nước giải khát Việt Namthành ngành công nghiệp hiện đại, xứng đáng với vị trí, vai trò trong nền kinh tế, cóthương hiệu mạnh trên thị trường, sản phẩm có chất lượng cao, đa dạng về chủngloại, mẫu mã, bảo đảm an toàn thực phẩm và sức khỏe cộng đồng, cạnh tranh tốttrong quá trình hội nhập, đáp ứng được nhu cầu trong nước và xuất khẩu Chuyểndịch cơ cấu nội bộ ngành theo hướng giảm dần tỷ trọng ngành bia, rượu; tăng dần tỷtrọng ngành nước giải khát

Về các mục tiêu cụ thể, Quy hoạch xác định: Giá trị sản xuất của ngành đếncác năm 2020, 2025 và 2035 lần lượt đạt: 90.500 tỷ đồng, 113.540 tỷ đồng và167.920 tỷ đồng Tốc độ tăng trưởng giá trị gia tăng của toàn ngành bình quân giaiđoạn 2016 - 2020 là 5,8 %/năm; giai đoạn 2021 - 2025 là 4,6 %/năm và giai đoạn2026-2035 là 4,0%/năm Với năm 2020, cả nước sản xuất khoảng 4,1 tỷ lít bia; 350triệu lít rượu (trong đó rượu sản xuất công nghiệp chiếm 35%); 6,8 tỷ lít nước giảikhát Kim ngạch xuất khẩu đạt 450 triệu USD; Năm 2025, cả nước sản xuất khoảng4,6 tỷ lít bia; 350 triệu lít rượu (trong đó rượu sản xuất công nghiệp chiếm 40%); 9,1

tỷ lít nước giải khát Kim ngạch xuất khẩu đạt 600 triệu USD; Năm 2035, cả nướcsản xuất khoảng 5,5 tỷ lít bia; 350 triệu lít rượu (trong đó rượu sản xuất công nghiệpchiếm 50%); 15,2 tỷ lít nước giải khát Kim ngạch xuất khẩu đạt 900 triệu USD

Quy hoạch định hướng phát triển như sau:

- Đối với ngành bia: Tập trung đầu tư đổi mới thiết bị, công nghệ hiện đại, nâng caochất lượng sản phẩm, giảm tiêu hao nguyên, nhiên, vật liệu; liên kết hoặc sáp nhậpvào các doanh nghiệp lớn; Khuyến khích sản xuất bia không cồn và các dòng biacao cấp với giá cạnh tranh, đẩy mạnh xuất khẩu Tiếp tục xây dựng và phát triển một

số thương hiệu bia mạnh tầm quốc gia; Không khuyến khích đầu tư mới các nhàmáy quy mô dưới 50 triệu lít/năm, trừ các cơ sở sản xuất bia để bán tiêu dùng tạichỗ

1.2 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy

Địa điểm lựa chọn cần đáp ứng các yêu cầu sau:

- Phù hợp với quy hoach chung của tỉnh và thành phố

- Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và thị trường tiêu thụ

- Thuận tiện về mặt giao thông

- Đảm bảo các nguồn điện nước, nhiên liệu

- Nguồn nhân lực không quá khan hiếm

Ở tỉnh Thanh Hóa, theo điều tra vào ngày 1.4.2014 tổng dân số là 3.491.079 người.Với quy mô dân số gần 3,5 tỉ người, Thanh Hóa là tỉnh có đông dân đứng thứ batoàn quốc Số người ở khu vực thành thị là 513.165 người (chiếm 14,7%), ở nôngthôn 2.977.914 người ( chiếm 85,3%), dân số miền núi là 878.101 (25,1%) người vàdân số miền xuôi là 2.612.978 người (chiếm 74,9%) Thời kì 2009-2014 tỉ lệ tăngdân số hằng năm là 0,5%, mỗi năm tăng 18.097 người Do dân số cao nên mức độ

và nhu cầu tiêu thụ bia của tỉnh Thanh Hóa là khá lớn Năm 2014 công ty CP biaThanh Hóa đã sản xuất và tiêu thụ 58 triệu lít bia các loại, doanh thu 620 tỷ đồng,đóng góp cho ngân sách nhà nước 264 tỷ đồng Trong 6 tháng đầu năm 2015 lượngbia tiêu thụ của tỉnh là hơn 30 triệu lít bia các loại trong đó bia thanh hóa các loại đãhơn 22 triệu lít Với dân số gần 3.5 triệu người dự tính lượng tiêu thụ bia là 120triệu lít Hiện nay tại Thanh Hóa chỉ có một công ty cổ phần bia Thanh Hóa với hai

cơ sở sản xuất : cơ sở tại Quang Trung, phường Ngọc Trạo, thành phố Thanh Hóavới công suất 60 triệu lít/năm và cơ sở 2 ở Trường Lâm, Tĩnh Gia với công suất 20triệu lít/năm Đồng thời các hãng bia khác cũng được tiêu thụ trong tỉnh nhưng với

số lượng không lớn Như vậy, lượng bia sản xuất trong tỉnh không đủ cho nhu cầutiêu thụ

Dựa vào những yêu cầu nêu trên em chọn địa điểm xây dựng nhà máy ở huyệnQuảng Xương thuộc tỉnh Thanh Hóa Đây là một điểm đông dân cư với dân số227.991 người ( năm 2012) Vị trí địa lý của nhà máy được xây dựng cách thànhphố Thanh Hóa 17km, cách sân bay Sao Vàng hơn 61km, cách các cảng Nghi Sơn-Tĩnh Gia-Thanh Hóa hơn 62km, cách cảng Lễ Môn- thành phố Thanh Hóa 16km vìvậy rất thuận tiện cho quá trình nhập nguyên liệu Bên cạnh đó Quảng Xương còngần đường quốc lộ 1A thuận tiện cho quá trình vận chuyển, phân phối hàng hóa.Trong huyện còn có các địa điểm du lịch nổi tiếng thu hút rất đông khách tham quan

du lịch như bãi biển Sầm Sơn, bãi biển Hải Tiến …Đồng thời Thanh Hóa còn giápvới các tỉnh Ninh Bình, Nghệ An, là 2 tỉnh có dân số đông và kinh tế khá phát triển,thuận tiện cho việc mở rộng thị trường tiêu thụ

