Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế phân xưởng nấu bia có năng xuất 8 triệu lítnăm
Phần mở đầu.Bia là một loại nớc giải khát có từ lâu đời và đợc nhân dân trên thế giới rất a chuộng. Bia đợc chế biến từ hai loại nguyên liệu chính là Malt và hoa Hublon. Bia là loại đồ uống có nhiều bọt mịn, có vị đắng dễ chịu và nồng độ cồn thấp. Hàm lợng các chất hoà tan trong Bia không nhiều chỉ khoảng 5 - 10% tuỳ theo loại Bia, nhng hầu hết các chất hoà tan này khi vào trong cơ thể thì đều đợc cơ thể con ngời hấp thụ rất tốt và Bia cũng cung cấp nhiệt lợng t-ơng đối lớn. Ngoài ra Bia còn chứa một lợng nhỏ các chất kích thích, làm tăng cờng sự tiêu hoá thức ăn của dạ dầy. Trong Bia cũng chứa nhiều loại Vitamin khác nhau (tuy hàm lợng các Vitamin này không nhiều) tiêu biểu nh VitaminB1, VitaminB2, VitaminB6 và các Vitamin khác. Nớc ta là một nớc thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nên nhu cầu về nớc giải khát rất cao. Tuy nhiên, do nền kinh tế của nớc ta còn chậm phát triển, đời sống của ngời dân cha cao cho nên việc lắp đặt những nhà máy có quy, có năng suất lớn ở các địa phơng là một điều cha hợp lý, trong khi đó việc xây dựng các cơ sở sản xuất Bia có quy mô vừa và nhỏ tại các địa phơng là một việc rất cần thiết. Bởi vì nó sẽ đáp ứng nhu cầu cấp thiết của bà con của nông dân. Đồng thời sẽ hạn chế đợc việc nhập khẩu một số mặt hàng nh Bia chai, Bia lon có giá thành cao vào thị trờng Việt Nam. Ngoài ra còn tạo ra công ăn việc làm giải quyết đợc rất nhiều lao động nông thôn góp phần vào công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất n-ớc theo đúng chủ chơng mà đại hội IX của Đảng và Nhà Nớc ta đang tích cực hoạt động. Từ những lợi ích trên mà em đợc giao nhiệm vụ: " Thiết kế phân xởng nấu bia có năng xuất 8 triệu lít/năm " Với 100% là Bia hơi và có sử dụng nguyên liệu gạo làm nguyên liệu thay thế.1 Phần IILập luận kinh tếchọn địa điểm xây dựng thành phố thái bình. 1 vị trí địa lý.Thái bình là một tỉnh nằm bên bờ biển đông, thuộc Đồng Bằng châu thổ Sông Hồng.Thái bình cách Thủ Đô Hà Nội 110 km.Thái bình cách Thành Phố Hải Phòng 70 km.Thái bình cách Thành Phố Nam Định 18 km.Giáp danh biên giới với các tỉnh và thành phố:Phía Bắc: hải dơng, hng yên, thành phố hải phòng. Phía Nam: nam định.Phía Tây: hà nam.Phía Đông: vịnh bắc bộ.Toạ Độ Địa Lý: 20 017 " - 22 0 44" Vĩ Độ Bắc. 106 006 " - 106 039" Kinh Đông. Diện tích: 1.543 km2.Dân số: 1.814 nghìn ngời.Mật độ trung bình: 1.176 ngời/ km2.Thái Bình về đơn vị hành chính gồm có:Thành Phố Thái Bình.Huyện Quỳnh Phụ.Huyện Đông Hng.2 Huyện Hng Hà.Huyện Thái Thuỵ.Huiyện Kiến xơng.Huyện Tiền Hải.Huyện Vũ Th.Bảng tổng quan về dân số và diện tích của các đơn vị hành chính.Đơn vịhành chínhDiện tích( km2)Dân số( ngời )Mật độ trungbình(ngời/ km2)Thành Phố Thái Bình43,30 132.561 3.061Quỳnh Phụ 207,34 243.165 1.173Hng Hà 200,33 248.310 1.240Thái Thuỵ 256,83 263.403 1.026Đông Hng 198,35 252.822 1.275Vũ Th 198,43 227.058 1.144Kiến Xơng 213,08 237.818 1.116Tiền Hải 225,85 209.348 927 .2 giao thông.Hệ thống giao thông chính:Đờng bộ: Bao gồm các đờng quốc lộ 10, quốc lộ 39, quốc lộ 39B, quốc lô. 223 và các trục đờng giao thông liên huyện liên xã rất rộng và đẹp.Đờng thuỷ: Bao gồm hệ thống các con sông nh Sông Hồng, Sông Luộc, Sông Trà Lý và Sông Hoá.Các con sông đều có các cầu lớn nh Cầu Tân Đệ, Cầu Thái Bình, Cầu Trà Lý và Cầu Triều Dơng.Do vậy mà hệ thống giao thông của Thái Bình gặp rất nhiều thuận lợi.3 nguồn cung cấp nguyên liệu.3 Nguyên lệu để sản xuất bia:Malt nhập từ nớc ngoài bằng đờng bộ hay có thể nhập Malt từ nhà máy sản xuất Malt Băc Ninh bằng đờng sông.Gạo là nguyên liệu sãn có tại địa phơng.4 nguồn cung cấp nhân lực.Nguồn nhân lực của Thái Bình rất dồi dào và có chất lợng rất cao. Với dân số 1814000 ngời tỷ lệ lao động có trình độ phổ thông trung học trở lên là 15,8%.Bản chất lao động cần cù chăm chỉ điều này rất có ý nghĩa trong lao động và sản xuất. 5 kết cấu hạ tầng xâty dựng.Kết cấu hạ tầng xây dựng địa chấn ổn định, mặt bằng xây dựng thì rộng lớn, nguyên liệu dùng trong xây dựng đợc phục vụ tai chỗ.6 nguồn cấp thoát nớc.Nguồn nớc nhà máy sản xuất bia có thể sử dụng là nguồn nớc máy thành phố và nguồn nớc nguồn có chất lợng rất tốt hoàn toàn có khả năng đáp ứng đợc các tiêu chuẩn về độ đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.Phần IIIChọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ.III.1 giới thiệu Nguyên liệu sản xuất bia:4 1> Nguyên liệu Malt:a> Thành phần hoá học: Nguyên liệu dùng để sản xuất Malt là hạt đại mạch. Thành phần hoá học của hạt đại mạch rất phức tạp nó phụ thuộc vào các yếu tố nh giống, đất đai và diều kiện khí hậu nơi trồng. Nhìn chung thành phần hoá học của hạt đại mạch nh sau.* Nớc: Nớc hay còn đợc gọi là độ ẩm có trong hạt đại mạch.Độ ảm của hạt đại mạch có ảnh hởng rất lớn tới quá trình nẩy mầm, quá trình bảo quản và quá trình sản xuất Malt. Nếu hạt có độ ẩm quá cao thì hạt sẽ hô hấp mạnh, khối hạt rất dễ tự bốc nóng làm cho các chất dinh dỡng có trong hạt sẽ giảm nhanh trong quá trình bảo quản ảnh hởng trực tiếp tới chất lợng của Malt. Mặt khác độ ẩm của hạt cao còn tạo điều kiện cho nấm mốc và vi sinh vật phát triển phá hỏng khối hạt. Ngợc lại nếu độ ẩm của hạt quá nhỏ thì công việc bảo quản sẽ gặp nhiều thuận lợi hơn nhng lại làm hạn chế khả năng nảy mầm của hạt cũng sẽ ảnh hởng trực tiếp tới quá trình sản xuất Malt. Từ đó mà ngời ta phân loại hạt đại mạch ra làm các dạng sau: Loại khô: W < 14%. Loại hạt trung bình: W < 14 - 15,5%. Loại ẩm: W < 15,5 - 17%. Loại ớt: W > 17%.