Tài liệu Đồ án tốt nghiệp-thiết kế nhà máy bia 26 triệu lít,năm

Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Trang 1 Thiết Đồ án: Thiết kế nhà máy bia Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Trang 2 Thiết MỤC LỤC CHƯƠNG 1.............................................................................................................4 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT......................................................................4 1.1. Đặc điểm thiên nhiên [20] ......................................................................4 1.2. Nguồn nguyên liệu...........................................................................................4 1.3. Thị trường tiêu thụ .........................................................................................5 1.4. Nguồn cung cấp điện.......................................................................................5 1.5. Nguồn cung cấp hơi.........................................................................................5 1.6. Nguồn cung cấp nước......................................................................................5 1.7. Thoát nước.......................................................................................................5 1.8. Nguồn nhân lực................................................................................................6 1.9. Hợp tác hóa [20] ......................................................................................6 1.10. Năng suất của nhà máy.................................................................................6 2.1. Malt đại mạch..................................................................................................7 2.1.1. Vai trò cuả malt đại mạch............................................................................7 2.2.1. Vai trò............................................................................................................8 2.3.1. Vai trò............................................................................................................8 2.3.2. Nguồn thu nhận và bảo quản.......................................................................8 2.4. Nước [ 9-tr 71].........................................................................................9 2.4.2. Những yêu cầu cơ bản của nước dùng nấu bia ......................................10 2.5. Nấm men bia [ 9-tr 86] ..........................................................................10 2.6. Các chất hỗ trở kỹ thuật...............................................................................10 2.6.2. Chế phẩm enzyme ......................................................................................11 CHƯƠNG 4...........................................................................................................26 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT..........................................................................26 5.1.5. Cân nguyên liệu..........................................................................................45 CHƯƠNG 6...........................................................................................................74 TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG...............................................................................74 CHƯƠNG 8...........................................................................................................99 KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN P HẨM..............................99 CHƯƠNG 9 .......................................................................................................103 AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP.......................................103 9.1. An toàn lao động ....................................................................................103 9.1.1. Những nguyên nhân gây ra tai nạn [5] ..................................................103 PHẦN KẾT LUẬN.............................................................................................107 PHỤC LỤC..........................................................................................................111 111 Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Trang 3 Thiết MỞ ĐẦU Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, có mùi thơm đặc trưng và vị đắng dịu của hoa houblon. Ngoài khả năng làm thỏa mãn nhu cầu giải khát, bia còn cung cấp một lượng lớn năng lượng cho cơ thể con người. Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là: malt đại mạch, hoa houblon và nước. Ngoài ra để làm tăng hiệu quả kinh tế và để đáp ứng nhu cầu và thị hiếu của người tiêu dùng, các nhà máy còn sử dụng thêm một số nguyên liệu khác để thay thế một phần malt đại mạch như: đại mạch chưa nẩy mầm, gạo, ngô đã tách phôi, malt thóc... để sản xuất bia. Bia được sản xuất với nhiều phương pháp và với nhiều loại nguyên liệu thay thế khác nhau nên có nhiều loại bia và mỗi loại bia cũng có các chỉ tiêu chất lượng khác nhau, được đặc trưng bởi mùi, vị, màu sắc, độ rượu khác nhau. Ở nước ta do có khí hậu nhiệt đới nên nhu cầu giải khát càng nhiều. Hơn nữa do chính sách mở cửa của nhà nước ta nên các thương hiệu bia nước ngoài tràn vào thị trường nước ta với chất lượng tốt và kỹ thuật quảng cáo tinh vi, nhưng các thương hiệu bia nước ngoài với giá cả khá cao nên chỉ đáp ứng phần nào cho tầng lớp có thu nhập khá, vì vậy để cạnh tranh thị trường đòi hỏi bia trong nước cần phải có chất lượng cao và giá thành sản phẩm ổn định. Hiện nay ở nước ta có nhiều nhà máy bia, với sản phẩm đạt chất lượng cao chiếm lĩnh được thị trường trong và ngoài nước, như nhà máy bia Sài Gòn, Huda,... Sản phẩm của các nhà máy bia này mang lại một khoảng lợi nhuận tương đối lớn góp phần vào sự phát triển kinh tế đất nước. Với những nguồn lợi do bia mang lại thì việc xây dựng thêm một nhà máy bia có chất lượng tốt để nhằm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng và góp phầp vào nền kinh tế đất nước là một yêu cầu thiết thực . Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Trang 4 Thiết CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Qua tìm hiểu về vị trí địa lý, khí hậu, hệ thống giao thông vận tải và các điều kiện khác, tôi quyết định chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia tại khu công nghiệp Nam Cấm, thuộc huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An. Tỉnh Nghệ An là một tỉnh có nền kinh tế phát triển nhưng hệ thống khu công nghiệp còn hạn chế, dân số của tỉnh đông nên có một lực lượng lao động dồi dào. Mặt khác, kế hoạch tách và mở rộng thành phố Vinh thành một thành phố độc lập khỏi tỉnh Nghệ An. Để quy hoạch lại thành phố Vinh, thành phố đã mở rộng ra các huyện lân cận trong đó có huyện Nghi Lộc là nơi xây dựng nhà máy. Vì vậy việc xây dựng một nhà máy bia trên địa bàn huyện Nghi Lộc có ý nghĩa to lớn nhằm giải quyết công ăn việc làm cho người lao động, góp phần xây dựng thành phố trở thành thành phố loại I. 1.1. Đặc điểm thiên nhiên [20] Địa điểm xây dựng nhà máy nằm trên mặt bằng của khu công nghiệp Nam Cấm Nghệ An. Với quy mô diện tích được quy hoạch 327,83 hecta, có vị trí hết sức thuận lợi về giao thông: nằm trên trục đường quốc lộ 1A, cách cảng biển Cửa Lò 6 km, có đường sắt Bắc Nam đi qua và cách ga đường sắt Quán Hành 2 km, cách sân bây Vinh 12 km, khu công nghiệp Nam Cấm có đầy đủ các yếu tố để trở thành một khu công nghiệp lớn. Với vị trí như rất thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu, cũng như vận chuyển tiêu thụ sản phẩm từ cảng về nhà máy. Về khí hậu, Nghệ An là tỉnh có khí hậu tương đối phức tạp. Nhiệt độ nóng bức vào mùa hè làm tăng nhu cầu giải khát là nguồn tiêu thụ lớn cho nhà máy. Hướng gió chính là hướng Đông Nam. 1.2. Nguồn nguyên liệu Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước. Ngoài ra, nhà máy còn sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo. Do khí hậu đất đai ở nước ta không trồng được đại mạch và cây hoa houblon nên hai loại nguyên liệu này phải nhập từ nước ngoài về. Malt đại mạch và hoa houblon được nhập về cảng Cửa Lò sau đó được ô tô vận chuyển về nhà máy. Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Trang 5 Thiết Hiện nay, sản lượng gạo ở nước ta rất lớn. Do đó, việc nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo để sản xuất bia rất có ý nghĩa trong vấn đề tận dụng nguyên liệu sẵn có ở địa phương cũng như việc hạ giá thành sản phẩm. Nguồn cung cấp gạo là từ các công ty lương thực hoặc có thể mua của nhân dân địa phương. 1.3. Thị trường tiêu thụ Do khí hậu nước ta nên nhu cầu về giải khát tăng mạnh, hơn nữa các nước trong khu vực Đông Nam Á như: Malaisia, Indonesia, ...đều có khí hậu tương đối giống nước ta nên nhu cầu về giải khát rất lớn, chính vì thế sản phẩm của nhà máy có thể đáp ứng nhu cầu của người dân trong tỉnh, ngoài tỉnh và có thể xuất khẩu sang các nước lân cận. 1.4. Nguồn cung cấp điện Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp riêng. Ngoài ra, để đảm bảo cho quá trình sản xuất được liên tục, nhà máy còn trang bị máy phát điện dự phòng. 1.5. Nguồn cung cấp hơi Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng lấy từ lò hơi riêng của nhà máy. Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu F.O được mua từ các trạm xăng dầu trong tỉnh, nhà máy có kho chứa để đảm bảo sản xuất. 1.6. Nguồn cung cấp nước Nước là nguyên liệu không thể thiếu trong quá trình sản xuất bia: Nước được sử dụng để nấu bia, cung cấp cho lò hơi, dùng để vệ sinh nhà máy, sinh hoạt... Nhà máy lấy nước chủ yếu từ nhà máy nước của thành phố. Ngoài ra trong nhà máy còn có giếng bơm để phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt. Tuy nhiên để đưa nước vào sản xuất thì nước được xử lý qua hệ thống xử lý riêng của nhà máy. 1.7. Thoát nước Phần lớn nước thải của nhà máy đều chứa các chất hữu cơ là môi trường phát triển của vi sinh vật, khi thải ra ngoài sẽ gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái. Vì vậy, nước từ các phân xưởng chảy ra được cho qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy trước khi thải ra ngoài. Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Trang 6 Thiết 1.8. Nguồn nhân lực Việc xây dựng nhà máy bia góp phần giải quyết việc làm cho người dân trong tỉnh. Do vậy nhân công của nhà máy chủ yếu tuyển người địa phương. Cán bộ quản lý và kỹ thuật của nhà máy có thể nhận về từ các trường Đại học, Cao đẳng trong cả nước. Việc tuyển nhân công địa phương sẽ giúp cho nhà máy đỡ phầ̀n đầu tư về xây dựng nhà ở cho công nhân cũng như một số công trình khác. 1.9. Hợp tác hóa [20] Nhà máy có thể liên hợp hoá với các nhà máy trong khu công nghiệp và các nhà máy trong các khu công nghiệp khác như: Khu công nghiệp Hoàng Mai, Khu công nghiệp Bắc Vinh, khu công nghiệp Cửa Lò, tạo điều kiện cho nhà máy tăng lợi nhuận và giảm giá thành sản phẩm. 1.10. Năng suất của nhà máy Nhà máy được thiết kế với năng suất 26 triệu lít bia 14%/năm. Từ những phân tích thực tế như trên, việc xây dựng một nhà máy bia tại khu công nghiệp Nam Cấm thuộc huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An với năng suất 26 triệu lít/năm là rất cần thiết, nhà máy có thể giải quyết được việc làm cho công nhân, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, góp phần thúc đẩy nền kinh tế tỉnh nhà phát triển. Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Trang 7 Thiết CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU VÀ CÁC CHẤT HỖ TRỢ KỸ THUẬT Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia gồm 3 loại cơ bản: Malt đại mạch, hoa houblon và nước. Ngoài ra, nhằm mục đích hạ giá thành và đa dạng hóa sản phẩm nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo, để tăng hiệu suất của quá trình sản xuất nhà máy sử dụng một số chế phẩm enzime. 2.1. Malt đại mạch 2.1.1. Vai trò cuả malt đại mạch Malt đại mạch vừa là nguyên liệu chính vừa là tác nhân đường hóa để sản xuất các loại bia. Trong malt đại mạch có hệ enzyme cân đối thích hợp cho công nghệ sản xuất bia: hệ enzyme thủy phân tinh bột, thủy phân protein. Các hợp chất gluxit và protein cao phân tử trong nội nhũ của hạt dưới tác dụng của các hệ enzyme tương ứng sẽ bị phân cách tạo thành các sản phẩm có phân tử nhỏ hoà tan vào nước để thành chất chiết của dịch đường. Hình 2.1. nhập Hạt malt Malt đại mạch dùng để sản xuất bia ở nước ta thường được khẩu.