Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phân xưởng sản xuất bia với năng suất 5000 lít/ngày

Đồ án tốt nghiệp Khoa công nghệ hoá học MỞ ĐẦU Qua một số tài liệu nghiên cứu và lịch sử phát triển của ngành sản xuất bia, người ta cho rằng cách đây hàng nghìn năm những người thổ dân ở vùng Trung Cận Đông hay những người thổ dân Ai Cập đã biết chế biến một loại nước uống dưới hình thức rất thô sơ và đơn giản, loại nước uống này chính là nguồn gốc ban đầu của một loại nước giải khát mà hiện nay rất nhiều người ưa chuộng và người ta vẫn thường gọi là “bia”. Công nghệ sản xuất bia du nhập vào Việt Nam là khá muộn so với các nước trên thế giới, nhưng với sự phát triển của nền kinh tế của thời kỳ mở cửa, ngành bia dưới sự chỉ đạo của Đảng và Nhà nước đã được chú ý phát triển mạnh trong những năm gần đây cụ thể là: năm 1990 là 100 triệu lít. 1997 là 670 triệu lít, đến nay bình quân đầu người khoảng 20 lít/người/năm. Cho đến nay, ngoài các nhà máy bia lớn như nhà máy bia Hà nội, nhà máy bia Sài gòn với tổng công suất hàng triệu lít/năm, bên cạnh đó cũng đã xuất hiện nhiều nhà máy sản xuất bia ở hầu hết các tỉnh và thành phố trên cả nước. Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng với hàm lượng CO2 khá cao, giúp con người giải khát một cách triệt để khi uống, với hương thơm đặc trưng, vị đắng hài hoà, lớp bọt trắng mịn đã tạo nên tính chất cảm quan rất hấp dẫn với con người. Bia là loại sản phẩm thực phẩm bằng cách lên men dịch đường ở nhiệt độ thấp được chế biến từ malt đại mạch, gạo, hoa houblon và nước. Ngoài hai sản phẩm bậc nhất này còn vô số các hợp chất khác tuy ở vai trò và mức độ khác nhau chúng đều tham gia vào việc định hình hương vị của nhiều chỉ tiêu chất lượng khác của bia thành phẩm, ở tỉ lệ cân đối chúng tạo cho bia có tính chất độc đáo mà không hề thấy ở bất kỳ sản phẩm nào khác. Để phù hợp với túi tiền mà GDP đầu người ở nước ta còn thấp, vì thế việc ra đời các xưởng sản xuất bia cỡ vừa và nhỏ có công nghệ hiện đại và chi phí đầu tư ít, vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt đang là vấn đề rất cần thiết, phù hợp với nhu cầu về bia ngày càng tăng. Từ những cơ sở trên mà em đã được giao nhiệm vụ thực hiện đề tài đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế phân xưởng sản xuất bia với năng suất 5000 lít/ ngày. 1 Đồ án tốt nghiệp Khoa công nghệ hoá học PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BIA I. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA BIA: I.1.Thành phần của bia: Thành phần của bia phụ thuộc vào đặc tính nguyên liệu và tính chất các quá trình công nghệ nhưng chủ yếu là: - Nước: 80 ÷ 90% - Chất hoà tan chiếm: 5,5 ÷ 10,7 (chủ yếu là: Gluxit 70% gồm Dextrin và các loại đường Glucô, fructô, pentô…8 ÷ 10% là các hợp chất chứa Nitơ trong đó 30 ÷ 40% Protit phân tử lượng cao. 50 ÷ 60%...). - Chất khoáng chiếm: 3 ÷ 4% chất hoà tan. - CO2: 0,3 ÷ 0,5%. - Chất chát: 2,5 ÷ 