* Gluxit:Trong hạt đại mạch, Gluxit là thành phần quan trọng nhất mà quan trọng hơn cả là tinh bột, nó chiếm khoảng 55 - 65% so với tổng chất khô có trong nguyên liệu. Trong hạt đại mạch tinh bột đợc coi là chất dự trữ năng l-ợng của cơ thể, chúng nằm trong phần nội nhũ bên trong của hạt. Tinh bột 5 của hạt đại mạch không hoà tan trong nớc nhng nó hút nớc trơng nở ở nhiệt độ thờng và bị hồ hoá ở nhiệt độ cao. Tính chất hồ hoá của tinh bột có ý nghĩa lớn trong quá trình sản xuất bia vì tinh bột đã đợc hồ hoá thì quá trình đờng hoá sẽ đợc tiến hành nhanh và triệt để hơn. Nhiệt độ hồ hoá của các loại tinh bột khác nhau thì khác nhau, nhiệt độ hồ hoá của tinh bột đại mạch và ngô là: 800C. Nhiệt độ hồ hoá của tinh bột gạo là: 850C, còn của khoai tây là: 650C. Về cấu trúc của hạt tinh bột đại mạch bao gồm Amilo và Amilo Pectin, trong đó Amilo chiếm 17 - 24% trọng lợng hạt tinh bột còn Amilo Pectin là 76 - 83%. Ngoài tinh bột trong thành phần Gluxit còn có Xenluloza, Hemi Xenluloza, Pentoza, Maltoza và các Glucozit, nhng với hàm lợng nhỏ và hầu nh không có giá trị trong qúa trình sản xuất bia.Trong hạt đại mạch còn chứa 1,8% ( so với lợng chất khô ) đờng Mono Saccarit và Di Saccarit, tuy chúng có hàm lợng nhỏ nhng có tác dụng rất lớn trong quá trình sống và phát triển của mầm.* Các hợp chất có chứa Nitơ:Các hợp chất Nitơ của đại mạch quan trọng nhất là Protit, hàm lợng của nó không cao nhng nó liên quan mật thiết đến chất lợng của bia. Ngay từ giai đoạn đầu của quá trình sản xuất bia, Protit ảnh hởng rất lớn đến sự nảy mầm và phát triển của mầm đại mạch. Trong quá trình nấu bía Protit bị thuỷ phân thàmh Axit Amin, một phần các Axit Amin này tác dụng với đờng khử để tạo thành Mela Noitdin. Các chất này làm cho bia có thêm hơng thơm vị ngọt. Ngoài ra trong quá trình sản xuất bia Protit còn tham gia vào qúa trình tạo bọt và giữ bọt cho bia. Hàm lợng chung về các hợp chất Nitơ trong đại mạch là: 10 -12%.* Các chất béo:Các chất béo trong hạt đại mạch chủ yếu là Este của Glyxerin và các axit béo bậc cao. Các chất béo này thờng ở dạng dầu sánh có màu vàng thẫm 6 và có mùi thơm dịu. Hàm lợng các chất béo trong hạt đại mạch vào khoảng 2,5 - 3%.* Các chất khoáng:Đa số các chất khoáng trong hạt đại mạch nằm ở dạng liên kết của các hợp chất hữu cơ ( có tới 80% ) chỉ còn lại một lợng rất nhỏ các chất khoáng ở dạng các muối vô cơ. trong thành phần các chất khoáng của hạt đại mạch một số chất khoáng có hàm lợng đáng kể là: Natri, Kali, Silic và PhotPho * Các enzyme:Trong quá trình chín sự hoạt động của các enzyme trong hạt đại mạch giảm dần và đến khi hạt chín hoàn toàn thì sự hoạt động của các enzyme giảm xuống tới mức tối thiểu. Nhng đến khi ngâm và nảy mầm do có điều kiện thích hợp, các enzyme này lại hoạt động trở lại. Mặt khác trong quá trình nảy mầm nột số enzyme cũng đợc hình thành trong hạt đại mạch. Nhìn chung các enzyme trong hạt đại mạch đợc chia thành hai nhóm là: Nhóm enzyme Thuỷ Phân và nhóm enzyme Oxy Hoá Khử. + Nhóm enzyme thuỷ phân:Trong malt đại mạch có các enzyme thuỷ phân chính sau: - Amilaza, - Amilaza, Sitaza, Proteaza, Lipaza, Phophattaza.