Mục đích
Làm nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nƣớc, thúc đẩy quá trình đƣờng hóa và các quá trình thủy phân khác nhanh và triệt để hơn.Tùy thuộc vào loại nguyên liệu mà yêu cầu về mức độ nghiền khác nhau.
Đặc điểm thế liệu (nguyên liệu hạt chƣa ƣơm mầm) là hạt của chúng chƣa đƣợc tác động bởi các quá trình của enzyme. Cấu trúc tinh bột của chúng còn rất cứng, ở trạng thái nhƣ vậy chúng rất khó bị thủy phân. Để đạt mục đích cuối cùng là trích ly đƣợc nhiều chất hòa tan từ nguyên liệu chƣa ƣơm mầm, biện pháp hữu hiệu nhất là chúng đƣợc nghiền thật nhỏ, sau đó phải qua công đoạn hồ hóa ở nhiệt độ cao.
Đối với malt mức độ nghiền phải thu nhiều chất hòa tan nhất mà không làm nƣớc nha bị đắng chát khó chịu do các thành phần vỏ, tức là nghiền nát nội nhũ mà không nghiền nát vỏ malt.
Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
Nguyên liệu đi qua máy nghiền nhờ hoạt động của quạt hút dƣới máy nghiền. Nguyên liệu đƣợc hút qua cửa của phần gờ tam giác, ở đây gió thổi vuông góc với dòng nguyên liệu những hạt nguyên nhẹ sẽ rơi xuống máy nghiền, còn những hạt sạn và tạp chất nặng sẽ đƣợc giữ lại rơi vào vùng chứa tạp chất của máy. Trƣớc khi vào máy nghiền, nguyên liệu đƣợc đi qua nam châm điện để hút hết những mảnh kim loại vụn còn trong nguyên liệu.
Nguyên liệu rơi xuống phía dƣới bị đập nát bởi các búa quay với tốc độ 3000 vòng/ phút. Máy có hộp đổi chiều dùng thay đổi chiều quay của búa hạn chế trƣờng hợp búa đập theo một chiều. Máy nghiền có tất cả 72 búa, đƣợc xếp thành 8 dãy và mỗi dãy 9 búa.
Kích thƣớc hạt sau khi nghiền phụ thuộc vào tốc độ quay của roto và đƣờng kính lƣới nghiền: đƣờng kính lỗ lƣới nghiền gạo là 2 mm, malt là 2,5 mm.
Bột malt và bột gạo đƣợc hút vào trong các túi vải nhờ áp lực, không khí qua lớp vải theo đƣờng hút ra ngoài và đƣợc giữ lại trong các túi này theo định kỳ máy tự động rũ bột xuống bởi khí nén, bột sau khi nghiền sẽ đƣợc chứa trong các thùng
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Trường Sơn
34
chứa. Từ thùng chứa nguyên liệu đƣợc chuyển xuống đồng thời phối trộn với nƣớc trên đƣờng ống rồi đi vào nồi nấu.
Thời gian nghiền mỗi mẻ đối với malt là 1h 45phút, đối với gạo là 45 phút.
Trong quá trình vận hành để hạn chế búa bị mòn một bên thì mỗi ngày công nhân điều chỉnh chiều quay của búa, đồng thời máy cũng có cơ cấu đổi chiều để đổi hƣớng nhập liệu phù hợp với chiều quay của búa.
Thông số kỹ thuật Năng suất: 1,2 tấn/ h. Động cơ: 37 kW. Tốc độ: 3000 vòng/ phút. 4.5.1.2. Nồi gạo Mục đích
Hồ hóa dịch hóa tối đa thế liệu gạo trƣớc khi phối trộn với nồi malt. Cấu tạo thiết bị
Nồi nấu gạo đƣợc làm bằng thép không gỉ, dạng thiết bị truyền nhiệt kiểu vỏ áo. Thiết bị thân hình trụ, đáy hơi lõm, nắp hình nón, có cửa nhập liệu tháo liệu, đèn, kính quan sát, cầu chạy CIP. Nồi có cánh khuấy ở đáy nồi có tác dụng khuấy đảo tránh khét nguyên liệu, mỗi cánh khuấy có hai chế độ hoạt động quay nhanh khi gia nhiệt và quay chậm khi giữ nhiệt.
