Đồ án: Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp cổ điển năng suất 20 triệu lít trên năm

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Phan Bích Ngọc Trang c MỞ ĐẦU Bia loại nước uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng Ngoài việc cung cấp lượng calori lớn, bia chứa hệ enzim phong phú, kích thích tiêu hố cho thể người Nguyên liệu dùng để sản xuất bia malt đại mạch, hoa houblon nước với quy trình cơng nghệ đặc biệt Ngồi để tăng hiệu kinh tế đa dạng hoá sản phẩm, nhà máy sản xuất bia dùng số loại nguyên liệu thay như: đại mạch chưa nảy mầm, gạo, ngô tách phôi, Ngày nay, phương pháp thực hiện, nguyên liệu, nấm men sử dụng khác mà có nhiều loại bia khác Mỗi loại đặc trưng mùi, vị, màu sắc, độ rượu khác Nước ta có khí hậu nhiệt đới nên nhu cầu sử dụng bia nhiều Lượng bia tiêu thụ nước tăng vọt năm qua Sự phát triển kinh tế làm mức sống nhân dân tăng cao Nhu cầu thị trường đòi hỏi sản xuất loại bia đặc biệt có chất lượng cao Với yêu cầu trên, lựa chọn đề tài “Thiết kế nhà máy bia lên men phương pháp cổ điển với suất 20 triệu lít/năm” Đây phương pháp lên men dài ngày thiết bị lên men lên men phụ đặt phịng lạnh có nhiệt độ xác định nên cho sản phẩm có chất lượng cao Sản phẩm sản xuất để đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng, góp phần vào phát triển kinh tế quốc dân Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp GVHD: Phan Bích Ngọc Trang Chương I LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Qua tìm hiểu vị trí địa lý, khí hậu, hệ thống giao thông vận tải điều kiện khác, định xây dựng nhà máy bia khu công nghiệp Phú Tài, thuộc phường Trần Quang Diệu, thành phố Qui Nhơn, tỉnh Bình Định 1.1 Đặc điểm tự nhiên: Khu công nghiệp Phú Tài thuộc phường Trần Quang Diệu, có địa hình phẳng, rộng nên thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy Vị trí địa lý khu công nghiệp Phú Tài giáp với tuyến đường quốc lộ 1A, phía bắc giáp với quốc lộ 19, phía đơng cảng biển Qui Nhơn rộng lớn Về điều kiện khí hậu: Bình Định nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu tác động hai mùa: mùa khô mùa mưa, nhiệt độ trung bình năm 280C, độ ẩm 80 ÷ 85% 1.2 Nguyên liệu: Nguyên liệu để sản xuất bia malt đại mạch, hoa houblon nước Ngoài ra, nhà máy cịn dùng ngơ để thay phần malt đại mạch Do nước ta không trồng đại mạch hoa houblon nên hai nguyên liệu nhập từ nước ngồi qua cảng Qui Nhơn, sau vận chuyển theo đường nhà máy Nguồn nguyên liệu thay ngơ thu mua từ xã lân cận như: Phước Long, Phước An, Phước Thành, Phước Hiệp, … thuộc huyện Tuy Phước khu vực trung du miền cao 1.3 Nguồn cung cấp điện: Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp xuống 220V/380V Ngồi ra, nhà máy cịn trang bị thêm máy phát điện dự phịng để đảm bảo q trình sản xuất liên tục Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: Phan Bích Ngọc 1.4 Nguồn cung cấp hơi: Lượng đốt cung cấp cho phân xưởng lấy từ lò riêng nhà máy Nhiên liệu dùng cho lò dầu FO xăng cho ô tô mua từ trạm xăng dầu địa phương Nhà máy có kho dự trử nhiên liệu để đảm bảo sản xuất 1.5 Nguồn cung cấp nước: Nước sử dụng nhà máy lớn, với nhiều mục đích khác Nguồn nước lấy từ hệ thống nước ngầm, nguồn nước thành phố Nước trước đưa vào sử dụng phải xử lý để đạt yêu cầu đề 1.6 Thoát nước: Nước thải nhà máy chứa nhiều chất hữu cơ, điều kiện dễ dàng cho vi sinh vật phát triển Nếu thải trực tiếp gây ô nhiễm môi trường Do đó, nước thải phân xưởng chảy qua hệ thống xử lý nước thải nhà máy trước thải đường cống nước thải khu công nghiệp 1.7 Hệ thống giao thông vận tải: Giao thông vận tải vấn đề cần thiết hoạt động nhà máy Nhà máy phải vận chuyển khối lượng lớn nguyên liệu, nhiên liệu, vận chuyển sản phẩm đến nơi tiêu thụ Vị trí nhà máy đặt quốc lộ 