Đồ án Thiết kế nhà máy bia năng suất 45triệu lít/năm sửa dụng nguyên liệu gạo thay thế tỷ lệ là 25%

để thời gian lắng khoảng 20 - 30 phút, ta mở van dẫn dịch xuống bình trung gian. Lúc đầu dịch vẫn còn đục được hồi lưu về thùng lọc. Khi dịch lọc song thì đóng van hồi lưu và mở van dẫn dịch sang nồi hoa. Sau khi lọc hết dịch đầu tiến hành rửa bã theo khối lượng dịch cần phải đạt tới. Mở van đáy và van xả cấp rửa bã, bơm nước nóng nhiệt độ (75 - 78)0C vào thùng lọc theo 2 đường cấp nước (đường CIP & sục đáy), cho hệ thống dao cào hoạt động 10 phút, ngừng hệ thống dao cào để lắng rửa tương tự như lọc dịch ban đầu. Dùng nước cứng để rửa bã vì vỏ malt có tanin mà tanin thì tan nhiều trong nước mềm sẽ làm cho bia bị đắng. Nếu dùng nước có nhiệt độ thấp thì dẫn đến hiệu suất chiết đường thấp. Nếu nhiệt độ của nước quá cao sẽ dẫn đến vô hoạt enzim amylaza và các tinh bột sót được hồ hoá nhưng không được đường hoá và khó lọc. Kết quả làm cho dịch lọc bị đục dẫn đến bia bị đục. Trong quá trình rửa bã nhiệt độ của nước rửa là (75 - 78)0C để hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật, chú ý không để bã khô mới cấp tiếp nước lọc, để bã khô sẽ gây chát bia và nhiều phản ứng phụ khác và để tránh hiện tượng oxy hoá chất tanin của vỏ malt tạo màu sẫm cho bia. Thuỷ phân và thu hồi nốt lượng chất tan còn sót lại trong bã, đây là nhiệt độ mà độ nhớt của dịch đường thấp nhất không gây cản trở quá trình lọc. Tiến hành rửa bã đến khi nào đủ lượng dịch sang nồi hoa theo yêu cầu, đồng thời kiểm tra độ đường sót ở bã đạt mức thấp nhất là (1 - 1,5)0S thì sẽ kết thúc quá trình lọc. 2.5. Đun sôi dịch đường với hoa houblon • Mục đích Để trích ly các thành phần chính của hoa houblon vào dịch đường chủ yếu là chất đắng, tinh dầu thơm và polyphenol. Trong những sản phẩm thuỷ phân của protein có những chất cao phân tử, những chất này sớm hay muộn cũng sẽ bị thuỷ phân và gây đục cho bia. - Polyphenol trong hoa houblon có khả năng kết lắng với các cấu tử này để tạo ra kết tủa, để loại chúng ra ngoài làm tăng độ bền keo cho sản phẩm sau này, lượng protein cao phân tử trong dịch đường được loại trừ tốt thì chất lượng bia càng cao. - Trong quá trình nấu hoa có một vài sự biến đổi về thành phần và tính chất của dịch đường. - Nồng độ dịch đường: do bay hơi nước khi đun sôi dịch đường mà nồng độ dịch đường tăng lên thích hợp với từng loại bia. - Độ màu của dịch đường: làm cho màu sắc nước thay đổi từ nhạt sang đậm vì hiện tượng caramen hoá các sự hình thành melanol và các chất màu của hoa houblon chuyển từ hoa vào dịch. - Do tanin và chất đắng hoà tan vào dịch đường nên khi đun sôi các chất này kết hợp với protid tạo thành kết tủa lắng xuống dưới và kéo theo các chất khác làm cho dịch đường trong hơn. - Phương pháp nạp hoa: Có rất nhiều phương pháp nạp hoa, tuỳ theo yêu cầu, kỹ thuật nấu hoa và loại hoa sử dụng mà ta có các phương pháp nạp hoa khác nhau. Ở đây ta sử dụng hai loại hoa: cao hoa và hoa viên. Do đó ta chọn phương pháp nấu hoa trong thiết bi chiu áp thường ở áp suất khí quyển với kỹ thuật nấu như sau: + Phần 1: toàn bộ cao hoa được cho vào khi dịch đường đun sôi được 15 phút