Hơi gia nhiệt đƣợc cấp vào và lấy nƣớc ngƣng ra ở đáy, thiết bị có đƣờng ống dẫn nƣớc ngƣng trong đƣờng thoát hơi và có đƣờng ống dẫn dung dịch vệ sinh bên trong.
Khối cháo của nồi gạo đƣợc bơm ra ở đáy thiết bị, bột gạo và nƣớc đƣợc phối trộn trƣớc khi đƣa vào nồi để tránh hiện tƣợng vón cục.
Thông số kỹ thuật Thể tích: 5000 lít. Đƣờng kính: 2000 mm.
Áp suất làm việc của áo hơi thƣờng đạt khoảng: 2,5 ÷ 3 kg/cm2. 4.5.1.3. Nồi malt
Mục đích
Thực hiện quá trình đƣờng hóa toàn bộ dịch cháo trong nồi malt, nhờ sự có mặt hệ enzyme có sẵn trong nguyên liệu.
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Trường Sơn
35
Cấu tạo thiết bị Giống với nồi gạo. Thể tích: 5000 lít. Đƣờng kính: 2000 mm. 4.5.1.4. Lọc
Hình 4.5.3: Bản và thiết bị lọc khung bản
Mục đích
Tách pha lỏng ra khỏi hỗn hợp để thực hiện các bƣớc tiếp theo của quy trình công nghệ, còn pha rắn (phế liệu) đƣợc loại bỏ ra ngoài.
Nguyên tắc làm việc
Để tận thu tối đa lƣợng chất hòa tan từ bã, quá trình lọc đƣợc tiến hành theo hai bƣớc:
Bƣớc đầu tiên là ép để tách dịch cốt.
Bƣớc thứ hai là rửa bã để chiết rút hết tất cả các chất hòa tan. Quá trình chiết rút chất hòa tan ở giai đoạn rửa bã dựa trên cơ sở của sự khếch tán (từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp).
Yêu cầu: nƣớc nha sau khi lọc và rửa bã phải trong nếu không sau này bia sẽ có mùi vị khó chịu và kém trong.
Cấu tạo thiết bị
Công ty sử dụng lọc khung bản MEURA 2001 sản xuất tại Bỉ. Đặc điểm của máy lọc này là có thể lọc đƣợc những dịch bã mịn, máy lọc này đƣợc tự động hóa hoàn toàn đƣợc điều khiển bằng hệ thống máy vi tính.
Bộ phận chính của máy lọc khung bản là các khung và bản. Khung có hình vuông rỗng có bề dày khoảng 700 mm, rộng 1200 mm đƣợc bọc bằng hai lớp cao su, ở một cạnh có các ống dẫn khí giúp làm phồng khung lên để ép chặt khối cháo lại. Bản đƣợc xếp xen kẽ với khung có kích thƣớc tƣơng tự nhƣ khung nhƣng mỏng hơn khoảng 6 cm, phía trong lòng bản đặc trên đó có khía rãnh để tạo hƣớng chảy
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Trường Sơn
36
cho nƣớc nha, hai bên là hai tấm lƣới lọc. Ở 4 góc của khung và bản có các lỗ tròn lớn mà khi ráp các khung và bản lại với nhau ta đƣợc đƣờng ống dẫn dịch cháo vào và dẫn nƣớc nha ra.
Toàn bộ khung và bản đƣợc xếp liên tục xen kẽ trên giàn máy nhờ có hai tay treo ở hai cạnh bên. Giàn máy bao gồm bộ phận ép thủy lực và hai đai dọc, tấm ở đầu đƣợc lắp cố định, tấm ở đuôi có thể chuyển động tịnh tiến. Phía dƣới có một máng hứng bã và vít tải để đẩy bã ra ngoài.
Thông số kỹ thuật Năng suất: 1250 kg/mẻ. Số khung bản: 35.
Kích thƣớc khung: dài 2450 mm và rộng 1200 mm. 4.5.1.5. Thiết bị đun sôi
Mục đích
Ổn định thành phần của nƣớc nha, trích ly chất đắng, tinh dầu thơm và các thành phần của hoa houblon vào nƣớc nha tạo vị đắng và mùi vị đặc trƣng.
Làm cho nƣớc nha có nồng độ thích hợp với yêu cầu, ngoài ra còn vô hoạt hệ enzyme và vô trùng nƣớc nha.
Cấu tạo thiết bị
Nồi đun sôi có đƣờng kính 2500 mm và có thể tích 8300 lít khi đun sôi nƣớc nha thƣờng chiếm 8000 lít.
Nồi đun có buồng đốt ngoài, buồng đốt ngoài đƣợc gia nhiệt bằng hơi nƣớc dạng ống chùm, dịch đƣờng đi trong ống, hơi nƣớc đi phía ngoài ống.
Nồi có hai bình để chứa hoa houblon dạng viên và dạng cao ở phía ngoài. Khi lấy hoa houblon sẽ có một van khác để nƣớc nha tuần hoàn qua cả hai bình. Trên thành miệng bình và đáy bình có ống dẫn để dịch đƣờng tuần hoàn và một ống khác để xả nƣớc lạnh.
Ngoài ra bên trong nồi còn có quả cầu phun để phân phối soude và HCl vào khi làm vệ sinh.
Nguyên tắc hoạt động
Nƣớc nha từ nồi chờ đƣợc bơm qua nồi đun sôi, sau khi bơm xong nhiệt độ của nồi đun sôi khoảng 98 oC. Sau đó nƣớc nha đƣợc bơm tuần hoàn vào bình đựng hoa houblon.
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Trường Sơn
37
Trong suốt quá trình đun sôi với hoa houblon nhiệt độ giữ ở 100 oC (thực tế từ 98 - 99 oC) và thời gian 70 phút (trong đó trích ly hoa houblon cao là 50 phút vì dạng cao chứa hàm lƣợng α – acid đắng nhiều hơn, 20 phút còn lại để trích ly các chất trong hoa houblon viên).
Song song với quá trình đun sôi với hoa houblon ngƣời ta bổ sung acid lactic (400 ÷ 450 ml) nhằm điều chỉnh pH, bên cạnh đó còn bổ sung ZnCl2 (2 g) và caramen (350 ÷ 400 g) vào nƣớc nha.
4.5.1.6. Thiết bị lắng xoáy Mục đích Mục đích
Nƣớc nha thu đƣợc sau khi đun sôi chứa các chất cặn nhƣ: bã hoa houblon, các protein, phức protein – polyphenol, các chất đắng kết tủa… Nếu không loại chúng ra khỏi nƣớc nha thì quá trình lên men các thành phần này sẽ kết lắng và làm bẩn nấm men, dẫn đến giảm hiệu quả của quá trình lên men hoặc gây khó khăn cho công đoạn thu hồi và xử lý nấm men. Ngoài ra việc tách cặn còn tránh làm nghẹt thiết bị trao đổi nhiệt ở công đoạn tiếp theo.
Cấu tạo thiết bị
Thiết bị lắng xoáy có đƣờng kính 2500 mm, thể tích 8000 lít.
Thiết bị lắng xoáy là một thùng trụ đứng, đáy phẳng, có độ nghiêng khoảng 2% về phía đƣờng ống ra.
Nguyên tắc hoạt động
Quá trình kết lắng cặn xảy ra theo nguyên lý lắng xoáy hƣớng tâm. Nƣớc nha đƣợc bơm vào thùng lắng theo phƣơng tiếp tuyến với vỏ thùng ngay trƣớc khi vào thùng lắng, đƣờng ống đột ngột co thắt lại làm tăng tốc độ của nƣớc nha vào bên trong thùng. Khi đó, chuyển động xoáy tròn của khối chất lỏng bên trong thùng có tác dụng làm cho các hạt cặn lắng xuống và tập trung vào tâm của đáy thùng. Bên cạnh đó, do thành phần cặn trong nƣớc nha có tính keo (protein, phức protein – polyphenol, bã houblon) nên trong quá trình lắng chúng dễ dàng lôi kéo và tập hợp các thành phần cặn với nhau, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắng xảy ra tốt hơn.
