Qui trình thiết bị sản xuất bia LAGER

số nguyên liệu khác để thay thế một phần malt đại mạch như: đại mạch chưa nẩy mầm, gạo, ngơ đã tách phơi malt thĩc,... để sản xuất bia. Viêt Nam định nghĩa: bia là đồ uống lên men cĩ độ cồn thấp” Thị trường tiêu thụ bia nước ta là rất lớn chính vì vậy tổng cơng ty bia, rượu, nước giải khát Sài Gịn đã xây dựng rất nhiều cơng ty chi nhánh tại nhiều tỉnh thành như Bình Dương, Quảng Ngãi, Phú Yên…. Đối với ngân sách quốc dân bia đã đĩng gĩp một tỷ trọng khơng nhỏ. Với cơng suất sản xuất khoảng 70 triệu lít/năm đây là một nhà máy cĩ sản lượng tương đối lớn ở Việt Nam. Ý tưởng đang muốn phát triển, nghiên cứu và tự sản xuất các thiết bị khơng sinh cơng (như là tank lên men, silo chứa nguyên liệu…) mục đích giảm giá thành đầu tư ban đầu, thúc đẩy sự phát triển của ngành cơng nghiệp cơ khí trong nước nhưng vẫn khơng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Đĩ là những lý do chính để em chọn đề tài “Quy trình thiết bị sản xuất Bia Lager” tuy nhiên kết cấu tối ưu của thiết bị vẫn là một vấn đề lớn cần phải tập trung nghiên cứu sâu hơn. I.B/ NỘI DUNG KHĨA LUẬN Tổng quan về quy trình cơng nghệ và thiết bị trong ngành sản xuất bia, qua tìm hiểu thực tế tại Tổng cơng ty cổ phần bia rượu nước giải khát Sài Gịn Sadabeco (chi nhánh DakLak) bao gồm: - Nguyên liệu - Quy trình thiết bị phân xưởng xay nghiền - nấu - Quy trình thiết bị phân xưởng lên men - lọc - Quy trình thiết bị phân xưởng đĩng chai - Quy trình thiết bị phân xưởng Cip I.C/PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Đồ án được thực hiện trên cơ sở quan sát thực tế tại cơng ty bia Sài Gịn DakLak và tài liệu tham khảo, sự tư vấn của chuyên gia những giảng viên đi đầu trong ngành cơng nghệ lên men hàng đầu của Việt Nam. I.D/ PHẠM VI ÁP DỤNG Trên thực tế ngành cơng nghiệp sản xuất bia trên thế giới và Việt Nam hiện nay đều sử dụng phương pháp lên men chìm, phương pháp này cĩ nhiều ưu điểm hơn ví dụ như trong giai đoạn lọc nấm men nổi bọt sẽ nổi lên trên người ta sẽ vớt bọt để bia được trong hơn, trong khi thực tế dưới tác dụng của trọng lực của trái đất hầu như mọi thứ trong bia đều lắng xuống dưới nên phương pháp lên men chìm vẫn tạo ra nhiều ưu thế hơn so với lên men nổi. Với những dẫn chứng bên trên trong thực tế và tương lai đa số các nhà máy vẫn áp dụng phương pháp lên men chìm. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN QUY TRÌNH SX VÀ THIẾT BỊ Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, houblon, nước và dùng nguyên liệu thay thế là gạo để giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh tranh. II.1/ NGUYÊN LIỆU II.1/ MALT ĐẠI MẠCH Vai trị: + Malt đại mạch là hạt đại mạch đã nảy mầm trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm nhân tạo xác định để đạt hoạt lực enzyme và thành phần dinh dưỡng của hạt ở mức cần thiết. + Malt đại mạch vừa là tác nhân đường hố, vừa là nguyên liệu đặc trưng dùng để sản xuất bia. Bia sản xuất từ malt đai mạch cĩ mùi vị và tính chất cơng nghệ hơn hẳn so với bia được sản xuất từ malt của các hạt hịa thảo khác. Thành phần hố học + Thành phần hố học trung bình của malt bia tính theo phần trăm chất khơ là: + Các hợp chất cacbonhydrat: Chiếm tỉ lệ lớn nhất 70-85% gồm: + Tinh bột chiếm 50-63%, là thành phần quan trọng, gồm 2 chất là amyloza (20-25%) và amylopectin (75-80%) + Amyloza gồm 200-300 α-glucoza được nối với nhau bằng các cầu oxy tại vị trí liên kết 1,4 thành một chuỗi xoắn khơng phân nhánh. (Hình sau) Hình II.1.1: Cấu tạo hĩa học Amyloza + Amylopectin gồm các α-glucoza liên kết với nhau bằng cầu oxy tại vị trí 1,4 là chủ yếu, và cứ 15-30 phân tử glucoza lại cĩ một liên kết tại vị trí 1.6.Vì vậy amylopectin cĩ mạch phân nhánh như một cây cĩ nhiều cành cĩ thể chứa tới 6000 gốc glucose. (Hình sau) Hình II.1.1.1: Cấu trúc hĩa học Amylopectin + Xenluloza: Chiếm 5-6% tập trung chủ yếu ở vỏ trấu. Khơng hịa tan trong nước và khơng bị enzyme của malt thủy phân vì vậy khơng ảnh hưởng chất lượng bia. + Hemixenluloza: thành phần chủ yếu của tế bào nội nhũ. Gồm Pentozan 10-20% và β-glucan 80-90% + β-glucan: là các chuỗi phân tử glucoza mạch dài liên kết 1,4. Liên kết β làm cho các phân tử glucoza tạo thành mạch xoắn như chuỗi amyloza nhưng là các chuỗi dài và mở rộng. Trong dung dịch chúng liên kết với nhau bằng cầu nối hydro. Do hình dáng bên ngồi và được gọi là “mixel cĩ diềm“ + Đường: Đường khử trong malt rất nhỏ khoảng 2%. + Các chất chứa nitơ: Hàm lượng protein cho phép trong malt 9-12%, trong đĩ 1/3 hàm lượng này sẽ đi vào bia thành phẩm. Do đĩ cĩ tác động lớn đến chất lượng của bia .Các hợp chất chứa nitơ gồm protein và các sản phẩm thủy phân protein (acid amin, peptid) + Chất béo: Chiếm 2%, chủ yếu cĩ ở lớp alơrong và mầm. + Chất vơ cơ: Chiếm 2-3% là các chất khống (P2O5, SiO2, K2O) + Polyphenol hay (tanin): Tập trung ở vỏ trấu, với số lượng lớn sẽ gây ra vị đắng và chát khĩ chịu. + Vitamin: Trong malt đại mạch chủ yếu chứa các vitamin như: B1, B2, C, E. + Các enzyme: α-Amylaza: Tác động lên các liên kết α-1,4 glucosit ở vị trí bất kỳ trong phân tử tinh bột, khơng tác dụng lên các lien kết α-1,6 glucosit của các mạch nhánh và amylopectin của tinh bột và bẻ gãy các mối liên kết α-1,4 glucosit. Sau một thời gian amylaza là enzyme dich hĩa với sản phẩm là hỗn hợp các đường và oligosaccharit bao gồm: glucoza, maltoza, maltotrioza Hình II.1.1.2: α-Amylaza thủy phân tinh bột β-amylaza cắt 2 gốc glucosit trên tồn mạch amylo và amylopectin của tinh bột tạo thành đường maltoza. Enzyme này cũng khơng phân cắt được liên kết 1,6 nên chúng dừng tác động trước điểm rẽ nhành của mạch amylopectin, hình vẽ thể hiện sau khi α-amylaza phân cắt mạch thành nhiều dextrin thì β-amylaza lại tiếp tục phân cắt 2 gốc đường để tạo thành nhiều đường maltoza. Hình II.1.1.3: β-amylaza thủy phân tinh bột Trong malt cịn chứa các enzim thuỷ phân như: proteinaza, peptinaza, fitaza, xitaza, amylophotphataza… Trong thành phần hố học của malt quan trọng nhất là hàm lượng tinh bột, hàm lượng tinh bột càng cao càng tốt, nhưng hàm lượng protein phải nằm trong khoảng 12%, nếu cao hơn thì bia sẽ bị đục, khĩ bảo quản, nếu thấp hơn thì bia kém bọt, kém vị đậm đà và kèm theo các chỉ số khác. Một số chỉ tiêu chất lượng của malt + Phải sạch, cĩ mùi thơm đặc trưng, cĩ vị ngọt, màu vàng sáng đều. Khơng được cĩ mùi vị lạ, khơng mốc, khơng hơi khĩi. + Khối lượng 1000 hạt tăng thì tỷ lệ hạt loại I tăng và hàm lượng chất chiết cũng tăng. Đại mạch trung bình KL 1000 hạt 41-44g, nặng >45g. + Chất chiết là tập hợp các chất cĩ thể hịa tan tạo thành dịch chiết trong quá trình đường hĩa, chiếm 77-80%. + Kích thước hạt malt phải đồng đều: Hạt trên sàng 2,8mm và 2,5mm chiếm 94% hạt dưới sàng 2,2mm khơng quá 0,5%. + Dung trọng của malt trong khoảng 68 – 75 kg/100 lít đại mạch + Ðộ ẩm của malt khơng quá 6% của nhà máy là 4%. + Malt cĩ thời gian đường hố 10¸35phút Bảo quản và nguồn thu mua Nước ta khơng trồng được đại mạch do đĩ phải nhập từ nước ngồi bằng đường thuỷ và đường bộ. Nhà máy thường nhập 2 loại malt Úc và Canada, loại malt vàng Pilsen của hãng Jeowhite. Sau khi nhập về được bảo quản trong kho và nhập vào 2silo chứa malt, mỗi silo 50 tấn. II.1.2/ HOUBLON Vai trị Houblon là nguyên liệu khơng thể thiếu được trong sản xuất bia. Nĩ làm cho bia cĩ mùi thơm và vị đắng dễ chịu, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. Cĩ thể sử dụng cao hoa, hoa viên hoặc hoa nguyên cánh. Các nhà máy đa số máy sử dụng cao hoa