Đang tải... (xem toàn văn)
Bia là một loại đồ uống có độ cồn thấp giàu chất dinh dưỡng có hương thơm đặc trưng,vị đắng dịu lớp bọt trắng mịn với hàm lượng CO2 (45gl) ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn trong bia còn chứa hệ enzyme khá phong phú,đặc biệt là nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylaza giúp con người giải khát một cách triệt để khi uống .Vì vậy bia là loại đồ uống hiện rất được ưa chuộng ở nước ta cũng như trên thế giới. Được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa hublon... Bia có khả năng kích thích tiêu hoá, giúp cơ thể khoẻ mạnh khi dùng với liều lượng thích hợp và đặc biệt còn có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống nhờ đặc tính bão hoà CO2.
Thiết kế phần upstream nhà máy sản xuất Bia trái vị chanh dây với suất 70 triệu lít / năm LỜI NĨI ĐẦU Bia loại đồ uống có độ cồn thấp giàu chất dinh dưỡng có hương thơm đặc trưng,vị đắng dịu lớp bọt trắng mịn với hàm lượng CO (4-5g/l) việc cung cấp lượng calori lớn bia chứa hệ enzyme phong phú,đặc biệt nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylaza giúp người giải khát cách triệt để uống Vì bia loại đồ uống ưa chuộng nước ta giới Được sản xuất từ nguyên liệu malt đại mạch, hoa hublon Bia có khả kích thích tiêu hố, giúp thể khoẻ mạnh dùng với liều lượng thích hợp đặc biệt cịn có tác dụng làm giảm nhanh khát người uống nhờ đặc tính bão hồ CO2 Ở Việt Nam, ngành công nghiệp sản xuất bia nhiều tiềm phát triển Trong năm gần đây, nhu cầu sử dụng bia nước ta ngày tăng Rất nhiều nhà máy sở sản xuất bia thành lập khắp nước chưa đáp ứng hết nhu cầu thị trường chất lượng số lượng Hơn bia ngành cơng nghiệp có nhiều đóng góp to lớn cho ngành kinh tế quốc dân ngành sản xuất đem lại lợi nhuận cao, khả thu hồi vốn nhanh, nguồn thu quan trọng cho ngân sách quốc gia Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề lợi ích việc phát triển cơng nghệ sản xuất bia nên việc xây dựng thêm nhà máy bia với cấu tổ chức chặt chẽ thiết bị công nghệ cung cấp cho người tiêu dùng loại bia có chất lượng cao, giá thành phù hợp vô cần thiết Hiện có nhiều loại bia khác bia vàng, bia đen,bia đỏ, bia trái cây,.…Trong loai bia trên, nay, Bia trái (fruit beer) dòng sản phẩm phổ biến ưa chuộng cách rộng rãi toàn giới Loại bia có hấp dẫn đặc biệt mùi vị đặc biệt – kết hợp hài hòa malt đại mạch, houblon, nước, nấm men trái Trên sở đó, Trong đồ án em trình bày thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia trái suất 70 triệu lít/năm với mục đích tạo sản phẩm bia trái mới, phù hợp với vị người Việt Nam, góp phần đa dạng hóa sản phẩm bia thị trường Page I SVTH: Nguyễn Thị Thùy Chi GVHD: TS L Thiết kế phần upstream nhà máy sản xuất Bia trái vị chanh dây với suất 70 triệu lít / năm MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .I MỤC LỤC II DANH MỤC BẢNG IV DANH MỤC HÌNH V CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung bia 1.1.1 Lịch sử phát triển bia 1.1.2 Các loại Bia giới 1.2 Nguyên liệu sản xuất bia trái 1.2.1 Nước 1.2.2 Malt đại mạch 1.2.3 Houblon 17 1.2.4 Nấm men .22 1.2.5 Trái 25 1.2.6 Thế liệu 27 1.2.7 Các chất phụ gia .29 1.3 Các biến đổi xảy q trình đường hóa .29 1.3.1 Thủy phân tinh bột 29 1.3.2 Thủy phân protein 31 1.3.3 Thủy phân β – glucan 31 1.3.4 Các trình phi enzym 31 CHƯƠNG 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 33 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ 33 2.