1A, cách ga Diêu Trì 1Km, cách ngã ba tuyến giáp với quốc lộ 19 tỉnh Tây Nguyên Km, đồng thời cách cảng biển Qui Nhơn 10 Km nên thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu phân phối sản phẩm 1.8 Hợp tác hố: Trong sản xuất bia có lượng lớn phế phẩm giàu chất dinh dưỡng bã malt, men bia Bã malt nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất thức ăn gia súc, có giá trị nông nghiệp Men bia giàu chất dinh dưỡng, làm thức ăn cho gia súc Các sản phẩm cặn lắng, bã hoa nguyên liệu làm phân bón tốt để cung cấp cho nơng dân tỉnh lân cận Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: Phan Bích Ngọc 1.9 Nguồn nhân lực: Việc xây dựng nhà máy bia góp phần giải cơng việc cho người dân tỉnh Công nhân nhà máy chủ yếu tuyển người địa phương Cán quản lý kỹ thuật nhà máy tuyển từ trường đại học như: Đà Nẵng, Qui Nhơn, Nha Trang 1.10 Thị trường tiêu thụ sản phẩm: Bia thành phẩm nhà máy sản xuất đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nhân dân địa phương, tiêu thụ nước xuất nước ngồi 1.11 Thiết bị: Nhà máy nhập thiết bị từ nước ngồi để đảm bảo qui trình cơng nghệ Tuy nhiên, tự gia cơng chế tạo số thiết bị nước để giảm bớt chi phí Kết luận: từ phân tích thực tế trên, việc xây dựng nhà máy bia khu công nghiệp Phú Tài, thuộc phường Trần Quang Diệu, thành phố Qui Nhơn, tỉnh Bình Định hồn tồn hợp lý Với suất 20 triệu lit/năm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Việc xây dựng nhà máy phù hợp với yêu cầu thực tế Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp GVHD: Phan Bích Ngọc Trang Chương II GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU Nguyên liệu dùng để sản xuất bia malt đại mạch, hoa houblon, nước sử dụng nguyên liệu thay ngô 2.1 Malt đại mạch: 2.1.1 Vai trò sản xuất bia: Malt đại mạch vừa tác nhân đường hoá, vừa nguyên liệu đặc trưng dùng sản xuất bia, bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị tính chất cơng nghệ hẳn so với bia sản xuất từ malt loại hạt hoà thảo khác 2.1.2 Thành phần hoá học: Thành phần hoá học trung bình malt bia tính theo phần trăm chất khô là: tinh bột 58%, đường khử 4%, saccaroza 5%, pentozan khơng hồ tan hexozan 9%, xenluloza 6%, chất chứa nitơ 10%, chất béo 2,5%, chất khoáng 2,5% Ngồi malt cịn chứa chất inozit, chất màu, tanin, chất đắng enzim thuỷ phân như: α , β -amylaza, proteinaza, peptinaza, fitaza, xitaza, amylophotphataza,… Trong thành phần hoá học malt quan trọng hàm lượng tinh bột Hàm lượng tinh bột cao tốt, hàm lượng protein phải nằm khoảng 9-12%, cao bia bị đục, khó bảo quản, thấp bia bọt, vị đậm đà kèm theo số non yếu khác 2.1.3 Yêu cầu chất lượng: Malt dùng để sản xuất bia phải đảm bảo yêu cầu sau: - Sạch, có mùi thơm đặc trưng, có vị ngọt, màu vàng sáng đồng Khơng có mùi vị lạ, khơng mốc, khơng khói - Kích thước hạt malt phải đồng đều: hạt sàng 2,8 mm chiếm 94%, hạt sàng 2,2 mm không 0,5% - Khối lượng riêng malt: 520÷600 g/l - Độ ẩm malt khơng 6% Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp GVHD: Phan Bích Ngọc Trang - Malt có thời gian đường hố 10÷35 phút, hoạt lực amylaza 100÷300 đơn vị Malt sau nhập từ nước bảo quản kho với thời gian dự trử sản xuất khoảng tháng 2.2 Hoa houblon: 2.2.1 Vai trò: Hoa houblon nguyên liệu thiếu sản xuất bia Làm cho bia có vị đắng dễ chịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả tạo giữ bọt, làm tăng độ bền keo ổn định thành phần sinh học sản phẩm Trong sản xuất bia người ta sử dụng hoa chưa thụ phấn hoa thụ phấn tạo hạt làm giảm chất lượng bia Hoa sử dụng nhiều dạng khác nhau: dạng hoa nguyên cánh, hoa viên, cao hoa,… Tuy nhiên, khơng sử dụng 100% cao hoa làm cho mùi, vị bia bị giảm sút Nhà máy sử dụng hoa houblon dạng hoa nguyên dạng viên Sử dụng hoa nguyên có ưu điểm bảo toàn chất