[27] Sau khi malt được vận chuyển về nhà máy được bảo quản trong các silo cung cấp cho 34 tuần sản xuất. 2.1.2. Thành phần hóa học của malt đại mạch Thành phần hóa học của malt bao gồm: Tinh bột, đường khử, sacaroza, pentozan, xenluloza, chất chứa nitơ, chất béo, chất khoáng. Ngoài ra khác với các loại nguyên liệu khác và lí do malt được chọn làm nguyên liệu chính cho quá trình sản xuất bia là trong malt chứa hệ enzime đầy đủ. [11-tr 7] 2.1.3. Các yêu cầu chất lượng của malt khi nhập + Màu hạt malt vàng sáng đều. + Mùi thơm đặc trưng. + Vị ngọt nhẹ. + Hình dáng to, tròn, đều. + Tạp chất < 0,1%. Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Trang 8 Thiết + Hạt gãy <0,5%. + Khối lượng hạt 28-38g/1000 hạt. + Độ ẩm ≤ 5%.[3-tr 211] 2.2. Gạo 2.2.1. Vai trò Gạo có chứa rất nhiều tinh bột, protein vừa phải, chất béo và xenlulo ở giới hạn thấp. Sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế một phần giảm giá thành sản phẩm mà chất lượng bia không thua kém so với sử dụng toàn bộ malt đại mạch. Gạo có nội nhũ trắng trong và trắng đục, trong sản xuất bia chọn hạt có độ trắng đục vì hàm lượng protein thấp. Nước ta là một nước nông nghiệp nên gạo được thu mua ở trong nước. Gạo được bảo quản trong silo, thời gian bảo quản là 15 ngày. 2.2.2. Các yêu cầu chất lượng của gạo + Hình thái: Trắng, nhẵn bóng, không lẫn sỏi đá, không mối mọt. + Tạp chất: Tối đa 0,03%. + Thóc: Tối đa khoảng 15hạt/1kg gạo. + Tạp chất vô cơ: <0,01%, cám <0,01%. + Mức tấm: <30%. + Gạo đớn hoặc gãy đôi: 2-3%. + Mức trắng: <65%. + Độ hoà tan tính theo chất khô: 75%. + Độ ẩm: <13%.[3- tr 26] 2.3. Hoa houblon 2.3.1. Vai trò Hoa houblon là nguyên liệu không thể thiếu trong công nghệ sản xuất bia. Nó có tác dụng làm cho bia có vị đắng, mùi thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần của sản phẩm. [3-tr 32] 2.3.2. Nguồn thu nhận và bảo quản Hoa houblon được trồng nhiều ở vùng Trung Âu và Bắc Mỹ còn ở nước ta do điều kiện khí hậu không trồng được hoa houblon nên phải nhập khẩu. Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Thiết Trang 9 Hoa houblon được bảo quản trong túi polyetylen hàn kín miệng hoặc cho vào thùng kim loại để đưa đi bảo quản, nơi bảo quản cần bảo đảm khô ráo, không có ánh sáng mặt trời, hàm ẩm tối đa 13%, nhiệt độ bảo quản tốt nhất 0,5-2oC. 2.3.3. Thành phần hóa học của hoa houblon [3-tr 33] Hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau nhưng các chất có giá trị trong công nghệ sản xuất bia là nhựa hoa, tanin và tinh dầu, ngoài ra trong hoa còn có chứa các chất khác như: protein, sáp, các hợp chất protein.  Nhựa hoa: Nhựa hoa là thành phần quan trọng của hoa houblon. Bao gồm nhựa cứng và nhựa mềm. Nhựa mềm gồm có α − axit đắng, β − axit đắng,  -axit đắng, -axit đắng. Các chất đắng có tác dụng tạo vị, mùi cho bia mà còn có tác dụng sát trùng ức chế sự phát triển của vi sinh vật.  Các tanin: Tanin là các polyphenol thuộc nhiều nhóm khác nhau như flavanon, catechin… trong quá trình nấu bia các chất này liên kết với protein của malt. Do đó hàm lượng polyphenol ở trong bia chủ yếu là của malt và chỉ khoảng 10-20% là polyphenol của hoa houblon. Các hợp chất tanin dễ bị oxi hóa do đó nó có tác dụng bảo vệ các axit đắng khỏi bị oxi hóa mặt khác tanin tham gia tạo vị cho bia.  Tinh dầu: Tinh dầu là chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu hòa tan vào dịch đường, tồn tại trong bia với hàm lượng nhỏ nhưng tạo ra cho bia mùi thơm đặc trưng, dễ chịu. Lượng tinh dầu trong hoa houblon dao động rất lớn (0,2-2%) phụ thuộc vào lượng hoa, giống hoa, quá trình bảo quản hoa. 2.4. Nước [ 9-tr 71] Hàm lượng nước trong bia thành phẩm chiếm khoảng 85- 90%. Trong nhà máy bia, nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau như: xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm, thanh trùng vệ sinh thiết bị, vệ sinh xí nghiệp… Do đó lượng nước dùng trong nhà máy bia rất lớn. Lượng nước dùng để trực tiếp nấu bia không những đòi hỏi có đầy đủ các tiêu chuẩn nước uống mà còn phải có những yêu cầu riêng đáp ứng trong công nghệ sản xuất bia. Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Thiết Trang 10 2.4.1. Thành phần hóa học trong nước sản xuất Nước là dung dịch của các loại muối ở dạng ion. Nhóm cation nhiều chất là: Ca2+, Mg2+, H+, K+, Na+, Fe2+, Mn2+, Al3+. Còn nhóm anion chủ yếu là OH-, CO3-, Cl-, SO42-, NO3-, NO2-, SiO23-, PO43-... Các muối của canxi và magiê là những hợp chất gây ra độ cứng của nước. [3-tr 43] 2.4.2. Những yêu cầu cơ bản của nước dùng nấu bia Nước để nấu bia trước hết phải trong suốt, không màu, có vị dễ chịu, không có mùi lạ và không chứa các vi sinh vật gây bệnh. + Độ cứng trung bình của nước 5- 6 mg đương lượng/lít. + pH = 6,8 - 7. + Độ oxy hoá không vượt quá 1- 2 mg/l. + Hàm lượng cặn khô không vượt quá 600 mg/l. + Các chỉ tiêu sinh học: chuẩn độ Coli là >300, chỉ số Coli < 3. 2.5. Nấm men bia [ 9-tr 86] Để thực hiện quá trình lên men dịch đường houblon hoá, điều kiện tiên quyết là phải có một lượng nhất định sinh khối nấm men bia thuần khiết. Nấm men được sử dụng trong sản xuất bia gồm 2 loại: + Sacchoromyces cerevisiae (giống nấm men nổi). + Sacchoromyces carlsbergensis (giống nấm men chìm). Nhà máy sử dụng chủng nấm Sacchoromyces carlsbergensis. Yêu cầu kỹ thuật đối với giống nấm men để sản xuất bia: + Nấm men bia phải được nhân giống từ chủng thuần khiết và một đời men giống có thể sử dụng được 6-10 chu kỳ lên men. + Giống nấm men phải thích ứng được với những điều kiện như: nhiệt độ, pH, thành phần môi trường. + Số lượng men giống ít nhất phải đạt từ 8-10.10 6 tế bào/cm3 khi cho vào để lên men dịch đường. 2.6. Các chất hỗ trở kỹ thuật Nhóm các chất phụ gia được sử dụng dưới dạng nguyên liệu phụ nhằm giúp điều chỉnh các thông số kỹ thuật cần thiết mà trong quá trình sản xuất chưa đạt tới, ta có các phụ gia chủ yếu sau: Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Thiết Trang 11 2.6.1. Hóa chất  Nhóm các phụ gia xử lý nước: than hoạt tính, hạt nhựa…  Axit lactic: để điều chỉnh pH trong quá trình nấu.  Phụ gia để vệ sinh thiết bị: dung dịch CIP.  Chất trợ lọc: Diatomit. 2.6.2. Chế phẩm enzyme  Termamyl (Amylaza của hãng NOVO Đan Mạch) [2-tr 110] + Tác dụng: Tăng hiệu suất thủy phân cung cấp hệ enzyme amylaza. + Tỷ lệ: 35ml/100 kg bột gạo. + t0C0pt = 900C. + Nguồn phân lập: Bacillus lichensiom. + pHopt = 6.  Ceremix: ( hỗn hợp của alpha-amylase, glucanase and protease) [19] + Tác dụng: Tăng hiệu suất đường hóa. + Tỷ lệ: 13ml/ 1kg bột malt. + t0C0pt = 550C. + pHopt = 5,5 -7,5. + Nguồn phân lập: Bacillus amyloliquesfacien.  Maturex: [2-tr 110] + Tác dụng: Hạn chế sự hình thành Diaxextyl trong quá trình lên men. + Hàm lượng 1kg/100hl dịch lên men. + t0C0pt = 5,50C. + pHopt = 6. CHƯƠNG 3 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Thiết Trang 12 3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia Gạo Malt Làm sạch Làm sạch Nghiền Nghiền Bột gạo Bột malt Hồ hóa và đun sôi Đạm hóa Đường hóa Nước nóng 780C Hoa Houblon hoá Lắng cặn O2, Maturex Men giống Nuôi cấy Làm lạnh Xử lý Lên men chính Bã men Thanh trùng Chiết rót và đóng nắp Dán nhãn, indate Bã Lọc dịch đường và rữa bã Đóng két Ổn định bia Thành phẩm Cặn Chất tải lạnh CO2 Lên men phụ và tàng trữ bia non Lọc trong Xử lý 3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ 3.2.1. Làm sạch nguyên liệu  Mục đích: Tách bụi và các tạp chất nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp theo. Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Trang 13 Thiết  Thực hiện: Nguyên liệu: nguyên liệu từ silo được vít tải, gàu tải vận chuyển lên máy sàng tự động, sau đó đưa qua thiết bị từ tính để tách kim loại. 3.2.2. Nghiền nguyên liệu 3.2.2.1. Nghiền malt đại mạch  Mục đích: Phá vỡ cấu trúc tế bào giải phóng các phân tử tinh bột, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp theo. Khi nghiền yêu cầu vỏ malt giữ càng nguyên càng tốt, tạo một tỷ lệ thích hợp giữa tấm và bột sao cho thu nhận được hiệu suất chiết cao nhất, đồng thời bảo đảm lọc dịch đường nhanh và dịch trong.  