1.2.1 Loại sản phẩm

Xuất phát từ nhu cầu thực tế, việc xây dựng các nhà máy bia với cơ cấu chặt chẽcùng thiết bị công nghệ hiện đại cung cấp cho thị trường trong nước các loại bia cóchất lượng cao, giá thành phù hợp là rất cần thiết với tình hình thực tại Do đó chúng

em lựa chọn thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít/ năm.Sản phẩm là bia vàngvới 2 loại sản phẩm chính là bia chai 70% và bia hơi 30%.Nhà máy sử dụng nguyênliệu thay thế là gạo chiếm 30%

1.2.2 Vùng nguyên liệu

- Malt bia: nhập khẩu ở cảng từ các nước Úc, Đức hoặc mua ở nhà máy sản xuấtmalt ở Tiên Sơn- Bắc Ninh

- Hoa houblon: nhập khẩu ở Tiệp Khắc dạng cao hoa và hoa viên

- Nguyên liệu thay thế: gạo (30%) mua ở trong tỉnh hoặc mua ở Nghệ An, có ýnghĩa lớn trong việc tận dụng nguyên liệu sẵn có, giảm chi phí vận chuyển và giảmgiá thành sản phẩm

- Nước: là nguyên liệu không thể thiếu trong sản xuất bia chiếm 82-90% trong thànhphần của bia thành phẩm Có thể sử dụng nước của thành phố đã qua xử lí và làmmềm, hoặc có thể dùng nước giếng khoan đem xử lí và làm mềm

- Các hóa chất thường sử dụng cho sản xuất như cloramin B, cồn, axit, NaOH,KMnO4 được mua ở các nhà máy hóa chất trong nước hoặc mua từ nước ngoài vềdưới dạng các sản phẩm thương mại do nước ngoài cung cấp

1.2.3 Vùng tiêu thụ

Trước tiên vùng cung cấp sản phẩm chủ yếu là trong tỉnh, bên cạnh đó là cáctỉnh lân cận như Ninh Bình, Nghệ An Sản phẩm sau khi được chiết keg sẽ đượcphân phối bằng ôtô của công ty, vận chuyển trực tiếp đến các đại lý, cửa hàng nếu

số lượng ít có thể vận chuyển bằng phương tiện khác

1.2.4 Giao thông vận tải

Huyện Quảng Xương nằm trên các trục quốc lộ 1A, quốc lộ 45, quốc lộ 47 nênthuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu đến nhà máy và phân phối các sảnphẩm Ngoài ra huyện Quảng Xương còn rất gần ga Thanh Hóa, ga Minh Khôi nên

có thể tận dụng giao thông ngành đường sắt để giảm chi phí vận chuyển nguyênliệu

1.2.5 Nguồn cung cấp điện

Nguồn điện là yếu tố cực kì quan trọng phải đảm bảo 24/24h Nhà máy sửdụng mạng điện lưới quốc gia qua thành phố Thanh Hóa, nhà máy cũng đặt thêm 1trạm biến áp 35KVA và máy phát điện cho phương án dự phòng khi mất điện

1.2.6 Nguồn cung cấp nước

Nguồn nước: đóng vai trò quan trong trong sản xuất bia Trong nhà máy nướcđược dùng vào các mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nước nấu nguyên liệu,nước rửa chai, nước vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà máy Nước nấu bia cần đáp ứngđầy đủ các chỉ tiêu cho công nghệ sản xuất bia Được lấy từ giếng khoan và nguồnnước máy từ công ty cấp thoát nước của tỉnh Nguồn nước luôn phải được đáp ứngđầy đủ cho các chỉ tiêu công nghệ sản xuất bia

I.2.10 Hệ thống xử lí nước thải và rác thải

- Nhà máy sản xuất bia thường thải ra một lượng chất thải lớn vì vậy nước thải bắtbuộc phải xử lí sơ bộ trước bằng các phương pháp như phương pháp tự lắng,phương pháp hóa học, phương pháp sinh học đạt tiêu chuẩn nước thải loại B theotiêu chuẩn quốc gia trước khi xả vào hệ thống thoát nước của nhà máy

- Rác thải được thu gom và xử lý tại nhà máy xử lý rác thải huyện Đông Sơn hiệnđang được xây dựng Dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2017- 2018

- Khí thải của các nhà máy được lắp đặt hệ thống lọc theo tiêu chuẩn quốc gia trướckhi thải ra môi trường tự nhiên

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 2.1 LỰA CHỌN CHẤT LƯỢNG BIA VÀ NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA

Bảng 2.2 Chỉ tiêu hóa lý

1 Hàm lượng chất tan ban

6 Clostridium perfringens CFU/ml sản phẩm 0

Bảng 2.4 Chỉ tiêu kim loại nặng ( TCVN 7042: 2002)

Malt đại mạch là nguyên liệu chính dùng cho sản xuất bia Khoảng 1/3 đại mạchtrên thế giới được dùng để sản xuất bia Đại mạch được gieo trồng vào mùa xuânhoặc mùa đông, được trồng nhiều ở Anh, Đức, Mỹ, Canada, Nga…

