Xem mẫu
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
MỞ ĐẦU
Bia là loại nước giải khát lên men rất bổ dưỡng. Bia có nồng độ rượu nhẹ
(hàm lượng rượu khoảng 3% -ỉ- 6%), có ga (hàm lượng C02 khoảng 3 -ỉ- 4 gam/lít),
có bọt mịn, xốp & có hương vị thơm ngon rất đặc trưng. Ngoài ra, bia còn chứa một
số chất bổ dưỡng.
Chất đạm: đặc biệt là đạm hoà tan chiếm (8 -H 10)% chất tan bao gồm
prôtêin, peptit, aminoaxit.
Gulucit: glucit tan (70% là dextrin, pentosan - sản phẩm caramen
hoá).
Vitamin: chủ yếu là vitamin nhóm B (vitamin Bls B6).
Ngoài ra trong bia còn chứa một lượng các enzim khác nhau. Đặc biệt C02
hoà tan trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát cho người uống bia, giúp
tiêu hoá nhanh thức ăn và ăn uống ngon miệng, giảm mệt mỏi, tăng phần tỉnh táo
nếu người uống sử dụng một liều lượng thích hợp. Nhờ những đặc điểm nêu trên,
bia được sản xuất và sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới với sản lượng
ngày càng tăng.
Nước ta là một nước gần xích đạo nên nóng và oi bức. Vì vậy nhu cầu về
nước giải khát chiếm một vị trí quan trọng trong mùa hè, ngành công nghiệp nước
giải khát nói chung và ngành bia hiện nay nói riêng rất được quan tâm. Ngoài các
nhà máy bia có công suất lớn là nhà máy bia Hà Nội, nhà máy bia Hà Tây và nhà
máy bia Sài Gòn với tổng công suất khoảng 400 triệu lít/năm, gần đây đã xuất hiện
rất nhiều nhà máy sản xuất bia liên doanh với nước ngoài. Các nhà máy này cùng
với những cơ sở sản xuất quy mô nhỏ ở hầu hết các tỉnh thành trong cả nước nhằm
đáp ứng nhu cầu tiêu dùng bia ngày càng tăng của mọi người. Vào khoảng những
năm 80 của thế kỉ trước bia có thể coi là đồ uống xa xỉ đối với người lao động,
nhưng hiện nay đời sống của người lao động đã dần được cải thiện, mức sống ngày
càng cao hơn nên việc sử dụng bia hàng ngày càng trở nên phổ biến. Để đáp ứng
nhu cầu này thì việc xây dựng thêm các nhà máy bia là rất thích hợp.
PHẦN 1. LẬP LUẬN KINH TẾ
Bia là một trong những loại nước uống giải khát được ưa chuông nhất hiện
nay. Trên thế giới bia được phổ biến rộng rãi và luôn được tiêu thụ với sản lượng
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 1
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
lớn. Có thể ví dụ cụ thể theo thống kê trước đây thì các nước Đức, Mỹ có sản lượng
bia lớn hơn 10 tỉ líựnăm. Còn ở Châu Á thì sản lượng bia của Nhật & Trung Quốc
cũng gần bằng vái sản lượng bia của Đức & Mỹ là khoảng 7-10 tỉ lít/năm.
Hiện nay ở Việt Nam đời sống của mọi người đều được nâng cao nên việc
dùng bia làm nước giải khát hàng ngày trở nên thông dụng hơn. Tuy nhiều nhà máy
mới mọc lên và đang áp dụng tiến bộ khoa học kĩ thuật, sử dụng dây truyền thiết bị
hiện đại để tăng năng suất, nâng cao chất lượng nhưng vẫn không đáp ứng đủ nhu
cầu tiêu thụ. Chính điều này đã thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp sản
xuất nước giải khát nói chung và công nghệ sản xuất bia nói riêng. Giữa sự phát
triển ngành công nghiệp bia & tăng trưởng kinh tế có sự tác động tương hỗ lẫn
nhau. Phát triển công nghiệp bia tạo công ăn việc làm cho rất nhiều người lao động,
đáp ứng nhu cầu tiêu dùng, có doanh thu lớn, góp phần vào tăng trưởng kinh tế.
Ngược lại, nền kinh tế phát triển tạo điều kiện cho đầu tư mở rộng sản xuất, mở
rộng thị trường tiêu thụ cả trong nước và nước ngoài.
Để thiết kế và xây dựng một nhà máy bia hoạt động có hiệu quả, việc đầu
tiên là phải chọn được một địa điểm xây dựng thích hợp, thuận tiện về giao thông
đường thuỷ, đường bộ để dễ vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, vật liệu và sản
phẩm. Phải gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước họp lí không ảnh
hưởng đến vệ sinh môi trường, đến sức khoẻ của người dân trong vùng. Phải gần
nơi đông dân cư để có nguồn nhân lực dồi dào, tiêu thụ sản phảm thuận lợi. Từ
những yêu cầu trên thì Thi Xã Sơn Tây là một nơi có đầy đủ các tiêu chuẩn để có thể
xây dựng một nhà máy bia.
Thị Xã Sơn Tây đang dần trở thành khu đô thị tiềm năng của đất nước. Thị
Xã Sơn Tây năm bên dòng sông Hồng cách Hà Nội khoảng 40km có đường quốc lộ
đi qua rất thuận tiện cho việc đi lại và vận chuyển. Ngoài ra
Thị Xã Sơn Tây còn có khu du lịch Ao Vua - Khoang Xanh và sân gôn Đồng Mô
thu hút một lượng khá lớn khách du lịch vào các ngày nghỉ cuối tuần và lễ tết. Bên
cạnh đó khu công nghệ cao Phú Cát đang phát triển với một số lượng lớn lực lượng
lao động, đây là nguồn tiêu thụ bia rất lớn. Thị Xã Sơn Tây là nơi có nhiều cảnh đẹp
rất thanh bình nhưng lại mang dáng dấp của một đô thị đầy tiềm năng phát triển.
Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt & hoa houblon đều được nhập từ
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 2
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
nước ngoài như úc, Sec và Slovakia, Trung Quốc, Đức, Đan Mạch ... các nguồn
nguyên liệu này từ các cảng biển theo đường quốc lộ chuyển về nhà máy rất dễ
dàng. Nguyên liệu thay thế được thu mua trong tỉnh và các tỉnh lân cận.
Thị Xã Sơn Tây có nhiều con sông nhỏ chảy trong thị xã và con sông Hồng
lớn vào bậc nhất nước ta chảy qua, ngoài ra còn có nguồn nước ngầm rất lớn. Và
Thị Xã Sơn Tây còn có 2 nhà máy nước nên cung cấp đủ nước sạch cho sản xuất bia
và phục vụ sinh hoạt. Tuy nhiên trong sản xuất bia cần thiết phải có một lượng nước
rất lớn và đạt yêu cầu kỹ thuật, để chủ động nhà máy có thể khoan giếng và lắp đạt
hệ thống lắng, lọc, xử lý độ cứng để ổn định sản xuất.