Thực hiện: [3-tr 231] Malt được nghiền với thiết bị nghiền trục. Thiết bị nghiền 2 cặp trục một lưới sàng. Trục nghiền có bề mặt nhẵn. ∗ Cấu tạo của máy nghiền malt: 1. Trục cánh khế đẩy malt. 2. Cặp rulo thứ nhất. 3. Sàng. 4. Cặp rulo thứ hai. Hình 3.1. Máy nghiền trục Nguyên lý làm việc: Malt sau khi qua cặp trục nghiền rulo thứ nhất cấu trúc hạt bị phá vở, bột nghiền được đổ xuống sàng. Lọt qua lỗ sàng là bột và tấm bé. Hai pha này được thu gom vào bunke chứa tạm, còn vỏ và tấm lớn nằm lại trên sàng được đổ vào cặp rulo thứ hai để nghiền lại một lần nữa. 3.2.2.2. Nghiền gạo  Mục đích: Nhằm đưa nguyên liệu ở dạng hạt về dạng bột để dễ dàng thấm nước, tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn chế biến sau này.  Thực hiện: [ 3-tr 239] Nguyên liệu sau khi làm sạch được đem đi nghiền mịn bằng máy nghiền trục ∗ Cấu tạo của máy nghiền trục: 1. Bu long. Hình 3.2. Thiết bị nghiền búa Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Thiết Trang 14 2. Lưỡi dao (búa). 3. Đĩa. 4.Trục roto. 5. Sàng dạng hình trụ khuyết. Nguyên tắc lý làm việc: Nguyên liệu vật liệu cần nghiền được đổ vào máy qua phễu nạp liệu. Tại đây nguyên liệu được nghiền nát nhờ các lưỡi dao(búa) số 2. Các búa số 2 được gắn trên các đĩa số 3, các đĩa này gắn liền với roto số 1. Khi roto quay làm cho đĩa số 3 quay theo và búa số 2 quay. Khi búa quay nó sẽ chém hạt thành mạnh vụn nhờ lưới sàng số 5 các hạt được nghiền nát vụn chảy qua lỗ sàng, còn hạt chưa đạt đến độ mịn được giữ lại trên lưới sàng và tiếp tục nghiền tiếp. 3.2.3. Nấu  Mục đích: Nhằm chuyển các chất không hoà tan sang trạng thái hoà tan nhờ tác động của nhiệt độ và enzyme.  Tiến hành nấu: Sau khi nghiền nguyên liệu xong phải đem nấu ngay, vì để lâu thì dễ bị nhiễm vi sinh vật và bị oxy hoá các chất có trong nguyên liệu.  Các bước tiến hành: Tỉ lệ phối trộn nguyên liệu: nước nấu là: Malt: nước = 1 kg: 4 lít Gạo: nước = 1 kg: 4,5 lít * Nồi gạo: Bột gạo đã nghiền mịn cùng với 10% bột malt lót (so với tổng lượng gạo cần dùng cho một mẻ nấu) được đem vào phối trộn với nước ở 45oC trong nồi phối trộn có cánh khuấy. Dùng axit lactic để điều chỉnh pH = 5,5-5,6 và bổ sung enzyme Termamyl với tỷ lệ 35ml/ 100kg bột gạo. Giữ ở nhiệt độ này trong 10 phút nhằm kích hoạt hệ enzyme. Sau đó nâng nhiệt độ khối nấu lên 63oC trong 10 phút và giữ 85 135 Sơ đồ nâng và giữ nhiệt của nồi malt và gạo 200 Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Trang 15 Thiết nhiệt 10 phút, tiếp tục nâng nhiệt lên 900C trong 25 phút và giữ 30 phút. Sau đó nâng nhiệt đến sôi trong 15 phút và giữ 20 phút, sau đó bơm hội cháo trong 15 phút. * Nồi malt: Khởi động sau nồi gạo 85 phút. Bột malt còn lại của mẻ nấu vào nồi phối trộn với nước ở nhiệt độ 45oC, dùng axit lactic để điều chỉnh pH = 5,6-5,8 và bổ sung enzyme Ceremix ( α − amylaza, α − glucanaza, proteaza ) giữ ở nhiệt độ này trong 10 phút. Tiếp theo, nâng nhiệt độ khối nấu lên 52oC trong 10 phút, giữ ở nhiệt độ này 15 phút rồi tiến hành hội cháo trong 15 phút. Bật cánh khuấy ở chế độ nhanh nhất, bơm dịch cháo từ nồi gạo sang nồi malt. Sau khi hội cháo, nhiệt độ của khối dịch đạt khoảng 65oC, giữ nhiệt độ này trong 25 phút rồi nâng lên 75 oC trong 10 phút và giữ 25 phút. Cuối cùng nâng nhiệt độ lên 76oC trong 5 phút rồi đem đi lọc. ∗ Cấu tạo của nồi nấu nguyên liệu: [3-tr 287] 1. Ống thoát hơi. 2. Cánh khuấy. 3. Hộp giảm tốc. 4.Van tháo dịch. 5. Bơm dịch. 6. Van hơi. 7.Van giảm áp. 8. Phân phối hơi. 9. Hơi ngưng. 10. Van đuổi không khí. 11. Áp kế. 12. Đường ống dẫn dịch vào nồi. 13. Nhiệt kế. Hình 3.3. Cấu tạo của nồi nấu nguyên liệu 14. Ký độ nhiệt. 3.2.4. Lọc dịch đường-rửa bã  Mục đích: [3- tr 288] Tách pha lỏng ra khỏi hỗn hợp để tiếp tục các giai đoạn tiếp theo của qui trình công nghệ, còn pha rắn loại bỏ ra ngoài. Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Thiết Trang 16 Quá trình lọc dịch đường gồm hai giai đoạn: Lọc dịch đường và rửa bã. Rửa bã nhằm mục đích thu hồi các chất hòa tan còn sót lại trong bã, để tiến hành rửa bã sử dụng nước nóng 780C để rửa. Quá trình rửa bã tiếp tục cho đến khi nồng độ chất hòa tan trong dịch nước rửa 1-1,5% thì kết thúc. Nếu rửa kỹ quá thì chất đắng trong nguyên liệu chuyển vào dịch đường làm cho bia có vị khó chịu.  