Đại mạch có giống 2 hàng và 6 hàng Tuy nhiên chỉ có đại mạch 2 hàng là được

sử dụng trong sản xuất bia Loại này hạt to, đầy đặn, vỏ trấu có nếp nhăn đều, mỏng.Hạt đại mạch trải qua quá trình ngâm, ươm mầm sẽ trở thành hạt malt tươi, hạtmalt tươi qua quá trình sấy, tách rễ và đánh bóng sẽ trở thành hạt malt khô có thểbảo quản dài ngày và được dùng trong sản xuất bia Trong quá trình xử lý hạt đạimạch để trở thành hạt malt hoàn thiện hệ enzyme trong malt đã được hoạt hóa vàtăng cường hoạt lực, đặc biệt là hệ enzyme thủy phân thực hiện quá trình chuyểnhóa các chất cao phân tử để tạo ra chất chiết của dịch đường Nhà máy sử dụng loạimalt có nguồn gốc từ đại mạch hai hàng, chủ yếu được nhập từ Úc hoặc một sốnước châu Âu như: Đức, Đan Mạch

Bảng 2.5 Hàm lượng một số thành phần của malt đại mạch:

a Vai trò trong công nghệ:

- Sử dụng malt chính là nguồn enzim proteaza và enzim amylaza là động lực quan

trọng thiết yếu để chuyển hóa các hợp chất cao phân tử không hòa tan thành các hợpchất phân tử thấp hòa tan của quá trình thủy phân trong công nghệ sản xuất bia

- Các thành phần trong nội nhũ của malt như tinh bột, đường, protein, khoáng,enzym là nguồn cung cấp chất hòa tan cho dịch đường lên men, hình thành các tínhchất đặc trưng cho bia các loại

- Vỏ malt chủ yếu là xenlulose và polyphenol (chất chát, chất đắng… ) có vai trò tạolớp lọc phụ lí tưởng khi lọc bã malt, làm trong dịch thủy phân, góp phần làm tăng độbền hóa lý cho bia thành phẩm

b Chỉ tiêu kĩ thuật

Bảng 2.6: Chỉ tiêu cảm quan của malt

1 Màu sắc và độ sáng Hạt malt có màu vàng nhạt rơm, sáng đồng

nhất

4 Tạp chất Không có tạp chất như hạt cỏ dại, cát, sỏi,

rơm rạ, kim loại, hạt không phỉa đại mạch

(Nguồn: GS.TS Nguyễn Thị Hiền, Malt và bia, NXB Khoa học kỹ thuật, 2007)

Bảng 2.7: Chỉ tiêu hóa lý của malt

(Nguồn: GS.TS Nguyễn Thị Hiền, Malt và bia, NXB Khoa học kỹ thuật, 2007)

2.1.2.2 Nguyên liệu thay thế malt ( gạo)

1 Khối lượng 1000 hạt

không lựa chọn

6 Hoạt lực diastaza Windish Kolbach

Gạo là nguyên liệu dạng hạt , rẻ, nhiều, dễ dàng chọn lựa và mua tại ViệtNam.Trong thành phần chất khô của gạo thì tinh bột chiếm đến 75-85% ; protein 6-9% ; chất béo 1- 1,5% ; xenlulose 0,5-0,8% Như vậy có thể thấy rằng gạo có hàmlượng tinh bột khá cao, protein ở mức vừa phải còn chất béo và xenlulose thì ở giớihạn thấp Vì vậy gạo là nguyên liệu khá lý tưởng để làm nguyên liệu thay thế dùng

để thay thế một phần malt đại mạch nhằm mục đích giảm giá thành sản phẩm

a Vai trò công nghệ

 Giảm giá thành bia thành phẩm

 Tăng cường độ bền keo

 Sản xuất những loại bia sáng màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằng malt

b Chỉ tiêu kĩ thuật

Bảng 2.8: Chỉ tiêu cảm quan của gạo

1 Hình thái Đồng nhất về kích thước, không có cám,

không có hạt bị mốc, mối mọt, mùi hôi

Bảng 2.9: Chỉ tiêu hóa lý của gạo

vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng

độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm Các hợp chất có giá trịtrong hoa phải kể đến chất đắng, polyphenol và tinh dầu thơm Ngoài ra còn có một

số thành phần khác nhưng không mang nhiều ý nghĩa trong sản xuất bia

Hoa houlon thường được sử dụng dưới 2 dạng : Hoa viên và cao hoa

Dạng hoa viên : Hoa houlon đã sấy khô được nghiền thành bột sau đó ép thành

viên.Ở dạng viên hoa houlon có thể định lượng và bổ sung dễ dàng Loại hoa viên

được sử dụng là loại hoa viên nén 90

Bảng 2.10 Chỉ tiêu cảm quan của hoa viên

ST

T

Chỉ tiêu hoá học: Hàm lượng axit đắng 6 ±1%.

Dạng cao hoa : Sử dụng nhiều loại dung môi hữu cơ (hexan, methanol,etanol…) để

trích ly các nhựa đắng và tinh dầu thơm của hoa houlon, sau đó làm bay hơi dung

môi Trong quá tình tách dung môi này phần lớn các tinh dầu thơm cũng bị mất

theo Nhược điểm của cao hoa là hàm lượng tinh dầu thơm thấp, ngoài ra các nhà

sản xuất còn lo ngại nguy cơ còn sót lại gốc hữu cơ của dung môi nên có thể mang

độc tố và ảnh hưởng tới môi trường

Bảng 2.11 Chỉ tiêu cảm quan của cao hoa

2 Mùi vị Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi Vị đắng rõ rệt

Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia Thành phần và

tính chất của nước ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng của bia

thành phẩm Trong sản xuất bia cần một lượng rất lớn nước như để ngâm malt, hồ

hóa, đường hóa, rửa men,rửa thiết bị, cung cấp cho lò hơi…Chất lượng nước ảnh

hưởng rất lớn đến chất lượng bia Bởi vậy, nước dùng trong sản xuất bia phải cóchất lượng tốt, đáp ứng được các chỉ tiêu quan trọng.