Nhà máy sử dụng mạng lưới điện quốc gia thông qua nguồn cung cấp điện
thị xã và qua trạm hạ áp của nhà máy. Nhà máy có bộ phận chống cháy nổ, bình cứu
hoả, cửa thoát hiểm, máy phát điện công suất vừa đủ để khắc phục vụ nhà máy
không bị gián đoạn sản xuất.
Nhiệt sử dụng trong nhà máy phát đi từ lò hơi chạy bằng nhiên liệu than. Có
hai lò hơi làm việc đồng thời, người vận hành lò hơi phải có trình độ chuyên môn
cao, phải thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị, sửa chữa và thay thế phụ tùng
ngay khi cần thiết.
PHẦN 2. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA
I. MALT ĐẠI MẠCH
Malt đại mạch là sản phẩm không tồn tại trong tự nhiên, nó là một sản phẩm
nhân tạo: cho hạt đại mạch nảy mầm và sự nảy mầm dừng lại ở sấy khô.
• Hạt đại mạch bao gồm:
- Lớp vỏ hạt: có vai trò như một màng bán thăm, chỉ cho nước thấm vào bên
trong hạt đồng thời giữ các chất hoà tan trong hạt không cho thấm ra ngoài. Vỏ hạt
chiếm một giá trị khá lớn nhưng không có giá trị dinh dưỡng. Đối với công nghệ sản
xuất bia vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt, mặt bất lợi là vì trong vỏ chứa các chất màu,
các chất đắng & chất chát. Nếu những chất này hoà tan vào dịch đường sẽ làm giảm
chất lượng của sản phẩm. Mặt lợi của vỏ là nó đóng vai trò xây dựng màng lọc trong
quá trình tách bã khỏi khối cháo.
- Nội nhũ: là phần lớn nhất đổng thời là phần giá tĩị nhất của hạt. Cấu trúc của
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 3
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
nội nhũ gồm các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một ít protein,
xelluloza, chất béo, đường.
- Phôi: là phần sống của hạt, trọng lượng cả phôi chỉ chiếm khoảng 2,5-5% so
vói trọng lượng của hạt. Vai trò của phôi có tầm quan trọng đăc biệt không những
đối với sự sống lưu truyền của cây mà ngay cả trong công nghệ sản xuất bia. Quá
trình chế biến hạt để trở thành malt dựa vào sự nảy mầm của hạt hay sự phát triển
của phôi. Trong giai đoạn này quá trình sinh học chủ yếu xảy ra là sự hoạt hoá và
tích luỹ hoạt lực của enzyme trong hạt. Phôi là trạm hoạt hoá và là nhà máy sản xuất
enzyme, nếu thiếu nó thì cơ sở lí thuyết của quá trình sản xuất malt coi như sụp đổ.
Malt đại mạch là nguyên liệu chính cho sản xuất bia, Malt được sản xuất từ
đại mạch. Quá trình quan trọng nhất để đại mạch chuyển thành malt là quá trình nảy
mầm. Mục đích của quá trình này là biến hạt đại mạch thành sản phẩm giàu các
enzim xúc tác sinh học, có hương vị thích hợp, màu sắc mong muốn cho loại bia sẽ
sản xuất. Hoạt hoá & nâng cao năng lực của enzim chủ yếu có trong đại mạch, ứng
dụng thuỷ phần hợp chất cao phân tử, chuyển hoá một phần chính đại mạch (dịch
chiết, dịch lên men) khi hoạt lực enzim tăng dễ dàng cho quá trình sản xuất bia, tạo
nhiệt độ, độ ẩm và môi trường thích hợp để phôi phát triển, hệ enzim thuỷ phân
trong hạt đại mạch giải phóng khỏi trạng thái liên kết để trở thành trạng thái tự do,
tăng cường hoạt động tích luỹ các hệ enzim như amylaza, proteaza và một số enzim
khác. Nhờ lượng tích tụ trong hạt kết quả là sự thuỷ phân tinh bột, protit,
hemixenllulo, các phốt pho hữu cơ diễn ra triệt để hơn. Sau quá trình nảy mầm đem
sấy khô tách rễ và làm sạch.
l. Thành phần hoá học của đại mạch.
Thành phần hoá học của đại mạch rất phức tạp. Các chỉ số về thành phần hoá
học là nhân tố quyết định chất lượng của đại mạch để xem xét loại đại mạch đó có
đủ tiêu chuẩn để sản xuất malt hay không. Đối vói cộng nghệ sản xuất bia, các hợp
phần sau quan trọng hơn cả:
a. Nước (thuỷ phần).
Thuỷ phần của đại mạch có ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển và bảo
quản hạt. Hàm ẩm cao sẽ kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt. Hai
quá trình này là nhân tố quan trọng nhất làm hao tổn chất khô. Thuỷ phần cao quá
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 4
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
mức cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Đặc biệt nguy hiểm
là các loại vi khuẩn hoại sinh gây thối rữa cho hạt.
b. Gluxỉt.
- Monosaccharit gồm glucoza, fructoza.
- Disaccharit chủ yếu là saccharoza & maltoza.
- Trisaccharit là đường raphinoza.
- Polysaccharit là hợp phần chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit của hạt
đại mạch bao gồm: tinh bột, xelluloza, hemixelluloza, pentoza & amilan.
• Tinh bột.
Hơn một nửa khối lượng chất khô của đại mạch là tinh bột, với chủng giống
có chất lượng cao có thể đạt 70%. Với công nghệ sản xuất malt và bia, tinh bột có 2
chức năng: thứ nhất là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi & thứ hai là nguồn cung cấp
chất hoà tan cho dịch đường trước lúc lên men. Tinh bột được phân bố chủ yếu ở
nội nhũ và một phần rất ít ở phôi. Chúng tồn tại dưới dạng khối lập thể, có kích
thước khá bé gọi là “hạt tinh bột”. Tính chất hồ hoá của tinh bột có ý nghĩa lớn: tinh
bột đã được hồ hoá sẽ đường hoá nhanh hơn và triệt để hơn.
Tinh bột gồm amylopectin và amyloza. Amyloza bao gồm các gốc đường
glucoza liên kết với nhau qua cầu oxy a-1,4 glucozit và tạo mạch thẳng.
Amylopectin bao gồm các gốc đường glucoza liên kết vói nhau qua cầu oxy a-1,6
và a-1,4 glucozid và tạo mạch nhánh.