nhằm mục đích mang lại cho bia có vị đắng của hoa houblon đồng thời nhờ các polyphenol có trong cao hoa kết hợp với các chất keo, protit tạo thành những chất dễ lắng. + Phần 2: cho 1/2 lượng hoa viên vào dịch đường khi đã đun sôi được 60 phút nhằm tạo vị đắng và tăng khả năng giữ bọt cho bia đồng thời bổ xung thêm polyphenol vào dịch đường và tạo màu cho bia. Tạo độ bền keo và tăng khả năng giữ bột cho bia thành phẩm. + Phần 3: Cho lượng hoa viên còn lại(1/2) vào dịch đường khoảng 10 phút trước khi kết thúc nấu hoa nhằm tạo hương, vị đậm đà cho bia thành phẩm. • Tiến hành Khi dịch đường được bơm từ thùng lọc sang thùng đun hoa thì lập tức gia nhiệt độ, nâng nhiệt độ của dịch đường lên (70 - 75)0C cho amylaza kịp thuỷ phân hết các tinh bột còn sót lại đến khi kết thúc rửa bã thì dịch đường ở trong mỗi nồi đun hoa cùng vừa sôi, khi dịch đường sôi ta phải tăng cường hơi sao cho khối lượng dịch đường sôi ở cường độ mạnh nhất đảm bảo lượng nước bay hơi trong quá trình đun nấu từ (4 - 8)%. Nồng độ dịch đường sau khi rửa bã thường thấp hơn nồng độ dịch đường yêu cầu cho men từ (1,5 - 2)% thời gian đun hoa còn phụ thuộc vào nồng độ dịch đường đã đạt chưa. Toàn bộ quá trình kết thúc là lúc nhiệt độ phải đạt (100 - 106)0C. một số protein sẽ bị kết tủa ở nhiệt độ này do đó làm tăng độ trong và độ bền của bia. Hoa được cho vào dưới dạng hoa viên tuỳ theo yêu cầu mà lượng hoa khác nhau, vì hoa này rất quý hiếm nên phải tiết kiệm khi sử dụng. Thời gian nấu trung bình từ 1- 2 tiếng, gia nhiệt nhanh nhằm đạt hiệu suất kết tủa protein không đông tụ cao nhất và nhằm cô đặc giảm thể tích dịch đường. Kết thúc quá trình nấu hoa dịch đường trong hơn, sẫm màu hơn, có hương đặc trưng và có vị đắng pha ngọt. Dịch này sẽ được bơm vào thùng lắng xoáy nhằm loại bỏ bã hoa. 2.6. Nồi lắng xoáy • Mục đích. Tách căn bã malt, căn hoa, căn thô ra khỏi dịch đường tránh cho bia khỏi bị đục. - Thiết bị: Để làm trong dịch đường có thể sử dụng các thiết bị: thùng thấp hở, thùng kín lọc ly tâm, máy lọc tấm, lắng xoáy….ở đây em chọn thiết bị lắng xoáy để lọc dịch đường. Thiết bị lắng xoáy có cấu tạo đơn giản, vận hành dể dàng, dựa vào lực ly tâm và trọng lực nên có thể đạt hiệu quả cao trong việc phân ly ba hoa và cặn lắng khác ra khỏi dịch đường. Để tránh nhiễm tạp khi lắng xoáy thì ống hơi ở thùng lắng xoáy thiết kế có đường kính bằng khoảng 1/10 đường kính thùng để dòng hơi bốc lên đủ mạnh để ngăn ngừa sự tạp nhiễm. Để tăng hiệu quả phân ly thì đường ống đưa dịch đường vào lắng xoáy phải thiết kế thu nhỏ để tăng vận tốc dòng chảy trước khi vào tiếp tuyến với thành thùng ở vi trí cách đáy 1/3 chiều cao thùng nhằm tận dụng hiệu quả lực ly tâm. Đường ống cấp dịch cũng nên thiết kế đoạn cong lên nhằm tách bớt một phần cặn của dịch và ổn định dòng dịch. Dịch trong được tháo ra bằng cả đường ống tiếp tuyến cách 1 khoảng và cả phía đáy nhằm tránh kéo theo bã. Bã hoa được tháo ra ở đáy thùng bằng việc ả nước vào thùng, để tháo bã dể dàng thiết kế đáy thùng hơI nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang chừng 3-50. • Tiến hành: Dịch đường bơm vào thùng theo tiếp tuyến với thân thùng tạo dòng xoáy dồn căn lắng vào đáy thùng và hứng ở đáy thiết bị. Nguyên tắc tách cặn là dựa vào sức hút của lực hướng tâm, thời gian lắng khoảng 30 phút. Mặt khác quá trình lắng xoáy cũng là quá trình làm lạnh nhanh sơ bộ dịch đường từ 1000C xuống 850C trong thời gian ngắn. Kết thúc quá trình lắng, dịch đường được đưa đi làm lạnh nhanh. 