GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU

http://www.ebook.edu.vn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -10- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Chương 3 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 3.1. Dây chuyền công nghệ sản xuất Nấu xirô nồng độ 65% Kiểm tra và dán nhãn Lọc Ngô Tách phôi Hồ hoá Đường Đường hoá Thơm hoá Đạm hoá Nghiền Lên men Malt Nghiền Đạm hoá và đường hoá Phối chế dịch lên Làm lạnh và lọc trong Thanh trùng và làm nguội Lọc và rửa bã Giống đã hoạt hoá Giống Ổn định Chiết rót Rửa Chai bẩn CO 2 Thanh trùng Thành phẩm 70% 30% http://www.ebook.edu.vn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -11- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT 3.2. Thuyết minh dây chuyền sản xuất 3.2.1. Làm sạch 3.2.1.1. Mục đích Loại bỏ những phần không có giá trị và có thể gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm cũng như công nghệ sản xuất ra khỏi nguyên liệu. 3.2.1.2. Tiến hành Malt và ngô theo các đường vận chuyển khác nhau, được đưa đến 2 sàng làm sạch riêng biệt. Ở đây, các tạp chất được tách hết khỏi nguyên liệu. Sau đó, malt đượ c vận chuyển đến máy nghiền, còn ngô thì được đưa sang nghiền sơ bộ và tách phôi. 3.2.1.3 . Tách phôi ngô [5, tr 102]  Mục đích: Phôi ngô là bộ phận dễ bị phá hại nhất của hạt ngô, được cắm sâu vào trong lõi ngô, có khả năng hút ẩm cao và đặc biệt hàm lượng béo rất cao. Cho nên phải tách phôi để tránh sự ảnh hưởng của chất béo đến hoạt động của nấm men. Nghiền sơ bộ hay còn gọ i là quá trình đập vụn nhằm mục đích phá vỡ hạt thành mảnh để tách phôi dễ dàng, đồng thời thu được tỉ lệ bột cao hơn.  Tiến hành: Phôi ngô sau khi ngâm trở nên đàn hồi, liên kết với nội nhũ yếu đi và khi nghiền trong điều kiện nhất định phôi sẽ tách rời với các mảnh nội nhũ và không bị vụn nát. Để nghiền sơ bộ, ta dùng máy nghiền búa có kích thướ c lỗ sàng lớn hơn máy dùng để nghiền ngô cấp cho nồi nấu. • Cấu tạo của máy nghiền búa gồm: 1- Phễu chứa nguyên liệu 2- Trục phân phối nguyên liệu 3- Máng trượt 4- Roto 5- Sàng 6- Không khí vào 7- Hạt vào bộ phận nghiền 8- Búa Hình 3.1. Nguyên lý vận hành máy nghiền búa [4, tr 160]. http://www.ebook.edu.vn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -12- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT 9- Bột nghiền ra 10- Sàng chống rung • Nguyên lý hoạt động của máy nghiền búa: Hạt ngô từ phễu chứa nguyên liệu số (1), được đưa vào khoang nghiền qua trục phân phối liệu số (2), máng trượt số (3) và cửa vào số (7). Tại đây dưới tác động của lực va đập giữa ngô hạt với các búa, sẽ làm cho ngô bị vỡ ra làm nhiều mảnh và lọt qua lỗ sàng có kích thước lớn, đặc biệ t là nó không làm nát vụn phôi. Sau đó, hỗn hợp gồm phôi và các mảnh ngô được đưa ra ngoài qua cửa tháo liệu và chuyển sang xiclon nước để tách phôi. Để tách phôi thường dùng xiclon nước dựa theo sự khác nhau về tỷ trọng giữa phôi và các mảnh nội nhũ. Biết rằng phôi chứa khoảng 50 ÷55% chất béo (tính theo phôi khô) nên tỷ trọng của phôi nhỏ hơn tỷ trọng các mảnh nội nhũ. 3.2.2. Nghiền nguyên liệu 