Mạch amyloza được xoắn theo vòng và có cấu trúc không gian giống như
chiếc lò xo. Khi tiếp xúc với dung dịch I2 thì chúng bị hấp thụ vào khoảng không
của chiếc lò xo và tạo thành phức chất phản quang màu xanh. Khi cấu trúc lò xo bị
phá vỡ thì tính chất này cũng không còn. Đối với tác dụng của enzyme amylaza,
mạch amyloza bị phân cắt thành các đường đơn giản maltoza và glucoza.
Amylopectin là chất vô định hình, nó không tan trong nước nóng mà chỉ tạo thành
hổ, với dung dịch I2 amylopectin chuyển thành màu tím.
Trong môi trường giàu nước tinh bột bị thuỷ phân bởi hệ enzyme amylaza
để tạo thành dextrin, đường kép maltoza, một ít glucoza và một số oligosaccharit.
Các oligosaccharit này cùng với một ít dextrin thấp phân tử hoà tan bền vững vào
nước để tạo thành chất hoà tan của dịch đường trước lúc lên men.
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 5
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
Sự thuỷ phân tinh bột bởi enzyme amylaza đóng vai trò lớn trong công nghệ
sản xuất malt và bia vì đây là phản ứng có tính chất nền tảng để xây dựng cơ sở lí
thuyết của quá trình ngâm, ươm mầm, sấy malt và đường hoá nguyên liệu.
• Xelluloza.
Xelluloza được phân bố chủ yếu ở vỏ trấu, chiếm khoảng 20% chất khô của
vỏ. Phân tử xelluloza gồm 2000-10000 gốc đường glcoza, xelluloza rất dai và khó
bị phân cắt trong môi trường bình thường.
Xelluloza không tan trong nước, hầu như không thay đổi về thành phần và
cấu trúc trong suốt tiến trình sản xuất bia. Xelluloza đóng vai trò quan trọng trong
quá trình lọc dịch đường vì lớp vỏ trấu là vật liệu tạo lớp màng lọc phụ lý tưởng.
• Hemixelluloza.
Hemixelluloza là thành phần chủ yếu tạo nên tế bào, là một phức hệ gồm
pentoza, hexozan và axit uronic.
Dưới tác dụng xúc tác của nhóm enzyme sitaza, hemixelluloza bị thuỷ phân
thành hexoza và pentoza. Tất cả những đường đơn này hoà tan bền vững vào dịch
đường và tạo thành chất chiết, là nguồn cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho nấm
men.
• Các hợp chất pectin và hợp chất keo.
Nó là dạng keo vì khi chúng hoà tan vào nước nóng thì tạo dung dịch có độ
nhớt cao. Sự tồn tại của hợp chất pectin và chất dạng keo trong dịch đường mang
tính 2 mặt. Mặt tiêu cực là làm cho dịch đường có độ nhớt cao, khó lọc, còn mặt tích
cức là tạo cho bia có vị đậm đà và làm tăng khả năng tạo và giữ bọt của sản phẩm.
• Saccharit thấp phân tử.
Saccharit thấp phân tử chủ yếu là một số đường đơn và đường kép. Các loại
đường đơn giản trong hạt đại mạch tuy ít nhưng chúng đóng vai trò quan trọng đối
vói sự phát triển của phôi, đặc biệt là giai đoạn đầu của quá trình ươm mầm.
c. Các hợp chất chứa Nitơ
Hàm lượng các hợp chất chứa N2 trong đại mạch khoảng 9-10% chất khô
của hạt. Tuy chiếm tỷ lệ thấp nhưng chúng đóng vai trò quan trọng đối với sự phát
triển của phôi, đặc biệt là giai đoạn đầu của quá trình ươm mầm.
• Protit.
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 6
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
Protit là chỉ số quan trọng thứ 2 sau tinh bột để đánh giá xem lô hạt có đủ
tiêu chuẩn để sản xuất bia hay không. Nếu hàm lượng cao quá bia dễ bị đục, rất khó
bảo quản, nếu quá thấp quá trình lên men sẽ không triệt để, bia kém bọt, vị kém đâm
đà và kéo theo chỉ số non yếu khác. Hàm lượng protit tốt nhất cho sản xuất bia là
8-10%.
Khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia cũng như độ bền keo của chúng phụ
thuộc trước hết vào mức độ thuỷ phân của protit. Không những thế các thông số này
còn phụ thuộc vào tỷ lệ giữa các cấu tử sản phẩm tạo thành trong quá trình thuỷ
phân.
Protit trong đại mạch gồm 2 nhóm là protein và proteit
- Protein gồm một số như levkozin, edestin, hodein và glutelin. Trong quá
trình sản xuất malt và bia thì levkozin, edestin và một phần hodein hoà tan vào dịch
đường và tổn tại trong bia còn các cấu tử khác bị kết lắng và thải ra ngoài theo bã
malt và cặn lắng.
- Proteit được tạo thành từ một phân tử có bản chất protein và một phân tử
khác có bản chất phi protein. Điểm chung của proteit là kém hoà tan hoặc hoà tan
không bền vững. Trong sản xuất bia, proteit gây ảnh hưởng âm tính trực tiếp đến
chất lượng sản phẩm, loại bỏ tối đa cấu tử này khỏi dịch đường là công việc cần
thiết nhưng cũng rất khó khăn.
• Các hợp chất chứa N2 phi protit.
Albumin và pepton có vai trò lớn trong việc tạo và giữ bọt đồng thời làm
tăng vị đẫm đà của bia. Nhưng ở hàm lượng cao chúng làm giảm độ bên keo của bia
vì chúng chính là tác nhân gây đục.
Peptit được tạo thành từ những gốc acit amin, chúng dễ dàng hoà tan vào
dịch đường để tạo dung dịch bền vững và tổn tại trong bia như những thành phần
dinh dưỡng.
Acit amin chỉ chiếm khoảng 1% chất khô nhưng có vai trò lớn trong sản
xuất bia, là nguồn cung cấp N2 cho nấm men, là tác nhân chính tạo melanoit, tham
gia tạo bọt và tồn tại trong bia như một thành phần dinh dưỡng quan trọng.
d. Các hợp chất không chứa Nỉtơ.
Polyphenol: tập trung chủ yếu ở lớp vỏ, dễ dàng kết hợp vói protit cao phân
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 7
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
tử tạo phức chất dễ kết lắng, làm tăng độ bền keo của sản phẩm. Mặt khác sự ho à
tan của polyphenol vào dịch đường lại làm xấu đi hương và vị của bia.
Chất chát và chất đắng thuộc nhóm lipoit, là nguyên nhân gây ra vị đắng khó
chịu cho bia.