4.5.2. Thiết bị phân xƣởng lên men
4.5.2.1. Thiết bị lên men Cấu tạo Cấu tạo
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Trường Sơn
38
Thiết bị lên men có dạng hình trụ đứng, đáy hình nón góc 70 o đƣợc làm từ thép không gỉ. Đỉnh của thiết bị có lắp các van an toàn, quả cầu CIP, đƣờng ống thông gió và thu hồi CO2, van chân không. Thiết bị có 3 đƣờng ống glycol và đầu dò nhiệt độ để kiểm soát quá trình lên men. Đáy thiết bị có đƣờng ống dẫn nƣớc nha vào và bia ra, CIP và van lấy mẫu kiểm tra.
Thông số kỹ thuật
Có 28 tank lên men, 24 tank nhỏ và 4 tank lớn.
Chiều cao tank nhỏ 9 m, tank lớn 18 m.
Khối lƣợng tank nhỏ 4,5 tấn, tank lớn 9 tấn.
Thể tích tank lớn 106 m3, và tank nhỏ 53 m3
.
Nguyên tắc hoạt động
Kiểm tra tank lên men đã chạy CIP chƣa, thông áp tank lên men. Nối đƣờng ống từ tank lên men cần nhận nƣớc nha với đƣờng ống cấp nƣớc nha, làm lạnh tank trƣớc khi bơm nƣớc nha vào, cấy men và bơm Malturex – L. Kiểm soát trong suốt quá trình lên men.
4.5.2.2. Thiết bị lọc KG
Mục đích
Loại bỏ cặn bẩn thô, cặn cơ học của bia. Cấu tạo thiết bị
Máy lọc KG đƣợc làm bằng thép không gỉ, có thân hình trụ, đáy hình nón. Bên trong chứa các ống lọc, mỗi ống lọc đƣợc tạo thành từ những vòng xoắn lò xo xít nhau, bên ngoài ống đƣợc bao bởi lớp bột lọc.
Thông số kỹ thuật Thể tích: 765 lít.
Chiều dài của ống lọc: 1200 mm. Số ống trong thiết bị lọc: 87 ống. Nguyên tắc hoạt động
Thiết bị lọc KG hoạt động dựa theo nguyên lý thẩm thấu với lớp bột bao bên ngoài (gồm 3 loại bột Harbolite, Standard, Cellite) bao quanh ống có vai trò nhƣ màng lọc. Bia đi vào thiết bị từ dƣới lên, quá trình lọc xảy ra ở ngay bề mặt của ống
Hình 4.5.6: Thiết bị lên men
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Trường Sơn
39
lọc, dƣới áp suất thẩm thấu (chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài ống là khoảng 0,5 bar). Bia xen kẽ đi từ bên ngoài ống còn những thành phần cặn cơ học bị màng giữ bên ngoài mặt ống, bia sau khi lọc đi ra ở đỉnh thiết bị.
4.5.2.3. Lọc FOM Mục đích Mục đích
Bia sau khi lọc KG đã đạt độ trong của bia thành phẩm. Tuy nhiên, trong bia vẫn còn các thành phần cặn lơ lửng mà mắt không nhìn thấy đƣợc (chủ yếu là polyphenol, các protein có phân tử lƣợng trung bình khoảng < 5μm). Trong quá trình bảo quản sự có mặt của các thành phần này sẽ làm giảm độ bền keo dẫn đến bia bị đục, sậm màu. Chính vì vậy, mục đích của quá trình lọc FOM là nhằm ngăn chặn hiện tƣợng trên, kéo dài thời gian bảo quản của bia thành phẩm.
Cấu tạo thiết bị
Máy lọc FOM là thiết bị lọc đĩa, có 21 đĩa lọc xếp song song nhau với một ống trung tâm. Khoảng cách giữa các đĩa là 5 cm, đƣờng kính đĩa là 50 cm. Bề mặt đĩa có rãnh và lƣới lọc.