3.2.2.1. Mục đích Nghiền theo các mức độ khác nhau tùy thuộc vào loại nguyên liệu sử dụng, nhưng mục đích chung của nghiền là phá vỡ cấu trúc hạt, tạo điều kiện thuận lợi để khi đường hóa thu được nhiều chất hòa tan nhất có lợi cho quá trình sản xuất và chất lượng thành phẩm. Hạn chế các chất không có lợi tan vào dịch đường và sử dụng tốt nhất các thành phần của nguyên liệu. 3.2.2.2. Nghiền malt Phần nộ i nhũ của malt là nguồn cung cấp cơ bản các chất hòa tan cho dịch đường. Còn vỏ trấu được sử dụng như một chất trợ lọc dịch đường và hạn chế các chất hòa tan của nó tan vào dịch đường (gây mùi vị không tốt), do đó chỉ nên nghiền dập không nên nghiền mịn, đảm bảo tách hết nội nhũ khỏi vỏ. Trước khi nghiền nên phun một ít nước vào malt. Khi nghiền cầ n giữ cho vỏ malt càng ít nát càng tốt. Vì vỏ malt nghiền càng mịn thì các chất không có lợi trong vỏ sẽ chuyển vào dịch đường càng nhiều và sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Mặt khác vỏ nghiền càng mịn thì quá trình lọc xảy ra chậm. Nhà máy sử dụng máy nghiền bốn trục một sàng. http://www.ebook.edu.vn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -13- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT  Nguyên lý cấu tạo của máy nghiền trục [3, tr 55]. • Cấu tạo: 1- Phễu cấp liệu 2- Trục rải liệu 3- Trục nghiền 4- Cửa tháo sản phẩm Hình 3.2. Cấu tạo máy nghiền trục. • Nguyên lý làm việc: Nguyên liệu từ phễu cấp liệu số (1) qua trục rải liệu số (2). Cơ cấu này cung cấp vật li ệu đều đặn cho trục nghiền và luôn hướng vật liệu đi vào khe hở giữa hai trục nghiền. Sau khi được nghiền đến kích thước theo yêu cầu, sản phẩm được tháo ra ngoài qua cửa số (4). 3.2.2.3. Nghiền ngô Ngô sau khi đã tách phôi, được chuyển đến máy nghiền búa để thực hiện quá trình nghiền mịn. Ngược lại với malt thì ngô có yêu cầu là nghiền càng mịn càng tốt, để chiết được nhiều nhất các chất hòa tan có trong hạ t ngô. Do đặc tính của nguyên liệu và yêu cầu của sản phẩm sau nghiền nên nhà máy sử dụng máy nghiền búa để nghiền ngô.  Cấu tạo của máy nghiền búa gồm [4-164]: 1- Phễu chứa nguyên liệu 2- Trục phân phối nguyên liệu 3- Máng trượt 4- Roto 5- Sàng 6- Không khí vào 7- Hạt vào bộ phận nghiền 8- Búa 9- Bột nghiền ra 10-Sàng chống rung Hình 3.3. Nguyên lý vận hành máy nghiền búa. http://www.ebook.edu.vn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -14- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT  Nguyên lý hoạt động: Ngô từ phễu chứa nguyên liệu (1) sẽ được trục phân phối nguyên liệu (2) điều chỉnh lượng nguyên liệu rơi lên máng trượt số (3) và đi qua cửa số (7) vào khoang nghiền bên trong. Tại đây, các búa (8) quay xung quanh trục roto số (4), tạo ra lực va đập giữa búa với nguyên liệu và giữa chính các hạt. Do vậy mà hạt bị đập nhỏ ra, ở đây có quạt thông gió thổi mạnh. Hạt đượ c nghiền mịn sao cho các hạt bột chui qua lỗ sàng của lưới sàng số (5) và đi ra ngoài qua cửa tháo liệu số (9). Ưu điểm: Năng suất đường hóa tăng, cặn tạo thành ít hơn. Nhược điểm: Khi nghiền bụi bay ra nhiều. 