Chỉ tiêu cảm quan:

Nước trong, không mùi vi, có thể uống được

Bảng 2.12 Chỉ số sinh hóa của nước

lý theo yêu cầu sử dụng

2.1.2.5 Nấm men

Nhà máy sử dụng chủng nấm men chìm Saccharomyces carlsbergensis cho lên men

sản xuất bia với đầy đủ các đặc tính của chủng lên men chìm với nhiều ưu điểmvượt trội:

Chủng nấm men chìm Saccharomyces carlsbergensis:

- Tế bào nấm men hình cầu hoặc hình oval, kích thước trung bình là 3-15 , sinh sảnchủ yếu bằng phương thức nảy chồi

- Sinh trưởng ở 25 - 30oC, nhưng có thể phát triển được ở 2-3 oC, có khả năng lênmen bia ở 8 ÷ 120C Ở 00C, nấm men vẫn có khả năng lên men.Trong suốt quá trìnhlên men thì nấm men có xu hướng chìm sâu và kết lắng xuống đáy thùng do tínhchất tạo chùm của tế bào, thuận lợi cho việc tách men cuối quá trình lên men đểquay vòng sử dụng nấm men Thời gian lên men bia dài, nhiệt độ lên men thấp nêncho bia có độ bền keo và độ bền sinh học tốt

- Có khả năng lên men các đường như: rafinoza, maltoza, glucoza, fructoza

- Chủng có khả năng tái sử dụng tốt 6-8 đời

* Yêu cầu đối với dịch men giống:

- 100 đến 120 triệu tế bào/1ml dịch men giống

- Tỉ lệ tế bào chết/ tế bào sống < 5%

- Nấm men phải thuần chủng

- Có khả năng lên men nhanh

- Có khả năng sinh ra nhiều hợp chất tạo hương thơm

- Có khả năng đề kháng cao và có khả năng tái sản xuất

- Không sinh tổng hợp ra các hợp chất lạ

Men dùng trong sản xuất bia có thể nuôi cấy từ chủng nấm men thuần khiết hay tái

sử dụng nấm men từ những lần lên men trước

2.1.2.6 Các nguyên liệu phụ

 Các loại chế phẩm enzym sử dụng

Chế phẩm Termamyl

Termamyl là một endo-amylase, dạng lỏng, chịu nhiệt độ cao, thu được từ nuôi

cấy vi sinh vật Bacillus lichenformis Chế phẩm Termamyl chứa chủ yếu α –

amilaza có tác dụng phân cắt các liên kết 1,4 α – glucozit trong chuỗi mạch amiloza

và amilopectin giúp dịch hóa dễ dàng, làm giảm nhanh độ nhớt của cháo, tránh hiệntượng lão hoá tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hoá tiếp theo

Sử dụng sản phẩm thương mại Termamyl 120L

Liều lượng thường được dùng là 0.1% so với nguyên liệu thay thế

Chế phẩm Maturex L

Maturex L là enzyme α – axetolactat decarboxylaza được thu nhận từ vi khuẩn

Bacillus subtillis Sản phẩm Maturex là dịch lỏng màu xám có tỷ trọng 1,2 g/ml.

Maturex được sử dụng sử dụng trong thời kì lên men phụ bia ngăn ngừa sự tạothành diaxetyl bằng cách xúc tác phản ứng decacboxyl hóa của α – axetolactat tạothành axetoin Bởi thế quá trình lên men phụ có thể giảm ngắn được thời gian.Lượng Maturex thường dùng là 1-2 kg với 100hl dịch lên men

Chất điều chỉnh pH: CaCl2, axit lactic

 Bột trợ lọc: bột trợ lọc diatomit dùng cho máy lọc nến

Bột trợ lọc diatomit: đây là dạng hóa thạch của tảo đơn bào có chứa silic oxit

Bảng 2.13 Thành phần hóa lí của diatomit

 Các hóa chất để vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng như: H2SO4, KMnO4,NaOH…

 Các chất được dùng như tác nhân làm lạnh: freon, glycol

2.2 LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

2.2.1 Nghiền nguyên liệu

Nghiền khô Malt sau khi làm

sạch được đưa vàomáy nghiền màkhông bổ sungthêm nước

- Có thể nghiền trướckhi nấu một thời gianlâu

- Nghiền tốt malt có độnhuyễn kém

- Phần vỏ trấu được bảotoàn

- Phần nội nhũ đượcnghiền đủ

- Không khí xâmnhập vào dịchhèm tạo điều điệncho các phản ứngoxy hóa khôngmong muốn xảyra

- Mức độ nghiềnnội nhũ không cao

Nghiền ướt Malt trước khi

nghiền được ngâmtrong nước 30-50

oC, thời gian ngâm10-30 phút Maltsau đó đạt độ ẩm30%, các thành

- Vỏ trấu được bảo toànnội nhũ được nghiềnmịn

- Năng suất nghiềntăng, thời gian lọc dịchđường giảm

- Nghiền khôngtốt với các loạimalt chưa nhuyễn

- Khó kiểm soátđược enzyme vàhoạt lực sinh họctrong quá tình

phần của hạt trởnên mềm còn vỏtrấu thì dai hơn.

