Hiện nay trên lãnh thổ Việt Nam có rất nhiều nhà máy bia sản xuất với số lượng lớn như: bia Sài Gòn, bia Hà Nội, Huda Huế, Halida Thanh Hóa ... tuy nhiên số nhà máy chế biến malt lại rất ít chưa đáp ứng được nhu cầu nhập nguyên liệu của các công ty bia. Do vậy việc xây dựng nhà máy chế biến malt là 1 nhu cầu cần thiết. Vì vậy, tôi được giao đề tài tốt nghiệp là: thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng với năng suất 25.000 tấn đại mạch trên năm.
Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng MỞ ĐẦU Bia là sản phẩm đồ uống lên men có độ cồn thấp được ưa chuộng nhất thế giới Nó được đời từ hàng ngàn năm trước công nguyên và phát triển tới tận ngày với sản lượng hàng trăm tỷ lít mỗi năm Cho dù công nghệ sản xuất bia có liên tục đổi mới và cải tiến từ xưa tới malt vẫn là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia, nó là bán thành phẩm rất giàu chất dinh dưỡng, malt chứa 16 18% các chất thấp phân tử dễ hoà tan, chủ yếu là đường đơn giản, dextrin bậc thấp, các axit amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt có hệ enzim phong phú, chủ yếu là prôteaza và amylaza Hiện lãnh thổ Việt Nam có rất nhiều nhà máy bia sản xuất với số lượng lớn như: bia Sài Gòn, bia Hà Nội, Huda Huế, Halida Thanh Hóa nhiên số nhà máy chế biến malt lại rất ít chưa đáp ứng được nhu cầu nhập nguyên liệu các công ty bia Do vậy việc xây dựng nhà máy chế biến malt là nhu cầu cần thiết Vì vậy, được giao đề tài tốt nghiệp là: thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng với suất 25.000 tấn đại mạch/năm GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng CHƯƠNG : LẬP LUẬN KINH TẾ 1.1 Sự cần thiết việc đầu tư Hiện nhà máy bia có khắp các nơi cả nước và ngày càng mở rộng và tăng suất thị trường tăng mạnh Mà nguồn nguyên liệu chính ngành công nghiệp này là malt Nhưng hiện nay, với điều kiện khí hậu nước ta không thích hợp với việc trồng đại mạch, mà nguồn đại mạch chủ yếu được trồng các nước Tây Âu Do vậy nguồn nguyên liệu malt cho các nhà máy bia chủ yếu là phải nhập từ nước ngoài về với giá cao Để giảm bớt chi phí cho các nhà máy bia việc xây dựng các nhà máy sản xuất malt là rất thiết thực Ngoài ra, việc xây dựng nhà máy sản xuất malt còn mang lại nhiều ý nghĩa kinh tế như: - Tăng ngân sách cho nhà nước - Giải quyết việc làm cho người lao động, giảm thiểu tệ nạn xã hội Với việc khảo sát nghiên cứu khả cung cấp nguyên liệu đại mạch và đầu malt thành phẩm, cùng với tính đến các yếu tố ảnh hưởng đến việc lắp đặt thi công, sự hoạt động nhà máy với khả thu hồi vốn, lãi, tính đến nguồn công nhân kĩ thuật…Tôi quyết định chọn vị trí đặt nhà máy tại khu công nghiệp Hoà Khánh, Đà Nẵng 1.2 Cở sở thiết kế 1.2.1 Đặc điểm tự nhiên Đà Nẵng là trung tâm miền Trung với hướng gió chủ đạo là Đơng Nam, tớc đợ gió trung bình là - 4m/s, nhiệt độ tháng nóng nhất năm là 37 oC, độ ẩm tương đối là 77% 1.2.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu Nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy là đại mạch nhập từ các nước trồng nhiều lúa mạch là Nga (22,6 triệu tấn năm 2003), Ucraina (8,7 triệu tấn), Canada (12,3 triệu tấn), Đức (13 triệu tấn), Pháp (10 triệu tấn) [11] 1.2.3 Nguồn điện Nhà máy sử dụng điện để vận hành các thiết bị công nghệ, dùng cho thiết bị văn phòng, các thiết bị chiếu sáng… GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng Nguồn điện cung cấp cho nhà máy lấy từ lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp khu vực (từ 500KW còn 220/380V) Ngoài ra, để đảm bảo cho nhà máy hoạt động liên tục và chủ động, nhà máy lắp đặt thêm một máy phát điện dự phòng 1.2.4 Nguồn cung cấp nhiên liệu Nhà máy nhập nhiên liệu cần cho sản xuất tại các công ty xăng dầu gần đó Nguồn nhiên liệu cần cho nhà máy như: dầu DO, FO, xăng, nhớt, để cung cấp cho lò hơi, vận hành ôtô… 1.2.5 Nguồn cung cấp nước Vì là nhà máy thực phẩm, nên nhà máy sản xuất malt có nhu cầu về nước sản xuất, sinh hoạt, cung cấp cho lò là rất cần thiết Nước cung cấp qua hệ thống nước công cộng được xử lý theo tiêu chuẩn nhà máy trước đưa vào sử dụng 1.2.6 Nguồn cung cấp Trong nhà máy, được sử dụng để sấy malt và hệ thống các thiết bị lò riêng nhà máy cung cấp Nhiên liệu dùng cho lò là dầu FO 1.2.7 Thoát nước Nhà máy đặt gần biển