lượng, đồng thời có nhược điểm giá thành cao, khó bảo quản 2.2.1 Thành phần hoá học: - Thành phần hoá học hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau, chất có giá trị cơng nghệ sản xuất bia nhựa hoa houblon, tanin tinh dầu Ngoài hoa chứa số chất khác như: protein, mỡ, sáp, tạp chất phi protein - Nhựa hoa thành phần chính, bao gồm nhựa cứng nhựa mềm: nhựa mềm gồm có α -nhựa mềm β -nhựa mềm, nhựa mềm gồm dạng axit đắng α,β,γ,δ- axit đắng Vị đắng bia chủ yếu α- axit đắng tạo nên, dẫn xuất β- axit đắng tạo nên vị đắng hài hoà dễ chịu - Các chất tanin hoa houblon polyphenol, dễ hoà tan nước, dễ bị oxi hố nên bảo vệ nhựa hoa houblon Trong trình nấu bia, hầu hết Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang GVHD: Phan Bích Ngọc tanin hoa houblon liên kết với protein malt, hàm lượng polyphenol bia chủ yếu malt khoảng 10÷20% polyphenol hoa - Tinh dầu hoa houblon hỗn hợp phức tạp hyđratcacbon nhiều hợp chất chứa oxi dạng tecpen Tinh dầu hoa houblon khơng hồ tan nước dễ bay theo nước Trong trình sản xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay hơi, tồn khoảng 2% để tạo hương thơm cho bia Trong trình bảo quản, tinh dầu dần bay bị oxi hố Do khơng dùng hoa cũ để sản xuất bia sản phẩm chuyển hố tinh dầu đưa vào bia làm giảm chất lượng bia 2.2.2 Bảo quản hoa: Để bảo quản tốt cần giữ hoa điều kiện sau: - Ngăn chặn xâm nhập khơng khí vào hoa cách bảo quản thùng kín mơi trường khí trơ - Xơng SO2 để hạn chế oxi hố phát triển vi sinh vật - Bảo quản nhiệt độ thấp (gần 00C) nhiệt độ thấp có tác dụng kiềm chế q trình hố học, hạn chế phát triển vi sinh vật - Cách ẩm tốt 2.3 Nước: 2.3.1 Vai trò: Trong bia thành phẩm, hàm lượng nước chiếm khoảng 85÷90% Trong nhà máy, nước dùng với nhiều mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm, trùng, vệ sinh sát trùng thiết bị, vệ sinh xí nghiệp … Do đó, lượng nước dùng nhà máy lớn Lượng nước dùng để nấu bia địi hỏi có đầy đủ tiêu chuẩn nước uống mà cịn có u cầu riêng đáp ứng cho công nghệ sản xuất bia 2.3.2 Thành phần: Nước thực chất dung dịch loãng muối dạng ion: - Nhóm cation chiếm nhiều là: Ca2+, Mg2+,H+, Na+, K+, Fe2+, Mn2+, Al3+ Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp GVHD: Phan Bích Ngọc Trang - Nhóm anion chủ yếu là: OH-, HCO3-, Cl-, SO42-, NO3-, NO2-, SiO32-, PO43Các muối canxi magie nguyên nhân gây độ cứng nước 2.3.3 Yêu cầu chất lượng:  Những yêu cầu nước dùng nấu bia: - Trong suốt, không màu, không mùi không chứa vi sinh vật gây bệnh - Độ cứng trung bình 5÷6 mg đương lượng/lít - pH = 6,8÷7,3 - Hàm lượng cặn khơ khơng vượt q 600 mg/lít - Chỉ số coli khơng lớn - Chuẩn độ coli không nhỏ 300 ml  Hàm lượng tối đa kim loại: + sắt: 0,3 mg/l +mangan: 0,05 mg/l + magie: 125 mg/l + chì: 0,1 mg/l + flo: mg/l + kẽm: mg/l + nitrat: 35 mg/l + selen: 0,05 mg/l + sunfat: 60-80 mg/l Khơng có mặt xianua, thuỷ ngân, bari, crom, amoniac, sunphuahyđro, nitrit 2.4 Nguyên liệu thay thế: 2.4.1 Vai trò: Trong sản xuất bia, để giảm giá thành sản phẩm người ta thay phần malt đại mạch loại nguyên liệu khác Nguyên liệu dạng hạt hay dạng đường Tại nhà máy, nguyên liệu thay dùng ngô với tỷ lệ 10% so với tổng lượng ngun liệu Ngơ có loại hạt như: ngơ ngựa, ngơ đá ngơ bột Hạt ngơ có màu vàng, trắng, đỏ hồng Trong công nghệ sản xuất bia, ngô dùng để thay Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp GVHD: Phan Bích Ngọc Trang malt đại mạch chủ yếu loại trắng đục (hàm lượng tinh bột cao, protein thấp) sử dụng dạng nghiền nhỏ 2.4.2 Thành phần hạt ngô: - Hạt ngô bao gồm thành phần sau: + lớp vỏ quả: 5÷7% khối lượng hạt + lớp vỏ hạt: 2% khối lượng hạt + lớp alơron: 6÷8% khối lượng hạt + phơi: 10÷11% khối lượng hạt + nội nhũ: 75% khối lượng hạt Trong thành phần phơi có 33÷45% chất béo, 