độ cao làm hạt tinh bột chín thì quá trình thủy phân sau đó mới triệt để

Có 2 loại máy nghiền là máy nghiền trục và máy nghiền búa Ở đây ta chọn sửdụng máy nghiền búa vì máy nghiền búa nghiền nguyên liệu cho độ mịn tốt hơnmáy nghiền trục

2.2.2 Hồ hóa, dịch hóa

- Hồ hóa: Là quá trình trương nở và vỡ tung các hạt bột trong nước nóng mà cácphân tử tinh bột được giải phóng tự do vào dung dịch và dễ dàng bị tấn công bởi cácenzyme amylaza

- Dịch hóa: là quá trình phân cắt chuỗi tinh bột mạch dài thành các mạch ngắn hơn

bởi enzyme α-amylaza Quá trình này làm giảm nhanh độ nhớt của dịch bột đã hồ

hóa

Gạo sau khi được nghiền nhỏ sẽ được đem đi hồ hóa trước khi đem đi đường hóa Ởđây ta bổ sung chế phẩm Termamyl 120L từ bên ngoài vào để dịch hoa góp phầntăng cường hiệu suất đường hóa

 Vì nấu bia ở đây có sử dụng nguyên liệu thay thế nên em chọn phương pháp

hồ hóa gạo riêng, dịch cháo sau hồ hóa được đường hóa chung với malt.2.2.3 Đường hóa

Có 2 phương pháp đường hóa:

- Phương pháp ngâm chiết

- Phương pháp đun sôi từng phần

Bảng 2.15: Các phương pháp đường hóa Phương pháp đun sôi từng phần Phương pháp ngâm chiết

Đặc

điểm

Tách một phần dịch hèm đem đun

sôi, sau đó trộn lẫn với phần chưa

đun sôi nhằm mục đích nâng và giữ

nhiệt độ của khối dịch qua các mức

theo các yêu cầu công nghệ Có thể

tiến hành đun sôi một lần, hai lần

hoặc ba lần

Toàn bộ khối dịch bột được đườnghóa bằng cách nâng dần khối dịchbột lên các khoảng nhiệt độ khácnhau

Ưu

điểm

- Hiệu suất đường hóa tăng

- Đun sôi một phần của dịch đường

làm tăng hiệu suất sử dụng nguyên

Giai đoạn 1- Lọc dịch đầu: Tách dịch ra khỏi bã Trong suốt quá trình lọc bã đóng vai trò như một lớp vật liệu lọc

Giai đoạn 2- Rửa bã: Sau khi tách dịch khỏi bã, trong bã còn giữ lại một lượng các chất hòa tan đặc biệt là đường Mục đích của rửa bã là để thu hồi những chất chiết này

Bảng 2.16: Các phương pháp lọc dịch đường Thùng lọc đáy bằng Máy lọc ép khung bản Cấu tạo Thường chế tạo bằng thép không

gỉ, có dạng hình trụ đáy phẳngnắp hình cầu Xung quanh có lớpbảo ôn, bên trong cách đáykhoảng 10÷15mm có một đáygiả, đáy giả này gồm nhiều mảnhđồng đỏ ghép lại Hỗn hợp dịchmalt sẽ được bơm vào bên trênđáy giả Dịch đường qua các rãnhnhỏ, chảy vào đường ống thudịch Phần bã còn lại trên đáy giả

sẽ được rửa trôi qua cửa xả bã

Thiết bị này gồm những khung bằnggang và những tấm bản dày cónhững đường rãnh trên mặt khung

Bề mặt tấm bảng được tráng mộtlớp đồng đỏ mỏng Vật liệu lọc lànhững mảnh vải thô dày bằng bônghoặc bằng sợi nhân tạo Các khungbản này được ép lại với nhau nhờmột trục vít ở giữa Dịch sẽ đượcbơm vào từng khoang và chảy quamàng lọc chạy vào đường ống thudịch

Ưu điểm - Có khả năng tách loại cặn tốt.

- Chế tạo và vận hành thiết bịđơn giản

- Có tính tự động hóa cao

- Dịch lọc ít bị oxy hóa

- Thiết bị chịu áp suất cao tốt

- Năng suất làm việc cao

- Lọc nhanh

- Chất lượng dịch lọc tốt, dịch tronghơn

- Hao tổn nước rửa bã thấp

- Chiếm ít diện tích

Nhược

điểm diện tích nhà xưởng- Thiết bị cồng kềnh chiếm nhiều

- Hiệu suất thu hồi chất chiết nhỏ

- Sau mỗi lần lọc phải tháo lắp cáckhung bản do đó tốn nhiều sức laođộng hơn

- Thời gian lọc kéo dài

- Tốn nhiều nước rửa bã

- Tốn chi phí thay vải lọc

- Tính tự động hóa thấp hơn

- Thiết bị không kín nên dịch đường

dễ bị oxy hoá

- Chi phí vận hành và bảo trì cao

- Thiết bị không chịu được áp suấtcao, chỉ làm việc ở điều kiện áp suấtthường

 Từ các ưu, nhược điểm của các loại thiết bị lọc và điều kiện của nhà máy, emlựa chọn phương pháp lọc bằng thùng lọc đáy bằng

2.2.5 Nấu hoa houblon

Quá trình cho hoa vào nồi nấu

Có nhiều phương pháp cho hoa vào nồi nấu nhưng tất cả chỉ xoay quanh việc tạocho hiệu suất trích ly cao nhất Quá trình đun hoa houblon là quá trình đun sôi mãnhliệt, cần cấp 1 lượng nhiệt lượng lớn

Nhà máy chọn phương pháp nấu bổ sung hoa 3 lần để đạt hiệu suất trích ly cao:

- Phần 1: Bổ sung cao hoa khi dịch sôi khoảng 15 phút Phần cao hoa này có hàmlượng axít đắng và tanin cao nhằm tạo vị đắng, kết tủa các đạm cao phân tử trongdịch đường

- Phần 2: Bổ sung 1/2 lượng hoa viên khi dịch sôi được khoảng 60 phút

- Phần 3: Bổ sung 1/2 lượng hoa viên trước khi đưa sang nồi lắng xoáy 15 phút

Phần hoa viên có hàm lượng axít đắng thấp hơn cao hoa và chủ yếu để cung cấp tinhdầu thơm tạo hương cho bia

Bảng 2.17: Các phương pháp nấu hoa

Sử dụng cấp nhiệt bên trong Sử dụng cấp nhiệt bên ngoài Đặc điểm Nhiệt được cấp bên trong thiết

bị, bộ phận trao đổi nhiệt códạng ống chùm, dịch đường đitrong ống, hơi nóng xung quanhcác ống Hơi dần nguội đi và