và hoa viên. Hàm lượng sử dụng được tính theo α-acid đắng. Thành phần hố học: + Thành phần hố học của hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau nhưng các chất cĩ giá trị trong cơng nghệ sản xuất bia là nhựa houblon, các tanin và tinh dầu. Ngồi ra trong hoa cịn chứa một số chất khác như: protein, mỡ, sáp, các hợp chất phi protein. + Nhựa hoa houblon là thành phần chính và quan trọng của hoa houblon bao gồm nhựa cứng và nhựa mềm: Nhựa mềm gồm cĩ α-nhựa mềm và β - nhựa mềm, trong nhựa mềm gồm các dạng axít đắng là α, β,γ, δ-axít đắng. Vị đắng của bia chủ yếu là do α-axít đắng tạo nên, cịn các dẫn xuất của β- axít đắng tạo nên vị đắng hài hồ, dễ chịu. + Các chất tanin của hoa houblon là các polyphenol, dễ hồ tan trong nước, dễ bị oxi hĩa nên nĩ bảo vệ nhựa houblon. Trong quá trình nấu bia, hầu hết tanin của hoa houblon liên kết với protein của malt, do đĩ hàm lượng polyphenol ở trong bia chủ yếu là của malt và chỉ khoảng 10-20% là polyphenol của hoa houblon. + Tinh dầu hoa houblon là một hỗn hợp phức tạp của các hydrat cacbon và nhiều hợp chất chứa ơxi dạng tecpen. Tinh dầu houblon khơng hồ tan trong nước nhưng dễ bay theo hơi nước. Trong quá trình sản xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay hơi chỉ cịn khoảng 2% tồn tại trong bia tạo hương thơm cho bia. Trong quá trình bảo quản, tinh dầu sẽ mất dần do bay hơi và bị ơxi hố, do đĩ khơng dùng hoa cũ để sản xuất bia vì các sản phẩm chuyển hố của tinh dầu nếu đưa vào bia sẽ làm giảm chất lượng của bia. Phương pháp bảo quản và nâng cao hiệu quả sử dụng hoa - Để bảo quản tốt cần giữ hoa trong các điều kiện sau: - Ngăn chăn sự xâm nhập của khơng khí vào hoa bằng cách bảo quản trong thùng kín hoặc mọi trường khí trơ. - Bảo quản ở nhiệt độ thấp, gần 00C vì ở nhiệt độ thấp cĩ tác dụng kiềm chế các quá trình hố học, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, nhà máy bảo quản 5-100C. - Cách ẩm tốt, nếu bảo quản được trong các điều kiện trên thì hoa cĩ thể bảo quản trong 2 năm mà chất lượng giảm khơng đáng kể. - Hiệu quả sử dụng các chất đắng cịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khi đun sơi houblon với dịch đường, quan trọng nhất là thời gian và cường độ đun sơi, lượng houblon sử dụng và pH của dịch đường. Nếu tiến hành houblon hố trong điều kiện tối ưu thì lượng chất đắng sử dụng được trong giai đoạn này khoảng 80 ¸ 85% cịn 15 ¸ 20% ở lại trong bã hoa, đối với nhà máy sử dụng 65% là cao hoa và 35% là hoa viên. Nhập Houblon Tình trạng bao bì Mã số lô hàng Nguyên đai, nguyên kiện Được kiểm tra bởi SABECO II.1.3/ NƯỚC Vai trị - Hàm lượng nước trong bia thành phẩm chiếm trung bình khoảng 90%. Trong nhà máy bia nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm, thanh trùng, vệ sinh sát trùng thiết bị, vệ sinh xí nghiệp… Do đĩ lượng nước dùng trong nhà máy rất lớn, lượng nước dùng để nấu bia khơng những địi hỏi cĩ đầy đủ tiêu chuẩn của nước uống mà cịn cĩ những yêu cầu riêng đáp ứng cho cơng nghệ sản xuất bia. Nhà máy dùng 8hl nước /1hl bia. Thành phần hố học - Trong nước ngồi Ca(HCO3)2, MgSO4, Na2SO4, Na2SO3, K2CO3 cịn chứa một lượng nhỏ MgCO3, CaCO3, FeCO3 và các muối silicat, nitrat, phophat…Các muối hịa tan sẽ ở dạng ion gồm các cation: Ca2+, H+, Na+, K+, Mn2+, Al3+, Mg2+; các anion:OH-, HCO3-, Cl-, NO3-, SO42-, PO43-…Muối của Ca2+ và Mg2+ là nguyên nhân gây nên độ cứng của nước. - Độ cứng tạm thời là độ cứng gây nên bởi muối cacbonat và bicacbonat của canxi và magie. - Độ cứng vĩnh cửu được hình thành do sản phẩm của phản ứng giữa các axit và một số muối khống. Tổng của hai độ cứng này là độ cứng chung của nước. Độ cứng của nước gây nên bởi các ion canxi và magie được thể hiện bằng độ 0H (mg đương lượng/lít) 10H = 0,357 mg