Tiến hành lọc dịch đường: Quá trình lọc dịch đường có thể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau. Trong nhà máy tiến hành lọc bằng thiết bị thùng lọc đáy bằng . ∗ Cấu tạo của thùng lọc đáy bằng: 1. Động cơ. 8 2. Ống xã bã. 9 7 3. Cửa cấp dịch cháo. 6 4, 7. Đường ống CIP. 5. Cánh khuấy (dao đảo bã). 6. Đường nước rửa bã. 8. Ống thoát hơi. 10 9. Đường dịch hồi lưu. 10. Bình trung gian. 13 11.Đường dịch cháo đi. 1 1 12. Bơm dịch . 13. Lưới lọc. 5 15 2 3 4 14 12 1 14. Bộ truyền động. Hình 3.4. Thùng lọc đáy bằng 15. Ống thu dịch trong.  Nguyên lý hoạt động của thùng lọc bã malt: Dịch cháo từ nồi nấu được bơm vào thùng lọc qua cửa cấp dịch cháo (3). Dịch sau khi lọc sẽ theo đường ống (15) về bình trung gian (10), sau đó được bơm hồi lưu về thùng lọc theo đường hồi lưu (9). Khi quan sát thấy dịch lọc trong đạt yêu cầu thì đóng van đường hồi lưu (9). Mở van đường ống (11) để bơm dịch trong đi houblon hoá. Quá trình lọc trong được thực hiện nhờ lưới lọc (13) và lớp bã malt Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Thiết Trang 17 làm chất trợ lọc, bã malt được giữ lại trên bề mặt lưới còn dịch trong thấm qua bề mặt lưới lọc và bã malt xuống dưới theo các ống dẫn ra ngoài. Quá trình lọc được diễn ra nhanh nhờ hệ dao đảo bã (5). Dao đảo bã có tác dụng làm cho lớp bã có độ rỗng xốp nhất định để dịch có thể đi qua dễ dàng hơn nhưng bã vẫn được giữ lại trên bề mặt lưới lọc. Để đảm bảo lớp bã lọc không bị xáo trộn thì dao đảo bã không được chạm đến sát quá bề mặt lưới lọc. Dao đảo bã hoạt động nhờ động cơ điện (1) và bộ truyền động (14). Hơi trong quá trình lọc thoát lên và ra ngoài theo ống thoát hơi (8). Khi dịch lọc hết, quá trình rửa bã được tiến hành, nước rữa bã được bơm vào theo ống số (6). Bã sau khi rữa sẽ được tháo ra ngoài qua đường ống (2). Bã được rửa bằng nước nóng có nhiệt độ 76- 78oC nhằm trích ly thu hồi chất dinh dưỡng còn sót lại. Ngừng quá trình rửa khi độ đường trong nước rửa bã còn 1-1,5%. 3.2.5. Houblon hóa  Mục đích: Mục đích của quá trình này là để truyền cho bia mùi và vị của hoa houblon, ổn định thành phần dịch đường và làm cho dịch đường có nồng độ thích hợp theo yêu cầu, làm keo tụ protein, vô hoạt các enzime và thanh trùng dịch đường.  Tiến hành houblon hóa: [9-tr 79] Thiết bị houblon hóa là thiết bị được chế từ thép không rỉ bên trong có buồng trao đổi nhiệt. ∗Cấu tạo nuồi huoblon hóa: 1 3 1. Ống thoát hơi. 2 300 2. Cửa nạp liệu. h2 D 4 3. Cửa quan sát. H 4. Buồng trao đổi nhiệt. h1 5. Ống thoát dịch. 6. Ống thoát nước ngưng. 5 6 + Kỹ thuật đun sôi: Lượng hoa cần dùng và phương pháp nạp: Lượng hoa cần dùng: 2g/1 dịch đường. Hình 3.5. Nồi huonblon hóa Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Trang 18 Thiết Lượng hoa này phụ thuộc vào yêu cầu mức độ đắng của từng loại bia, chất lượng của hoa, thành phần hoá học của nước và nhiều yếu tố khác. Hoa houblon được nạp vào nồi nấu theo phương pháp nạp 3 lần, loại thường là dùng hoa viên và bổ sung cao hoa để giảm thời gian houblon hoá. Tiến hành: Dịch đường và nước rửa bã từ thiết bị lọc chuyển thẳng vào nồi houblon hóa. Khi dịch đường vào nồi thì bắt đầu cung cấp nhiệt để nhiệt độ dịch đường luôn giữ ở 75oC. Khi nước rửa bã chảy vào nồi gần kết thúc thì bắt đầu nâng nhiệt và cho 1/3 lượng hoa vào nhằm lấy chất đắng, duy trì khoảng 20 phút cho enzim amylaza tiếp tục thủy phân tinh bột còn sót. Nâng nhiệt cho đến khi sôi, giữ 30 phút rồi tiếp tục cho 1/3 lượng hoa vào. Đun sôi dịch đường 60 phút. Trước khi kết thúc quá trình houblon hóa khoảng 30 phút thì cho tiếp 1/3 lượng hoa còn lại nhằm tạo hương và kết lắng protein. Trong quá trình đun sôi thì chỉ số đầu tiên để kết thúc quá trình đun sôi là nồng độ dịch đường, những chỉ số khác là sự có mặt kết tủa của protein và độ trong của dịch đường, tổng thời gian đun sôi là 120 phút. 3.2.6. Lắng trong  Mục đích: [3-tr 368] Lắng và tách cặn để làm trong dịch đường.  Phương pháp tiến hành: Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị lắng trong ∗ Cấu tạo của thùng lứng whirlpool: 1. Mức dịch đường. 2. Đèn tín hiệu. 3. Cửa vệ sinh . 