ĐỒ án môn học QUÁ TRÌNH và THIẾT bị đề tài THIẾT kế hệ THỐNG nồi ĐUN sôi DỊCH ĐƯỜNG với HOA HOUBLON GIA NHIỆT KIỂU vỏ áo

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỒI ĐUN SÔI DỊCH ĐƯỜNG VỚI HOA HOUBLON GIA NHIỆT KIỂU VỎ ÁO GVHD: Phan Vĩnh Hưng SVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh 2005130153 Huỳnh Trần Thảo Hiền 2005130210 Lớp: 04DHTP2 TP.HCM tháng năm 2016 LỜI MỞ ĐẦU Bia loại đồ uống giải khát ưa chuộng giới Việt Nam Được sản xuất từ nguyên liệu Malt đại mạch, hoa Houblon, nước, nấm men, nguyên liệu thay khác Nó có hương vị nhẹ đặc trưng cho malt, hương thơm vị đắng dễ chịu hoa houblon, mà người ta dể dàng phân biệt với lọai đồ uống khác Với lớp bọt mịn, bia có tác dụng giải khát nhanh Trong bia có chứa nhiều chất dinh dưỡng protein, vitamin, chất khống tốt cho hệ tiêu hóa, giúp cho thể khỏe mạnh liều dùng thích hợp.Với đặc tính mình, bia trở thành loại đồ uống hấp dẫn ưa chuộng Trên giới sản lượng bia ngày tăng để phục vụ nhu cầu khách hàng Là sinh viên chuyên ngành công nghệ thực phẩm, với mong muốn nghiên cứu công nghệ sản xuất bia, chúng em định chọn đề tài Thiết kế hệ thống nồi đun sôi dịch đường với hoa houblon gia nhiệt kiểu vỏ áo Em xin cảm ơn thầy Phan Vĩnh Hưng, thầy cô trường truyền đạt kiến thức q giá để chúng em hồn thành báo cáo Mặc dù chúng em nỗ lực cố gắng hoàn thành thật tốt, thời gian kiến thức có hạn nên cịn nhiều sai sót mong thầy góp ý nhận xét TP.HCM, Ngày 15 tháng năm 2016 LỜI NHẬN XÉT CỦA GVHD  Chữ ký giáo viên nhận xét LỜI NHẬN XÉT CỦA CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN  Chữ ký giáo viên nhận xét MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ii LỜI NHẬN XÉT CỦA GVHD iii LỜI NHẬN XÉT CỦA CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN iv MỤC LỤC v CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nguyên liệu sản xuất bia 1.1.1 Malt đại mạch Yêu cầu malt sản xuất bia 1.1.2 Hoa houblon Thành phần hóa học Các tiêu kỹ thuật hoa 1.1.3 Nước 1.1.4 Nấm men 1.1.5 Thế liệu phụ gia 1.1.5.1 Thế liệu 1.1.5.2 Phụ gia chất hỗ trợ kỹ thuật 1.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất bia 1.2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ bia 1.2.2 Thuyết minh quy trình 1.2.2.1 Nghiền 1.2.2.2 Nấu nguyên liệu 1.2.2.3 Lọc dịch đường 10 1.2.2.4 Nấu hoa houblon 11 1.2.2.5 Lắng làm lạnh 12 1.2.2.6 Lên men 12 1.2.2.7 Lên men phụ 14 1.2.2.8 Lọc 15 1.2.2.9 Bão hòa CO2 16 1.2.2.10 Chiết chai 16 1.2.2.11 Thanh trùng 16 1.2.2.12 Dán nhãn 17 1.3 Quá trình truyền nhiệt thiết bị đun hoa houblon kiểu vỏ áo 18 1.3.1 Quá trình truyền nhiệt 18 1.3.2 Thiết bị đun hoa kiểu vỏ áo 18 CHƯƠNG 2: TÍNH KẾT CẤU CHO CÁC CHI TIẾT THIẾT BỊ 19 2.1 Chọn kích thước thiết bị thích hợp 19 2.2 Tính bề dày thân thiết bị 20 2.2.1.Tính bề dày lớp thép tiếp xúc với dịch đường (chịu áp suất ngồi) 20 2.2.2.Tính bề dày lớp thép vỏ áo (chịu áp suất trong) 22 2.3 Tính bề dày ống ngưng 24 2.4 Tính kết cấu nắp 25 2.5.Tính bề dày đáy elip 27 2.5.1.