2.7. Quá trình làm lạnh nhanh • Mục đích Quá trình làm lạnh nhanh là đưa nhiệt độ dịch đường về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men bia theo yêu cầu kỹ thuật, làm lạnh nhanh để tránh các vi sinh vật trong môi trường nhiễm vào dịch đường lên men. Mặt khác tạo điều kiện cho việc kết lắng các hợp chất hữu cơ kém chịu nhiệt và tạo điều kiện cho việc bão hoà oxy cần thiết cho quá trình lên men. - Chọn thiết bị: Máy lạnh nhanh tấm bản có cấu tạo là những tấm bản gấp sóng, chế tạo từ thép không gỉ. Các tấm bản có hình chữ nhật, có bốn tai ở bốn góc. Trên mỗi tai đục thủng một lỗ tròn. Với cấu tạo của từng bản như vậy, khi lắp chúng lên khung máy thì sẽ tạo thành bốn mương dẫn: dịch đường vào máy, dịch đường ra khỏi máy, tác nhân lạnh vào máy, tác nhân lạnh ra khỏi máy. Thông thường thì dịch đường nóng được bơm vào một trong hai mương dẫn phía trên, còn lúc đi ra khỏi máy thì 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 mương dẫn ở phía dưới. Máy lạnh nhanh tấm bản có thể là một cấp cũng có thể là hai cấp. • Tiến hành Phần làm lạnh sơ bộ dùng nước làm lạnh giảm nhiệt độ dịch đường từ (65 - 73)0C xuống còn (25 - 30)0C (nước làm lạnh ở đây là 20C). Phần làm lạnh thứ 2 lạnh nhanh dùng dung dịch glycol làm chất tải lạnh, hạ nhiệt độ từ (25 - 30)0C xuống còn (15 - 16)0C. Nhiệt độ dịch đường sau khi qua thiết bị làm lạnh nhanh đạt đến nhiệt độ tối ưu cho nấm men phát triển rồi trộn với men giống (tỷ lệ men giống là 10% tổng lượng dịch lên men) rồi bơm vào tank lên men. Trước khi bơm vào tank lên men người ta bão hoà dịch đường bằng oxy đã khử trùng. 2.8. Quá trình lên men - Chọn chủng nấm men. Ở đây để thực hiện quá trình lên men chuyển hóa dịch đường hoa hublon hóa thành bia vàng em chọn chủng nấm men chìm sacharomyces carlbergensis. Đặc điểm: nấm men sacharomyces carbergensis, tế bào nấm men hình cầu hay hình bầu dục, kích thước trung bình 3- 15 micromet, sản sinh chủ yếu bằng phương thức nảy chồi, có khả năng lên men ở nhiệt độ thấp nên giảm được sự nhiễm tạp và tạo được bia có chất lượng cao bền sinh học, nó có khả năng lên men các loại đường glucose, fructose, maltose… và đặc biệt do nấm men có khả năng tổng hợp được enzym melibiase nên lên men được hoàn toàn đường rafinose, vào cuối quá trình lên men nó kết lắng dưới đáy do tính chất tạo chùm của tế bào, thuận lợi cho việc tách men sau quá trình lên men để quay vòng tái sử dụng nấm men. Nguồn men giống: Nấm men cấp cho quá trình lên men có thể lấy từ chủng gốc trải qua 2 giai đoạn nhân men trong phòng thí nghiệm và nhân men sản xuất. Trong giai đoạn nhân men trong phòng thí nghiệm chủng nấm men gốc được bảo quản dạng đông khô hay bảo quản lạnh trong các ống thạch nghiêng được cấy chuyển ra bình tam giác 100ml, rồi sang bình 1000ml, bình 5l, bình 20l trên môI