Dịch đường chảy liên tục qua hệ thốngđường ống trong buồng trao đổi nhiệtnhờ thế dịch đường được cấp nhiệt lên102- 1060C Sau đó dịch đường đượcquay trở lại nồi nấu, xả áp ra, lúc này

ngưng tụ lại Dịch đường phântán rộng ra ngoài nhờ một tấmchắn phía trên chùm ống Dịchtuần hoàn tốt bên trong nồi đun.

diễn ra sự bốc hơi mạnh mẽ Phươngpháp này được sử dụng như một giảipháp phụ trợ khi hiệu quả đun sôi kém

Ưu điểm - Giá thành đầu tư thấp hơn,

không phải bảo trì, không bảoôn

- Không yêu cầu thêm nănglượng điện

- Không thêm bức xa nhiệt

- Sử dụng áp suất hơi bão hòathấp ( 1 bar )

- Dịch đường sôi không tạo bọt

mà không cần rút không khí

- Thời gian đun sôi giảm 20-30%

- Tăng hiệu suất chiết chất đắng từ hoahoulon

- Có thể điều chỉnh áp suất hơi nước dễdàng

- Có sự đảo trộn tốt

Nhược

điểm

- Khó làm sạch nồi nấu

- Nếu hơi quá nóng, dịch đường

sẽ bị quá nhiệt bởi tốc độ dịchchảy trong ống chậm

- Cần thêm năng lượng điện để bơmtuần hoàn

- Cần bảo ôn để tránh tổn thất nhiệt

- Thiết bị cồng kềnh

 Căn cứ vào ưu nhược điểm của hai loại thiết bị nấu hoa trên, nhà máy sửdụng thiết bị nấu hoa cấp nhiệt bên trong có thiết kế cả hệ thống gia nhiệtống chùm trung tâm và vỏ áo hơi để đảm bảo quá trính sôi mãnh liệt của dịch2.2.6 Lắng trong dịch đường

Có 3 phương pháp phổ biến:

- Sử dụng các máylọc dạng nằm nganghoặc đứng với bột trợlọc diatomit

- Có thể lọc ở nhiệt

độ nóng, lạnh haybình thường đều được

-Là thùng lắng xoáy cóđáy nghiêng so với mặtphẳng ngang 1,5o

- Dịch được bơm theophương tiếp tuyến vớithành thùng với vận tốc12-14m/s

Ưu điểm - Lưu lượng lớn

(700hl/h)

- Khả năng tự độnghóa cao

- Vệ sinh và tiệt trùngđơn giản

- Gọn nhẹ

- Tổn thất nhỏ(<0,5%)

Có thể thu được dịchđường có chất lượngtheo mong muốn

- Thiết bị đơn giản

- Ít tốn kém cho việc lắpđặt và sử dụng

 Dựa vào xu thế hiện tại và ưu nhược điểm của các phương pháp em chọnthiết bị thùng lắng xoáy để làm trong dịch đường

2.2.7 Làm lạnh nhanh và bổ sung O2

Phổ biến hiện nay là sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm bản Thiết bị này kínbao gồm nhiều tẩm bản mảnh bằng thép không gỉ.Các tấm bản này được ghép chặt

với nhau trên một khung Trong đó phân thành 2 loại thiết bị trao đổi nhiệt một cấp

và hai cấp

Ưu điểm:

- Bền, hiệu suất cao, đa năng

- Dễ vệ sinh, đảm bảo vô trùng

- Gọn nhẹ

Ở đây em chọn thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tấm bản, làm lạnh 1 cấp, chất tải nhiệt lànước lạnh 2˚C để làm lạnh nhanh dịch đường Nước sau khi lấy nhiệt của dịchđường được dùng để phục vụ quá trình nấu và vệ sinh hệ thống nồi nấu

Ngay sau lạnh nhanh bố trí thiết bị sục không khí vô trùng vào dịch đường Sử dụngống Ventori

Ưu điểm: khí nhanh chóng được hào tan vào dịch, thiết bị đơn giản, dễ dàng vệsinh,tháo lắp

2.2.8 Chọn chủng nấm men và phương pháp lên men

2.2.8.1 Chọn chủng nấm men

Trong sản xuất bia sử dụng 2 chủng nấm men:

+ Lên men chìm với chủng Saccharomyces carlbergensis.

+ Lên men nổi với chủng Saccharomyces cerevisiae.

- Tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy

chồi thường dính lại với nhau tạo thành chuỗi

các tế bào nấm men, hình dạng chủ yếu là

hình cầu hoặc hình oval với kích thước từ 7 –

10 μm

- Nấm men này sinh trưởng và phát triển ở

nhiệt độ cao, lơ lửng trên bề mặt là chủ yếu,

nhiệt độ lên men: 10 – 25oC, lên men nhanh,

- Hầu hết các tế bào sau khi nảy chồithường đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi, hìnhdạng chủ yếu là hình cầu Lên men đượccác đường glucose, fructose, saccharose,maltose, galactose, rafinose và cácdextrin đơn giản Đồng thời loài nấmmen này cũng lên men được đườngmelibiose

tạo nhiều bọt Khi quá trình lên men kết thúc,

tế bào kết chùm thành chuỗi tạo lớp dày nổi

lên bề mặt cùng với bọt bia làm cho khả năng

tự trong của bia rất chậm, khả năng lắng yếu

nên phải lọc cẩn thận

Tạo cho bia hương thơm của quả thơm hơn

so với sử dụng nấm men chìm

- Nấm men này sinh trưởng và phát triển

ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ lên men từ 0 –

10oC Phân bố ở tầng sâu trong thiết bị

Dễ kết lắng và dễ tách lớp Do đó quátrình lọc dễ dàng hơn đồng thời tạo điềukiện sử dụng lại nấm men