3.2.3. Nấu nguyên liệu Nấu là quá trình quan trọng nhất trong quá trình sản xuất dịch lên men. Mục đích của nấu là chuyển các chất từ trạng thái không tan sang trạng thái hòa tan nhờ tác động c ủa enzyme. Quá trình nấu gồm: Hồ hoá, đạm hoá, đường hoá và thơm hoá. http://www.ebook.edu.vn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -15- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT 3.2.3.1. Sơ đồ nấu Nồi thơm hoá Nồi đường hoá Nâng lên 80 0 C trong 20ph Nâng lên 63 0 C trong 10ph Nâng lên 78 0 C trong 5ph Giữ ở 52 0 C trong 20ph Giữ ở 75 0 C trong 40ph Nâng lên 80 0 C trong 20ph Giữ ở 52 0 C trong 20ph Nâng lên 90 0 C trong 40ph Nâng lên 130 0 C trong 20ph Hoà trộn 10ph Giữ 20 phút Hoà trộn 10ph Giữ 30ph Giữ 60ph Hoà trộn 10ph Giữ 20 phút Hoà trộn 10ph Giữ 30ph Hội cháo 10ph Bột malt Nước lạnh 30% 70% Nước nóng 62 0 C 50% 50% Bột ngô Bơm đi lọc Termamyl http://www.ebook.edu.vn N TT NGHIP -16- GVHD: ThS. Phan Th Bớch Ngc Thit k nh mỏy nc gii khỏt lờn men SVTH: Nguyn Th Sỏng_Lp 07H2LT 10 10 30 60 80 90 100 110 120 140 150 160 180 190 220 230 270 280 60 50 70 80 Nhióỷt õọỹ ( 0 C) 130 170 285 Thồỡi gian (phuùt) 3.2.3.2. Tin hnh Ni thm hoỏ: Cu to 1- Ca np liu 2- Thõn 3- ng dn hi t 4- ng xó nc ngng 5- Ca thỏo dch ng 6- Cỏnh khuy Hỡnh 3.4. Nguyờn lý hot ng ca ni thm húa. th nõng v gi nhit ca quỏ trỡnh nu Nu ni thm húa ------------- Nu ni ng húa http://www.ebook.edu.vn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -17- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT • Tiến hành: Trước hết là phải tiến hành vệ sinh nồi thơm hoá, rồi cho 50% bột ngô cùng với nước vào qua cửa nạp liệu số (1), nước nóng 62 0 C hoà trộn trong 10 phút. Tỷ lệ nước/bột ngô là 5lít/1kg bột ngô. Trong quá trình hoà trộn cánh khuấy (6) hoạt động liên tục, sau đó nâng nhiệt độ khối dịch lên 80 0 C trong 20 phút nhờ hơi cấp qua ống dẫn hơi đốt (3) và giữ ở nhiệt độ này trong 20 phút để quá trình hồ hoá và dịch hoá tinh bột xảy ra. Tiếp đó, hoà tiếp nước lạnh với bột malt cho vào các nồi với tỉ lệ như sau: Tỉ lệ nước/ bột malt = 4 lít nước/1kg bột malt, 30% bột malt vào nồi thơm hóa. Tiến hành hoà trộn trong 10 phút để đạt nhiệt độ 52 0 C và giữ ở nhiệt độ này trong 20 phút để thực hiện quá trình đạm hoá. Tiếp theo nâng nhiệt độ của dịch lên 90 0 C trong thời gian 40 phút, bổ sung 0,05 % Termamyl và giữ ở nhiệt độ này trong 30 phút để thực hiện quá trình đường hoá. Sau đó, tiếp tục nâng nhiệt độ lên 130 0 C trong 20 phút và giữ ở nhiệt độ này trong 60 phút để tiến hành thơm hoá rồi đưa đi hội cháo qua cửa số (5). Hơi sau khi cấp nhiệt ngưng tụ lại và theo ống xả nước ngưng số (4) ra ngoài.  Nồi đường hoá: Đường hoá là quá trình thủy phân tinh bột thành đường và các dextrin có phân tử lượng khác nhau. • Cấu tạo 1- Cửa nạp liệu 2- Ống thoát hơi 3- Thân 4- Cánh khuấy 5- Ống dẫn hơi đốt 6- Ống xả nước ngưng 7- Cửa tháo dịch đường Hình 3.5. Nguyên lý hoạt động của nồi đư ờng hóa. • Tiến hành Quá trình hồ hóa, dịch hoá, đạm hoá, đường hoá được tiến hành giống như nồi thơm hoá với 50% bột ngô và 70% bột malt còn lại của một mẻ. 2 3 4 7 6 5 1 