nên rất thuận lợi cho việc cung cấp nước và thoát nước Hệ thống thoát nước nhà máy phải đảm bảo thoát nước tốt, không ứ đọng để khơng ảnh hưởng đến cơng trình Nhờ điều kiện mà vấn đề ô nhiễm môi trường phần nào được khắc phục và không đáng ngại Toàn bộ nước thải nhà máy được qua hệ thống xử lý nước thải rồi thoát xuống biển 1.2.8 Nguồn nhân lực Nhà máy tổ chức tuyển nhân viên, cán bộ kĩ thuật từ các trường đại học đại học bách khoa, đại học kinh tế và công nhân các tỉnh lân cận Nhưng tập trung chủ yếu là nguồn nhân lực tại chỗ, và các tỉnh lân cận Đây chính là nguồn nhân lực chủ yếu góp phần nâng cao suất đem lại hiệu quả kinh tế cao cho nhà máy 1.2.9 Tiêu thụ sản phẩm GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng Sản phẩm cung cấp cho các nhà máy bia đất nước Việt Nam các nhà máy bia Foxter, VBL Quảng Nam, Huda Huế và cung cấp cho các công ty nước ngoài theo đơn đặt hàng 1.2.10 Giao thông vận tải Đà Nẵng nằm tại trung tâm miền Trung có đường quốc lộ 1A qua, thuận tiện cho ôtô, tàu hoả và còn có nhiều bến cảng thuận lợi cho đường thuỷ Hơn nữa, Đà Nẵng có "dải hành lang" ven biển với cùng với hệ thống đường bộ: quốc lộ 1A, đường sắt liên kết chạy từ Bắc vào Nam, đồng thời còn có sân bay quốc tế thuận tiện cho việc quan hệ hợp tác nguồn nguyên liệu Điều này thuận lợi cho vận chuyển nguyên liệu đại mạch và sản phẩm malt đem bán Tổng hợp điều kiện trên, thấy việc xây dựng nhà máy sản xuất malt khu công nghiệp Hòa Khánh là hợp lý và kinh tế [7-Tr17] GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Malt thành phẩm 2.1.1 Khái niệm Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt ngũ cốc như: Đại mạch, tiểu mạch, ngô, thóc,… cho nảy mầm điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định điều kiện thích hợp Malt là một loại bán thành phẩm giàu chất dinh dưỡng, chứa 16-18% các chất thấp phân tử dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn giản, dextrin bậc thấp, các axit amin, chất khoáng, các vitamin và đặc biệt là hệ enzim phong phú, chủ yếu là proteaza và amylaza 2.1.2 Các chỉ tiêu chất lượng malt - Phải sạch, có mùi thơm đặc trưng malt, có vị ngọt, màu vàng sáng đều Không có mùi vị lạ, không mốc và không hôi khói Yêu cầu kích thước các hạt malt phải đều và đạt quy định Độ chiết malt 75 82 % Thời gian đường hóa từ 10 35 phút phụ thuộc vào loại malt - Thành phần hóa học malt phải đảm bảo theo yêu cầu.Trong malt phải chứa các hệ enzim thủy phân amylaza, proteaza, phitaza, xitaza [5-Tr65] 2.2 Nguyên liệu Cây đại mạch là thân thảo, họ lúa (Poaceae) Cây đẻ nhánh khoẻ, hạt có râu dài Có nhiều loại hình bơng: bơng hai hàng, bớn hàng, sáu hàng hạt Cây trồng lấy hạt làm thức ăn cho người, gia súc, sản xuất rượu bia Có nguồn gốc từ Iran, chịu rét khoẻ, được trồng nhiều vùng ôn đới [10] Có hai loại đại mạch, đại mạch hai hàng và đại mạch đa hàng Đại mạch hai hàng được dùng chủ yếu cho công nghiệp sản xuất bia Dấu hiệu đặc trưng chúng là hình dáng hạt rất cân đới GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng Hình 2.1 Đại mạch đa hàng hàng [12] 2.2.1 Cấu trúc hạt đại mạch Hình 2.2 Cấu trúc hạt đại mạch [4-Tr34] GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng 1- Lớp alơrông 7- Phôi lá 2- Nội nhũ 8- Phôi thân 3- Tế bào trống 9- Phôi rễ 4- Lớp biểu mô 10- Rễ 5- Ngù 11- Vỏ hạt 6- Mầm + Vỏ Hầu hết hạt các loại đại mạch được bao bọc bên ngoài một lớp vỏ trấu Đài hoa dưới hình thành nên vỏ trấu phía ngoài và kết thúc sợi râu, còn đài hoa phía hình thành nên vỏ trấu phía hạt Đài hoa là công cụ để bảo vệ các quan bên hạt quá trình hình thành và chuyển hóa nó Thành phần hóa học vỏ trấu chủ yếu là cellulose kết chặt lại nhờ chất khoáng và lignin Dưới lớp vỏ trấu là lớp vỏ quả được cấu tạo từ ba lớp tế bào Cứ mợt lớp xếp ngang tiếp đến là một lớp xếp dọc Với cấu tạo vậy lớp vỏ quả rất dai và bền vững Dưới lớp vỏ quả là lớp vỏ hạt bao gồm hai lớp tế bào Tế bào lớp ngoài có thành rất dày, lớp trong śt Lớp vỏ hạt có vai trò một màng bán thấm: chỉ cho nước thấm vào bên hạt đồng thời giữ các chất hòa tan hạt không cho thấm ngoài Lớp vỏ quả và vỏ hạt liên kết chặt chẽ nhiều so với liên kết chúng và lớp vỏ trấu Trọng lượng vỏ chiếm từ 10,5 - 13% trọng lượng hạt, không có giá trị dinh dưỡng [3–Tr9] + Nội nhũ Nội nhũ là phần lớn nhất đồng thời là phần giá trị nhất hạt Ngoài cùng nội nhũ, tiếp giáp với vỏ hạt là lớp alơron Lớp alơron rất giàu protein, chất béo, đường, cellulose, pentosan, vitamine và chất tro GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng Dưới lớp alơron mới đến phần nội nhũ hạt Cấu trúc nội nhũ gồm các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một ít protein, cenllulose, chất béo, tro và đường Nội nhũ chiếm phần lớn trọng lượng hạt, hầu hết chất dinh dưỡng tập trung tại [3–Tr10] + Phôi Phôi là phần sống hạt Trọng lượng phôi chỉ chiếm khoảng 2,5 - 5% so với trọng lượng hạt Phôi có vai trò quan trọng công nghiệp sản xuất malt Quá trình chế biến hạt đại mạch để trở thành malt được dựa vào nền tảng sự nảy mầm hạt Giai đoạn này chủ yếu xảy sự hoạt hóa và tích lũy hoạt lực enzyme hạt Phôi nằm dưới, gần đế hạt bao gồm phôi lá, phôi rễ và là phôi thân Tiếp giáp phôi và nội nhũ là gù Gù là màng bán thấm, nó chỉ cho phép các chất hoà tan từ nội nhũ thấm qua để chuyển về phôi và nước từ phôi vào nội nhũ Phôi chiếm tỷ lệ không đáng kể so với trọng lượng hạt Trong quá trình chế biến, các thành phần phôi hoà tan rất ít vào dịch đường Trong công nghệ sản xuất bia, giá trị dinh dưỡng phôi hầu không đáng kể, mà vai trò to lớn nó là chỗ: là trạm hoạt hoá và là nhà máy sản xuất enzyme, nếu thiếu nó sở lí thuyết quá trình sản xuất malt coi sụp đổ [3–Tr11] 2.2.2 Thành phần hóa học đại mạch Gồm thành phần chính sau: 2.2.2.1 Nước Thủy phần hạt có ảnh hưởng lớn đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt Hàm ẩm cao kích thích quá trình hơ hấp và tự bớc nóng hạt Hai quá trình này là nhân tố quan trọng nhất làm hao tổn chất khô Thủy phần cao quá mức cho phép tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, tăng chi phí vận tải Hàm ẩm tối đa cho phép đưa vào bảo quản là 13% [3–Tr12] GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng 2.2.2.2 Gluxit Gluxit chiếm tỉ trọng lớn hạt đại mạch và bao gồm các nhóm sau: + Tinh bột Tinh bột là cấu tử chiếm vị trí số một về khối lượng về ý nghĩa đối với công nghệ sản xuất bia Hơn một nửa khối lượng chất khô đại mạch là tinh bột Tinh bột được phân bố chủ yếu nội nhũ và một phần rất ít phôi Chúng tồn tại dưới dạng khối lập thể có kích thước bé, ta quen gọi là "hạt tinh bợt" Trong cơng nghệ sản x́t malt tinh bột có chức là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi + Xelluloza Xenlluloza hạt đại mạch được phân bố chủ yếu lớp vỏ trấu và chiếm khoản 20% chất khô vỏ Xelluloza không tan nước, hầu không thay đổi về thành phần và cấu trúc tiến trình cơng nghệ sản x́t malt và bia + Hemixelluloza Là thành phần chủ yếu cấu tạo nên thành tế bào Hemixelluloza là một phức hệ bao gồm pentozan, hexozan và axit uronic + Các hợp chất pectin chất dạng keo Các chất này có bản chất là hidratcacbon, bị thuỷ phân cho sản phẩm là các đường đơn galactoza và xitoza Các hợp chất pectin phân bố thành tế bào để tạo màng trung gian Trong hợp chất pectin chiếm nhiều nhất về khối lượng phải kể đến protopectin Sự tồn tại các hợp chất pectin và các chất dạng keo dịch đường mang tính chất hai mặt Mặt tiêu cực là làm cho dịch có độ nhớt cao, khó lọc Còn mặt tích cực là tạo cho bia có vị đậm đà, tăng khả tạo và giữ bọt sản phẩm + Saccharid thấp phân tử Saccharid hạt đại mạch chủ yếu là một số đường đơn và đường kép, cấu tử chiếm nhiều nhất nhóm này là saccharoza, đạt tới 1,8% chất khô hạt, nó phân bố rất nhiều phôi, chiếm đến 5,5% trọng lượng phôi Có vai trò quan trọng phát triển phôi [3–Tr12,13,14,15] GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng 2.2.2.3 Các hợp chất chứa nitơ Hàm lượng các chất chứa nitơ đại mạch khoảng 9-11% so với lượng chất khô hạt Phần lớn các hợp chất này tồn tại dưới dạng cao phân tử gọi là prtotit, còn một phần nhỏ tồn tại dạng thấp phân tử dễ hoà tan, có tính chất khác với nhóm cao phân tử và được gọi là các hợp chất nitơ phi protit Các hợp chất này quyết định chất lượng sản phẩm cuối cùng Khu vực phân bố protit hạt là lớp alơron và phôi, một phần rất nhỏ lớp tế bào quanh nội nhũ Protit đại mạch được chia thành hai nhóm: + Protit đơn giản hay protein + Protit phức tạp hay proteid + Các hợp chất chứa nitơ phi protit Đại diện tiêu biểu nhóm này là