 Trong đồ án này em chọn loại nấm men chìm Sacchromyces carlsbergensis

để sản xuất bia vì một số ưu điểm:

- Nấm men này có khả năng lên men ở nhiệt độ thấp nên giảm khả năng tạo racác sản phẩm phụ

- Lên men ôn hòa nhưng triệt để Có khả năng lên men 100% đường rafinose

Từ giống thuần chủng, nấm men sẽ được cho qua hệ thống nhân giống rồi đưavào sản xuất , nấm men được thu hồi có thể tái sử dụng đến đời thứ 7, thứ 8

- Các tế bào nấm men có khả năng kết chùm hoặc chuỗi và lắng nhanh xuốngđáy giúp quá trình tự làm trong bia nhanh hơn, tốt hơn

2.2.8.2 Phương pháp lên men

Có 2 phương pháp lên men thường được sử dung trong các nhà máy:

- Lên men cổ điển

- Lên men gia tốc

Bảng 2.20 So sánh giữa hai phương pháp lên men

Đặc

điểm

Hai quá trình lên men chính

và lên men phụ được thực

hiện ở hai thiết bị khác

Nhiệt độ quá trình lên men cao hơn so vớiphương pháp lên men cổ điển Lên men

Lên men phụ và tàng trữ ở

0÷2 trong 1-3 tháng Lên

men trong thiết bị hở được

tiến hành trong hầm thời

gian lên men dài

chính ở nhiệt độ từ 8÷10oC trong 5-7 ngày.Lên men phụ và tàng trữ ở 0÷2 trong 15-20ngày

- Thời gian lên men được rút ngắn

- Chất lượng bia tiệm cận được với bia cổđiển

- Công nghệ không phức tạp, dễ tự độnghoá

- Thiết bị gọn nhẹ, không tốn diện tích nhàxưởng

- Việc chuyển dịch từ khu

lên men chính sang khu lên

men phụ dễ khiến cho dịch

dễ nhiễm tạp và tổn thất lớn

Chất lượng bia kém hơn so với lên men cổđiển nhưng không đáng kể

Từ các đặc điểm trên em chọn phương pháp lên men gia tốc Phương thức lên men

gián đoạn trong thiết bị hình trụ đáy côn với chủng Saccharomyces carlsbergensis

Bảng 2.21 Các phương pháp làm trong bia Máy lọc khung

bản Bia đi vào

bên trong khung,

thấm qua các tấm

vải lọc đã phủ bột

trợ lọc Các chất

cặn bã được giữ lại

còn bia trong theo

các rãnh của bản ra

ngoài

Thiết bị lọc đĩa có cấutạo chính bao gồm 1 vỏhình trụ nằm ngang hoặcthẳng đứng có chứa mộttrục rỗng trên đó có gắnrất nhiều đĩa làm nhiệm

vụ lọc Các đĩa này đượcgắn trên một trục rỗng cónhiệm vụ dẫn bia trong

Trên bề mặt có rãnhhoặc đục lỗ, đây chính làcác bề mặt phủ bột trợlọc Bia và bột trợ lọcđược bơm vào máy, bộttrợ lọc sẽ phủ ở phía bênngoài của các đĩa, biađược lọc qua các lớp bộttrợ lọc và đi vào bêntrong các đĩa và đượcgom vào đường dẫn giữatrục để đi ra ngoài

Thiết bị lọc nến làthiết bị hình trụ đáycôn đặt thẳng đứng,trong đó có chứacác ống lọc đượcgắn vào cùng mộttấm vỉ ngăn cáchgiữa vùng dịch chưalọc và dịch đã lọc.Các nến lọc cũng cóthể được gắn vớimột hệ thống cácống dẫn bia trongthay thế cho các vỉngăn này

Khi làm việc, bia vàbột trợ lọc đượcbơm vào thiết bị,bột sẽ phủ lên trên

bề mặt các cột lọc,bia trong sẽ đi qualớp bột trợ lọc này

và đi vào tâm củacột lọc sau khi đãđược tách các kếttủa và cặn Biatrong theo tâm ốngđược dẫn lênkhoang phía trên và

-lọc

- Các bộ phận lọckhông cần dichuyển

- Bản mặt lọc khôngcần thay thế định kỳ

- Có thể tự độnghóa

- Giảm hàm lượngoxy xâm nhập-

- - Vệ sinh khókhăn

- - Luôn phải bổsung vật liệu lọcsau mỗi lần tái sửdụng vì bị haophí

- Nhạy cảm với sự tăng

áp suất đột ngột-

- - Rất nhạycảm với sựtăng áp suấtđột ngột

- Chu trình lọc ngắn

- Không thể tăngnăng suất bằng cáchtăng bộ phận lọc

- Tiêu thụ lượngnước rửa lớn

- Khó khăn trongviệc rửa và bảodưỡng các nến lọc

- Việc tháo dỡ phứctạp đối với các nếndạng cốc

- Có nguy cơ bịbiến dạng khi siếtchặt các nến dạngcốc

- Có nguy cơ bị đứtvòng đỡ của dải trêncác nến dạng sợi

quấn thành hìnhxoáy ốc.