4. Nhiệt kế. 5. Ống thủy báo mức. 6. Cửa quan sát. 7. Đường ống dịch đường vào. 8. Ống thoát hơi. 9. Van tháo dịch đường. 10. Van xả cặn. 11. Nước vệ sinh. Hình 3.5. Thiết bị lắng whirlpool Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Thiết Trang 19 12. Độ nghiêng của đáy.  Nguyên lý làm viêc: Thiết bị làm lạnh whirlpool là một thùng được làm bằng thép không rỉ, đáy thùng có độ nghiêng 8-10% so với phương ngang. Ở độ cao 1/4 thân thùng là đường ống để bơm dịch đường vào thùng. Theo hướng đi của đường ống từ bơm, khi cách thùng khoảng 0,4- 0,5 m đường ống đột ngột thắt lại, vận tốc dòng chảy tăng mạnh. Dòng chảy với vận tốc lớn tạo nên chuyển động xoáy của khối dịch trong thùng. Các hạt lơ lửng chịu tác động của lực hướng tâm. Kết quả cặn lắng bị hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy ,còn dịch đường trong thông qua đường ống cao hơn đáy ta thu được chúng. 3.2.7. Làm lạnh  Mục đích: [ 3-tr 371] + Hạ nhiệt độ của dịch đường đến nhiệt độ lên men. + Bão hòa oxy cho dịch lên men. Thiết bị làm lạnh nhanh có cấu tạo là những tấm bản gấp sóng, chế tạo từ thép không rỉ. Các tấm bản có hình chữ nhật, có bốn tai ở bốn góc. Trên mỗi tai đục thủng một lỗ tròn. Với cấu tạo như vậy khi lắp các bản lên khung thì tạo thành mương dẫn.  Tiến hành: Hình 3.6. Thiết bị làm lạnh Dịch đường nóng vào máy theo mương dẫn phía trên, còn lúc ra khởi máy nhiệt độ của dịch đường được hạ xuống 80C và theo mương dẫn dưới ngược phía. Tác nhân lạnh đi vào mương dẫn kia ở phía trên, ngược chiều với dịch đường và đi ra ở mương dẫn dưới ngược phía. Sau khi làm lạnh bổ sung O2 với hàm lượng 8mg/l và Maturex với tỷ lệ1kg/100hl. 3.2.8. Lên men chính  Mục đích: Đây là quá trình lên men rượu các loại đường có trong dịch lên men dưới tác dụng của các enzim trong nấm men. Trong thời kỳ này phần lớn đường lên men được chuyển thành rượu và CO2, sản phẩm của quá trình lên men chính là bia non.  Nấm men bia: [3-tr 404] Đồ án tốt nghiệp kế nhà máy bia Trang 20 Thiết Sử dụng chủng giống men là men chìm Saccharomyces carlsbergensis. Mật độ tế bào men giống 23 triệu tế bào/100ml dịch đường.  Phương pháp nuôi cấy men giống: Là thùng hình trụ đứng, làm bằng thép không gỉ, bên trong có bộ phận lọc khí. Trên thiết bị có ống dẫn dịch đường vào và dịch men ra. Trước khi tiến hành nuôi cấy yêu cầu thiết bị và môi trường phải vô trùng tuyệt đối. + Nuôi cấy men giống thuần khiết: Nấm men giống thuần khiết được nuôi cấy qua hai giai đoạn: Giai đoạn nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và giai đoạn nuôi cấy sản xuất. Nấm men thuần khiết là nấm men thu nhận từ một tế bào. Trong phòng thí nghiệm, để bảo quản men giống người ta nuôi cấy nó trong môi trường dịch đường 10% và giữ ở nhiệt độ 2- 4oC. Sau thời gian 1-2 tháng phải cấy truyền 1 lần. Để đưa men giống vào sản xuất, trước hết phải nuôi cấy trong phòng thí nghiệm cho đến 5- 10 lít. Sau đó tiếp tục nhân giống trong các thiết bị chuyên dùng đặt trong phòng bên cạnh phân xưởng lên men. Mỗi lần nhân, thể tích men giống tăng từ 5- 7 lần. Yếu tố ảnh hưởng lớn đối với môi trường nuôi cấy nấm men giống là nhiệt độ. Men thuần khiết thường phải tuyển chọn và bắt đầu nuôi cấy ở 25 oC. Trong phòng thí nghiệm nó sinh sản ở nhiệt độ 18- 20oC. Khi đưa vào nuôi cấy sản xuất thì cho nó phát triển ở 12- 15oC và tiếp tục giảm đến 8oC rồi đưa vào lên men. Để nấm men giống sinh sản nhanh, dịch men chuyển từ giai đoạn trước sang giai đoạn sau phải đang ở vào thời kỳ lên men mạnh, tức là thời kỳ tạo sóng. + Xử lý sữa men: sau khi lên men chính xong, các tế bào nấm men kết tủa ở đáy thiết bị lên men thành một lớp dày vài cm. Lớp sát đáy bao gồm huyền phù, các hạt bé nhỏ của bã và những tế bào nấm men chết hoặc yếu. Màu của nó rất tối. Lớp giữa còn gọi là nhân men bao gồm những tế bào nấm men khỏe mạnh và có màu sáng. Lớp trên cùng bao gồm những tế bào nấm men yếu và các chất cặn bã khác, có màu tối. Trong thực tế sản xuất người ta thường thu lại nhân men rồi đem xử lý và tái sản xuất. Sữa men được thu vào các chậu chuyên dùng và chuyển đến phân xưởng men để xử lý. Đầu tiên men cái được trộn với nước vô trùng có cùng thể tích, sau đó