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ .34 2.2.1 Phân xưởng nấu .34 2.2.2 Phân xưởng lên men 41 2.2.3 Phân xưởng chiết 44 2.3 Bổ sung chanh dây vào bia 48 CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 49 3.1 Kế hoạch sản xuất nhà máy 49 Page II SVTH: Nguyễn Thị Thùy Chi GVHD: TS L Thiết kế phần upstream nhà máy sản xuất Bia trái vị chanh dây với suất 70 triệu lít / năm 3.2 Tính cân vật chất cho 100 kg nguyên liệu (70% malt : 25% gạo: 5%chanh) 49 3.2.1 Q trình xử lí ngun liệu 49 3.2.2 Q trình đường hóa 51 3.2.3 Quá trình lọc dịch 52 3.2.4 Q trình houblon hóa 53 3.2.5 Qúa trình lắng xốy .55 3.2.6 Làm lạnh nhanh .56 3.2.7 Quá trình lên men 57 3.2.8 Lọc bia 60 3.2.9 Bão hòa CO2: 60 3.2.10 Chiết rót 61 3.3 Tính cân sản phẩm cho ngày 61 CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ .65 4.1 Tính thiết bị cho phân xưởng nấu 65 4.1.1 Xilo 65 4.1.2 Tính bunke .67 4.1.3 Cân nguyên liệu .69 4.1.4 Thiết bị làm 69 4.1.5 Máy nghiền nguyên liệu 70 4.1.6 Nồi nấu nguyên liệu .73 4.1.7 Thiết bị lọc khung bảng 76 4.1.8 Nồi houblon hóa 78 4.1.9 Thiết bị lắng Whirlpool 79 4.1.10 Thiết bị làm lạnh mỏng 82 4.1.11 Gàu tải 83 4.1.12 Vít tải .84 4.1.13 Các loại bơm 85 KẾT LUẬN .89 PHỤ LỤC 90 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 Page III SVTH: Nguyễn Thị Thùy Chi GVHD: TS L Thiết kế phần upstream nhà máy sản xuất Bia trái vị chanh dây với suất 70 triệu lít / năm DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Các thành phần nước ngầm [4] Bảng Thành phần hóa học trung bình malt tính theo % khối lượng chất khô 12 Bảng Thành phần hoa Houblon [4] 18 Bảng Thành phần hóa học chanh dây ( 100g phần ăn được) [4] Bảng Yếu tố nguyên liệu : độ ẩm, độ trích li, khối lượng riêng 49 Bảng : Tổn thất trình sản xuất .49 Bảng 3 Bảng tổng kết cân vật chất Bảng Thông số kĩ thuật Xilo 67 Bảng Thông số kĩ thuật Bunke 68 Bảng Thông số kĩ thuật máy làm [10] 70 Bảng 4 Thông số kĩ thuật máy nghiền Malt [10] 71 Bảng Thông số kĩ thuật máy nghiền búa[10] .72 Bảng Thơng số nồi hồ hóa 74 Bảng Thơng số nồi đường hóa 75 Bảng Thông số nồi nấu nước nóng 76 Bảng Thông số ký thuật thiết bị lọc khung [11] 78 Bảng 10 Thông số thùng chứa bã 78 Bảng 11 Thơng số nồi Houblon hóa .79 Bảng 12 Thông số thiết bị lắng .82 Bảng 13 Thông số kỹ thuật thiết bị làm lạnh [11] 83 Bảng 14 Thông số kỹ thuật vít tải[10] 85 Bảng 15 Thông số kỹ thuật bơm [10] 85 Bảng 16 Thông số kỹ thuật bơm [10] 85 Bảng 17 Bảng tổng kết thiết bị 88 Page IV SVTH: Nguyễn Thị Thùy Chi GVHD: TS L Thiết kế phần upstream nhà máy sản xuất Bia trái vị chanh dây với suất 70 triệu lít / năm DANH MỤC HÌ Hình 1 Hoa Houblon dạng tươi dạng chế phẩm .17 Hình Nấm men sản xuất Bia: S cerevisiae (a) , S carlsbergensis (b) .22 Hình Chanh dây 26 Hình Một số liệu sản xuất Bia 29Y Hình Máy nghiền hai đôi trục 35 Hình 2 Máy nghiền búa 35 Hình Nồi đường hóa 38 Hình Thiết bị lọc ép khung 39 Hình Thùng Whirlpoor 40 Hình Thiết bị trao đổi nhiệt khung 41 Hình Thiết bị nhân giống men 42 Hình Tank lên men 44 Hình Hệ thống bão hòa CO2 .45 Hình 10 Máy rửa chai 46 Hình 11 Máy chiết chai đóng nắp 47 Hình 12 Thiết bị trùng 47 Hình 13 Máy dán nhãn chai Hình Xilo chứa Malt gạo .65 Hình Cân điện tử 69 Hình Cấu tạo máy quạt sàng [4] 69 Hình 4 Cấu tạo máy nghiền trục[4] .70 Hình Cấu tạo máy nghiền búa [4] 72 Hình Cấu tạo thiết bị lọc khung [4] .76 Hình Cấu