albumoza, pepton, peptid và axit amin 2.2.2.4 Polyphenol chất đắng Polyphenol hạt tập trung chủ yếu lớp vỏ Phần lớn hợp chất hoà tan được và tồn tại bia đều là dẫn xuất catechin, chúng thuộc nhóm flavonid Chất chát và chất đắng có đại mạch thuộc nhóm lipoit, chúng gây vị đắng khó chịu cho bia 2.2.2.5 Fitin Fitin là muối đồng thời canxi và magiê với axit inozit-phosphoric C6H6O6(H2PO3)6, chúng tập trung chủ yếu vỏ và chiếm đến 0,9% chất khô vỏ Khi bị thủy phân tạo thành inozit và axit phosphoric 2.2.2.6 Vitamin Đại mạch chứa các loại vitamin B1, B2, B6, C, PP2, tiền vitamin A, E, axit pantotenic, biotin, axit polievic và nhiều dẫn xuất vitamin khác Tuy hàm lượng ít nó đóng vai trò quan trọng công nghệ sản x́t malt, chúng là nhân tớ điều hòa sinh trưởng mầm 2.2.2.7 Chất khoáng Trong đại mạch bao gồm các chất khoáng sau: SiO2, MgO, CaO, Na2O, SO3, Fe2O3 Các chất khoáng đại mạch đóng vai trò quan trọng quá trình sản GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 10 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng T1= t1 t2 85 40 = = 62,5oC 2 + To = 21oC: Nhiệt độ ban đầu nguyên liệu Q2 = 4.794,46 2,63 (62,5-21) = 523.291,34 (KJ/h) - Nhiệt lượng tổn thất trình sấy Nhiệt lượng tổn thất quá trình sấy chủ ́u tởn thất mơi trường xung quanh, đun nóng thiết bị sấy và các tổn thất khác Qua nghiên cứu, nếu thiết bị sấy không có bao lớp cách nhiệt bên ngoài có thể lấy từ 12% lượng nhiệt dùng để sấy theo lý thút nhiệt lượng tởn thất được tính: QTT = (0,08 0,12) Q1 (kJ/h) Chọn 10% QTT = 0,1 6.775.420,7 = 677.542,07 (kJ/h) - Nhiệt lượng calorife cần cung cấp cho trình sấy Qcal = Q1 + Q2 + QTT = 6.775.420,7 + 523.291,34 + 677.542,07 = 7.976.254,11 (kJ/h) 7.1.1.4 Tính cho phân xưởng sấy Nhiệt cần cung cấp cho calorife 1h là Qcal=7.976.254,11 kJ/h Nhiệt lượng thực tế cần cung cấp cho calorife giờ: Qtt= Qcal η là hiệu suất trao đổi nhiệt, chọn η= 0,85 Vậy Qtt= 7.914.467,9 9.383.828,37 kJ/h 0,85 Lượng nước cần dung một giờ: D= Qtt r r : ẩn nhiệt hóa nước, r= 2260 kJ/kg D= 9.383.828,37 4.152,14 kg/4 2260 GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 70 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng Hơi chi phí cho các quá trình khác chiếm 5% so với lượng dùng để sấy: Vậy tổng lượng cần dùng: 4.152,14 + 0,05 x 4.152,14 = 4.359,75 kg hơi/h Chọn lò LD 2,5/10W [14] Sản lượng hơi: 2500 kg/h Áp suất làm việc : 10 at Số lượng : cái Hinh 7.2 Lò [14] 7.2 Tính nước 7.2.1 Nước dùng cho sản xuất - Nước dùng cho quá trình rửa, ngâm đại mạch theo bảng 4.4: 619,35 m3/ngày - Nước dùng cho việc rửa và vệ sinh thiết bị rửa, ngâm và ươm mầm: 30 m 3/ngày - Nước dùng cho lò hơi: - Nước dùng cho lò là nước đã qua xử lý làm mềm nước Lượng nước cần dùng một giờ là 4.359,75 (kg/giờ) - Thể tích nước cần dùng mợt giờ: V = D × v - Với v là thể tích riêng nước nhiệt đợ 120oC v = 1069,1 × 10-6 (m3/kg) [8-Tr12] D là tổng lượng nước cần dùng - Vậy lượng nước cần cung cấp cho lò là: GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 71 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng V = 4.359,75 × 1069,1 × 10-6 = 4,66 (m3/giờ) = 111,84 (m3/ngày) 7.2.2 Nước dùng cho sinh hoạt - Nước dùng cho nhà ăn: Lượng nước tiêu hao trung bình cho mợt người 30 lít/ngày Lượng nước cần dùng một ngày cho cán bộ công nhân viên nhà máy : G1 = 30 × 136 = 4080 lít = 4,08 m3 - Lượng nước dùng cho nhà tắm và nhà vệ sinh: Lượng nước tiêu hao trung bình cho mợt người 50 lít/ngày Tính cho 60% nhân viên một ca đông nhất vậy lượng nước cần dùng một ngày là: G2 = × 84 × 50 × 0,6 = 7560 lít = 7,56 m3 - Lượng nước tiêu hao cho các mục đích khác [7-Tr37] + Lượng nước cần dùng dể cứu hỏa: Dùng cột chữa cháy, vận tốc nước 2,5 lít/s.Tính chữa cháy giờ Lượng nước cần dùng L = 2,5 × × 3.600 = 27.000 (lít) = 27 (m3) + Lượng nước dùng tưới Chỉ tiêu nước để tưới là 5lít/1m2 xanh ngày Diện tích xanh nhà máy Fcx = 0,25 × Fxd = 0,25 × 8.238 = 2.059,5 m2 Lượng nước dùng tưới cây: × 2015,75 = 10,3 m3 + Lượng nước cần dùng để rửa xe Sử dụng 500 lít/xe ngày Số lượng xe nhà máy: chiếc Lượng nước cần dùng: G5 = × 500 = 2500 lít =2,5 m3 Tởng lượng nước cung cấp cho sinh hoạt một ngày: 4,08 + 7,56 + 10,3 + 27+ 2,5 = 51,44 (m3) 7.2.3 Tổng lượng nước dùng cho ngày G = 619,35 +111,84 +51,44 =782,83 m3 Ta