đương lượng/lít. Ngồi ra cịn sử dụng một số đơn vị khác như 0F, 0E…Thường nước để sản xuất bia cĩ độ cứng từ mềm đến trung bình <4-6 mg đương lượng/l. YÊU CẦU KĨ THUẬT Cung cấp nước nấu Bia 1. Phần cung cấp Nước nấu bia 2. Yêu cầu chung Nguồn nước tại TCT Bia-Rượu –NGK Sài Gịn, Số 187 Nguyễn Chí Thanh Q5, Tp. HCM 3. Yêu cầu kỹ thuật STT TÊN CHỈ TIÊU TIÊU CHUẨN P/P PHÂN TÍCH 1 Nước uống (Drinking water) QĐ số 1329/2002/BYT/QĐ Phương pháp Bia Sàigòn 2 Mùi Không “ 3 Độ pH 6,5 – 7,5 “ 4 Độ đục ≤ 20% Nephe. “ 5 Độ cứng tổng ≤ 2,0 0F “ 6 Độ kiềm tổng ≤ 2,0 0F “ 7 Hàm lượng muối (quy về NaCl) ≤ 20 mg/l “ 8 Hàm lượng sắt ≤ 0,00 – 0,02 “ 9 Hàm lượng Chlor tự do ≤ 0,05 mg/l “ 10 Hàm lượng Nitrit 0,0 mg/l “ 11 Hàm lượng Nitrat ≤ 25 mg/l “ 12 Chloroform ≤ 1,0 ppb “ 13 Total trihalomethanes ≤ 1,0 ppb “ 14 Trichloroethane ≤ 0,1 ppb “ 15 Trichloroethylene ≤ 0,1 ppb “ 16 Tetrachloroethylene ≤ 0,1 ppb “ 17 Nấm men, mốc, tạp trùng ≤ 10 khuẩn lạc/ml “ 18 Tổng số vi khuẩn hiếu khí ≤ 100 khuẩn lạc/ml “ 19 Coliform và E. Coli 0 khuẩn lạc/ml “ Hình II.1.3.1: Chỉ tiêu nước sản suất bia Sài Gịn Hệ nước nhà nấu: Vai trị: Cung cấp nước cho nấu. - Cung cấp nước bài khí. - Cung cấp nước cip. - Nhà máy cĩ 3 tank chứa nước dạng hình trụ đứng: Một tank nước cơng nghệ 260C một tank nước nĩng 800C và một tank nước lạnh 20C. Mỗi tank cĩ thể tích chứa là 30m3 tank nước nĩng và nước lạnh cĩ lớp bảo ơn cách nhiệt cịn tank nước thường thì khơng. Tank cĩ các đường nước vào và ra riêng tank nước nĩng cĩ đường tuần hồn về. Ngồi ra tank cịn lắp các đầu dị về nhiệt độ, đầu dị mức, các vịi cip và đường ống thơng áp. Vai trị cụ thể của từng tank thể hiện trong sơ đồ sau: Nước động lực Hơi cấp Khu chiết Hệ CIP Khu nấu Nước ngưng CIP TT CIP nấu Glycol cấp Glycol hồi 20C 260C 800C Nước lạnh nhanh Hình II.1.3.2: Sơ đồ đường ống cung cấp nước sản xuất ( Bia Sài Gịn ) - Nước cơng nghệ từ động lực cung cấp qua bồn 260C, nước 260C được làm lạnh và gia nhiệt bằng thiết bị gia nhiệt dạng tấm bản để thu được nước 20C và nước 800C. - Nước 260C sẽ được kiểm tra các chỉ tiêu về hĩa lí và vi sinh: - Chỉ tiêu hĩa lí : Được kiểm tra 30ph trước khi xuống gạo. Nếu khơng đạt chỉ tiêu nước cơng nghệ thì tiến hành xả bỏ. - Chỉ tiêu vi sinh: Được kiểm tra hằng ngày, nếu khơng đạt chỉ tiêu thì xả bỏ và tiến hành CIP. II.1.4/ NGUYÊN LIỆU THAY THẾ - Khoảng 90% lượng bia sản xuất trên thế giới được làm từ malt và nguyên liệu thay thế, người ta sử dụng nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia nhằm mục đích: - Giảm giá thành sản phẩm. - Tăng cường độ bền keo, những chất chứa N, polyphenol trong phần lớn các nguyên liệu tinh bột thường khơng nhiều nên làm tăng độ bền keo . - Sản xuất các loại bia nhẹ hơn, sáng màu hơn bia sản xuất hồn tồn bằng malt. - Đối với nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo. - Về khả năng thay thế malt đại mạch trong sản xuất bia thì gạo là loại ngũ cốc được dùng nhiều hơn cả. Thành phần hố học của gạo: Tinh bột chiếm 80-90% Protein 5- 8% Chất béo 1 ¸1,5% Xenluloza 0,5 ¸0,8% Chất khống 1 ¸1,2% + Ta thấy rằng gạo cĩ hàm lượng tinh bột khá cao, protein ở mức vừa phải, cịn chất béo và xenluloza thì ở giới hạn thấp. Với các chỉ số này gạo là một loại nguyên liệu khá lý tưởng cho việc sản xuất bia. + Trong nguyên liệu thay thế khơng cĩ hoặc cĩ rất ít các hệ enzym thuỷ phân. Do đĩ khi sử dụng tỷ lệ nguyên liệu thay thế lớn thì phải bổ sung thêm chế phẩm enzym nhằm nâng cao hiệu suất thuỷ phân trong khi nấu bia. Khi dùng gạo để nấu bia thì màu của bia sáng hơn nhưng vị ngon của bia giảm xuống một ít. + Tỷ lệ nguyên liệu thay thế cho vào phụ thuộc vào phương thức sử dụng nguyên liệu cĩ sẵn của mỗi nước, tính kinh tế, yêu cầu chất lượng của bia