tạo thiết bị lắng Whirlpool [4] 80 Hình Cấu tạo thiết bị làm lạnh mỏng [4] .82 Page V SVTH: Nguyễn Thị Thùy Chi GVHD: TS L Thiết kế phần upstream nhà máy sản xuất Bia trái vị chanh dây với suất 70 triệu lít / năm Hình Cấu tạo gàu tải [4] .83 Hình 10 Cấu tạo vít tải [4] 84 Hình 11 Bơm ly tâm trục ngang 85 Page VI SVTH: Nguyễn Thị Thùy Chi GVHD: TS L Thiết kế phần upstream nhà máy sản xuất Bia trái vị chanh dây với suất 70 triệu lít / năm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung bia Bia thức uống lâu đời phổ biến giới Nó loại thức uống chứa cồn sản xuất trình lên men đường từ tinh bột khơng chưng cất sau lên men Thành phần CO2 hịa tan bia có tác dụng giải nhiệt nhanh, hỗ trợ cho q trình tiêu hóa Ngồi bia chứa lượng Vitamin phong phú như: Vitamin B1, B2, PP Nhờ ưu điểm mà bia sử dụng rộng rãi hầu giới với sản lượng ngày tăng Theo nhịp điệu phát triển sống, loại bia ngày trở nên phong phú đa dạng nét đặc trưng cịn giữ nguyên tận ngày hôm 1.1.1 Lịch sử phát triển bia Theo Encyclopædia Britannica Article, Bia làm từ đại mạch Sumeria Babylonia từ khoảng 6000 năm trước cơng ngun Nhiều hình ảnh mộ cổ người Ai Cập từ 2400 năm trước công nguyên đại mạch đại mạch nảy mầm phần nghiền, phối trộn với nước phơi khô để tạo thành Page VII SVTH: Nguyễn Thị Thùy Chi GVHD: TS L Thiết kế phần upstream nhà máy sản xuất Bia trái vị chanh dây với suất 70 triệu lít / năm dạng bánh Khi bẻ vụn trộn lại với nước, bánh tạo dạng dung dịch lên men vi sinh vật tích lũy bề mặt bồn lên men Sản phẩm tạo loại nước giải khát gần giống bia.[ CITATION Wol \l 1066 ] Kỹ thuật làm bia sau chuyển đến Châu Âu Hai nhà sử học thời La Mã cổ đại Pliny Tacitus ghi lại vào thời đó, tộc Saxon, Celt, người Bắc Âu (Nordic) Đức (Germanic) sử dụng Bia (ale) Vào thời Trung Đại (trước thể kỷ VII), Bia xem nghề thủ công tu sĩ Châu Âu Khoảng thời gian sau trước cách mạng Công nghiệp lần thứ nhất, bia trở nên phổ biến sản xuất buôn bán quy mơ gia đình [ CITATION Wol \l 1066 ] Sự xuất Houblon (hops) vào kỷ XI Đức đánh dấu bước tiến cho việc làm Bia Sản phẩm tạo có tính hấp dẫn đặc biệt mùi vị đặc trưng Đến kỷ XV, Houblon bắt đầu giới thiệu Hà Lan đến Anh Năm 1420, Đức tạo lọai Bia sản xuất kỹ thuật lên men chìm (bottomfermentation) Thuật ngữ sử dụng nấm men có khuynh hướng chìm xuống đáy bồn trình lên men Những loại bia gọi larger (xuất phát từ tiếng Đức, lagern, “tồn trữ”) Ngày nay, thuật ngữ larger sử dụng để loại bia sản xuất nấm men chìm ale thể cho loại bia sản xuất nấm men [ CITATION Wol \l 1066 ] Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật lần thứ đem lại khuynh hướng khí hóa việc làm bia Tiến trình sản xuất bia kiểm sốt tốt việc sử dụng nhiệt kế đường kế Ban đầu, dụng cụ tạo Anh nhanh chóng lan sang nhiều nước khác giới Cuối kỷ XIX, kỹ thuật lạnh đời Mỹ cho phép bia (larger) sản xuất tồn trữ tháng hè Vào năm 1860, Louis Pasteur phân lập nhiều vi sinh vật có lợi trình lên men Bia Nhà sinh vật học Đan Mạch Emile Hansen sau tìm phương pháp nuôi cấy nấm men môi trường vi khuẩn nấm men khác Đó sở quan trọng cho việc phân lập nấm men chìm dạng chủng Saccharomyces carlsbergensis vào năm 1883 Từ đây, ngành cơng nghiệp bia bắt đầu có bước phát Page VIII SVTH: Nguyễn Thị Thùy Chi GVHD: TS L Thiết kế phần upstream nhà máy sản xuất Bia trái vị chanh dây với suất 70 triệu lít / năm triển mạnh mẽ vững Sản xuất Bia ký XXI ngành công nghiệp quy mô lớn Các nhà máy Bia đại sử dụng nhiều thiết bị thép không gỉ với trình vận hành tự động máy tính giúp kiểm sốt chặt chẽ hữu hiệu cơng đoạn suốt tiến trình sản xuất Bia đóng gói thùng kim loại, chai thủy tinh, lon nhôm dụng cụ plastic Ngày nay, sản phẩm bia thương mại hóa quy mơ tồn cầu đem đến hội lớn cho người tiêu dùng thưởng thức hương vị độc đáo đến từ nhiều văn hóa khác tồn giới.