20% protein, 75% đường tro, 4% xenluloza, gần 5% tinh bột Trong thành phần nội nhũ có 77÷84% tinh bột, 7÷11% protein, 1% chất béo, 0,3÷0,8% tro, 1% đường, 0,5% xelluloza 2.4.3 Những yêu cầu ngơ dùng để nấu bia: - Có màu trắng đục, kích thước hạt đồng - Hạt ngơ sạch, tách phơi hồn tồn - Trước nấu phải nghiền mịn Thu mua bảo quản ngô để sử dụng: Ngô thu mua địa phương lân cận dạng tách phôi Chúng cho vào bao bảo quản kho Thời gian bảo quản tối đa 10 ngày Yêu cầu kho bảo quản phải khơ ráo, thống, cách ẩm, cách nhiệt tốt, khơng có mặt loại vi sinh vật gây bệnh, côn trùng … Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp GVHD: Phan Bích Ngọc Trang 10 Chương III DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ 3.1 Sơ đồ cơng nghệ: Malt làm làm nghiền nghiền mịn bột malt nước ngơ tách phơi trích 10% so với ngơ bột ngơ hồ trộn hồ trộn đạm hố hồ hố nước đun sơi hội cháo đường hố nước 780C lọc dịch đường rửa bã bã đun sôi dịch đường với hoa houblon hoa houblon lọc bã hoa bã lắng làm lạnh dịch lên men men giống khiết xử lý hoạt hố lên men CO2 sữa men lên men phụ tàng trữ bia non men giống lọc bia cặn xử lý nạp bình ổn định bia chiết rót trùng thành phẩm Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Vậy: GVHD: Phan Bích Ngọc Trang 94 LN = (0,5 × B - Gbq) × Q Dự kiến giá bán lít bia nhà máy 11.000 đồng/lít ⇒ LN = ( 0,5 × 11.000 – 4.944,09 ) × 20 × 106 = 11.118,2 × 106 đồng /năm 9.3.3 Thời gian hoàn vốn: X + T 11.724,48 × 10 + 18.907,2 × 10 = = 2,755 năm Th = LN 11.118,2 × 10 Vậy thời gian hoàn vốn năm tháng ngày Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang 95 GVHD: Phan Bích Ngọc Chương 10 AN TỒN LAO ÐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 10.1 An tồn lao động: Trong nhà máy, an toàn lao động vấn đề đặt lên hàng đầu Nó ảnh hưởng lớn đến trình sản xuất, sức khoẻ tính mạng cơng nhân tình trạng máy móc, thiết bị Do đó, cần phải phổ biến rộng rãi cho cán công nhân viên nhà máy hiểu biết vận dụng cách có hiệu 10.1.1 Tai nạn xảy nguyên nhân sau: - Tổ chức lao động liên hệ phận không chặt chẽ - Các thiết bị bảo hộ lao động cịn thiếu khơng đảm bảo an tồn - Ý thức chấp hành kỷ luật cơng nhân chưa cao - Vận hành thiết bị, máy móc khơng quy trình kỹ thuật - Trình độ lành nghề nắm vững mặt kỹ thuật công nhân cịn yếu - Các thiết bị, máy móc trang bị không tốt chưa hợp lý 10.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động: - Tại phân xưởng phải có biển báo quy trình vận hành loại thiết bị - Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với trình sản xuất Các loại thiết bị có động như: gàu tải, máy nghiền…phải có che chắn cẩn thận - Các đường ống nhiệt phải có lớp bảo ơn, có áp kế - Phải kiểm tra lại phận máy trước vận hành để xem có hư hỏng khơng, có phải sửa chữa kịp thời - Các thiết bị chứa CO2 lỏng, khí nén… phải đặt xa nơi đơng người, có áp kế, rơle nhạy Trước nén khí thiết bị phải kiểm tra kỹ Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang 96 GVHD: Phan Bích Ngọc - Kho xăng, dầu, nguyên liệu… phải đặt xa nguồn nhiệt Trong kho phải có bình CO2 chống cháy vịi nước để chữa lửa Ngăn chặn người vô phận vào khu vực sản xuất kho tàng Không hút thuốc kho - Người công nhân vận hành máy phải thực chức mình, phải chịu hồn tồn trách nhiệm máy móc bị hư hỏng quy trình vận hành - Kỷ luật nhà máy phải thực nghiêm để xử lý kịp thời trường hợp vô nguyên tắc, làm ẩu 10.1.3 Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động: 10.1.3.1 Chiếu sáng đảm bảo ánh sáng làm việc:        ­ Phải đảm bảo độ sáng tối thiểu Emin nhà sản xuất Nếu chiếu sáng không tốt ảnh hưởng đến sức khoẻ công nhân, không đảm bảo vận hành máy móc - Ban ngày cần phải sử dụng nguồn sáng tự nhiên - Ban đêm sử dụng nguồn ánh nhân tạo phải đủ tiêu độ rọi 10.1.3.2 Thơng gió: Nhà sản xuất làm việc phải thơng gió tốt Phân xưởng nấu lên men thải nhiều nhiệt bố trí nhiều cửa sổ, cần thiết phải lắp thêm quạt thơng gió 10.1.3.3 An tồn điện: * Về điện chiếu sáng: Số bóng đèn, vị trí treo lắp đèn, công tắc, cầu dao phải phù hợp với thao tác Các mạch điện phải kín, đặt nơi khơ Thường xuyên kiểm tra độ sáng bóng đèn * Về thiết bị điện: - Phải có hệ thống báo động thiết bị có cố - Thiết bị điện phải có rơle đề phịng q tải - Các phần cách điện thiết bị điện phải đảm bảo bền chặt, khơng bị ăn mịn Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang 97 GVHD: Phan Bích Ngọc - Thiết bị điện phải nối đất làm việc - Khi sửa chữa thiết bị điện phải cách ly điện với người sửa chữa có bút thử điện - Khi cắt điện phải có biển báo mang dụng cụ bảo hiểm điện 10.1.3.4 An toàn sử dụng thiết bị: - Thiết bị, máy móc phải sử dụng chức năng, công suất - Mỗi loại thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng Sau ca làm việc phải có bàn giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý - Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc máy móc, thiết bị - Có chế độ vệ sinh, sát trùng, vơ dầu mỡ cho thiết bị 10.1.3.5 Phòng chống cháy nổ: - Nguyên nhân xảy cháy nổ tiếp xúc với lửa, tác động tia lửa điện, cạn nước lò hơi, ống bị co giãn, cong lại gây nổ - Ðề phòng cháy nổ cần phải tuân theo thao tác thiết bị hướng dẫn - Không hút thuốc kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ô tô… - Phải đủ nước, thiết bị chữa cháy - Thường xuyên kiểm tra định kỳ cơng tác phịng cháy nhà máy 10.1.3.6 An tồn với hố chất: Các hố chất phải đặt nơi quy định Khi sử dụng phải tuân theo quy định đề để tránh gây độc hại, ăn mòn hư hỏng thiết bị 10.1.3.7 Chống sét: Ðể đảm bảo an tồn cho cơng trình nhà máy, phải có cột thu lơi cho cơng trình vị trí cao 10.2 Vệ sinh cơng nghiệp: Trong nhà máy bia vấn đề vệ sinh công nghiệp có ý nghĩa quan trọng Nếu tiêu chuẩn vệ sinh nhà máy không đảm bảo tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây bệnh phát triển, làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sức khoẻ người tiêu dùng công nhân Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang 98 GVHD: Phan Bích Ngọc 10.2.1 Vệ sinh cá nhân cơng nhân: Với cơng nhân trực tiếp sản xuất vấn đề cần phải nghiêm ngặt: - Công nhân phải ăn mặc quần áo Khi vào sản xuất phải mặc đồng phục nhà máy, đội mũ, đeo trang, ủng mang găng tay - Không ăn uống khu vực sản xuất - Thực tốt chế độ khám sức khoẻ cho công nhân theo định kỳ tháng lần Không để người đau ốm vào khu vực sản xuất 10.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị: - Theo định kì máy móc thiết bị phải vệ sinh - Ðối với thùng lên men sau giải phóng hết lượng dịch lên men, cần phải vệ sinh sát trùng kỹ để chuẩn bị lên men lượng dịch lên men 10.2.3 Vệ sinh xí nghiệp: - Trong phân xưởng sản xuất, sau mẻ, ca cần phải làm vệ sinh khu làm việc - Thường xuyên kiểm tra việc thực vệ sinh phân xưởng 10.2.4 Xử lý phế liệu trình sản xuất: Phế liệu trình sản xuất bã hèm, bã hoa, bã men… loại phế liệu dễ gây nhiễm bẩn Sau mẻ sản xuất cần phải chứa nơi quy định đưa phân xưởng để xử lý Những loại phế liệu bán cho nhà máy chế biến thức ăn gia súc phân bón Việc phải hợp đồng chặt chẽ giải kịp thời để tránh ứ đọng phế liệu, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, sức khoẻ người môi trường 10.2.5 Xử lý nước thải: Nước thải xử lý phương pháp kết hợp hiếu khí kị khí Nước thải từ nhà máy bơm lên bể cân tạo điều kiện cho vi sinh vật tiếp xúc với chất dinh dưỡng Sau bơm lên bể hiếu khí, có sục khí oxi, tạo điều kiện cho vi sinh vật phân giải chất hữu Tiếp theo Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang 99 GVHD: Phan Bích Ngọc bơm qua