trường nước chiết malt có bổ sung các chất dinh dưỡng chủ yếu là d0ạng muối khoáng. Mỗi cấp cấy chuyển môi trường trong thời gian 24h ở 22 – 250C, nếu nuôi lắc thì thời gian có thể ngắn hơn. Sang giai đoạn nhân giống sản xuất nấm men được nuôi trong các canh trường có dung tích tăng dần 100l, 300l… cho đến khi đủ lượng cấp cho lên men. Trong giai đoạn nhân giống sản xuất môi trường dinh dưỡng để nuôi cấy nấm men thường dùng trực tiếp dịch đường sau lạnh nhanh từ phân xưởng nấu có bổ sung thêm các chất dinh dưỡng, nhiệt độ nhân giống là 16 – 200C, trong quá trình nuôi có sục khí ở thời gian đầu để nấm men phát triển sinh khối mạnh. Mật độ dịch men giống sau nhân giống phải đạt khoảng 100 – 120 triệu tế bào/ ml. Ngoài ra có thể tái sử dụng sữa men kết lắng sau lên men. Sau khi lên men chính, người ta tiến hành tháo sữa men. Thông thường cứ 1000 l dịch đường cho khoảng 20l dịch sinh khối nấm men sệt, độ ẩm 85 – 88%. Dịch này được chia thành 3 lớp: Lớp dưới cùng là lớp cặn bẩn, lớp trên cùng là lớp tế bào chết thường dùng làm thức ăn gia súc, chỉ có lớp giữa có màu trắng ngà là nấm men sạch, có thể tái sử dụng. Số lần tái sử dụng men sữa khoảng 6 – 8 lần, tùy thuộc chất lượng nấm men. Để tái sử dụng nấm men kết lắng cần rửa, bảo quản, hoạt hóa men. Rửa men: dịch bã men thu được sau lên men chính được lọc và rửa nhiều lần bằng nước vô trùng ở 1-20C để loại bỏ cặn bẩn và xác nấm men cho đến khi đạt yêu cầu. Sữa men sạch được kiểm tra để xác định chất lượng, hoạt lực sau đó bảo quản trong nước lạnh ở nhiệt độ 0 – 20C. Hoạt hóa: trước khi sử dụng để nấm men phát triểm tốt cần phải tiến hành hoạt bóa giống bằng cách sau:men sữa bằng 4:1 sục không khí vô trùng vào dịch đồng thời thời tăng dần nhiệt độ tới gần nhiệt độ lên men. Khi có nhiều tế bào phát triển và độ cồn đạt 0,3% thì kết thúc quá trình hoạt hóa. - Chọn phương thức lên men: Bia chai có nồng độ dịch đường trước lên men là 120Bx ở đây em chọn phương thức lên men gián đoạn theo mẻ, phương pháp lên men gia tốc trong các thiết bị lên men kín thân trụ đáy côn, sử dụng chủng nấm men thuộc loại sacharomyces carbergensis chu kỳ lên men là 18 ngày. ở giai đoạn lên men chính dịch lên men được duy trì ở nhiệt độ 80C trong thời gian 6 ngày, sau lên men chính bia non được làm lạnh xuống 40C để nấm men dể dàng kết lắng và được tháo ra ngoài. Cuối cùng hạ nhiệt độ dịch lên men xuống 20C và tiến hành lên men phụ và tàng trữ để lão hóa bia non thành bia tiêu chuẩn đông thời bảo hòa C02 cho bia. - Chọn thiết bị: Tank lên men: Dịch đường được đưa vào thiết bị theo đường ống nạp dịch ở dưới đáy tank. Sau khi lên men, bia tạo thành cũng lấy ra theo đường ống đó. Trong quá trình lên men khí chính là CO2, nhưng nếu lượng CO2 tạo ra nhiều sẽ được xả ra nhờ van điều áp. Trong quá trình lên men việc giữ nhiệt và hạ nhiệt được thực hiện nhờ hệ thống áo lạnh. Cặn và men lắng trong thiết bị được tháo ra ở đáy. 2.8.1. Lên men chính Mục đích: Quá trình lên men chính là biến đường thành rượu etylic, CO2 và một số sản phẩm phụ khác tạo thành bia theo đúng yêu cầu kỹ thuật và chất lượng sản phẩm. Tiến hành: Quá trình lên men chính được diễn ra