http://www.ebook.edu.vn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -18- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Trước tiên, 50 % bột ngô còn lại cùng với nước nóng 62 0 C được nạp qua cửa số (1), hòa trộn 10 phút nhờ cánh khuấy số (4). Tiếp đến nâng nhiệt lên 80 0 C trong 20 phút nhờ hơi đốt cấp theo ống số (5), ta cũng giữ ở nhiệt độ này trong 20 phút. Sau đó, hoà 70 % bột malt còn lại cùng với nước lạnh trong 10 phút và giữ ở 52 0 C trong 20 phút. Cuối cùng, nâng lên 63 0 C trong 10 phút và giữ 30 phút, rồi chuyển dịch đường từ nồi thơm hóa sang hội cháo trong 10 phút. Giữ 75 0 C trong 40 phút, rồi nâng lên 78 0 C trong 5 phút và chuyển dịch đường qua cửa (7) bơm đi lọc. 3.2.4. Lọc và rửa bã 3.2.4.1. Mục đích Sau khi đường hóa ta thu được dung dịch có những chất hòa tan và không tan khác nhau. Cho nên chúng ta phải lọc để thu được dịch chứa các chất tan để chuẩn bị cho quá trình phối chế dịch lên men và loại bỏ bã. 3.2.4.2. Tiến hành  Cấu tạo 1- Ống dẫn dung dịch cần lọc vào thiết bị 2- Vấu l ồi 3- Khung 4- Bản 5- Vải lọc 6- Van dẫn dịch lọc 7- Máng hứng 8- Tay quay Hình 3.6. Thiết bị lọc khung bản [3-95].  Nguyên lý hoạt động Dung dịch cần lọc sau khi nâng lên 78 0 C được bơm vào thiết bị đi qua các khe và chứa đầy khoảng trống bên trong của tất cả các khung (3). Nhờ áp lực bơm vào mạnh nên nước lọc được được thấm qua các lỗ nhỏ của vải lọc (5), chảy theo các rãnh trên bề mặt bản (4) xuống phía dưới và được tháo ra ngoài qua van số (6). http://www.ebook.edu.vn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -19- GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT Nước lọc được tập trung tại máng hứng và chuyển sang công đoạn khác. Còn bã được giữ lại trên bề mặt vải lọc và được tiến hành rửa bã. Quá trình rửa bã được tiến hành như sau: nước rửa bã được bơm vào theo chiều ngược lại với quá trình lọc (không thể vào theo đường dịch hèm vào) nếu không nước sẽ theo đường ngắn nhất qua đường phía trên vải lọc và chảy ra ngoài mà không rửa bã. Nước rửa được bơm theo đường tạo thành phía dưới khung chảy qua vải lọc rồi qua bã trong khung và ra ngoài theo đường trên tấm bản sau đó. Cuối cùng là quá trình tháo bã: phải tháo rời khung và bản, bã rơi xuống máng phía dưới và đưa ra ngoài. 3.2.5. Phối chế dịch lên men 3.2.5.1. Chuẩn bị xirô Đường trước khi phối chế vào dịch lên men phải được nấu thành dạng xirô đường có nồng độ 65%. Mục đích: Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phối ch ế. Quá trình nấu xirô gồm hai giai đoạn: Hòa tan đường và chuyển hóa đường thành xirô. Giai đoạn hòa tan đường được tiến hành trong nồi nấu 2 vỏ, chứa nước 62 0 C và được đun đến sôi, cánh khuấy hoạt động liên tục. Sau khi hòa tan hết đường, ngừng khuấy và tiến hành tách bọt cùng với các tạp chất nổi trên bề mặt dung dịch. Thời gian sôi khoảng 5 phút, để tránh trường hợp đường bị caramen hóa. Giai đoạn thứ hai là giai đoạn chuyển hóa đường tiến hành như sau: Dịch đường thu được ở giai đoạn trên được làm nguội đến 80 0 C, rồi cho acid citric vào với tỉ lệ 120g/100kg đường, khuấy đều và giữ ở nhiệt độ này khoảng 2 giờ. Axit citric