xây dựng bể chứa nước dùng cho 1/2 ngày sản xuất: 12 6 6 GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 72 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng CHƯƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất và sản phẩm là vấn đề hàng đầu ngành công nghiệp thực phẩm Kiểm tra sản xuất nhằm bảo đảm thực hiện yêu cầu từng công đoạn dây chuyền công nghệ sản xuất Nhờ đó mà quá trình sản xuất nhà máy được ổn định, liên tục, đảm bảo nguyên liệu đạt yêu cầu về các chỉ tiêu theo tiêu chuẩn đặt trước đưa vào sản xuất và bán thành phẩm, sản phẩm có chất lượng đồng đều Đồng thời đề phòng phát hiện hư hỏng và sự cố kỹ thuật để có giải pháp khắc phục kịp thời sở đó ta có thể đánh giá được tình hình sản xuất nhà máy và đề kế hoạch hợp lý để nhà máy hoạt đợng được bình thường 8.1 Kiểm tra sản xuất 8.1.1 Kiểm tra nguyên liệu Khi thu nhận đại mạch ta phải kiểm tra các chỉ tiêu sau: + Trạng thái hạt: đại mạch phải và đồng đều, không có hạt + Màu sắc, mùi vị: màu vàng lúa đại mạch + Thành phần các hợp chất đại mạch: hàm lượng protein, độ axit, độ ẩm, + Tạp chất kim loại, đá sỏi + Sâu mọt, trùng - Qua quá trình kiểm tra nếu phát hiện có sự biến đổi khác thường so với chỉ tiêu chất lượng đặt ra, phải báo cho bộ phận có trách nhiệm để có biện pháp xử lý kịp thời và kiểm tra lại kho, xilô chứa 8.1.2 Kiểm tra độ trong, màu sắc chỉ tiêu vi sinh nước sau xử lý Nước phải đảm bảo suốt không có mùi vị lạ, không có vi sinh vật gây bệnh, Kiểm tra độ cứng, pH và độ oxy hóa nước Độ cứng cho phép dao động khoảng từ 5-6 mg đương lượng, pH nước 6,8-7,2, độ oxy hóa mg GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 73 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng 8.1.3 Kiểm tra công đoạn sản xuất 8.1.3.1 Kiểm tra công đoạn tách tạp chất Kiểm tra quá trình tách kim loại lô đại mạch Tiến hành kiểm tra thường xuyên từng mẻ để nguyên liệu được đồng đều 8.1.3.2 Kiểm tra công đoạn rửa ngâm đại mạch Kiểm tra nước rửa, nước ngâm Chất sát trùng Kiểm tra nhiệt độ nước và thời gian rửa ngâm Thời gian thổi khí và độ ẩm đại mạch khí ngâm 8.1.3.4 Kiểm tra cơng đoạn nẩy mầm Trong quá trình ươm mầm ta cần kiểm tra chế độ thông gió, thời gian ươm, nhiệt độ khối hạt, chu kỳ đảo hạt, độ ẩm malt tươi và kích thước mầm Quan sát lớp hạt có dấu hiệu nẩy mầm bất thường hay không 8.1.3.5 Kiểm tra công đoạn sấy malt Kiểm tra chế độ sấy malt phải theo yêu cầu công nghệ, nhiệt độ tác nhân sấy, nhiệt độ sản phẩm , thời gian sấy và độ ẩm malt khô 8.2 Kiểm tra chất lượng sản phẩm Để đánh giá chất lượng malt thành phẩm ta dựa vào dấu hiệu bên ngoài, các chỉ số học và thành phần hóa học chúng 8.2.1 Các dấu hiệu bên Dấu hiệu bên ngoài hay còn gọi là chỉ số cảm quan, nó bao gồm: -Màu sắc: màu sắc malt vàng là màu vàng sáng, còn malt đen là màu sẫm, vỏ các lơ malt chất lượng cao phải có ánh Hình dáng và kích thước các hạt phải tương ứng với hạt đại mạch ban đầu -Vị và mùi malt phải đặc trưng cho từng loại khác - Độ sạch malt là tỷ lệ các tạp chất, hạt vỡ, hạt gãy chứa đó Tỷ lệ cho phép là 0,5 % hạt gãy, vỡ và 1% là các tạp chất khác.[3-Tr211] GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 74 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng 8.2.2 Các chỉ số học Các chỉ số học malt bao gồm: + Khối lượng hectolit nằm giới hạn 45-60kg + Khối lượng tuyệt đối là khối lượng 1000 hạt không được lựa chọn Chỉ số này nằm khoảng 29-38 kg + Hình thái vết cắt malt: là mức đợ trắng đục trắng phần nội nhũ Đây là chỉ số quan trọng để xem xét tới mức độ nhuyễn, mức độ '' đồ hóa " nội nhũ thời gian ươm Đối với malt vàng số hạt trắng đục ít nhất là 94% còn malt đen là 96% + Độ xốp, tương ứng với giá trị nghịch đảo nó là độ cứng malt Đại lượng này cho biết mức độ nhuyễn malt chế độ sấy hay sai so với tiêu chuẩn Để đo độ cứng malt ta dùng dụng cụ đo Mubrimeter, đơn vị đo là g.cm/g Malt tốt chỉ số này dao động khoảng 55000 50000 g.cm / g Độ xốp malt phụ thuộc vào giống đại mạch [3-Tr211] 8.2.3 Các chỉ số hóa học Để đánh giá một cách đầy đủ và chính xác chất lượng malt, nhất thiết phải tiến hành phân tích các chỉ số hóa học, bao gồm: + Thủy phần malt có ý nghĩa đến độ bền và độ an toàn malt vận chuyển và bảo quản Nếu hàm ẩm cao hao phí vận chuyển lớn và xảy quá trình bất