Phitin là muối đồng thời của Canxi và Magiê với axit inozit photphoric, khi
bị thuỷ phân tạo inozit và axit phosphoric. Hợp chất này là nguồn cung cấp photpho
cho năm men đồng thời làm tăng độ chua của dịch cháo ở giai đoạn đường hoá, đây
là biện pháp hữu hiệu để nâng cao hiệu suất thuỷ phân.
Vitamin: Bj, B2, B6, c, pp2, tiền vitamin A, E, acit pantoteic, biotin, acit
pholievic và những dẫn xuất vitamin khác, chúng là nhân tố điều hoà sinh trưởng
của mầm.
Chất khoáng: phân tích theo % trọng lượng tro: p205 35%; Si02 26%; K20
21%; MgO 9%; CaO 2,8%; Na20 2,4%; Fe203 1,5%; C1 1%... Các chất khoáng
đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất malt và bia: nguyên tố p tham gia
hình thành hệ thống đệm của dịch đường.
e.Pherment (enzyme).
Enzyme có vai trò đặc biệt trong công nghệ sản xuất bia. Giai đoạn ươm
mầm, hạt hút nước bổ sung đến 43-44% thì hệ enzyme được giải phóng khỏi trạng
thái liên kết, chuyển thành trạng thái tự do. Đến giai đoạn ươm mầm hoạt lực
enzyme đạt mức tối đa, nhờ đó đến giai đoạn đường hoá chúng có khả năng thuỷ
phân hoàn toàn các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ hạt. Các sản phẩm thuỷ phân
được hoà tan vào nước và trở thành chất chiết của dịch đường. Trong hạt đại mạch
gồm 2 nhóm enzyme chính là hyđrolaza và decmolaza.
- Hydrolaza gồm một số enzyme có vai trò thuỷ phân tinh bột:
- Diastaza: phân cắt tinh bột thành các sản phẩm dạng đường và dextrin gồm
2 enzyme: a - amylaza và p - amylaza. Enzyme a - amylaza phân cắt tinh bột thành
glucoza và dextrin, là enzyme chịu nhiệt nhưng lại kém chịu chua, nhiệt độ thích
hợp 70°c, pH = 5,7. Enzyme p - amylaza tác động trực tiếp lên mạch amyloza, mạch
nhánh và hai đầu chính của amylopectin, sản phẩm là đường maltoza và dextrin,
nhiẹt độ thích hợp là 63°c, pH = 4,7.
- Sitaza gồm 2 enzyme: sitoclactaza và sitolitaza. Enzyme đầu thuỷ phân
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 8
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
hemixelluloza thành các sản phảm trung gian, còn enzyme sau thuỷ phân các sản
phẩm trung gian thành sản phẩm cuối cùng là pentoza và hexoza. Nhờ có quá trình
phân cắt này, thành tế bào bị phá huỷ, tạo điều kiện cho các enzyme khác xâm nhập
vào và nâng cao hoạt lực.
- Proteinaza là enzyme thuỷ phân protein thành albumoza và pepton, sau đó
chúng tiếp tục bị phân cắt thành peptit và polypeptit. Độ chua thích hợp cho nhóm
enzyme này hoạt động là pH = 4,6-5,0, nhiệt độ 50°c.
- Peptidaza gồm 2 enzyme: đipeptiaza và polypeptidaza, chúng tác động lên
phân tử của các đipepti và polypeptit để phân cắt chúng thành axit amin. Peptidaza
hoạt động manh nhất ở pH = 7,5 và ở nhiệt độ 50-52°C.
- Lipaza phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các acid béo bậc
cao. Nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của lipaza là 35°c, pH = 5.
- Amilophosphataza tham gia vào quá trình thuỷ phân tinh bột, chúng cắt mối
liên kết este của axit phosphoric trong phân tử amylopectin. Nhờ quá trình này tinh
bột được hổ hoá một cách dễ dàng hơn. nhiệt độ tối ưu của enzyme này là 70°c, pH
= 5,6.
- Fitaza phá vỡ mối liên kết este giữa axit phosphoric với inozit, tức chúng
tham gia thuỷ phân fitin. Quá trình này đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bia vì
H3PO4 được giải phóng sẽ tăng độ chua tác dụng và tăng cường lực đệm của dịch
đường.
- Decmolaza xúc tác phản ứng oxy hoá khử của quá trình hô hấp và phân giải
yếm khí gluxit (thực chất là quá trình lên men rượu) nghĩa là chúng tham gia trực
tiếp vào quá trình trao đổi chất của tế bào. Nhóm enzyme này đóng vai trò quyết
đinh trong việc hoạt hoá và phát triển của phôi ở giai đoạn ươm mầm.
2. Chỉ tiêu chất lượng của malt trong sản xuất bia:
• Hình dáng bên ngoài của hạt:
Hạt phải thống nhất về màu sắc: vàng nhạt óng ánh (giống như màu rơm),
hạt có màu xanh là hạt chưa chín, màu đậm là thu hoạch bị ẩm, hạt có chấm màu
nâu hoặc xám (đặc biệt là hai đầu hạt) là dấu hiệu bị mốc, không có khả năng nảy
mầm, hạt có mùi thơm đặc trưng (giống màu rạ tươi).
Hạt phải thống nhất về độ thuần khiết của giống lúa: với một loại giống đại
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 9
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
mạch có chế độ xử lý kỹ thuật để đạt chất lượng yêu cầu. Trong sản xuất chỉ chấp
nhận 5% các hạt ngoại lai khi dùng số lượng hạt đại mạch lớn.
- Trọng lượng đại mạch nhỏ hơn (7 -T- 9)% trọng lượng hạt, không dùng
hạt có chỉ số lớn hơn 9% (10% -H 12%).
- Dung trọng:
Đại mạch loại 1 dung trọng > 680g/l hạt.
Đại mạch loại 2 dung trọng (650 -T- 680)g/l hạt.
Đại mạch loại 3 dung trọng (630 -n650)g/l hạt.
- Trọng lượng tuyệt đối: đại mạch trung bình bằng (35 -T- 45)g/1000 hạt.
Đại mạch loại nặng > 44g/1000 hạt.
Đại mạch loại trung = (44 -r- 45)g/1000 hạt.
Đại mạch loại nhẹ = (35 -T- 40)g/1000 hạt.
Trong sản xuất chỉ dùng hai loại trên, loại thứ ba chỉ dùng với một tỷ lệ nhất
định thông thường không quá (15 -T- 20)%.