bể kị khí chất cịn lại phân huỷ Cuối bơm đến bể ổn định tiêu COD, BOD 10.2.6 Xử lý nước dùng để sản xuất: Nước dùng để sản xuất bia đòi hỏi tiêu chuẩn chất lượng cao, cần phải xử lí qua nhiều công đoạn khác Trước đưa vào sản xuất, nước qua bể lọc cát, lọc than, lọc tinh loại bỏ hoàn toàn tạp chất Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Chương 11 Trang 100 GVHD: Phan Bích Ngọc KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất việc quan trọng đặc biệt ngành công nghệ thực phẩm Kiểm tra sản xuất nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm nhà máy, đảm bảo cho cơng nhân thao tác qui trình kỹ thuật, tránh ảnh hưởng xấu đến sản phẩm cố kỹ thuật hư hỏng máy móc, thiết bị Kiểm tra sản xuất giúp ta đánh giá tình hình hoạt động nhà máy đề kế hoạch hợp lý Đồng thời, qua phát sai sót để điều chỉnh có biện pháp cải tiến kỹ thuật để nhà máy hoạt động tốt 11.1 Kiểm tra nguyên liệu: 11.1.1 Kiểm tra chất lượng malt:  Khi thu nhận: - Màu sắc: malt phải có màu vàng sáng, bóng - Mùi: thơm nhẹ, khơng khói, mốc, chua - Vị: dịu - Trạng thái: hạt khơ, rời, khơng bốc nóng hay trương nở, hạt có kích thước đều, khơng lẫn sạn đá, sâu mọt hay mầm rễ sót - Độ ẩm: độ ẩm cho phép bảo quản phải nhỏ 6% Xác định phương pháp sấy đến khối lượng không đổi - Xác định khối lượng riêng - Kiểm tra lực đường hoá malt  Trước đưa vào sản xuất: Tiến hành kiểm tra trước lúc nhập kho Nếu có biến đổi rõ rệt tiêu chất lượng phải báo cho phòng kỹ thuật để có biện pháp xử lý 11.1.2 Kiểm tra chất lượng hoa houblon: Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang 101 GVHD: Phan Bích Ngọc Hoa houblon dạng hoa viên hoa nguyên cánh nhập phải có mùi thơm, vị đắng đặc trưng 11.1.3 Kiểm tra chất lượng ngô: Ngô nhập phải tách phơi, sạch, khơng có mùi vị lạ, khơng mốc, khơng bị sâu mọt, kích thước hạt đồng Độ ẩm cho phép 10-14% 11.1.4 Kiểm tra men giống: - Dùng tiêu giọt ép để quan sát chủng nấm men Saccharomyces carlsbergensis Hansen Khi trẻ tế bào có dạng hình trịn, hình bầu dục Khi phát triển có nhiều chồi, già có hình ovan dài - Để đánh giá chất lượng nấm men tiến hành nhuộm màu tế bào Nhuộm tế bào xác định trạng thái sinh lý hoạt lực chúng để định có đưa sản xuất hay không 11.1.5 Kiểm tra nước dùng nấu bia: - Kiểm tra độ trong, màu sắc vi sinh vật nước sau xử lý Nước sản xuất phải bảo đảm suốt, không màu mùi vị lạ, không chứa vi sinh vật gây bệnh - Kiểm tra độ cứng, độ pH độ oxy hoá nước + Độ cứng cho phép : ÷ mg đương lượng + Độ pH : 6,8 ÷ 7,3 (đo giấy quỳ) + Độ oxy hoá : ≤ mg 11.2 Kiểm tra công đoạn sản xuất : 11.2.1 Kiểm tra công đoạn nấu :  Nghiền nguyên liệu : Khi nghiền nguyên liệu, phải kiểm tra mức độ nát nguyên liệu - Malt : xác định kích thước bột nghiền, mức độ nát vỏ, tỷ lệ thô, mịn bột Nhà máy sử dụng thiết bị lọc thùng nên tỷ lệ thành phần sau : + Tấm thô Thiết kế nhà máy bia : 18 ÷ 22% SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang 102 + Tấm mịn : 30 ÷35% + Bột : 25 ÷ 35% + Vỏ : 15 ÷18% GVHD: Phan Bích Ngọc - Ngơ : Độ mịn bột ngô sau nghiền cao tốt  Nấu nguyên liệu, houblon hoá, lọc dịch đường : - Kiểm tra nhiệt độ nấu, tốc độ nâng nhiệt giữ nhiệt nhiệt kế - Kiểm tra mức độ đường hoá: dùng dung dịch iod để kiểm tra khối dịch đường hoá hết chưa - Kiểm tra nồng độ dịch đường chảy vào nồi houblon sau lọc - Kiểm tra độ dịch lọc - Kiểm tra trình rửa bã: kiểm tra nồng độ chất tan nước rửa bã để kết thúc trình lọc Khi nồng độ chất tan có nước rửa bã nhỏ 1% trình rửa bã kết thúc  Lắng làm lạnh : - Kiểm tra mức độ suốt dịch đường thiết bị Whirlpool ống thuỷ thiết bị để điều chỉnh thời gian giữ dung dịch thiết bị - Kiểm tra nhiệt độ dịch đường sau làm lạnh nhiệt kế Nhiệt độ dịch lên men sau làm lạnh phải đạt 90C - Kiểm tra độ nồng độ dịch