6%. II.2.Tính chất của bia thành phẩm: Đánh giá chất lượng của bia thường dựa vào các chỉ tiêu sau đây: 2.1.Mùi và vị của bia: Bia phải có mùi và vị đặc trưng cho từng loại. Bia có mùi thơm của đại mạch, vị đắng dễ chịu của hoa houblon và vị tê của CO2 bão hoà, có vị đắng dịu, ngon, bia không được có mùi chua, mốc, …Mùi vị của bia phụ thuộc vào các yếu tố chất lượng của nguyên liệu sử dụng như malt, hoa houblon và nấm men, chế độ lên men, bảo quản. 2.2. Màu sắc cảm quan: Màu của bia phụ thuộc vào chất lượng của malt, thành phần của nước và kỹ thuật nấu. Màu sắc của bia phụ thuộc vào từng loại, đối với bia vàng thì màu vàng rơm, sáng óng ánh và đạt tiêu chuẩn trong suốt. 2.3. Độ bền của bọt: Đa số những loại đồ giải khát là khả năng tạo bọt và giữ bọt được lâu. Bọt gồm những phần tử CO2 liên kết với nhau trên bề mặt bia. Chất lượng bọt bia có thể xem như là thời gian kể từ thời gian xuất hiện bọt cho đến lúc bọt tan và tốt hay xấu phụ thuộc vào sự bão hoà CO2 trong bia. Các chất tạo bọt abumoza, peptone, chất đắng hoa houblon. 2 Đồ án tốt nghiệp Khoa công nghệ hoá học 2.4. Độ bền của bia: Độ bền của bia là yếu tố quan trọng để đánh giá chất lượng của bia, bia kém sẽ nhanh chóng bị hỏng, thời gian độ bền phụ thuộc vào sự lên men có hoàn toàn không và khi tàng trữ tránh sự xâm nhập của O2. Lượng hoa houblon càng lớn thì giúp cho bia càng bền. Nếu trong bia hàm lượng CO2 ít và trong bia vẫn còn O2 ở dạng hoà tan là bia kém. Điều kiện tốt nhất để độ bền của bia an toàn là ở nhiệt độ lạnh. II. GIÁ TRỊ DINH DƢỠNG: Bia có khả năng cung cấp năng lượng tương đối lớn cho cơ thể con người, cứ một lít bia có thể cho ta 400 ÷ 600 kcal, mà năng lượng cần thiết cho cơ thể con người bình thường là 3000 ÷ 3500kcal/ngày. Trong bia còn có nhiều chất khoáng đặc biệt là: Ca, P và Mg. Lượng Ca cần thiết cho cơ thể là 90mg trong khi đó cứ một lít bia có thể cung cấp cho cơ thể là 20% lượng này. Ngoài ra bia còn chứa một lượng nhỏ các chất kích thích, làm tăng sự tiêu hoá thức ăn của dạ dày. Trong bia cũng chứa nhiều loại vitamin khác nhau (tuy nhiên hàm lượng các vitamin này không nhiều) như vitamin B1, B2, vitaminH… So với chè và cà phê, bia không chứa các kim loại có hại. Còn so với rượu thì hàm lượng rượu êtylic trong bia rất thấp do đó ảnh hưởng xấu đến cơ thể là không nhiều. Tất cả những gì nói ở trên đã khẳng định một điều rằng, nên sử dụng bia một cách hợp lý sẽ rất có lợi cho sức khoẻ, khi uống bia giúp cho con người cảm thấy thoải mái dễ chịu. III. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA: III.1. Malt đại mạch: Malt đại mạch là nguyên liệu chính trong sản xuất bia thường được nhập từ nước ngoài và được bảo quản ở nhiệt độ 33oC. Malt là hạt thóc đại mạch được nảy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhất định. Qua quá trình nảy mầm một lượng lớn enzim xuất hiện và tích tụ trong hạt đại mạch. Trong đó chủ yếu là nhóm amylaza, ngoài ra còn có proteaza và các enzim khác. III.1.1. Cảm quan: - Màu tươi, vỏ óng ánh. - Vị và mùi: ngọt nhẹ, mùi không ủng, vị lạ, chua, mốc. 3 Đồ án tốt nghiệp Khoa công nghệ hoá học - Độ sạch: không lẫn tạp chất, không lép, vỡ và bị bệnh. III.1.2. Tính chất vật lý: - Dung trọng: 500 ÷ 580 g/l. - Trọng lượng tuyệt đối: 28 ÷ 38 g/1000 hạt. - Kích thước hạt: chiều rộng > 2,5 mm. - Chiều dài mầm: từ 2/3 ÷ 3/4 chiều dài hạt. III.1.3. Thành phần hoá học: Độ ẩm ≤ 7%. Chất hoà tan: 65 ÷ 82%. Thành phần hoá học của malt tính theo chất khô. Tinh bột: 60 ÷ 65%. Protid: 7 ÷ 9%. Cellulo: 4 ÷ 6%. Đạm hoà tan: 3%. Chất béo: 2 ÷ 3%. Chất khoáng: 2,5 ÷ 3%. Saccarozo: 3 ÷ 5%. Đường khử: 2 ÷ 4%. III.2. Hoa houblon: Hoa houblon đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bia. Trong hoa có nhiều cấu tử có ý nghĩa đối với công nghệ làm bia như các chất đắng. Nhờ có hoa mà bia có vị đắng dễ chịu, có hương thơm, bọt tan lâu. Bia bền trong thời gian bảo quản kéo dài và ngoài ra nó có khả năng diệt trùng, tăng độ bền của keo. Hoa houblon được đóng gói cẩn thận, phải bảo quản kho lạnh, tốt, nhiệt độ từ 0,5 ÷ 0,2 0C ở nhiệt độ cao không khí ẩm, ánh sáng mặt trời làm giảm phẩm chất của hoa. Trong từng giai đoạn bảo quản. Hiện nay người ta sử dụng hoa dưới hai dạng: hoa viên và cao hoa. Thành phần hoá học của hoa houblon: Độ ẩm: ≤ 12,5%. Xơ: 13,3%. Este: 0,4%. Tro: 7,5%. 4 Đồ án tốt nghiệp Khoa công nghệ hoá học Các chất chứa Nitơ: 17,5%. Chất đắng: 15 ÷ 21%. Tinh dầu thơm: 0,1 ÷ 1%. Protid: 9 ÷ 15%. III.3. Nƣớc: Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia, nó chiếm khoảng 87 ÷ 90%. Do đó thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng thành phẩm sau này. Vì vậy chất lượng nước sử dụng phải khác nước sinh hoạt. Tuỳ theo từng công đoạn khác nhau mà yêu cầu về chất lượng nước cũng khác nhau. III.3.1. Yêu cầu cảm quan: Nước dùng để sản xuất bia phải trong suốt, không có mùi vị lạ. III.3.2. Yêu cầu chất lượng nước dùng trong công nghệ sản xuất bia: Có độ cứng: từ mềm đến trung bình Hàm lượng muối cácbonat không quá Hàm lượng muối Mg2+ không quá Hàm lượng muối clorua Hàm lượng CaSO4 NH3 và muối NO2- Kim loại nặng (As, Ag…) Hàm lượng Fe2+ Vi sinh vật gây bệnh Trực khuẩn Ecoli pH III.4. Nấm men: : 4 ÷ 50D. : 50mg/lít. : 100mg/lít. : 75 ÷ 150mg/lít. : 150 ÷ 200mg/lít. : không có. : không có. : <0,3 mg/lít. : <100 tế bào/1cm3. : < 3 tế bào/1cm3 : 6,8 ÷ 7. Nấm men được sử dụng trong sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc chủng loại saccharommyces. Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của chúng là 25 ÷ 300C nhưng một số loài vẫn có thể phát triển tốt ở 2 ÷ 30C. Chúng ngừng hoạt động ở nhiệt độ > 400C và chết dần nhưng chịu lạnh rất tốt (<-1800C). Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia vì nó là nhân tố để thực hiện quá trình chuyển hoá đường thành cồn và tạo ra hương vị đặc trưng cho từng loại. 5 ... - tailieumienphi.vn