trong 5 - 7 ngày ở điều kiện nhiệt độ 140C. Trong 3 ngày đầu (không tính ngày chuyển dịch đường sang) lượng đường giảm nhanh, tốc độ lên men trung bình giảm (1,5 - 2)0Bx một ngày. Nhiệt độ do đó phải thường xuyên kiểm tra và khống chế ở nhiệt độ 140C. Sau đó tốc độ lên men giảm dần đến độ đường còn (2 - 3)% ta hạ nhiệt độ chuyển sang lên men phụ. Men giống được đưa vào yêu cầu phải là nấm men thuần khiết, không lẫn tế bào lạ. Truyền men giống vào nước nha là cho giống men vào đường để cho men cùng chảy vào thùng lên men, để cho tế bào nấm men phân bố đều trong toàn bộ khối dịch đường ban đầu tạo điều kiện cho men sinh trưởng và phát triển. Một điều kiện cần lưu ý là trong quá trình lên men nhiệt độ của dịch đường tăng lên do đó phải thường xuyên làm lạnh thùng lên men. Nếu nhiệt độ tăng sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia vì vậy phải khống chế nhiệt độ trong một thời hạn nhất định. Trong quá trình lên men người ta thường xuyên kiểm tra độ đường, độ màu, sự tạo bọt, khi lên men chính được một ngày thì tiến hành thu hồi CO2, khi lên men được 24h thì kiểm tra độ đường. Để kiểm tra xem quá trình lên men kết thúc hay chưa người ta sử dụng phương pháp: - Quan sát độ bọt: khi quá trình lên men chính kết thúc thì trên bề mặt bia có một lớp bọt đều. - Nồng độ chất hoà tan: nếu sau 1 ngày nồng độ chất hoà tan trong bia giảm (0,1 - 0,2)% thì quá trình kết thúc - Độ trong : nếu sau 24h bia trong hoàn toàn thì quá trình lên men chính kết thúc. Lên men chính kết thúc ta hạ nhiệt độ xuống 40C trong 24h rồi hạ nhiệt độ xuống 20C để lên men phụ và tách men sữa ra. 2.8.2 Lên men phụ và tàng trữ Mục đích: Là quá trình lên men tiếp các loại đường cao phân tử chủ yếu là maltoza, dextrin, ngoài ra nó có tác dụng sau: + ổn định thành phần chất lượng của bia, tạo ra hương vị bia và giữ bọt. + Khử rượu bậc cao và aldehyt đến mức cho phép. + Một số este đặc trưng được tạo thành do axit tác dụng với rượu làm cho bia thơm. + Nhiệt độ và áp suất tương đối cao làm cho bọt bia được tạo ra ở dạng liên kết bền vững hơn, lâu tan và mịn. + Do tiến hành ở nhiệt độ thấp, thời gian kéo dài dẫn đến các chất hữu cơ, xác men, bã men lắng xuống làm cho bia trong, thuận tiện cho quá trình lọc bia. Tiến hành Quá trình lên men phụ được thực hiện ngay trong cùng một thiết bị lên men chính. Sau khi kết thúc quá trình lên men chính tiến hành hạ nhiệt độvà thu hồi nấm men. Sau thu hồi nấm men tiến hành hạ nhiệt độ xuống 1 – 20C và quá trình lên men phụ bắt đầu. Toàn bộ quá trình lên men phụ được tiến hành khoảng 12 ngày, mỗi ngày đều xả cặn men do còn trong dịch bia non lắng xuống. Với điều kiện nhiệt độ thấp, nồng độ chất hoà tan nhỏ đảm bảo cho CO2 hoà tan tốt trong bia. Trong toàn bộ quá trình lượng chất hoà tan giảm (2 - 2,5)°Bx. 2.9. Quá trình lọc trong bia • Mục đích Trong quá trình lên men phụ và tàng trữ, bia đã được làm trong một cách tự nhiên nhưng chưa đạt đến mức độ cần thiết. Nguyên nhân là trong bia còn có nấm men, các hạt phân tán cơ học, các hạt dạng keo, phức chất protein – polyphenol, nhựa đắng và nhiều hạt ly ty khác. Vì vậy làm trong bia để tăng giá trị cảm quan, ổn