- Hàm lượng ẩm (w): phải đạt trung bình (10 -T- 15)%. Khi bảo quản tốt
nhất w = (12 -T- 13)% & không vượt quá 13% khi tàng trữ & w tối thiểu cho phép
là 10%. Trên 13% (nhất là > 15% -T-16% hạt dễ bốc nóng, khó bảo quản, nếu độ
ẩm < 10% hạt nhanh chóng mất khả năng nảy mầm.
- Hàm lượng protit: di chuyển trong giới hạn (8 -T- 14)% chất khô của hạt.
Protit càng nhiều, tinh bột càng giảm & do đó chất hoà tan càng thấp.
Đại mạch có nhiều prôtit quá thì khó chế biến. Nhung ngược lại protit < 8% thì
không thích hợp cho sản xuất bia vì bia ít bột. Đại mạch chất lượng cao nếu protid
chiếm từ (9 -ỉ-11)% chất khô.
- Hàm lượng tinh bột: chiếm từ (55 -H 65)% trọng lượng hạt. Đại mạch dùng
để sản xuất bia phải có lượng tinh bột không nhỏ quá từ (63 65)%
tính theo chất khố.
Ngoài ra malt dùng để sản xuất bia không được lẫn cát, rác cỏ, các loại thóc
khác, tất cả phải thuộc một nhổm đồng nhất. Nhìn hạt thóc tốt, khô, vỏ mọng không
có vết là loại đại mạch nhiều tinh bột chuyên dùng để sản xuất bia vàng.
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 10
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
II. NGUYÊN LIỆU THAY THẾ.
Để hạ giá thành sản xuất, cải tiến mùi vị của bia và nhằm mục đích để được
lâu dài, trong sản xuất bia người ta thường trộn lẫn một số đại mạch chưa nảy mầm
hoặc các loại ngũ cốc khác để thay thế thóc mầm, cũng có khi dùng tinh bột hoặc
các loại đường (gluco, saccaro, malto ...) để làm nguyên liệu thay thế.
Gạo là nông sản chủ yếu chủ yếu của các nước phương đông như Việt Nam,
Trung Quốc, Nhật, Triều Tiên ..., thành phần của gạo gồm tinh bột chiếm từ (70 -T-
75)% chất khô, các loại đường chiếm từ (2 -T- 5)% chất khô, protit từ (7-r- 8)% chất
khô, chất béo từ (1 -T- 1,5)% chất khô, chất khoáng từ (1 -T- 1,2)% chất khô. Ta
nhận thấy rằng gạo chứa nhiều tinh bột & ít protit do đó trong quá trình nấu ta thu
được một lượng lớn các chất hoà tan (khoảng 90% chất khô).
Qua đó ta thấy gạo là một sản phẩm phụ rất tốt thường được dùng để nấu kết
hợp với malt (tỷ lệ thường là 20%) & thu được những loại bia có chất lượng cao.
Ngoài gạo người ta còn dùng tiểu mạch, ngô làm nguyên liệu thay thế. Tuy
nhiên tiểu mạch không có vỏ trấu và khi bột tiểu mạch tiếp xúc với nước thì protein
của chúng dễ tham gia quá trình hydrat hoá để tạo thành phức chất keo tụ. Phức chất
này có đặc điểm là rất dai và dẻo, có thể kéo thành sợi được gọi là gluten. Vì tính
chất quí giá này mà tiểu mạch chỉ được dùng để sản xuất bánh mỳ, vạn bất tắc dĩ
mới sử dụng chúng trong sản xuất bia. Còn với ngô thì trong công nghệ sản xuất
bia, loại ngô được dùng thay thế malt đại mạch chủ yếu là loại trắng đục (hàm lượng
tinh bột cao, protein thấp) và được sử dụng dưới dạng bột đã nghiền nhỏ. Một trở
ngại lớn khi đưa ngô vào sản xuất bia là phôi của chúng quá lớn, hàm lượng chất
béo nhiều, khó lọc và giảm độ bền keo cũng như khả năng tạo bọt của bia. Để sử
dụng loại cốc này có hiệu quả, trước lúc đưa vào chế biến dịch đường ngô phải qua
một công đoạn tách phôi và vỏ.
III. HOA HOUBLON.
Hoa houblon là một loại cây sống lâu năm, thuộc họ cây leo, chiều cao trung
bình của cây houblon thường từ (10 -H 15) m, lá cây hình bàn tay. Hoa houblon
gồm hoa đực và hoa cái. Trong ngành sản xuất bia người ta chỉ sử dụng hoa cái
chưa thụ phấn, hoa đực không sử dụng được vì nó rất bé và chứa rất ít hương
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 11
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
lupulin.
Cấu tạo của hoa houblon có những thành phần chính sau: cuống hoa, cánh
hoa và những hạt lupulin vàng óng tựa phấn hoa. Những hạt phấn hoa này chứa chất
đắng và chất thơm của hoa houblon. Lượng hạt này phụ thuộc vào giống và điều
kiện trổng hoa houblon. Người ta đã chứng minh rằng ở điều kiện thời tiết nhiều
ánh nắng mặt trời thì hoa sẽ có nhiều hạt lupulin hơn.
Hoa houblon có hình dạng quả trứng, dài từ (3 -T- 4) cm, màu hoa khi chín
thường từ vàng đến vàng óng. Trọng lượng từng phần của hoa như sau: cánh hoa
(66 -T- 67)%, hạt lupulin (19 -T- 20)%, cuống hoa (7 -T- 8)% và những cuống con
của cánh hoa (5 V 6)%. Hiện nay có trên 100 giống hoa houblon trên thế giới.
Thành phần chủ yếu trong hoa houblon: trong hoa houblon có chứa đựng
những hợp chất đặc trưng cho loại hoa này như chất thơm, tinh dầu thơm ... những
hợp chất này có ý nghĩa quan trọng về kỹ thuật trong sản xuất bia. Ngoài những hợp
chất đặc trưng trong hoa còn chứa đựng những hợp chất khác tượng tự các loại thực
vật, một vài trong những hợp chất ấy cũng có ý nghĩa quan trọng trong kỹ thuật.
Thành phần hoá học của hoa houblon được tính ra % chất khô như sau:
-Nước: (11 - 12)%.
-Chấtđắng: (12-H21)%.
- Tanin: (2,5 H- 6)%.
-ChấtcóN: (10-H21)%.
- Cellulo: (12 H-14)%.
- Chất tro: (5 H- 8)%.
- Những chất hoà tan không có N: (26 -H 28)%.
l. Chất đắng.
Chất đắng là thành phần có giá trị nhất của hoa houblon. Nó tạo cho bia vị
đắng đặc biệt và dễ chịu, tạo một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia khi hoà tan
vào dịch đường và tồn tại trong bia. Các chất đắng là những hợp chất có hoạt tính
sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt rất lâu. Với nồng
độ khá thấp, các chất đắng cũng có khả năng ức chế rất nhanh sự phát triển của vi
sinh vật. Vì vậy chúng có tính kháng khuẩn rất cao và nhờ đó làm tăng độ bền sinh
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 12
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
học của bia thành phẩm.