[ CITATION Wol \l 1066 ] 1.1.2 Các loại Bia giới Mặc dù Bia làm từ nguyên liệu giống toàn giới loại bia mang hương vị đặc trưng Sự khác biệt khác thành phần khoáng chất nước sử dụng, chất lượng malt, nấm men, tỉ lệ phối trộn thành phần, phương pháp sản xuất… Về bản, Bia chia thành hai loại Ale (lên men nổi) Larger (lên men chìm) Bia có đặc trưng pha trộn Ale Lager gọi Bia lai Ale: Ale loại Bia sản xuất lên men nổi, thơng thường lên men nhiệt độ cao so với Bia Lager (15-23oC) Các men bia Ale nhiệt độ tạo lượng đáng kể ester, hương liệu thứ cấp sản phẩm tạo mùi khác, kết Bia tạo mùi vị hoa hay tương tự như: táo, lê, dưa Loại men sử dụng cho bia Ale Saccharomyces cerevisiae, loại men tìm từ thời cổ đại dùng rộng rãi nhiều ngành công nghệ thực phẩm: sản xuất rượu vang, làm bánh mỳ Loại men tương đối vững vàng ổn định trước thay đổi yếu tố môi trường nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ cồn cao Bia lên men sử dụng nhiều Anh, Ireland Scotland Ngày nay, loại bia lên men sản xuất toàn giới Những loại bia thuộc dòng sản phẩm bao gồm loại bia đặc sản Bỉ, Đức Mỹ Bia Ale ngày có khuynh hướng mang hương vị trái thường phức hợp loại Bia có độ đắng, màu sắc, độ độ cứng khác Page IX SVTH: Nguyễn Thị Thùy Chi GVHD: TS L Thiết kế phần upstream nhà máy sản xuất Bia trái vị chanh dây với suất 70 triệu lít / năm Lager: Lager loại bia tiêu thụ nhiều giới Chúng có nguồn gốc từ vùng Trung âu, có tên gọi từ lagem tiếng Đức Men Bia lager loại lên men chìm, thường lên men nhiệt độ 7-12oC sau lên men thứ cấp lâu - 4oC Trong giai đoạn lên men thứ cấp, Lager làm chín Các điều kiện lạnh kiềm chế việc sản xuất tự nhiên ester phụ phẩm khác, tạo hương vị khô lạnh Bia Loại men sử dụng cho Bia Lager có tên gọi Saccharomyces carlbergensis Đây loại men bắt đầu dùng để nấu Bia từ thời kì Phục Hưng (thế kỉ 15) Loại men yếu dễ dàng bị ảnh hưởng yếu tố mơi trường Nó cần lên men bảo quản nhiệt độ lạnh Và lí mà loại bia bắt đầu phổ biến vào kỉ 20 tủ lạnh thiết bị làm mát đời Các phương pháp sản xuất Bia Lager Gabriel Sedlmayr Anton Dreher khai phá Gabril Sedlmayr người hoàn thiện Bia Lager màu nâu sẫm nhà máy Bia Spaten Bavaria, Anton Dreher người bắt đầu sản xuất Bia Lager Với việc kiểm sốt q trình lên men hoàn thiện , phần lớn nhà sản xuất Bia Lager sử dụng thời gian lưu trữ lạnh ngắn, thông thường từ - tuần Bia Larger biết đến nhiều Mỹ loại bia vàng (goldencolored beer) với hàm lượng CO2 cao dùng lạnh để làm bật tính tươi mát tinh khiết Giống Bia Ale, Bia Larger trùng không, lọc hay không lọc, vô lon hay đóng chai Bia hỗn hợp: Hay cịn gọi Bia lai, loại Bia có đặc trưng pha trộn Ale Lager, sử dụng nguyên liệu công nghệ đại 1.2 Nguyên liệu sản xuất bia trái Bia trái loại bia ủ với trái Cũng giống sản phẩm loại, Bia trái với thành phần nguyên liệu nước, nguồn tinh bột lên men chẳng hạn malt đại mạch (malted barley), nấm men (yeast) Thành phần tạo vị phổ biến Bia Houblon (hops) Ngoài ra, nguyên Page X SVTH: Nguyễn Thị Thùy Chi GVHD: TS L