- - Amilaza: Hoạt động đợc hình thành trong quá trình nảy mầm của hạt đại mạch. Tác dụng chính của enzyme này là phân cắt mạch tinh bột thành các Dextrin. điều kiện thích hợp để enzyme này hoạt động là: t0 = 700C, pH = 5,6 - 5,8 .- - Amilaza: Có sẵn trong hạt đại mạch nhng thời kì nảy mầm độ hoạt động của nó tăng lên nhiều lần. Nhng tác động chính của enzyme này là phân cắt mạch tinh bột để tạo thành Maltoza. Điều kiện thích hợp để enzyme này hoạt động là: t 0 =550C, pH = 4,6 - 5,4.7 - Proteaza: Enzyme này có sẳn trong hạt đại mạch nhng trong quá trình nảy mầm độ hoạt động của nó đợc tăng lên rất nhiều lần ( khoảng 3 lần ). Enzyme này có vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất malt và bia. Độ hoạt động của enzyme này thích hợp ở t0 = 500C, pH = 4,8 - 5,3.- Lipaza: Enzyme này cũng hoạt động mạnh khi hạt nảy mầm nhng trong quá trình sấy malt enzyme này hầu nh bi phá huỷ.+ Nhóm enzyme Oxy hoá khử:Các enzyme này tham gia vào các quá trình trao đổi năng lợng của các tế bào sống. Enzyme này có vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất malt, khi tiến hành sấy malt, thì hoạt tính của enzyne này hầu nh bị phá huỷ.b > Chỉ tiêu đánh giá chất lợng malt đại mạch:+ Chỉ tiêu cảm quan: - Malt màu vàng rơm sáng. - Mùi tự nhiên đặc trng. - Vị ngọt dịu, nhẹ. - Không lẫn tạp chất.+ Chỉ tiêu hoá lý: - Tỷ trọng: 30 - 38 gam/1000 hạt. - Độ ẩm: 7%. - Dung trọng của hạt: 500 - 580 gam/ lít hạt. - Kích thớc hạt: d = 2,5 - 2,8 mm.8 + Chỉ tiêu hoá học: - Độ hoà tan: 65 - 82% theo hàm lợng chất khô. - PH dịch triết: 5,8 - 5,9.+ Thành phần các chất tính theo % chất khô: - Tinh bột: 50 - 65%. - Xenlulo: 4 - 6%. - Saccaro: 3 - 5%. - Đờng khử: 2 - 4%. - Pentoza: 7 - 10%. - Protit: 7 - 12%. - Chất béo: 2 -3%. - Chất tro: 2 - 3%.2 > Hoa hublon:a > Thành phần hoá học của hoa hublon:Hoa hublon có hai loại: hoa đực và hoa cái.Trong kỹ thuật sản xuất bia ngời ta chỉ sử dụng hoa cái cha thụ phấn vì những hạt phấn của hoa này chứa rất nhiều chất đắng và chất thơm của hoa Hublon. Hoa đực không đợc sử dụng vì nó bé và chứa rất ít lợng Lupulin. Hiện nay có tới trên 100 giống hoa Hublon khác nhau đợc trồng ở nhiều nớc trên thế giới. Những nớc trồng nhiều hoa Hublon là Tiệp Khắc, Đức, Liên Xô, Mỹ, Pháp, Trung Quốc .* Các chất đắng:9 Đây là phần có giá trị và quan trọng nhât của hoa Hublon, nó làm cho bia có vị đắng đặc biệt, ngoài ra nó còn tham gia vào sự tạo bọt và giúp cho bia đợc bảo quản lâu dài. Các chất đắng của hoa Hublon bao gồm - axit đắng, - axit đắng và nhựa đắng.+ - axit đắng ( còn gọi là Lupulin) là chất có vị đắng mạnh và có độ hoạt động bề mặt lớn. Trong quá trình sản xuất bia Lupulin là chất tạo bọt tốt và có khả năng kháng sinh mạnh chính vì vậy Lupulin là phần có giá trị nhất trong hoa Hublon. - Công thức nguyên của axit đắng là: C21H30O5. - axit đắng ( còn gọi là Lupulin) có vị đắng yếu hơn nhng lại có tính kháng sinh mạnh hơn và có độ hoạt động bề mặt hay khả năng tạo bọt cũng yếu hơn. - Công thức nguyên của - axit đắng là: C26H38O4.