định thành phần cơ học, làm tăng độ bền sinh học và độ bền keo của bia. Nguyên tắc lọc trong bia được xây dựng trên hai quá trình: - Giữ chặt bằng lực cơ học tất cả các hạt có kích thước lớn hơn kích thước lỗ hổng của vật liệu. - Hấp phụ các hạt có kích thước bé hơn, thậm chí các hạt hoà tan dạng keo và các hạt hoà tan dạng phân tử. Hiệu quả của quá trình hấp phụ phụ thuộc trước hết vào bản chất của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ, sau đó là thời điểm của quá trình lọc. - Chọn máy lọc: Dựa vào ưu điểm của máy lọc cộng với thực tế sản xuất thì việc lựa chọn máy lọc khung bản có sử dụng bột trợ lọc (diatomit) là hợp lí hơn cả. + Thiết bị lọc: Máy lọc bia dùng bột trợ lọc diatomit là máy lọc bản, có tấm lọc là vải lọc công nghiệp. Bộ phận chính của máy lọc ép là các khung và bản, chế tạo bằng gang hoặc các kim loại khác. Khung là một hình hộp vuông, rỗng, phía trên mỗ khung có một lỗ tròn, phía trong củ nó có một hoặc hai vách liên thông với khoảng không ở trong khung. Các lỗ tròn, hổng của khung sẽ tạo thành một mương kín khi các khung và bản được xếp khít vào nhau. Mương kín này đóng vai trò như một đường ống, và nười ta sử dụng đường ống này để bơm dịch vào máy lọc. Dịch theo các vách liên thông sẽ tràn vào khoảng không của khung. Nhờ được che kín bằng bằng hai bản ở hai bên cho nên khoảng không này trở thành một camera chứa dịch. Bản của máy lọc cũng có kích thước tương ứng như khung nhưng bề dày bé hơn, phía trong lòng của bản không rỗng như khung mà đặc, trên đó được khía rãnh để tạo mương chảy cho dịch. ở hai đỉnh của một đường chéo có hai lỗ tròn. Các lỗ tròn của bản có số thứ tự là lẻ được liên thông với bề mặt của bản, còn bản có số thứ tự chẵn thì các lỗ tròn không có vách liên thông. Khi các bản được lắp khít với khung, các lỗ tròn này sẽ tạo thành hai đường ống kín gọi là đường ống cạnh trên và dường ống cạnh dưới. Hai đường ống cạnh này dùng để bơm nước rửa vào máy lọc. Phía góc dưới của đường chéo kia có gắn rôbinê để tháo dịch đường. Các rãnh trên hai mặt của bản có thể được bố trí rất khác nhau nhưng các dòng chảy này phải được tập trung về phía góc và có vách liên thông với rôbinê dẫn dịch. Toàn bộ khung và bản được xếp liên tục và xen kễ lên giàn máy nhờ có hai tai treo ở hai cạnh bên. Giàn máy gồm hai vai dọc, thớt thủ và thớt đuôi. Thớt thủ được lắp cố định, còn thớt đuôi có thể chuyển động tịnh tiến: tiến – lùi dọc theo hai vai của máy nhờ vitme trung tâm, qua bộ phận tay quay hoặc bơm thuỷ lực. Phía dưới gầm máy có hai máng: một để hứng dịch lọc và một hứng bã. Dọc theo máng hứng bã có vít tải để đẩy bã ra ngoài. Khi tiến hành lọc bã, tất cả các bản được bọc kín hai mặt bằng vải lọc. • Tiến hành lọc Trước khi lọc phải tiến hành vệ sinh máy lọc và chuẩn bị bằng cách: giấy lọc được giặt sạch bằng nước lã và luộc bằng nước sôi, sấy khô, lắp vào máy ép chặt, lúc này cho nước 950C chạy trong 1 giờ để thử độ kín và khử trùng, sau đó cho nước lạnh vô trung để làm giảm nhiệt độ của máy lọc xuống. Khi lọc thì hoà trộn bia và bột diatomit vào thùng hoà trộn và được khuấy thành huyền phù, sau đó bơm quay vòng vào máy lọc nhiều lần