lên men 11.2.2 Kiểm tra công đoạn lên men :  Kiểm tra q trình ni cấy men sản xuất : - Cứ phải kiểm tra sinh trưởng, phát triển tế bào nấm men cách đo độ giảm chất chiết dịch nuôi cấy Quan sát kính hiển vi xem có men dại vi khuẩn lạ dịch men giống không - Kiểm tra nhiệt độ phịng ni cấy men sản xuất - Kiểm tra nhiệt độ môi trường nuôi cấy nhiệt kế thiết bị nhân giống  Kiểm tra trình lên men chính: Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang 103 GVHD: Phan Bích Ngọc - Kiểm tra nhiệt độ dịch lên men, nhiệt độ đạt 9oC - Kiểm tra tốc độ giảm độ chiết qua thời kỳ lên men - Kiểm tra nhiễm khuẩn, xác định giá trị pH dịch lên men - Kiểm tra áp suất dư thiết bị lên men - Kiểm tra nồng độ CO2 độ lên men biểu kiến bia trước lọc ổn định - Kiểm tra mức độ kết lắng huyền phù  Kiểm tra trình lên men phụ tàng trữ bia: - Kiểm tra nhiệt độ phòng lên men phụ, nhiệt độ 1÷2oC - Kiểm tra nhiệt độ dịch lên men - Kiểm tra áp suất dư thùng lên men phụ áp kế gắn thiết bị - Kiểm tra nồng độ CO2 độ lên men biều kiến bia trước lọc ổn định Hàm lượng CO2 > 0,3% - Kiểm tra mùi vị, độ bia trước lọc 11.2.3 Kiểm tra công đoạn thành phẩm : - Kiểm tra chế độ nhiệt độ máy trùng - Kiểm tra mức độ rót đầy bia chai - Kiểm tra thời gian trùng 11.3 Kiểm tra sản phẩm : Để kiểm tra, người ta lấy 0,5% lượng bia thành phẩm vị trí khác lô bia để kiểm tra, xác định tiêu Các chai đưa kiểm tra phải không hở nắp, nứt vỏ, xì 11.3.1 Các tiêu cảm quan : - Độ trong: bia bơm từ thiết bị ổn định bia qua tank chứa máy chiết ta phải tiến hành kiểm tra độ bia, có kết tủa, lắng cặn hay khơng Bia chai thành phẩm kiểm tra cách quan sát đáy chai, bia phải suốt, khơng có cặn đáy chai, cặn lơ lửng hạt nhỏ Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang 104 GVHD: Phan Bích Ngọc - Độ bọt: độ bọt bia đánh giá rót bia vào cốc thuỷ tinh quan sát chiều dày lớp bọt, độ mịn, độ trắng bọt, thời gian bọt tồn Bia chất lượng tốt phải có nhiều bọt, bọt trắng mịn, lâu tan - Mùi: đưa nhẹ cốc từ xa vào mũi ngửi Bia phải có mùi thơm đặc trưng hoa houblon, malt khơng có mùi men chua - Vị: vị bia phải thơm ngon Có vị đắng nhẹ hoa houblon, nhẹ Bia không đắng, hay chua, lạt 11.3.2 Các tiêu hoá lý : - Xác định tỷ trọng bia tỷ trọng kế : Tỷ trọng bia từ 1,005 ÷ 1,02 - Màu sắc bia màu vàng rơm Độ màu bia từ 0,5 ÷ 0,65 ml - Độ pH bia : 4,1 ÷ 4,8 11.3.3 Các tiêu hoá học :  Xác định nồngđộ rượu chất hoà tan ban đầu: Nguyên tắc: chưng cất bia, xác định tỷ trọng 20oC/20oC dịch chưng cất Xác định tỷ trọng 20oC/20oC phần dịch chưng cất cịn lại sau cân hồn lại trọng lượng ban đầu Xác định tỷ trọng bia lọc 20oC/20oC sử dụng cơng thức tính tốn [7, tr 112]  Xác định độ màu: - Sử dụng phương pháp chuẩn độ iốt: độ màu bia tính số ml dung dịch I2 0,1 N thêm vào 100 ml nước cất để tạo thành dung dịch có màu tương đương với màu bia - Theo quy chuẩn cho phép, độ màu bia tương ứng: 0,6 ÷1,0 ml I2 0,1N  Xác định độ đắng: Nguyên tắc: chất đắng bia chiết bị axit hoá isooctan Sau ly tâm, độ hấp thụ lớp iso-octan đo bước sóng 275mm, so với mẫu iso-octan tinh khiết [7, tr 118] - Độ đắng: 17,5÷21,5 BU Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang 105 GVHD: Phan Bích Ngọc  Xác định độ chua : - Độ chua xác định phương pháp chuẩn độ -Độ chua: 1,3 ÷ 1,6 (ml NaOH 0,1N/10 ml bia)  Xác định hàm lượng diaxetyl: Xác định chất vicinaldiaxeton bia máy đo quang phổ đo bước sóng cực tím Ngun tắc: tách chất dixeton từ bia cách chưng cất Cho phản ứng phần chưng cất với dung dịch O-fenilendiamin chất dẫn xuất quinoxalin Axit hoá đo quang phổ chất thu từ phản ứng Tính nồng độ chất dixeton nhờ hệ số xác định qua chất chuẩn [7, tr 122] - Tiêu chuẩn cho phép < 0,1 mg/l  Xác định hàm lượng CO2 có bia : Sử dụng phương pháp áp lực [7, tr 125] Nguyên