lợi cho việc bảo toàn chất lượng malt Hàm ẩm malt tối đa là 5% + Thời gian đường hóa là chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng malt Nó biểu thị thời gian đường hóa hoàn toàn cháo malt nhiệt độ 70 0C (không làm thay đổi màu dung dịch ioot) Thời gian 10-20 phút đối với malt vàng và 20-30 đối với malt đen + Hàm lượng chất chiết: là lượng hợp chất thấp phân tử đã chuyển vào nước sau quá trình đường hóa Hiệu suất chiết malt vàng chất lượng cao phải đạt ít nhất là 78% so với chất khô, còn malt đen 75% + Hiệu số hiệu suất chiết malt nghiền mịn và nghiền thô tính phần trăm, nó là chỉ số để đánh giá mức độ nhuyễn và độ " đồ hóa " malt giai đoạn ươm mầm GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 75 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng + Số Hactông là đại lượng mà qua đó ta biết được tình trạng " đờ hóa " malt và hoạt lực hệ enzim thủy phân proteaza, amylaza và amylaza Để xác định chỉ số này ta tiến hành đường hóa nhiệt độ 20 0C, 450C và 800C sau đó tính xác định hiệu suất chiết các mẫu so với tiêu chuẩn Tính giá trị các tỉ số Ht20 E 20 E E E ; Ht45 45 ; Ht60 60 ; Ht80 80 ; E tc E tc E tc E tc Nếu tớt chỉ số này là + Cường độ màu địch đường: biểu thị số mililít dung dịch iod 0,1N cần thiết để nhuộm 100ml nước đến màu, malt vàng chỉ số này dao động từ 0,160,3ml + Độ nhớt đông dịch đường 0,0015-0,0018Ns/m 2, đại lượng này phụ thuộc vào nồng độ và đặc điểm hợp phần chất chiết dịch đường + Hàm lượng đường maltoza là 59-65% + Độ chua tác dụng dịch đường dao đợng 5,5-6,5 Nếu pH càng thấp có lợi cho quá trình đường hóa + Đợ chua định phân dịch đường malt vàng dao động khoảng 1517ml NaOH 1N 100 g chất khô + Đạm hòa tan malt là chỉ số để đánh giá mức độ thủy phân protein Tỉ số lượng đạm hòa tan vào dung dịch đường và tổng lượng các chất nitơ gọi là chỉ số kolbach Malt tốt chỉ số này cao 741; còn malt chỉ sớ này nhỏ 35 Đạm khả kết là lượng chất chứa nitơ kết lắng sau giờ đun sôi dịch đường chỉ số này khoảng 13-18% Hiệu số đạm hòa tan và đạm khả kết gọi là đạm bền vững + Đạm focmol dịch đường chiếm từ 10-12% so với đạm tổng + Hoạt lực amylaza là chỉ số quan trọng dùng để đánh giá chất lượng malt Để xác định chỉ số này ta dùng phương pháp linner Wildish-kolbach + Hoạt lực diastaza malt vùng dao động khoảng 160-340 là malt có chất lượng tớt GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 76 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng + Hoạt lực catalaza đặc trưng cho mức độ sấy kiệt malt Qua đại lượng này ta xác định mức độ tạo thành melanoid malt dó Malt vàng giá trị này dao động từ 50-80 đơn vị Giá trị này càng cao lượng melanoid tạo thành càng ít [3-Tr212] GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 77 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng CHƯƠNG 9: VỆ SINH CÔNG NGHIỆP VÀ AN TỒN LAO ĐỘNG 9.1 An tồn lao động An toàn lao động nhà máy sản xuất đóng vai trò rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến tiến trình sản x́t, đến sức khỏe cơng nhân tình trạng máy móc Vì thế cần phải quan tâm mức, phổ biến rộng rãi cho người công nhân hiểu được tầm quan trọng nó và nhà máy nhất thiết phải đề nội quy, biện pháp để đề phòng 9.1.1 Những nguyên nhân gây tai nạn Những tai nạn xảy nhà máy thường các nguyên nhân sau: - Tổ chức lao động không an toàn - Các thiết bị bảo hộ không an toàn - Ý thức chấp hành kỷ luật cơng nhân chưa tớt - Trình đợ lành nghề và nắm vững kỷ luật công nhân chưa cao - Thao tác vận hành thiết bị chưa tốt không hợp lý 9.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn - Trong nhà máy phải có các biển báo về quy trình vận hành cho từng phân xưởng - Bớ trí lắp đặt thiết bị phù hợp với quy trình sản xuất, các thiết bị động, gàu tải, băng tải v.v phải có che chắn cẩn thận - Các thiết bị lò phải có đầy đủ các phương tiện an toàn van an toàn, đồng hồ đo áp lực và phải đặt xa nơi đông người - Các đường ống nhiệt phải cách nhiệt, có đồng hồ theo dõi áp lực phải kiểm tra lại các bộ phận máy trước vận hành xem có trục trặc, hư hỏng khơng, nếu có phải kịp thời sữa chữa - Kho xăng dầu, thành phẩm v.v phải có bình Cacbonic, cát, nước để phòng cháy chữa cháy Tuyệt đối nghiêm cấm người vô phận sự vào khu vực sản xuất - Kỷ luật nhà máy phải nghiêm