Từ đặc điểm của các máy lọc trên nhà máy lựa chọn lọc bia bằng máy lọc nến có sửdụng bột trợ lọc diatomit

2.2.10 Bão hòa CO2 và tàng trữ bia

Có 2 phương pháp bão hòa CO2 cho bia:

- Bão hòa trong thùng tàng trữ bia

- Bão hòa trên đường ống

Bão hòa trong thùng tàng trữ bia: CO2 được sục từ dưới thiết bị đi lên, CO2 đượcphun ở dạng bọt khí Sục nhiều lần, sục lần một giữ nhiệt độ thấp để cho bia ngậmCO2 và áp suất giảm xuống rồi tiếp tục sục

Bão hòa trên đường ống: CO2 lạnh được chứa trong thùng chuyên dụng riêng, biasau lọc được sang tank thành phẩm Bia và CO2 sẽ được đảo trộn trên đường ốngthiết bị Sau đó được chuyển tới thùng tàng trữ bia Bổ sung liên tục trong quá trìnhdẫn dịch

Trong nhà máy, em chọn phương pháp bão hòa trong thùng tàng trữ

2.3 THUYẾT MINH QUY TRÌNH

GạoMalt

Bia hơi

Nghiền Nghiền

Nấu hoa houblon Hoa houblon

Rút men Lên men phụ và

Chiết bock

Phá vỡ nguyên liệu thành nhiều mảnh, tăng tiếp xúc của nước và nội nhũ, làmcho sự xâm nhập của nước vào nội nhũ nhanh hơn, triệt để hơn Hạt được nghiềncàng nhỏ càng tạo điều kiện thuận lợi cho enzym phát huy tác dụng.Tuy nhiên nếunghiền nhỏ cả vỏ malt thì một số thành phần trong vỏ sẽ hòa tan vào dịch đườnglàm bia có vị chát và đắng, ngoài ra nó còn ảnh hưởng đến quá trình lọc dịch đường,các cấu tử của vỏ trấu có kích thước quá nhỏ thì khả năng lọc kém hơn, các mươngdẫn bị tắc dẫn đến hiệu quả của quá trình lọc kém.Vì vậy quá trình nghiền sẽ nghiềncàng nhỏ nội nhũ càng tốt và vỏ malt được bảo toàn càng nhiều càng tốt

2.3.1.2 Nghiền gạo

Mục đích:

Gạo có đặc điểm cấu trúc hạt tinh bột còn rất cứng Ở trạng thái như vậy, chúngrất khó bị thủy phân Để đạt được mục đích cuối cùng là trích ly được nhiều chấthòa tan nhất từ nguyên liệu chúng phải được nghiền thật nhỏ, mịn sau đó xử lý ởnhiệt độ cao làm hạt tinh bột chín thì quá trình thủy phân sau đó mới triệt để

Cách tiến hành:

Gạo được hệ thống gầu tải, xích tải vận chuyển tới máy nghiền búa Ở đây cácbúa quay xung quanh trục rôto với vận tốc 60-100 vòng/phút do vậy mà hạt đượcđập nhỏ ra Bột gạo sau nghiền được vít tải đẩy đến thiết bị phối trộn cùng với nướcxuống nồi hồ hóa theo phương thẳng đứng với tỷ lệ bột / nước = 1/5

2.3.2 Hồ hóa và dịch hóa

Mục đích của quá trình hồ hóa: Tinh bột hút nước trương nở, đạt kích thước cực đại

rồi vỡ tung, các phân tử tinh bột được giải phóng, hòa tan trong dịch

Mục đích quá trình dịch hóa: Thủy phân tinh bột thành các dextrin và một số chất

khác Làm giảm nhanh độ nhớt của dịch cháo

Cách tiến hành:

Trước khi tiến hành hồ hóa thì tiến hành vệ sinh nồi nấu bằng nước nóng Trướckhi nhập liệu, cho nước vào trước nhằm chống cháy nồi (lúc này cánh khuấy trongnồi bắt đầu hoạt động) Sau đó ta sử dụng một lượng malt lót bằng 10% lượng gạo

Bổ sung malt lót để nhờ hoạt động của hệ enzyme có sẵn trong malt để thủy phânmột phần tinh bột làm loãng dịch hồ hóa, giảm độ nhớt của cháo tránh cháy nồi Bổsung ngay từ ban đầu để dịch hóa hạt tinh bột nhỏ và giúp quá trình nấu gạo đượcrút ngắn Sau khi xuống malt lót xong tiến hành nhập nguyên liệu gạo Trộn đềutoàn bộ lượng bột gạo với nước ở 45oC với tỉ lệ: bột/nước = 1/5 Bổ sung chế phẩm

Termamyl cần dùng vào với tỉ lệ 0.1% so với gạo Cho CaCl2 vào giúp tăng độ bền hoạt lực enzym α – amylaza có trong chế phẩm Khuấy đều dịch bột và cho axit

lactic vào để pH hỗn dịch hạ xuống khoảng 5,4 – 5,6 Giữ khối bột ở nhiệt độ 45oCtrong 20 phút để tinh bột hút nước trương nở dần Mở van cấp hơi để nâng dần lênnhiệt độ 90, giữ trong vòng 20 phút Chọn để ở nhiệt độ 90 vì nhiệt độ hồ hóa của

gạo là 85, nhiệt độ tối ưu của Termamyl là 90 Tiếp theo nâng lên nhiệt độ 100 để

đun khối dịch trong 30 phút giúp tinh bột chín hoàn toàn tạo điều kiện cho quá trìnhđường hóa tiếp theo được dễ dàng Khi cháo chín thì ngừng cấp hơi rồi bơm sangnồi đường hóa Việc nâng nhiệt đảm bảo 1oC/phút

2.3.3 Đường hóa

Mục đích:

Chuyển các chất của bột nghiền từ dạng không tan sang dạng hòa tan Tạo điềukiện thích hợp về nhiệt độ và pH của môi trường để cho hệ enzym có trong malthoạt động phân cắt các hợp chất cao phân tử (chủ yếu là hydrat cacbon và protein)thành các sản phẩm thấp phân tử, hòa tan bền vững, tạo thành chất chiết của dịchđường

• Cách tiến hành :

Trong thời gian nấu cháo, tính toán thời điểm nghiền malt để sao cho khi nghiềnxong chuyển malt vào nồi đường hóa thì cháo sôi được 30 phút Khi bơm dịch malt