thành phẩm. Lượng nguyên liệu thay thế khoảng 20-30% ở Châu Âu , lên tới 50-70% ở một số nước Châu Phi, Châu Mỹ và Châu Á. + Nhà máy sử dụng lượng gạo với tỷ lệ 25%. + Bảo quản gạo: gạo được thu mua dạng bao và bảo quản trong kho ở nhiệt độ bình thường và được nhập vào silo chứa gạo để sử dụng. Silo chứa gạo 30 tấn. Nhập gạo Độ ẩm Ngoại quan Tỷ lệ tạp chất Tình trạng bao bì £ 14,5% Không ẩm mốc, không sâu mọt £ 0.05% Nguyên đai, nguyên kiện Bảng II.1.4.1: Chỉ tiêu gạo nhập của nhà máy II.1.5/ Chuẩn bị hĩa chất cho một mẻ nấu: - H2SO4 98% pha với nước đạt nồng độ 10%: sử dụng 350 ml H2SO4 10%/mẻ. - CaCl2 khan 3,5 kg/mẻ. - Acid lactic: 1200 ml cho vào nồi malt; 500 ml cho vào nồi houblon. - Hoa viên: 3,4 kg/mẻ ( α-acid đắng 8%) - Hoa cao: 0,97 kg/mẻ (α-acid đắng 50,5%) - Caramel: 0,9 kg/mẻ (cĩ thể thay đổi tùy theo nguyên liệu malt , quá trình nấu …mà điều chỉnh độ màu). - ZnCl2: 5 g/mẻ Một ngày 3 ca nấu 9 mẻ . Hĩa chất được chuẩn bị và để vào từng ơ cho mỗi mẻ. Hoa cao, hoa viên, kẽm clorua để tại ngăn của phịng lạnh, acid lactic, canxi clorua, acid sunfuric bỏ tại ngăn gần nồi nấu. II.2/ PHÂN XƯỞNG XAY NGHIỀN NẤU Gạo Malt Xay, nghiền Nấu cháo Đường hĩa Đạm hĩa Xay, nghiền Lọc Dịch đường Lên men chính Houblon hĩa Làm lạnh nhanh Lên men phụ Lắng xốy Lọc ống Lọc đĩa Bão hịa CO2 Lọc tinh Chiết Dập nắp, ghép mí Thanh trùng In phun Sản phẩm Malt lĩt, nước, H2SO4 Nước, Acid lactic, CaCl2 Bã Rửa bã Nước rửa Hoa houblon Oxy Nấm men, maturex CO2 Thu hồi Xử lý Thu hồi men Hyflo, STD PVPP Nắp Chai Nhãn Rửa Nước khử trùng Hình II.2: Sơ đồ chi tiết cơng ty Bia Sài Gịn ( DakLak ) Nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất lẫn rất nhiều tạp chất nên cần làm sạch trước khi đưa vào sản xuất. II.2.1/ QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH + Đầu tiên malt và gạo được vít tải đưa vào xilo nhập liệu, tiếp theo sẽ đuợc vít tải thứ hai đưa vào các thiết bị làm sạch.Trước hết nguyên liệu trượt trên bề mặt các cực nam châm để tách các kim loại nhỏ, sau đĩ sẽ vào máy tách tạp chất nhẹ và kích thước lớn, tại đây tạp chất cĩ kích thước lớn (dây bao, rác, đá, mảnh kim loại lớn) khơng lọt sàng sẽ được tách ra. Sau khi tách tạp chất lớn, nguyên liệu sẽ tiếp tục vào máy tách đá để tách đá , kim loại do chúng cĩ tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của malt, gạo. + Hệ thống làm sạch malt, gạo riêng biệt, giống nhau về trình tự và thiết bị tuy nhiên hệ thống làm sạch malt với năng suất cao hơn. Đối với malt khoảng 4 t/h, gạo 2t/h II.2.2/ Máy tách rác: - Mục đích: Tách các tạp chất cĩ kích thước lớn. Hình II.2.2 : Hình vẽ máy tách rác Chú thích: 1/Nguyên liệu vào 2/Cửa vệ sinh 3/Cửa tạp chất nhẹ, rác, dây bao ra. 4/Đường ống hút bụi 5/Cửa malt, gạo sạch đi ra 6/Cửa bột cám đi ra 7/Chân đỡ 8/Motor rung - Cấu tạo: Thân thiết bị rung trên 4 đệm cao su nhờ 2 động cơ rung đối xứng 2 bên thân máy. - Bên trong cĩ 3 lớp lưới: lớp trên cùng, lớp giữa, lớp dưới cùng khoảng 2 mm - Cĩ cửa cho nguyên liệu vào, cửa tạp chất ra, cửa ra của malt , bột malt. Cĩ một đường ống hút bụi. - Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu vào thiết bị, hai động cơ rung làm thân máy rung, các tạp chất lớn khơng lọt lưới 1, 2 được tách ra . Ở lớp thứ 2 cĩ bi để phá vỡ những cục malt, gạo đĩng cục. Gạo và malt sẽ ở trên lớp lưới thứ 3 tiếp tục đi tách đá, bột gạo , malt lọt sàng cũng được thu hồi đem nấu. - Sự cố: Dây bao, rác làm ngẹt lưới, dẫn đến kết quả là làm trào nguyên liệu. Vì vậy phải vệ sinh thường xuyên. - Thơng số kĩ thuật: Năng suất tách rác malt 4 t/h, gạo 2 t/h. Gĩc nghiêng của thân máy 60. II.2.3/ Máy tách đá : - Mục đích: Tách tạp chất cĩ tỉ trọng lớn hơn malt, gạo như đá sạn, kim loại. - Nguyên tắc hoạt động: Máy