ngặt, phải xử lý kịp thời các trường hợp vận hành không nguyên tắc, làm bừa, làm ẩu GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 78 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng 9.1.3 Những yêu cầu cụ thể a Chiếu sáng và đảm bảo ánh sáng làm việc Vấn đề chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu không lóa mắt công nhân, không lóa mắt phản xạ, không có bóng tối nơi cần thiết, phải đảm bảo độ rọi đồng đều đạt yêu cầu tiêu chuẩn độ rọi tối thiểu Bố trí các loại cửa hợp lý để tận dụng ánh sáng tự nhiên Khi chiếu sáng cần sử dụng màu sắc ánh sáng cho không gây ảnh hường đến sức khỏe công nhân, tạo cảm giác thỏa mái làm việc b An toàn về điện sản xuất Các phụ tải phải có dây nới đất, cầu chì tránh hiện tượng ngắn mạch cách điện cho các phần mang điện Sử dụng các bộ phận che chắn và bảo hiểm Trạm biến thế đặt xa nơi đông người Áp dụng các biện pháp kỷ thuật để giảm tối thiểu sự nguy hiểm trường hợp hở mạch điện c An toàn về máy móc thiết bị - Máy móc thiết bị phải sử dụng chức năng, công suất - Mỗi loại thiết bị phải có sổ theo dõi rõ ràng Sau mỗi ca làm việc phải có sụ bàn giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý - Có chế độ vệ sinh sát trùng, bôi trơn dầu mỡ cho thiết bị - Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc máy móc, thiết bị d An toàn về khí nén, thông gió Nhà sản xuất và làm việc phải được thông gió tốt Những phân xưởng có nhiều nóng lò cần bố trí thêm quạt máy để tạo điều kiện thỏa mái cho công nhân làm việc Đối với máy nén khí cần thiết phải có van an toàn e An toàn về chất sát trùng Nhà máy sử dụng chất sát trùng là formalin để sát trùng hạt trước ngâm, đó yêu cầu phải có bảo hộ lao động các dụng cụ khẩu trang, găng tay v.v hóa chất phải đặt nơi quy định, sử dụng phải tuân theo quy tắc đề phòng tránh gây độc hại, ăn mòn, hư hỏng thiết bị GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 79 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng 9.2 Phòng chống cháy nổ - chống sét 9.2.1 Phòng chống cháy nổ Sự cố cháy nổ gây thiệt hại nghiêm trọng về người, mà còn ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất nhà máy, đó vấn đề phòng chống cháy nổ là nhiêm vụ được đặt lên hàng đầu Đảm bảo tớt việc này quá trình sản xuất nhà máy mới liên tục + Những nguyên nhân gây cháy nổ: Do ý thức tổ chức kỷ luật lao động Do tiếp xúc với lửa, tác động tia lửa điện, cạn nước lò hơi, các ống bị co giãn gây nổ + Đề phòng chống cháy nổ cần tuân thủ theo các nguyên tắc sau: Đề nội quy phòng chống cháy nổ cho từng phân xưởng, bộ phận làm việc nhà máy Có kế hoạch theo dõi kiểm tra định kỳ các biện pháp an toàn Căn vào tính chất nguy hại về cháy nổ từng nơi mà bố trí các thiết bị chữa cháy cho phù hợp Những bộ phận dễ cháy nổ phải đặt cuối hướng gió, phải có phương tiện chữa cháy 9.2.2 Chống sét Để bảo vệ các cơng trình nhà máy phải bớ trí các cợt thu lơi theo quy định đới với mỡi cơng trình xây dựng 9.3 Vệ sinh công nghiệp Vệ sinh xí nghiệp đối với nhà máy thực phẩm nói chung và nhà máy sản xuất màu nói riêng là một vấn đề không thể thiếu được nhà máy Một nhà máy có chế độ vệ sinh tốt nó đảm bảo sản lượng chất lượng sản phẩm Nếu vệ sinh khơng tớt tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, gây hiện tượng nhiễm tạp làm hư hỏng bán thành phẩm, thành phẩm 9.3.1.Vệ sinh xí nghiệp - Cơng nhân phải mặc quần áo sạch GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 80 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng - Không ăn uống khu vực sản xuất - Thực hiện tốt chế độ khám sức khỏe cho công nhân theo định kỳ 9.3.2.Vệ sinh thiết bị - Các thiết bị thời gian ngừng hoạt động cần phải được vệ sinh sát trùng - Đối với các thiết bị ươm mầm sau khị giải phóng hết lượng đại mạch luống cần phải được vệ sinh sạch để chuẩn bị cho chu kỳ ươm mầm tiếp theo 9.3.3 Xử lý chất thải Trong quá trình sản xuất màu có nhiều phế phẩm hạt không đạt yêu cầu sản xuất, rễ malt là phế liệu gây nhiễm bẩn vậy sau mỡi mẽ sản xuất cần phải chứa nơi quy định và đưa ngoài phân xưởng để sử dụng cho các mục đích khác 9.3.4 Xử lý nước thải Xử lý nước thải: Nước thải từ nhà máy theo các cống rảnh được dẫn đến khu xử lý nước thải Tại đây, nước thải được bơm vào bể điều hòa lưu lượng và trung hòa