+ Nhựa đắng là sản phẩm trùng hợp Polime hoá, Este hoá và Oxy hoá của các axit đắng. Thông thờng trong hoa có khoảng 1 - 2% nhựa đắng tơng đơng với 12% lợng chất đắng chung nêú đại lợng này tăng lên đến 15% thì có thể do quá trình thu hoặch hoặc sấy không đúng kỹ thuật còn nếu vợt quá 20% thì hoa đã bị hỏng. + Chất chát (Tanin) chất chát trong hoa Hublon có ảnh hởng rất lớn tới chất lợng bia thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia Tanin có thể tác dụng với Protit tạo thành hợp chất muối Tanat Protoin không tan. Điều này có tác dụng tránh cho bia bị đục nếu trong bia có hàm lợng Protit lớn, đồng thời nếu hàm lợng Tanin vừa phải nó chỉ làm kết tủa các Protit kém bền vững nên nó làm tăng tính bền vững keo Protit của dung dịch. Ngợc lại nếu hàm lợng Tanin quá cao thì làm cho Protit khó kết tủa cũng bị kết tủa do đó làm giảm khả năng tạo bọt của bia. Ngoài ra nếu hàm lợng Tanin vừa phải còn làm cho bia có vị chát nhẹ dễ chịu. - Công thức phân tử của Tanin là: C25H24O13.+ Tinh dầu:10 [...]... liệu và có độ ẩm 85 %) 35 1,75% ì (12,06 + 5, 18) = 2,011(kg ) 1 0 ,85 f> Bột trợ lọc Diatomit: 74 (g)/ 100 lít bia hơi II Lập kế hoạch sản xuất: Năng xuất của phân xởng nấu bia là 8 triệu lít/ năm Giả thiết 1 năm nhà máy sản xuất 300 ngày, những ngày còn lại là thời gian nghỉ để sửa chữa, bảo dỡng thiết bị máy móc và vệ sinh nhà xởng Mỗi năm chia làm 4 quý, mỗi quý gồm 3 tháng, mỗi tháng sản xuất là... nồi hồ hoá: Nớc = 5 x ( Bột gạo + 5% malt lót) 5 x ( 5, 18 x 0,995 + 0,05 x 5, 18 x 0,995) = 27,06 ( kg) Nớc có trong nguyên liệu: 5, 18 x 0,995 x 0,14 + 0,05 x 0,995 x 5, 18 x 0,07 = 0,7 38 ( kg) Tổng lợng dịch hồ hoá: 6 x ( 5, 18 x 0,995 + 0,05 x 5, 18 x 0,995) = 32, 48 ( kg) Sau khi đun bay hơi 5% nên dịch sau khi đun có khối lợng là: 32, 48 x 0,95 = 30 ,85 6 ( kg) b> Tính lợng nớc trong nồi đòng hoá: Lợng nớc... 5, 18 x 0,995) = 58, 71 ( kg) Lợng nớc có trong nguyên liệu là: ( 12,06 x 0,995 - 0,05 x 5, 18 x 0,995) x 0,07 = 0 ,82 2 ( kg) Tổng lợng dịch đem đờng hoá là: 6 x ( 12,06 x 0,995 - 0,05 x 5, 18 x 0.995) + 30 ,85 6 = 101,30 ( kg) Sau đờng hoá dung dịch bị bay hơi 4% nên tổng khối lợng dịch sau đờng hoá: 101,30 x 0,96 = 97,2 48 ( kg) Lợng nớc trong dịch trớc khi lọc là: ( 27,06 + 0,74 ) x 0,95 + ( 58, 71+ 0 .82 2)... chính của gạo có phân tử lợng cao thành, không hòa tan thành các phân tử có phân tử lợng thấp, dễ hoà tan trong quá trình hồ hoá và nấu - Tăng diện tích tiếp xúc cho cơ chất và enzyme Amilaza hoạt động thuỷ phân tinh bột thành đờng Đồng thời làm tăng cờng hàm lợng dịch triết vào dịch đờng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men