Thành phần chất đắng trong hoa houblon gổm nhiều hợp chất (tính theo %
chất khô):
a - acid đắng: 6-9%.
p - acid đắng: 3-4%.
Nhựa mềm: 5-6%.
Nhựa cứng: 1-2%.
• a - acid đắng.
Cấu tử chất đắng quan trọng số một này bao gồm 6 hợp chất: humulon,
cohumulon, adhumulon, prehumulon, posthumulon & 4 - deoxyhumulon.
Khả năng hoà tan của a - acit đắng trong nước khoảng 500 mg/l, trong dịch
đường thì ít hon và trong bia thì hầu như không đáng kể. Ở giai đoạn đun sôi dịch
đường với hoa houblon các hợp chất humulon không hoà tan trực tiếp vào mà
chúng phai trải qua giai đoạn trung gian là quá trình đồng phân hoá. Sau đó các chất
đồng phân này hoà tan và bị thuỷ phân thành các sản phẩm có độ đắng cao hơn
nhiều so với hợp chất nguyên thuỷ.
• p - axit đắng.
Nhóm axit này gồm: lupulon, colupulon, adlupulon, prelupulon. Lupulon là
hợp chất dạng tinh thể, màu trắng dạng lãng kính hoặc que dài, nóng chảy ở 92°c.
So vái humulon thì lupulon kém đắng hơn nhưng tính kháng khuẩn cao hơn.
Nếu bị oxy hoá p - axit đắng chuyển thành hulupon, nếu phản ứng kéo dài
hulupon sẽ bị polyme hoá trở thành nhựa mềm và sau đó thành nhựa cứng.
• Nhựa mềm.
Nhựa mềm là polyme của các axit đắng, là chất vô định hình, chưa được xác
định về thành phần hoá học. Khả năng hoà tan của nhựa mềm vào dịch đường cao
hơn p - axit đắng vì vậy chúng tạo ra được lực đắng khá lớn cho bia. Đây là hợp
phần có giá trị của chất đắng.
• Nhựa cứng.
Nhựa cứng là polyme của các acit đắng nhưng ở mức độ cao hơn nhiều so
với nhựa mềm. Chúng được hình thành trong quá trình sấy và bảo quản. Cấu tử này
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 13
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
hầu như không hoà tan vào nước và dịch đường, chúng thải ra ngoài theo cặn lắng.
Đây là hợp phần không có giá trị bong công nghệ sản xuất bia.
2. Tỉnh dầu thơm.
Tinh dầu của hoa houblon hoà tan vào dịch đường, tồn tại trong bia và tạo ra
cho nó một mùi thơm đặc trưng, rất nhẹ nhàng, dễ chịu. Tinh dầu thơm là chất lỏng
trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu, có mùi thơm rất manh. Tỷ trọng của
chúng là 0,88, dễ hoà tan trong rượu etylic nồng độ cao. Trong nước tỷ lệ hoà tan
của chúng không đáng kể. Tinh dầu thơm bay hơi khá nhanh ở nhiệt độ thường.
Trong thời gian đun sôi dịch đường với hoa houblon có đến 98% lượng tinh
dầu bay ra ngoài theo hơi nươc, chỉ còn lại 2% tồn tại ở trong bia. Đối với bia vàng
thì lượng tinh dầu 2% này quyết định hương thơm của chúng.
3. Chất chát.
Chất chát (tanin) bong hoa houblon có ý nghĩa nhất định trong quá trình kỹ
thuật và ảnh hưởng tới chất lượng bia, giúp cho dịch đường trong nhanh và làm kết
tủa những chất protit không bền vững, làm tăng độ bền vững của bia. Với lượng
chất chát vừa phải nó gây bia có vị chát nhẹ, dễ chịu, nếu lượng này nhiều sẽ gây
cho bia chát và đắng. Người ta sử dụng tanin của hoa houblon để loại các cấu tử
protein khó biến tính và kết lắng ra khỏi dịch đường vì chúng tồn tại trong bia sẽ
gây đục sau này.
4. Chất có chứa Nitơ.
Trong hoa houblon có chứa 1 số chất mà những chất ấy có chứa N: protit,
albumin, pepton, axitamin, muối amon ... trong số này có khoảng 44% những chất
chứa N có khả năng kết tủa với axit phospho - wolfram. Tiếp đến khoảng 20% là
muối amon, amit và 19% amin và những chất khác.
IV. NƯỚC.
Nước là 1 trong các nguyên liệu chính để sản xuất bia chiếm (80 -T- 90)%
trọng lượng bia thành phẩm. Thành phần hoá học và chất lượng của nước ảnh
hưởng trực tiếp tới toàn bộ kỹ thuật sản xuất và ảnh hưởng rất lớn tới đặc điểm, tính
chất và chất lượng bia thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia cần một lượng
nước rất lớn, một phần dùng để đun sôi, hồ hoá, đường hoá, một phần để rửa men,
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 14
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
rửa thiết bị và nấu hơi. Việc sử dụng nước rộng rãi như vậy đòi hỏi nước phải có
thành phần và tính chất thích hợp nhất định.
Thành phần của nước phụ thuộc vào nguồn của nó. Nước mạch thường chứa
nhiều muối và chất hữu cơ hơn, nước mưa chứa nhiều khí hơn. Phụ thuộc vào thành
phần của các lớp đất mà nguồn nước đi qua, những dòng nước mạch có những
lượng muối và chất hữu cơ theo tỷ lệ khác nhau.
Đặc biệt acit cacbonat rất thừa thãi trong đất, nó hoà tan cacbonat kiềm thổ và
những cacbonat khác và đưa chúng về các dạng bicacbonat. Nước thiên nhiên rất
giàu các muối hoà tan dạng ở dạng ion, trong đó nhiều nhất là các catrion Ca, Mg,
Na, K, Fe, AI... và các anion -OH, -HC03, -N02 ...
Trong trường hợp dưới khái niệm nước dùng để nấu bia ta có thể hiểu là
nước dùng để nấu dịch lên men. Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng đến
quá trình hồ hoá, đường hoá. Ngoài ra các muối của chúng đi vào thành phần của
dịch đường và hoa, tham gia vào sự hình thành mùi vị và một vài tính chất của bia.