Đáy chịu áp suất (lớp đáy thép elip tiếp xúc với dịch đường) 27 2.5.2.Tính đáy elip chịu áp suất (lớp thép tiếp xúc với lớp bảo ôn) 29 2.6.Tính kết cấu chân đỡ thiết bị 31 2.7 Chọn ống dẫn 38 CHƯƠNG 3: TRUYỀN NHIỆT, CÁCH NHIỆT, CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 39 3.1.Truyền nhiệt qua thân trụ 39 3.2 Truyền nhiệt qua đáy elip 45 3.3 Nhiệt lượng, thời gian cần để đun dịch đường đến sơi 49 3.4 Tính bề dày lớp bảo ôn thân 51 3.5 Tính bề dày bảo ơn đáy 56 3.6 Truyền nhiệt qua nắp 58 3.7 Truyền nhiệt qua ống ngưng 61 3.8 Cân vật chất lượng: 64 3.8.1.Tính nhiệt lượng thời gian cần để đun nóng dịch đường đến sơi 64 3.8.2.Tính lượng đốt cần cung cấp 64 3.8.3.Tính lượng nước bổ sung: 65 3.8.4.Tính lượng nước ngưng lớn để chọn bẫy hơi: 65 3.8.4.1 Hơi ngưng tụ truyền nhiệt qua thân trụ 65 3.8.4.2 Hơi ngưng tụ truyền nhiệt qua đáy elip 71 3.8.4.3 Nước ngưng truyền nhiệt với thành phía bảo ơn 75 3.8.4.4 Chọn bẫy phù hợp 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nguyên liệu sản xuất bia 1.1.1 Malt đại mạch Malt đại mạch nguyên liệu dùng để sản xuất bia Là nguyên liệu cung cấp chất cần thiết để tiến hành lên men, hệ enzyme phong phú chủ yếu amylaza proteaza, đồng thời góp phần tạo hương vị, tạo bọt cho sản phẩm Vỏ malt có ý nghĩa định đến trình lọc dịch thủy phân Các thành phần phôi, nội nhũ vừa chất chủ yếu (tinh bột, protein, chất hịa tan, khống ) vừa tác nhân xúc tác thiết yếu (các hydrolase) thành phần quan trọng mơi trường chuyển hóa tạo thành sản phẩm Yêu cầu malt sản xuất bia Malt sản xuất bia phải sạch, có mùi thơm đặc trưng malt, có vị ngọt, có màu vàng sáng Khơng có mùi lạ, khơng mốc khơng khói u cầu kích thước malt phải Kích thước malt đạt yêu cầu hạt malt sàn 2,8 mm 2,5 mm chiếm 94%, hạt sàn 2,2 mm không 0,5% Khối lượng riêng malt khoảng 520 ÷ 600 g/l Độ ẩm khơng q 6% Độ chiết: 75 ÷ 82% Thời gian đường hóa: 20 ÷35 phút, hoạt lực enzyme đạt 100 ÷ 300 đơn vị, hàm lượng tinh bột cao tốt hàm lượng protein nằm khoảng ÷12% cao bị đục, khó bảo quản, thấp bia bọt, vị đậm đà 1.1.2 Hoa houblon Hoa houblon nguyên liệu quan trọng thứ hai sau malt, khơng thể thiếu sản xuất bia, chưa có nguyên liệu thay Hoa houblon góp phần quan trọng tạo mùi vị đặc trưng tăng độ bền sinh học bia Nó tạo cho bia vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả tạo giữ bọt, làm tăng độ bền keo ổn định thành phần sinh học bia Thành phần hóa học hoa gồm nhiều chất khác nhau, chất có giá trị cho bia nhựa đắng houblon, chất tanin tinh dầu thơm Trong công nghệ sản xuất bia, người ta sử dụng hoa chưa thụ phấn Trong cánh hoa nhị hoa có chứa hạt lupulin nguồn gốc tạo