bia về sau 21 - Ngoài các ý nghĩa trên thì nó còn có một ý nghĩa... trớc khi kết thúc quá trình nấu 5 phút, để giữ lại hơng hoa hublon cho bia Bởi vì trong quá trình nấu hoa hublon với dịch đờng chỉ trong thời gian 15 phút thì có tới 98 - 99 % hơng thơm và tinh dầu bị bay hơi 7> Lắng trong: a> Thiết bị thùng lắng xoáy: * Mục đích: + Tách cặn nóng ra khỏi dịch đờng 29 + ổn định các thành phần trong bia + Mục đích hạ nhiệt độ trong quá trình lắng xoắy, tạo ra các kết tủa... thế: 0,1% x 5, 18 = 0,005 18 (kg) b> Lợng hoa Hublon: Tỷ lệ 2g hoa cánh/1 lít bia hơi ( Lợng chất đắng trong bia phải đạt 60 - 120 mg/1lít) Lợng hao cánh cần dùng là: 2 x 100 x 5% = 10 (g) Lợng cao hoa cần dùng là: 2 ì 100 ì 30% = 10( g ) 6 Lợng hoa viên cần dùng là: 2 ì 100 ì 60% = 92 ,86 ( g ) 1,4 d> Bã hoa có độ ẩm 85 % và lợng hoà tan trong dịch là 40%: 2 ì 100 ì 60% = 0 ,8( kg ) 1 0 ,85 e> Cặn lắng:... khô có trong Malt là: 12,06 x 0,995 x 0,93 = 11,16 ( kg) Lợng chất khô có trong Gạo là: 5, 18 x 0,995 x 0 ,86 = 4,432 ( kg) Tổng lợng chất khô của Malt và Gạo là: 11,16 + 4,432 =15,592 ( kg) Lợng bã = Lợng chất khô - Lợng chất chiết: 15,592 - 11,34 = 4,252 ( kg) Lợng bã sau khi lọc ( độ ẩm của bã là 80 %): 4,252 = 21,26(kg ) 1 0 ,8 Lợng nớc có trong bã là: 21,26 - 4.252 = 17,0 08 ( kg) 1 > Tính lợng nớc nấu. .. lẫn bụi, đất cát 17 - Không có lẫn các loại vi sinh vật gây hại cho bia và sức khoẻ con ngời + Khí CO2 thu đợc từ quá trình lên men sẽ đợc lọc và làm sạch sau đó đợc đa vào máy nén, nén vào các bình chứa để sau khi quá trình lên men kết thúc bão hoà CO2 cho bia thành phẩm 18 III 2 sơ đồ quy trình sản xuất: Malt Nghiền Gạo 5% Đường Hoá Hoa Huplon Nghiền Enzyme Nấu Lọc Bã Nấu Hoa Rửa Bã Lắng Trong Làm... cũng có tác dụng làm giảm độ kiềm của dịch nấu tơng tự nh muối Sunfat của Canxi và Magie Nên ta có phơng trình phản ứng nh sau: 2KH2PO4 + CaCl2 = CaHPO4 + K2HPO4 + 2KCl 2KH2PO4 + MgCl2 = MgHPO4 + K2HPO4 + 2KCl 2KH2PO4 + = Na2HPO4 + K2HPO4 + 2KCl NaCL Vì K2HPO4 và Na2HPO4 có tính kiềm nên khi có mặt của Canxi Nitrat và Magie Nitrat tạo ra các muối kết tủa và làm cho dịch nấu trở thành môi trờng có tính... đích chính của quá trình đờng hoá là phân cắt các hợp chất có phân tử lợng cao thành các hợp chất có phân tử lợng thấp tạo điều kiện cho quá trình lên men diễn ra nhanh và lợng dịch đờng trớc khi lên men có chất lợng cao nhất - Thực chất của đờng hoá trải qua 2 quá trình: Đó là hồ hoá và dịch hoá mà vai trò của các enzyme trong các quá trình này là vô cùng cần thiết Thực chất là quá trình sinh hoá . mà em đợc giao nhiệm vụ: " Thiết kế phân xởng nấu bia có năng xuất 8 triệu lít/năm " Với 100% là Bia hơi và có sử dụng nguyên liệu gạo làm nguyên. 2 48. 310 1.240Thái Thuỵ 256 ,83 263.403 1.026Đông Hng 1 98, 35 252 .82 2 1.275Vũ Th 1 98, 43 227.0 58 1.144Kiến Xơng 213, 08 237 .81 8 1.116Tiền Hải 225 ,85 209.348