Các muối trong nước tác dụng tương hỗ với các thành phần, tính chất của
dịch đường và bia. Các bicacbonat và cacbonat có trong nước sẽ hoà tan những chất
đắng trong vỏ malt, những chất đắng này gây cho dịch đường và bia có vị đắng khó
chịu. Đặc biệt Na2C03 và NaHC03 hoà tan cả các chất chát của malt gây ảnh hưởng
xấu đến chất lượng của bia.
Nước để rửa men và thiết bị đỏi hỏi phải sạch, không được chứa nhiều các
hợp chất hữu cơ và vi sinh vật. Đặc biệt đối với các vi sinh vật và vi trùng có ảnh
hưởng trực tiếp đến những quá trình kỹ thuật sản xuất bia, phải thường xuyên kiểm
tra dưới kính hiển vi để xác định lượng vi sinh vật có trong nước, nếu lượng này
nhiều quá ta phải tiến hành sát trùng. Nước dùng để rửa thiết bị không được chứa
NH3 và các nitrit. Tốt nhất ta nên dùng nước có độ cứng thấp đến độ cứng trung
bình, về mặt cảm quan nước phải thoả mãn yêu cầu giống như đối với nước dùng để
uống.
Chất lượng của nước:
- Độ cứng của nước < (4 4 10)°Đ.
- Độ pH = (6,5 4- 7)%.
- Hàm lượng muối COl~ < 50 mg/1.
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 15
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
- Hàm lượng muối Mg2+ < 100 mg/1.
- Hàm lượng muối Cl~: (75 4 150) mg/1.
- Hàm lượng CaS04: (150 4 200) mg/l.
- Hàm lượng Fe2+ < 0,3 mg/1.
- Vi sinh vật < 100 tế bào/lít.
- Các kim loại nặng: không có.
- Các vi sinh vật gây bệnh: không có.
- Ecoli < 2% (2 tếbào/lít).
V. NẤM MEN.
Nấm men dùng để sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống
Saccharomyces. Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của chúng là (25 -H 30)°c, nhưng
một số loài trong giống này vẫn có thể phát triển tốt ở nhiệt độ (2 -H 3)°c. Nấm men
bia ngừng hoạt động ở nhiệt độ trên 40°c và có thể chết dần ở nhiệt độ này nhưng
chúng lại chịu được nhiệt độ thấp rất tốt, thậm trí ở nhiệt độ -180°c chúng vẫn sống.
Khác với các vi sinh vật khác, nấm men bia có thể phát triển trong môi trường có
oxy lẫn môi trường không có oxy. Trong quá trình lên men bia, lúc đầu môi trường
mới có oxy hoà tan, nấm men dùng oxy đó để oxy hoá cơ chất, tạo năng lượng cho
sinh sản và phát triển. Khi đã trải qua một giai đoạn lên men, lượng oxy hoà tan cạn
dần thì tế bào năm men lại thu năng lượng nhờ hệ enzim đặc biệt của mình qua phản
ứng oxy hoá khử các cơ chất. Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia vì
quá trình trao đổi chất của tế bào nẩin men bia chính là quá trình chuyển hoá
nguyên liệu thành sản phẩm.
Căn cứ vào tính chất của quá trình lên men bia, người ta chia nấm men ra
làm 2 loại: nấm men nổi và nấm men chìm.
Nấm men nổi thuộc loại Saccharomyces cerevisiae, loại này chỉ phát triển
và tạo quá trình lên men bia ở nhiệt độ tương đối cao từ (12 -T- 13)°c trở lên. Sở dĩ
người ta gọi chúng là nấm men nổi vì trong quá trình lên men, tế bào của chúng nổi
lơ lửng trong dịch lên men và tập chung ở bề mặt dịch. Do trải đều trên toàn khối
dịch lên men nên tế bào có điều kiện tiếp xúc rộng lớn với cơ chất trong môi trường,
tác động đều lên cơ chất ở khắp mọi nơi, xúc tiến quá trình lên men nhanh chóng và
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 16
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
manh mẽ. Tuy nhiên sử dụng nấm men nổi đòi hỏi phải kem theo biện pháp lọc cẩn
thận mới có sản phẩm trong suốt, vì tế bào nấm men lởn vởn trong dịch lên men
ngay cả ở cuối thời kỳ lên men phụ.
Nấm men chìm thuộc loài Saccharomyces carlsbergensis, loài này phát
triển tốt ngay ở nhiệt độ thấp khoảng (6 -H 7)°c. Công nghệ sản xuất bia bằng loài
nấm men chìm đang được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các tỉnh & thành phố của cả
nước. Nấm men chìm có khả năng đặc biệt là trong quá trình phát triển, tế bào của
chúng dính vào nhau thành chùm rồi lắng xuống đáy thiết bị lên men thành lớp chặt,
thuận tiện cho việc tách lớp tế bào đó làm nấm men giống cho đợt sản xuất tiếp sau.
Do tính chất này mà bề mặt tiếp xúc giữa môi trường vái tế bào năm men bị hạn chế,
khả năng tiêu hao nguồn cơ chất để tạo thành các sản phẩm lên men chậm. Đây là lý
do để người ta ít sử dụng loại năm men chìm vào mục đích rút ngắn thời gian lên
men bia hay còn gọi là công nghệ sản xuất bia ngắn ngày trừ trường hợp lên men có
khuấy trộn. Vì nấm men lắng xuống đáy thiết bị thành lớp dính chặt nên thông
thường đến cuối giai đoạn lên men phụ, bia đã trong, khâu lọc thành phẩm trở nên
đơn giản và dễ dàng.
VI. NGUYÊN LIỆU PHỤ.
l. Chế phẩm enzyme Termamyl.
Dùng chế phẩm enzyme Termamyl để phá vỡ màng tinh bột biến chúng
thành trạng thái hoà tan của dung dịch và thuỷ phân một phần tinh bột.
Chế phẩm enzyme Termamyl có bản chất là enzyme a- amylaza chịu nhiệt,
pH trung tính, ở dạng lỏng, được sản xuất từ dịch nuôi cấy vi khuẩn Bacillus
licheniíòrmiss trong phân tử có Ca2+. Nó có khả năng chịu nhiệt cao hon các chế
phẩm enzyme a- amylaza từ nấm men và nấm mốc, nhiệt độ tối ưu là 90-95°C, điều
này rất thuận lợi cho dịch hoá tinh bột gạo vì nhiệt độ hồ hoá gạo là 86°c. Enzyme
này thuỷ phân tinh bột ở mối liên kết a-1,4 glucozit trong phân tử amyloza và
amylopectin. Vì vậy tinh bột sẽ chóng bị phân giải thành dextrin tan trong nước.
Hàm lượng sử dụng enzyme này là 0,1% so với nguyên liệu thay thế. Khi sử dụng
enzyme có thể tăng hiệu suát thu hồi chất hoà tan, tăng tỷ lệ nguyên liệu thay thế,
giảm giá thành sản phẩm.