Nguyên tắc hoạt động của thiết bị dựa vào quá trình hấp phụ của nhựa PVPP để loại các hợp chất polyphenol, các protein.
4.5.2.4. Lọc an toàn Mục đích Mục đích
Sau khi qua thiết bị lọc đĩa còn sót lại một ít hạt nhựa PVPP theo bia đi ra và các cặn mịn, hợp chất keo gây đục bia chƣa loại ra hết. Do vậy ngƣời ta đã bố trí thêm thiết bị lọc an toàn, nhờ vậy tăng độ trong của bia và độ bền keo.
Cấu tạo thiết bị
Thiết bị lọc an toàn có 37 ống kim loại đƣợc đục lỗ và quấn chỉ xung quanh, đƣờng kính của mỗi ống là 20 mm, đƣờng kính ngoài cuộn chỉ là 50 mm, các ống này đƣợc xếp theo hình lục giác
và đặt song song với trục thiết bị. Chiều cao của thiết bị là 1000 mm, đƣờng kính 0,5 m, thể tích 180 lít.
Hình 4.5.8: Thiết bị lọc FOM
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Trường Sơn
40
Nguyên tắc hoạt động
Bia vào thiết bị từ dƣới lên sẽ thẩm thấu từ bên ngoài vào trong các ống chỉ và sau cùng đi ra ở đƣờng ống ở đƣờng ống phía dƣới đáy, phần cặn còn lại sẽ đƣợc giữ lại bên ngoài các ống chỉ. Trong quá trình lọc ngƣời vận hành cần quan sát nếu áp lực đầu vào tăng lên khoảng 2 bar thì chứng tỏ ống chỉ bị nghẹt, phải dừng thiết bị để thay ống chỉ mới cho thiết bị.
4.5.3. Thiết bị phân xƣởng chiết
4.5.3.1. Máy rửa chai Mục đích Mục đích
Nhằm loại bỏ các tạp chất và đất, làm sạch trong và ngoài chai để có thể tái sử dụng vỏ chai nhằm tiết kiệm đƣợc chi phí sản xuất.
Cấu tạo thiết bị
Máy rửa chai gồm 172 cần gạt, mỗi lần gạt bao gồm 14 chai, bên trong gồm có các ngăn chứa soude và nƣớc rửa chai.
Nguyên tắc hoạt động
Chai dơ đƣợc thu gom từ thị trƣờng đem về nhà máy qua hệ thống bốc chai rỗng đƣợc băng tải chuyển đến máy rửa chai.
Sau khi tới máy rửa chai, chai đƣợc cần gạt gạt chai vào bên trong bồn nƣớc ngâm. Ở bồn nƣớc ngâm (nhiệt độ khoảng 30 oC) nhãn giấy của chai bong keo, sau đó chuyển lên vòi cao áp để rửa sơ bộ chai, lúc này chai đƣợc chuyển qua bồn ngâm soude.
Trong quá trình ngâm thì nhãn chai bị tách ra và vỏ nhôm sẽ tan ra do tác dụng của soude tạo thành khí H2 và thoát ra ngoài qua hệ thống ống dẫn, sau đó chai đƣợc chuyển qua khu vực rửa sạch soude còn bám trên chai.
Chai tiếp tục đƣợc chuyển qua vùng nƣớc nóng 1 (nhiệt độ khoảng 55 ÷ 60 oC), nƣớc nóng 2 (nhiệt độ khoảng 50 oC), vòi phun nƣớc lạnh nhằm hạ nhiệt độ của chai từ từ tránh cho chai bị vỡ do sốc nhiệt (nhiệt độ nƣớc lạnh khoảng 40 oC), sau đó đƣợc rửa lại bằng nƣớc sạch từ bên ngoài cung cấp.
Chai sạch sẽ đƣợc băng tải chuyển đến bộ phận soi chai kiểm tra bằng mắt thƣờng để loại bỏ chai dơ, chai bể mẻ miệng, nứt ra khỏi hệ thống chiết chai.
4.5.3.2. Thiết bị chiết chai Mục đích Mục đích
Là định lƣợng bia vào chai để thuận tiện cho quá trình vận chuyển và bảo quản.