chất đắng tinh dầu thơm hoa houblon Hoa houblon nhà máy sử dụng dạng: hoa viên cao hoa - Hoa viên: hoa houblon sau xử lý sơ bộ, nghiền ép thành viên nhỏ, xếp vào túi polyetylen hàn kín miệng để tiện cho việc bảo quản vận chuyển Hình: Hoa houblon chưa thụ phấn - Cao hoa: trích ly tinh chất hoa dung môi hữu (toluen, benzen ), sau đặc để thu lấy chế phẩm dạng cao Thành phần hóa học Nhựa hoa houblon thành phần quan trọng hoa houblon, bao gồm nhựa cứng nhựa mềm: nhựa mềm gồm có α-nhựa mềm β-nhựa mềm, nhựa mềm gồm dạng axít đắng α, β, γ, δ-axít đắng Vị đắng bia chủ yếu α-axít đắng tạo nên, cịn dẫn xuất β-axít đắng tạo nên vị đắng hài hồ, dễ chịu Các chất tanin hoa houblon polyphenol, dễ hồ tan nước, dễ bị oxy hố nên bảo vệ nhựa houblon Trong q trình nấu bia, hầu hết tanin hoa houblon liên kết với protein malt, hàm lượng polyphenol bia chủ yếu malt khoảng 10÷20% polyphenol hoa houblon Tinh dầu hoa houblon hỗn hợp phức tạp hydratcacbon nhiều hợp chất chứa oxy dạng tecpen Tinh dầu houblon không hoà tan nước dễ bay theo nước Trong trình sản xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay khoảng 2% tồn bia tạo hương thơm cho bia Trong trình bảo quản, tinh dầu dần bay bị ơxy hố Do khơng dùng hoa cũ để sản xuất bia sản phẩm chuyển hố tinh dầu đưa vào bia làm giảm chất lượng bia Các tiêu kỹ thuật hoa a Tiêu chuẩn cao hoa  Chỉ tiêu cảm quan: ‒ Cao hoa có dạng keo, màu vàng hổ phách ‒ Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi ‒ Vị đắng rõ rệt  Chỉ tiêu hóa học: ‒ Hàm lượng α- axit đắng: 30% ‒ Tan hết tạo kết tủa lắng nhanh đun sôi với nước Hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu Hoa cao đóng hộp kín, chắn dễ mở, bao bì khơng làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Bảo quản hoa cao kho lạnh nhiệt độ 5÷10oC b Tiêu chuẩn hoa viên  Chỉ tiêu cảm quan ‒ Hoa viên có màu xanh mạ ‒ Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi, vị đắng dịu ‒ Hình dạng: viên đùn, khơng vỡ vụn  Chỉ tiêu hóa học ‒ Loại viên có hàm lượng α- axit đắng 8% ‒ Có khả tạo kết tủa lắng nhanh đun sôi với nước nha, làm nước nha, tạo mùi hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu Hoa viên đóng bao bì bền chắc, dễ mở, bao bì khơng làm ảnh hưởng đến chất lượng hoa ... Dán nhãn 17 1.3 Quá trình truyền nhiệt thiết bị đun hoa houblon kiểu vỏ áo 18 1.3.1 Quá trình truyền nhiệt 18 1.3.2 Thiết bị đun hoa kiểu vỏ áo 18 CHƯƠNG 2: TÍNH KẾT... ngành công nghệ thực phẩm, với mong muốn nghiên cứu công nghệ sản xuất bia, chúng em định chọn đề tài Thiết kế hệ thống nồi đun sôi dịch đường với hoa houblon gia nhiệt kiểu vỏ áo Em xin cảm... trùng dịch hoa houblon hóa, chuẩn bị cho q trình lên men bia b Cách tiến hành Tiến hành: Dịch đường nước rửa bã từ thiết bị lọc chuyển thẳng vào nồi houblon hóa Khi nước rửa bã chảy vào nồi gần kết