hoạt động nhờ cơ cấu lệch tâm kết hợp với khí lực. Hệ thống quạt giĩ tạo áp suất âm trong thiết bị, hệ thống động cơ tạo độ rung cho sang. Nguyên liệu vào cửa (1) rơi xuống sang. Nhờ sàng đặt nghiêng 8-9o rung, kết hợp với hệ thống được hút chân khơng 4-5milibar mà hạt chuyển động theo độ dốc của sàng ra ngồi và được tháo ra theo cửa (5). Sạn do cĩ tỉ trọng nặng dưới tác dụng rung của sàng mà chuyển động lên phía trên của sàng và ra ngồi theo cửa (6). Bụi, tạp chất nhẹ, nhờ hệ thộng hút chân khơng hút ra ngồi. Đồng thời hệ thống này giúp cân bằng áp suất. Ta cần điều chỉnh hệ thống khí hút vừa phải để cho sạn khơng đi theo hạt. - Hình vẽ mơ tả: Hình II.2.3: Hình vẽ máy tách đá Chú thích: 1. Đường ống malt nguyên liệu vào máy 2. Ống hút tạo chân khơng 3. Lưới sàng 4. Motor rung 5. Cửa malt sạch đi ra 6. Đá sạn, tạp chất nặng khác đi ra -Thơng số kĩ thuật Năng suất: Malt 4 t/h, gạo 2t/h Gĩc nghiêng máy 8-9o Gĩc mở giĩ 50o, áp suất chân khơng 4-5 mbar II.2.4/ Quá trình xay nghiền + Mục đích: Phá vỡ cấu trúc của tề bào hạt, làm tăng bề mặt tiếp xúc với nước tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thuỷ phân tiếp theo. + Đối với malt: Sau khi được làm sạch, malt được gàu tải múc đổ vào cân 1450kg. Tại đây malt được trích 02 lần: malt lĩt 1: 38-39 kg vào máy nghiền khơ sau đĩ được hồ nước và bơm vào nồi nấu gạo, malt lĩt 2: 38-39 kg cũng được nghiền và hồ nước rồi bơm vào nồi nấu gạo ở giai đoạn hạ nhiệt xuống 72oC. Phần malt cịn lại trong cân sẽ vào máy nghiền malt ướt, sau khi nghiền thu được sữa malt bơm vào nồi nấu malt. + Để thu được sữa malt sử dụng phương pháp nghiền ướt. Đầu tiên 1372-1374kg malt sẽ được ngâm nước 63oC (10hl) = tỉ lệ 0,7hl cho 100 kg malt. Sau khi ngâm, tiếp theo là tiến hành nghiền malt liên tục, đồng thời bột nghiền phải được phối trộn ngay với nước 39oC để thu được sữa malt. Phương pháp nghiền ướt rút ngắn được thời gian lọc bã khoảng 10-20%. Nguyên nhân chính là do độ rỗng của khối bã tăng lên, hiệu ứng này chính là kết quả của việc nghiền ướt. Thực tế sản xuất cĩ thể khai thác theo 2 hướng: + Vẫn giữ nguyên khối lượng của từng mẻ nấu nhưng thời gian thao tác được rút ngắn lại. + Vẫn giữ nguyên thời gian thao tác nhưng cĩ thể tăng lượng sản phẩm trong một mẻ nấu hoặc tăng số mẻ nấu trong một ca làm việc. Đối với malt lĩt: + Malt lĩt sau khi được nghiền khơ thì bột malt được đưa vào thùng hồ trộn malt lĩt. Đầu tiên bơm 1-2 hl nước 26oC cho 38-39 kg bột malt lĩt. Thùng hồ trộn malt lĩt cĩ cánh khuấy để khuấy đều. Sau đĩ bơm thêm 1 hl nước để tráng rửa. Sơ đồ quy trình nghiền malt Malt Máy tách sắt, rác Máy tách đá sạn Máy nghiền malt ướt Hop malt Cân malt Phễu trung gian Gầu tải Phễu chứa malt lĩt Máy nghiền malt lĩt Nồi malt Thùng phối trộn Silo Sắt rác Đá Hình II.2.4: Sơ đồ nghiền malt II.2.5/ Thiết bị nghiền malt lĩt và hồ nước malt lĩt: - Cấu tạo: Thiết bị cĩ cặp trục nghiền xẻ rảnh khe hở 2 trục là 1,3 mm. Được truyền chuyển động quay nhờ động cơ và dây curoa. Phía trên cĩ một cặp trục tới liệu. - Thùng hào nước malt lĩt hình trụ, cĩ cánh khuấy bên trong. - Nguyên tắc hoạt động: Malt từ phểu được cặp trục tới liệu xuống cặp trục nghiền, 2 trục quay ngược chiều nhau, malt đi qua khe nghiền sẽ được nghiền nhỏ. Rồi xuống thùng hịa trộn. - Sự cố: Đứt dây curoa - Nghẹt liệu trục nghiền. - Thơng số kĩ thuật: Năng suất 500kg/h Cơng suất mơ tơ 1,5kw a/.Thiết bị nghiền malt ướt: Hình II.2.5 : Hình vẽ máy nghiền malt ướt hình - Cấu tạo: Thùng ngâm malt cĩ cửa malt nguyên liệu vào, nước ngâm 63oC vào cho malt xuống trục nghiền thơng qua trục cánh khế gạt malt. - Cặp trục nghiền sẽ rãnh, khe hẹp giữa 2 trục là 0,4 mm. - Thùng nghiền cĩ cửa cho nước 39oC vào và cửa ra của sữa malt. Hình II.2.5.1 : Hình máy nghiền malt Chú thích 1/Quả cầu Cip 2/Thùng chứa malt 3/Motor cánh khế 4/Thùng ngâm malt 5/Khoang nghiền malt 6/Cặp trục nghiền 7/Vịi phun nước hịa trộn malt 8/Bơm dịch malt vào nồi 9/Cấp nước vệ sinh 10/Cấp nước ngâm malt - Nguyên tắc hoạt động + Bước khởi động, kiểm tra tín hiệu vào ra: tín hiệu điện , mơtor bơm…Máy chỉ hoạt động khi nhiệt độ nước nĩng >74 oC , áp suất nước >3bar. + Bước lấy malt: Lấy theo cài đặt 1372 kg. + Chờ xay malt: Chờ nồi malt khởi động. + Bước khởi động: Khởi động 2 trục nghiền. + Bước làm ẩm: Malt từ thùng chứa sẽ vào thùng ngâm malt nhờ trục gạt cánh khế trên, 10 hl nước 63o C được bơm vào với tỷ lệ 0,72hl cho 100kg malt. Độ ẩm malt đạt khoảng 30%. + Bước nghiền: Motor cánh khế vận chuyển malt xuống trục nghiền, hai trục nghiền cĩ xẻ rãnh quay ngược chiều nhau nghiền malt thành bột, sau đĩ bột nghiền được phối trộn ngay với nước 39oC. Sữa malt sẽ cĩ nhiệt độ 45oC được bơm qua nồi malt. + Tráng rửa: Bơm nước vào tráng rửa khi đầu dị báo emty khoảng 2ph. Mục đích là tráng rửa sạch máy, nước sẽ đuổi sạch malt vào nồi. + Tổng lượng nước sử dụng khoảng 50hl + Xả trống: Xả tồn bộ nước cịn lại trong máy, đường ống vào cống Thơng số kỹ thuật: Năng xuất 5t/h. Quy trình nghiền gạo : Gạo Silo Máy tách sắt , rác Máy tách đá sạn Nghiền Cân Hồ hĩa Hình II.2.6: Sơ đồ nghiền gạo II.2.6/ Máy nghiền búa: Sử dụng để nghiền nguyên liệu gạo. - Cấu tạo: Bao gồm một sàng phân loại hình trụ khuyết. Sàng này cĩ thể tháo lắp một cánh dễ dàng, dễ vệ sinh cũng như thay đổi kích thước lỗ sàng khác nhau. Đối với nhà máy, kích thước lỗ sàng 2mm. - Bên trong lỗ sàng cĩ một roto quay, trên roto lắp nhiều đĩa và trên mỗi đĩa được gắn nhiều cánh búa động bằng thép. Cụ thể máy nghiền búa nhà máy cĩ 88 búa, 11 hàng Cấu tạo gồm: 1 Cánh khế đưa nguyên liệu vào 2 Cánh búa 3 Trục 4 Ống nối với xyclon thu hồi bụi 5 Vít tải bột gạo 6 Lưới sàng. Hình II.2.6.1 : Hình máy nghiền búa Đối với gạo + Gạo sau khi tách đá sẽ đi vào thùng chứa phía trên máy nghiền búa. Rồi được van cánh khế đưa vào máy nghiền búa. Đặc điểm của gạo cũng như các thế liệu khác là hạt tinh bột của chúng chưa được hồ hố, chưa được tác động bởi quá trình enzyme, cấu trúc tinh bột của chúng cịn rất cứng, sẽ rất khĩ thuỷ phân. Do đĩ biện pháp hữu hiệu nhất để chiết ly được nhiều chất hồ tan thì phải nghiền nhỏ, sau đĩ hồ hố (ở nhiệt độ cao) làm cho tinh bột chín. + Sau khi nghiền thu được bột gạo sẽ tiếp tục được vít tải và gàu tải vận chuyển vào phểu chứa trung gian, sau đĩ vào cân 480-490 kg/mẻ và được vít tải cấp vào nồi gạo. Nguyên tắc hoạt động - Gạo được van cánh khế đưa vào khoang nghiền. Động cơ truyền động qua dây curoa làm roto quay khoảng 2000 v/ph (ứng với điện lưới 50hz). Các búa quay sẽ va đập vào các hạt gạo làm vỡ vụn. Những hạt cĩ kích thước nhỏ sẽ lọt qua lưới sàng, cịn hạt chưa đạt kích thước sẽ tiếp tục bị va đập để nghiền nhỏ. Vì khi nghiền tạo nhiều bụi nhỏ nên khoang nghiền cĩ ống thơng với xyclon thu hồi bụi nối với quạt hút của thiết bị lọc bụi. - Bột gạo sau khi lọt lưới sàng thì được vit tải tải vào gàu và gàu sẽ đổ bột gạo vào thùng chứa trung gian. -Thơng số kĩ thuật: Năng suất: 2t/h, cơng suất động cơ: 37 k Sơ đồ hệ thống thu gom bụi: Phễu trung gian (malt) Gàu tải nhập malt Quạt hút khơng khí sạch Vit tải nhập gạo Gàu tải nhập gạo Ống gom bụi Tách bụi thơ Lọc bụi túi vải Bụi Vit tải cấp gạo Vào xay nghiền Máy nghiền gạo Gàu tải cấp malt Máy tách đá Quạt hút khơng khí sạch Máy tách rác Ống gom bụi Tách bụi thơ lọc bụi túi vải bụi Gàu tải malt sạch Thuyết minh - Cĩ 03 hệ thống gom bụi từ các thiết bị cĩ sinh bụi như vit tải nguyên liệu, gàu tải, các máy tách rác, máy nghiền búa.... Nhờ quạt hút, bụi từ các thiết bị được gom