để tạo màng trên lưới lọc. Sau khi tạo được màng rồi thì bắt đầu tiến hành lọc. 2.10. Bão hoà CO2. Trong quá trình lên men một lượng lớn CO2 thoát ra nhưng vẫn còn nhiều CO2 hoà tan trong bia. Quá trình lọc, CO2 thoát đi nhiều, để bia thành phẩm có lượng CO2 theo yêu cầu cần thiết thì phải nạp thêm CO2 vào bia. Sau khi lọc xong nhiệt độ bia lên đến 7 – 80C, cho nên thùng nạp CO2 phải có hệ thống nước muối bao quanh nhằm hạ nhiệt độ bia non xuống 1 – 20C. Bia được bơm vào theo đường ống từ dưới lên để tránh sủi bọt, chiếm 80% thể tích thùng. Khi đã bơm xong, đóng các van lại, mở van nạp CO2 vào thùng. CO2 trước khi đưa vào thùng đã được xử ly qua bình chứa KMnO4 0,1%, bình chứa bông và than hoạt tính, áp suất nạp CO2 là 4 – 5kG/cm3. Thời gian tăng áp lực là 15 – 30 phút, giữ ở áp suất này trong khoảng 12 giờ. Để lượng CO2 hoà tan tối đa tiến hành nạp 2 – 3 lần, sau khi nạp lượng CO2 đạt 3,5 g/l. 2.11. Chiết chai. - Phương pháp chiết chai: theo nguyên tắc đẳng áp Chai được sử dụng là chai loại 450 ml có màu xanh để tránh sự tác động của ánh sáng làm giảm chất lợng của bia. Quá trình chiết chai được thực hiện nhờ một hệ thống dây chuyền liên hoàn do Đức sản suất có công suất 20000 chai/h. Trong dây chuyền đầu tiên là hệ thống rửa chai và rửa keg. Máy rửa chai dùng nước nóng, axit, xút, và nước thường. Chai sau khi rửa đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn vệ sinh được vận chuyển trên băng tải, qua một hệ thống soi chai có kiểm tra, tới máy chiết và dập nút. Máy chiết hoạt động theo nguyên tắc chiết đẳng áp. Trước khi chiết chai được nạp CO2 để đuổi hết không khí, tránh gây oxy hoá cho bia. Sau khi chiết và dập nút, chai được chuyển tới máy thanh trùng. 2.12. Thanh trùng, dán nhãn. - Thanh trùng: Chai bia sau khi chiết được thanh trùng với nhiệt độ, thời gian cần thiết để tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật, nấm mốc, giúp cho quá trình bảo quản được lâu dài. + Chu kì hoạt động 60 phút,thời gian gia nhiệt 27 phút, giữ nhiệt 10’, hạ nhiệt 23 phút. Hầm thanh trùng có 8 khoang, mỗi khoang phun nước ở 1 nhiệt độ khác nhau + Gia nhiệt 4 – 190 bằng nước 280C. + Gia nhiệt 19 – 330 bằng nước 420C + Gia nhiệt 33 – 470 bằng nước 480C. + Gia nhiệt 47 – 640 bằng nước 640C. + Giữ nhiệt 640 bằng nước 680C. + Hạ nhiệt 64 – 590 bằng nước 620C + Hạ nhiệt 59 – 490 bằng nước 400C. + Gia nhiệt 49 – 360 bằng nước 320C. - Dán nhãn Bia sau khi thanh trùng xong được đưa sang thiết bị dán nhãn, in ngày sản suất rồi được đưa tới máy gắp két và máy bốc để chuyển vào kho bảo quản hoặc xuất ra thị trường. Phần III Lập kế hoạch sản xuất và tính cân bằng sản phẩm 3.1. Lập kế hoạch sản xuất Giả thiết 1 năm nhà máy sản xuất 300 ngày, những ngày còn lại là thời gian nghỉ để sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị, máy móc và vệ sinh nhà xưởng ... Mỗi năm chia ra là 4 quý, mỗi quí 3 tháng, mỗi tháng sản xuất 25 ngày, mỗi ngày sản xuất 6 mẻ. Bia sản xuất quanh năm nhưng sản lượng bia nhiều hay ít phụ thuộc vào thời tiết trong năm: mùa nóng hay mùa lạnh. Và chỉ sản xuất 1 sản phẩm duy nhất là bia chai. Bảng 2.1. Bảng kế hoạch sản xuất theo năng