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 17
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
2. Chế phẩm enzyme Cereflo.
Đây là tên thương mại của enzyme p - glucanaza, hoạt động tối ưu ở pH =
5,5 - 6,0, nhiệt độ 50 - 60°c, có tác dụng làm giảm độ nhớt dịch đường, tăng hiệu
suất lọc, tăng khả năng trích ly các chất vào dịch đường. Vì vậy đưa ngay chế phẩm
này vào đầu quá trình đường hoá, nồng độ 0,06% so với nguyên liệu thay thế.
3. Chế phẩm enzyme Fungamyl.
Đây là enzyme 1,4 a D - glucan glucanohydrolaza, sản phẩm thuỷ phân chủ
yếu là đường maltoza và làm tăng khả năng lên men của dịch đường từ 2-5%. Nó hỗ
trợ đắc lực cho Termamyl trong vai trò đường hoá tinh bột đã dịch hoá, nhất là khi
tỷ lệ nguyện liệu thay thế lớn (từ 35-65%).
4. Các nguyên liệu khác.
Axit lactic để điều chỉnh pH đến pH = 5,3 - 5,5 khi đường hoá.
Các hoá chất vệ sinh tấy rửa thiết bị, thùng chứa, đường ống: HN03, NaOH,
nước vô trùng, nước p3 chứa trong các thùng CIP.
Không khí sạch dùng cho quá trình lên men sơ bộ nên cần qua bộ phận làm
sạch không khí, lọc tách dầu, bụi đất cát, vi sinh vật. Đó là thiết bị lọc túi.
C02 thu được từ quá trinh lên men cho qua máy nén vào kho thu hồi
C02.
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 18
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
PHẦN 3. CHỌN DÂY CHUYÊN SẢN XUẤT.
I. NGHIỀN NGUYÊN LIỆU.
Do gạo có cấu trúc hạt tinh bột cứng, chưa bị tác động bởi enzyme, khó bị
hồ hoá nên cần chọn phương pháp nghiền phá vỡ màng tinh bột, phá vỡ một phần
cấu trúc hạt tinh bột, bọt nghiền càng mịn càng tốt.
Chọn thiết bị là máy nghiền búa. Cấu tạo của máy nghiền búa bao gồm một
sàng phân loại hình trụ khuyết (có thể hình dạng khác), trong đó có một roto quay,
trên rôto lắp nhiều đĩa, trên mỗi đĩa được gắn nhiều lưỡi dao bằng thép. Bằng lực cơ
học, khi rôto quay (thông thường 2940 vòng/phút) các lưỡi dao sẽ chém hạt nát
vụn.
Kết quả nghiền gạo:
- Tẩm lớn 35%.
- Bột mịn > 75%.
Nghiền malt có nhiều phương pháp khác nhau: chia làm 2 dạng lớn.
• Nghiền khô với các phương pháp:
+ Nghiền khô thường.
+ Nghiền khô có phun ẩm vỏ.
+ Nghiền khô mịn.
Ưu điểm chung của nghiền khô là nghiền theo ngày, có thể nghiền trước khi
nấu một ngày.
• Nghiền ướt với các phương pháp:
+ Nghiền ướt có ngâm.
+ Nghiền ướt không ngâm.
Ưu điểm của nghiền ướt là vỏ malt được giữ nguyên vẹn, hạn chế trích ly
các chất gây mùi vị lạ vào trong dịch đường.
• Thiết bị nghiền malt:
Chọn thiết bị nghiền malt là máy nghiền bốn trục, một sàng. Máy nghiền
bốn trục, một sàng được dùng trong trường hợp malt có độ nhuyễn tốt, hoặc sản
xuất các loại bia phổ thông. Cấu tạo của máy nghiền trục có hai cặp trục phân bố
trên và dưới, ở giữa là sàng rung phân loại. Malt sau khi được nghiền qua cặp rulô
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 19
- Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
thứ nhất, bột nghiền được đổ xuống sàng, lọt qua lỗ sàng là bột và tấm bé. Hai pha
này được thu gom vào thùng chứa tạm, còn vỏ và tấm lớn nằm lại trên sàng được
đổ vào cặp rulô thứ hai để nghiền lại một lần nữa.
Chiều dài của rulô rất khác nhau, dao động trong khoảng 350 - 1250 mm
phụ thuộc vào công suất của máy, còn đường kính từ 200 - 300 mm. Rulô nghiền
được sắp xếp theo từng cặp. Hai rulô trong một cặp chuyển động ngược chiều nhau
và chúng quay với tốc độ góc khác nhau (để tạo ra lực xé), thông thường là khoảng
250 - 300 vòng/phút. Mức độ nghiền malt được xác định bằng cách điều chỉnh
khoảng cách giữa hai rulô. Khoảng cách này thông thường là khoảng 0,0 - 2,5 mm.
Máy nghiền phải sử dụng rulô nhẵn vì sau này dùng loại thùng lọc đáy bằng để lọc
bã.
Thiếu sót lớn nhất của máy nghiền trục kiểu này là ở cặp rulô thứ hai, tấm
lớn và vỏ đều được nghiền cùng một chế độ như nhau mà đáng ra nếu chúng được
nghiền với lực ma sát khác nhau thì kết quả sẽ tốt hơn.
Yêu cầu của malt sau nghiền là:
+ Vỏ trấu: 15-18%.
+ Tăm thô: 18-22%.
+ Tấm mịn: 30-35%.
+Bột: 25-35%.
II. PHƯƠNG PHÁP NẤU GẠO.
Trong nấu gạo để tăng hiệu suất trích ly thì sử dụng enzyme hoặc sử dụng
malt lót. Nếu sử dụng malt lót 10% thì enzyme trong malt lót không giữ được hoạt
lực (bị vô hoạt) khi ở nhiệt độ hồ hoá của gạo là 86°c. Vì vậy, phải sử dụng kết hợp
với enzyme có nhiệt độ hoạt động cao hơn 86°c. Chế phẩm enzyme trên thị trường
thoả mãn điều kiện này là Termamyl.
• Thiết bị nấu cháo
Nồi nấu cháo thân hĩnh trụ, đáy cầu và đỉnh cầu, được làm bằng thép không
gỉ, cấu tạo hai vỏ có bao hơi bên ngoài để nấu. Nồi nấu có cánh khuấy để tăng
cường quá trình truyền nhiệt và chống cháy cháo. Có nhiệt kế để đo nhiệt độ, van
an toàn áp lực, đồng hồ đo áp suất, một đường nước lạnh vào, một đường nước
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 20
nguon tai.lieu . vn