vào 1 ống gom chung. Sau đĩ qua thiết bị tách bụi thơ là một thùng rỗng, bên trong cĩ một tấm ngăn, bụi trong ống gom cĩ đường kính nhỏ hơn, khi đi qua thùng rỗng sẽ bị giảm áp đột ngột, va đập vào tấm ngăn các hạt bụi cĩ kích thước lớn hơn giảm động năng sẽ rơi xuống. Cịn khơng khí cĩ lẫn bụi nhỏ sẽ tiếp tục vào thiết bị lọc bụi. - Để tạo chân khơng trong máy tách đá ta sử dụng quạt hút, khơng khí cĩ lẫn bụi từ máy tách đá cũng phải qua thiết bị bụi lọc bụi. Sau khi qua thiết bị lọc bụi tồn bộ khơng khí sạch được quạt hút đẩy ra ngồi, cịn bụi sẽ được thu hồi. Thiết bị lọc bụi - Cấu tạo: Là một tủ kín bên trong cĩ nhiều túi lọc bụi, đối với nhà máy cĩ 3 thiết bị lọc bụi, 2 thiết bị lọc bụi xay nghiền, làm sạch gạo, malt gồm hai ngăn mỗi ngăn cĩ hai hàng túi, mỗi hàng cĩ 5 túi lọc nên tổng cộng sẽ cĩ hai túi lọc, cịn thiết bị lọc bụi của hệ thống nhập liệu thì mỗi hàng cĩ 06 túi lọc nên tất cả sẽ cĩ 24 túi lọc. Túi lọc làm bằng vải lồng ngồi khung thép bằng INOX để khi quạt hút hút túi khơng bị mĩp, mỗi túi lọc thì cĩ đường ống thổi khí nén khi rũ bụi Bụi Nguyên tắc hoạt động Quạt hút, hút khơng khí cĩ lẫn bụi vào túi lọc, chỉ cĩ khơng khí sạch lọt qua lớp vải túi lọc và được hút xả ra mơi trường. Bụi sẽ bám vào bề mặt túi, định kỳ 25s khí nén sẽ thổi vào lần lượt các túi lọc của 03 thiết bị lọc để xả bụi, bụi được thu hồi trở lại, để đem đi nấu. - Sự cố + Rách vải túi lọc + Hỏng van điện từ khơng thổi khí nén được, bụi sẽ bám vào vải lọc dẫn đến là bị tắc bụi. + Thơng số kỹ thuật + Khí nén thổi 6 -7 bar. + Cơng suất của mơtơ quạt hút 7,5kw II.2.7/ Thiết bị nấu bia Sơ đồ quy trình nấu nồi gạo Malt lĩt 1 Nước 260C Nâng nhiệt 720C Giữ nhiệt 720C (20 phút) Nâng nhiệt 830C Giữ nhiệt 830C (5 phút ) Hạ nhiệt 720C Giữ nhiệt 720C (25 phút ) Đun sơi 1000C Malt lĩt 2 Nước 260C Bột gạo H2SO4 Hội cháo Hình II.2.7: Sơ đồ quy trình của nồi gạo Bản chất của quá trình Nấu bia là quá trình chuyển các chất của malt và nguyên liệu thay thế từ trạng thái khơng hồ tan sang dạng hồ tan nhờ tác động của enzym. Phương pháp: - Cĩ hai phương pháp nấu bia là phương pháp ngâm và phương pháp đun sơi. - Phương pháp ngâm là tồn bộ khối nấu được nâng nhiệt và giữ nhiệt tại các mức theo yêu cầu của cơng nghệ (45 ÷ 500C, 60 ÷ 650C, 70 ÷750C) trong thời gian thích hợp, sau đĩ cĩ thể nâng nhiệt độ của tồn khối nấu lên 780C và chuyển sang thiết bị lọc. - Ưu điểm của phương pháp ngâm là thời gian nấu ngắn nên ít tốn năng lượng nhưng cĩ nhược điểm là khối nấu khơng được đun sơi nên đường hố cĩ thể khơng triệt để. - Phương pháp đun sơi là trích một phần của khối nấu đem đun sơi và sau đĩ trộn lẫn với phần chưa đun sơi nhằm mục đích nâng và giữ nhiệt độ của khối nấu qua các mức theo các yêu cầu cơng nghệ. Cĩ thể tiến hành đun sơi một lần, hai lần hoặc ba lần. - Ưu điểm của phương pháp đun sơi là phá vỡ triệt để cấu trúc tế bào tinh bột nên tăng hiệu suất của quá trình thuỷ phân, và cũng ngược lại với phương pháp ngâm, phương pháp đun sơi cĩ những nhược điểm là thời gian lâu kéo dài, tốn nhiều năng lượng dưới tác dụng của nhiệt độ cao cĩ thể xảy ra một số phản ứng phụ khơng cần thiết. - Nhà máy sử dụng phương pháp đun sơi một lần phù hợp với lượng nguyên liệu thay thế là gạo với tỉ lệ là 25% . I.5.1/ Nồi gạo + Thiết bị dạng hình trụ cĩ trang bị áo hơi và lớp bảo ơn bằng bơng thủy tinh cách nhiệt dày 100mm. Áo hơi gồm áo hơi đáy và áo hơi xung quanh thân thiết bị, cĩ đường hơi vào và đường hơi ngưng thốt ra. + Bên trong cĩ cánh khuấy quay được nhờ motor đặt ở dưới đáy nồi (tránh dầu mỡ chảy vào nồi, giảm trở lực). + Đối với nồi gạo, malt lĩt vào dưới đáy, gạo và nước vào nồi từ trên, dịch cháo bơm qua nồi malt ở cửa ra dưới đáy . Đối với nồi malt, dịch malt và hộ._.