suất 45 triệu lít / năm. Quí I II III IV Năng suất (%) 20% 30% 30% 20% Năng suất (l) 9000000 13500000 13500000 9000000 Số lít / tháng 3000000 4500000 4500000 3000000 Số lít / ngày 120000 180000 180000 120000 Số mẻ / ngày 5 5 5 5 Số lít / mẻ 24000 36000 36000 24000 + Kế hoạch sản xuất theo các quý như sau: - Quý I, IV vào mùa lạnh, số ngày sản xuất là 75 ngày/ quý: sản xuất 9000000 lít mỗi quý. - Quý II, III vào mùa nóng, số ngày sản xuất là 75 ngày/ quý: sản xuất 13500000 lít mỗi quý. + Lựa chọn phương án sản xuất: - Dùng 1 dây chuyền làm việc trong phân xưởng nấu, khi đó năng suất 1 mẻ là: 36000lít. Các thiết bị trong phân xưởng nấu nếu thể tích lớn thì phải chia ra làm nhiều thiết bị nhỏ. - Sau 5 mẻ nấu đem lên men một lần vào thùng lên men. - Dây chuyền sản xuất được tính toán và lựa chọn theo dựa trên cơ sở năng suất hoạt động cao nhất của nhà máy: tính toán thiết bị theo mẻ làm việc của của quý II và III. 3.2. Tính cân bằng sản phẩm. Các thông số. Các chỉ số yêu cầu đối với nguyên liệu chính cho sản xuất bia là: - Malt có độ ẩm W = 6%, hiệu suất hoà tan là 80% so với chất khô. - Gạo có độ ẩm W = 13%, hiệu suất hoà tan là 85% so với chất khô. - Tỷ lệ nguyên liệu: malt là 75%, gạo là 25%. - Dịch đường có nồng độ 120Bx - 2g hoa cánh/ 1 lít bia. + Tổn thất tính theo % của từng công đoạn sản xuất: - Nghiền: tổn thất 0,5% so với trọng lượng nguyên liệu. - Nấu gạo, đường hoá, lọc: 3% so với chất khô. - Nấu hoa: 10% so với thể tích trước nấu. - Lắng xoáy và làm lạnh nhanh: 2,5%. - Lên men chính, phụ: 5% - Lọc bia: 1,5% so với thể tích bia. - Bão hoà CO2: 0,5%. - Chiết chai: 4% 3.2.1. Tính ngược: Tính cân bằng sản phẩm cho 1000l bia chai 120BX. Chiết chai tổn thất 4%, lượng bia sau bảo hòa CO2 là: Quá trình sục CO2 tổn thất 0,5%, lượng bia sau lọc là:_ L ọc bia tổn thất 1,5 %, lượng bia sau khi lên men là: Lên men chính, phụ tổn thất 5% lượng dịch đường đưa đi lên men là: Lắng xoáy và làm lạnh nhanh tổn thất 2,5%, lượng dịch đường sau nấu hoa: Nấu hoa tổn thất 10%,thể tích dịch trước nấu hoa là: Tại 200C dich lạnh có d = 1,048 kg/l nên khối lượng dịch đường sau nấu: 1147,5 ´ 1,048 = 1202.6 (kg) Dịch đường có nồng độ 120Bx nên lượng chất chiết có trong dịch đường là: 12% ´ 1202,6 = 144,3 (kg) Nấu, đường hoá, lọc tổn thất 3%, tổng lượng chất chiết ban đầu thu được từ malt và gạo là: 3.2.1.1. Tính khối lượng malt & gạo: + Gọi M là khối lượng malt cần dùng - Lượng chất chiết có trong malt là: M ´ 0,995 ´ 0,94 ´ 0,8 = 0,748M + Lượng gạo cần thiết là: - Lượng chất chiết có trong gạo: ´ 0,995 ´ 0,87 ´ 0,85 = 0,245M + Tổng lượng chất chiết thu được từ malt & gạo là: 0,748M + 0,245M = 148,77 0,993M = 148,77 Þ lượng malt là: M = 149,8 (kg) Þ lượng gạo là: (kg) 3.2.1.2. Tính lượng men. + Thể tích len giống bằng 10% thể tích dịch trước lên men: 0,1 ´ 1118,8 = 111,88 (l) + Thể tích men sữa bằng 1% thể tích dịch trước lên men: 0,01 ´ 1118,8 = 11,188 (l) 3.2.1.3. Tính toán độ cồn của bia sau lên men: Lượng chất chiết 148,77, giả thiết hiệu suất lên men là 65% và coi toàn bộ lượng đường lên men là maltoza. Mà cứ 1 kg đường maltoza khi lên men theo lý thuyết cho 0,682 lít cồn, do