nhằm ổn định thành phần nước thải và tạo pH thích hợp cho quá trình xử lý sinh học Sau đó được bơm qua thiết bị keo tụ và lắng nhằm chủ yếu loại bỏ tạp chất đất đá và các hợp chất vô cơ,…trước được bơm qua thiết bị tuyển nổi nhằm loại bỏ rác và các tạp chất nhẹ lơ lững khác 9.3.5 Xử lý nước sản xuất Nhà máy sử dụng phương pháp sau: GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 81 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng Quy trình xử lý nước Nước Bể gia vơi Bể lắng Phin lọc cát Bể chứa Phin lọc cát Xử lý Clo Phin than (khử mùi) ` Dùng cho sản xuất Nguyên tắc: CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O Các ion Ca2+ , Mg2+ nước tạo kết tủa CO2 + OH- HCO3HCO3- + OH- CO32- + H2O Ca2+ + CO32- CaCO3 Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2 Mg2+ + CO32- MgCO3 Khi cho phèn chua Al2(SO4)2.Fe2SO4.24H2O vào nước tạo thành các kết tủa Al (OH)3 và Fe(OH)2 Các kết tủa này kéo theo các chất lơ lững kết tủa theo GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 82 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng KẾT LUẬN Sau tháng làm đồ án với đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng suất 25.000 đại mạch/năm” Được sự hướng dẫn tận tình Phan Thị Bích Ngọc, cùng với sự cố gắng bản thân, đến đã hoàn thành xong nhiệm vụ được giao Trong quá trình thiết kế, đã vận dụng được kiến thức đã học trường và thực tế để áp dụng làm hoàn chỉnh nhiệm vụ thiết kế này Đồng thời nắm rõ về quy trình cơng nghệ sản xuất malt vàng cách bố trí thiết bị, tổ chức nhà máy thực phẩm Tuy đã có nhiều cớ gắng quá trình tìm hiểu và tra cứu tài liệu kiến thức bản thân còn hạn chế và kinh nghiệm thực tế chưa nhiều lên bản thiết kế không tránh khỏi sai sót Rất mong được sự góp ý các thầy cô và các bạn để bản thiết kế được hoàn chỉnh và ngày nào đó hy vọng bản thiết kế được áp dụng xây dựng thực tế Đà nẵng, ngày 19 tháng 05 năm 2010 Người thiết kế: Nguyễn Văn Định GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 83 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Bùi Ái (2005), Công nghệ lên men ứng dụng công nghệ thực phẩm, Nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh.2005 Đoàn Dụ(chủ biên), Bùi Đức Hợi, Mai Văn Lê, Nguyễn Như Thung (1983), Công nghệ máy chế biến lương thực, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nợi Hoàng Đình Hòa (2002), Cơng nghệ sản xuất Malt & Bia, Nhà xuất bản khoa học kĩ thuật Hà Nội Lê Thanh Mai (2009), Công nghệ sản xuất malt bia, Trường đại học bách khoa Hà Nội Phan Bích Ngọc (2005), Bài giảng công nghệ lên men, Trường đại học bách khoa Đà Nẵng Phan Bích Ngọc (2005), Công nghệ lên men, Nhà xuất bản Đà Nẵng- 1991 Trần Thế Truyền (2006), Cơ sở thiết kế nhà máy, Trường đại học bách khoa Đà Nẵng Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên (2003), Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất tâp I, Nhà x́t bản khoa học và kĩ thuật,Hà Nội Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khng, Phạm Xn Toản (2003), Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập II, Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật,Hà Nội Web Site: 10 http://dictionary.bachkhoatoanthu.gov.vn- Ngày truy cập: 10/3/2010 11 http://diendankienthuc.net- Ngày truy cập: 25/03/2010 12 http://muivi.com- Ngày truy cập: 09/03/2010 13 http://www.candientuvietnam.com- Ngày truy cập: 24/03/2010 14 http://www.noihoi-thietbiapluc.vn- Ngày truy cập: 09/5/2010 15 http://www.ritec-vn.com- Ngày truy cập: 18/5/2010 16 http://www.fusheng.com.vn- Ngày truy cập: 19/5/2010 GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 84 SVTH:Nguyễn Văn Định ... Kế hoạch sản xuất nhà máy: Nhà máy làm việc một năm 12 tháng, một ngày ca GVHD:Th.S Phan Thị Bích Ngọc 30 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng Bảng 4.3: Biểu đồ sản. .. Phan Thị Bích Ngọc 15 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng CHƯƠNG 3: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 3.1 Dây chuyền công nghệ sản xuất malt vàng Đại mạch (w 13%) Làm sạch Tạp chất... ∑chiều dài 48,77 SVTH:Nguyễn Văn Định Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng 5.2.5 Thiết bị đảo malt Chọn thiết bị đảo malt kiểu guồng 4 1,2 [3-Tr151] 5.2.6 Máy nén khí Do chu kì ngâm là 48h