tắc: đo áp suất khí cổ chai bia, kết đo thể áp kế Tại nhiệt độ xác định, áp suất tỷ lệ với nồng độ CO2 có bia - Hàm lượng CO2: 4,5 ÷ 5,0 g/l Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang 106 GVHD: Phan Bích Ngọc KẾT LUẬN Nước ta đà phát triển, nhu cầu sử dụng bia ngày tăng số lượng lẫn chất lượng Do đó, việc xây dựng thêm nhà máy bia vấn đề thiết thực có khả mang lại nguồn thu lớn cho ngân sách nhà nước nguồn thu nhập ổn định cho người lao động Sau tháng nghiên cứu tài liệu, học hỏi, cố gắng với giúp đỡ tận tình giáo hướng dẫn, tơi hồn thành tập đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế nhà máy bia lên men phương pháp cổ điển suất 20 triệu lít/năm” Đây phương pháp lên men mà tn thủ quy trình cơng nghệ ngun tắc vệ sinh thu sản phẩm có chất lượng cao, hiệu kinh tế lớn Tập đồ án đưa vấn đề sau: - Tính thiết thực việc xây dựng nhà máy bia theo phương pháp lên men cổ điển với suất 20 triệu lít/năm - Quy trình cơng nghệ sản xuất phù hợp với thực tế - Hệ thống thiết bị phù hợp với dây chuyền công nghệ - Một số nguyên tắc an toàn sản xuất Qua rút ưu điểm nhà máy sau: - Chất lượng sản phẩm cao - Đạt yêu cầu tính kỹ thuật kinh tế Trong q trình thiết kế, nắm bắt kiến thức công nghệ sản xuất bia mà đặc biệt bia lên men phương pháp cổ điển, đồng thời tìm hiểu vấn đề việc xây dựng nhà máy thực phẩm nói Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang 107 GVHD: Phan Bích Ngọc chung Nhưng thời gian có hạn, với hạn chế chuyên môn kinh nghiệm thực tế thân nên khơng thể tránh khỏi sai sót Rất mong đóng góp ý kiến thầy giáo bạn / Sinh viên Lê Thị Thảo Vi TÀI LIỆU THAM KHẢO Gs, Ts Nguyễn Bin tập thể tác giả (1999) Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập II – NXB KH&KT Đoàn Dụ, Mai Văn Lề, Bùi Đức Hưng (1983) Công nghệ máy chế biến lương thực, NXB KH&KT Đỗ Văn Đài tập thể tác giả (1992) Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hoá chất tập I, NXB KH&KT Đỗ Văn Đài tập thể tác giả (1978) Cơ sở trình thiết bị cơng nghệ hố học tập I NXB ĐH&THCN Đỗ Văn Đài tập thể tác giả (1978) Cơ sở trình thiết bị cơng nghệ hố học tập II NXB ĐH&THCN PGS, TS Hồng Đình Hồ (2000) Cơng nghệ sản xuất malt bia, NXB KH&KT PGS, TS Lê Thanh Mai tập thể tác giả (2005) Các phương pháp phân tích ngành cơng nghệ lên men, NXBKH&KT Phan Bích Ngọc (1991) Công nghệ lên men, NXB Đà Nẵng Trần Văn Phú, Lê Nguyên Đương (1991) Kỹ thuật sấy nông sản, NXB KH&KT 10 Phan Sâm (1985) Sổ tay kỹ thuật nồi hơi, NXB Hà Nội 11 Nguyễn Văn Sum (1996) Sổ tay kỹ thuật điện chiếu sáng, NXB KH&KT 12 Hồ Sưởng (1992) Công nghệ sản xuất bia, NXB KH&KT Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp Trang 108 GVHD: Phan Bích Ngọc 13 Bùi ái, Anh Thọ (1995) Kỹ thuật sản xuất bia, trung tâm phát triển kỹ thuật công nghệ thực phẩm FOODTECH 14 ThS Trần Thế Truyền (1999) Cơ sở thiết kế nhà máy hoá, NXB Đà Nẵng 15 ThS Trần Thế Truyền (1999) Kiến trúc công nghiệp, NXB Đà Nẵng 16 PGS, TS Trần Minh Vượng (1999) Máy phục vụ chăn nuôi, NXB Giáo Dục 17 Ц.P.3aйчиk (1977) OБOPYДOBAHИE ПPEДПPИЯTИЙ BИHOДE- ΛЬЧECKOЙ ПPOMЬIШΛEHHOCTИ, MOCKBA Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B ... dịch lên men men giống khiết xử lý hoạt hố lên men CO2 sữa men lên men phụ tàng trữ bia non men giống lọc bia cặn xử lý nạp bình ổn định bia chiết rót trùng thành phẩm Thiết kế nhà máy bia SVTH:... 3.2.3.2 Phương pháp nấu: Có ba phương pháp nấu bia phương pháp ngâm, phương pháp đun sôi phương pháp kết hợp đun sôi với ngâm Thiết kế nhà máy bia SVTH: Lê Thị Thảo Vi - Lớp 02H2B Đồ án tốt nghiệp... sôi Dịch đường sau houblon hố 1000C (lít) Dịch lên men (lít) Bia sau lên men (lít) Bia sau lên men phụ (lít) Lượng bia sau lọc (lít) Lượng bia thành phẩm (lít) Lượng bã nguyên liệu (kg) Lượng