được pha thành dung dịch nồng độ 25%. Xirô đường sau khi nấu xong phải đem đi lọc trong thiết bị lọc khung bản và sau đó được làm lạnh rồi được đưa đến thiết bị phối chế dịch lên men. 3.2.5.2. Phối chế dịch lên men Dịch đường sau khi lọc và làm lạnh có nồng độ nhỏ hơn 10,5%. Để thu được dịch lên men với yêu cầu 10,5% thì ta phải bổ sung xirô đường 65% vào dịch đường. Dịch đường sau khi phối chế được thanh trùng ở 60 0 C trong thời gian 10 phút và làm nguội xuống 30 0 C rồi đưa vào thùng lên men. Quá trình thanh trùng và làm nguội được tiến hành trong hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng. [...]... dịch xirô đường 3- Cửa tháo dịch lên men 4- Cánh khuấy 5- Thân thiết bị Hình 3.7 Thiết bị phối chế dịch lên men Nguyên lý hoạt động Dịch thủy phân tinh bột sau khi lọc nhờ bơm định lượng đưa vào thiết bị phối chế dịch lên men theo đường số (1) Xirô được bơm vào theo cửa số (2) Khi cho nguyên liệu vào thiết bị thì ta cũng tiến hành bật cánh khuấy (4) để trộn đều dung dịch Khi dung dịch đạt nồng độ yêu... và áp suất lúc đó còn khoảng 0,4 at Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị lên men Cấu tạo: 1- Thân thiết bị 2- Nắp 3- Đáy 4, 5, 6 – Vùng làm lạnh kín Hình 3.8 Sơ đồ cấu tạo của thiết bị lên men Thiết kế nhà máy nước giải khát lên men SVTH: Nguyễn Thị Sáng_Lớp 07H2LT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP http://www.ebook.edu.vn -22GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc Nguyên lý hoạt động: Dung dịch lên men cùng với giống... trường nuôi cấy giống lấy từ dịch lên men có nồng độ 10,5%, nhiệt độ 300C và thời gian nuôi cấy tùy thuộc vào tỉ lệ giống cho vào Ta nuôi cấy giống theo tỉ lệ 10% thì thời gian lên men là khoảng 15 giờ Nguyên tắc của quá trình nhân giống là đi từ nhỏ đến lớn và trải qua hai giai đoạn: Giai đoạn nuôi cấy phòng thí nghiệm: Đầu tiên ta cấy tế bào vi sinh vật vào ống nghiệm có chứa 10ml dịch đường nồng độ... được làm lạnh trong thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng Sau đó dịch được bơm đi lọc trong thiết bị lọc khung bản có chất trợ lọc diatomit Cách tiến hành: Dung dịch nước giải khát được bơm vào thùng phối liệu Tại đây nước giải khát trộn với bột diatomit tạo thành dung dịch huyền phù Sau đó được bơm vào máy lọc khung bản để tạo thành một lớp lọc diatomit Nước giải khát được lọc qua lớp lọc diatomit này... Trước khi rót chai phải được rửa và sát trùng bằng nước nóng 650C và dung dịch NaOH 2% trong thời gian 10 phút, rồi đưa qua vòi phun nước lạnh để rửa sạch NaOH Sau đó, chai được kiểm tra độ sạch và độ nguyên vẹn, rồi được băng chuyền chuyển đến máy chiết rót và máy đóng nắp Quá trình rót thực hiện trong điều kiện đẳng áp để tránh tạo bọt làm mất CO2 Thùng chứa nước giải khát phải đặt cao hơn so với . Sáng_Lớp 07H2LT  Nguyên lý hoạt động: Ngô từ phễu chứa nguyên liệu (1) sẽ được trục phân phối nguyên liệu (2) điều chỉnh lượng nguyên liệu rơi lên máng. phẩm Hình 3.2. Cấu tạo máy nghiền trục. • Nguyên lý làm việc: Nguyên liệu từ phễu cấp liệu số (1) qua trục rải liệu số (2). Cơ cấu này cung cấp vật li ệu