Báo cáo thực tập Quy trình công nghệ sản xuất bia tại công ty VBL Quảng Nam

nghiền cần kiểm tra sơ bộ chất lượng nguyên liệu: sâu mọt, cát sạn…sau đó đưa nguyên liệu xuống gàu tải. Nguyên liệu được gàu tải vận chuyển đổ xuống sàn rung. Nhiệm vụ của sàn rung là hút kim loại, hút bụi làm sạch nguyên liệu trước khi đưa vào nghiền. Để tách những tạp chất kim loại người ta có lắp một hệ thống nam châm ngay trên sàn rung, và để tách bụi, tạp chất nhỏ lơ lửng người ta có gắn thêm quạt hút thông với sàn rung. Không khí có lẫn bụi được đưa đến các cyclon tách sạch bụi và được thải ra ngoài Cấu tạo của sàn rung gồm có hai lưới. Kích thước của lỗ ở lưới trên lớn hơn kích thước của lỗ ở lưới dưới. Hai lưới này chia thiết bị chia làm 3 ngăn: ngăn trên cùng tách tạp chất lớn không lọt lưới sẽ được giữ lại và đưa ra ngoài, còn nguyên liệu và tạp chất nhỏ sẽ đi xuống ngăn thứ 2. Tại đây nguyên liệu sẽ được giữ lại trên lưới thứ 2, còn tạp chất nhỏ mịn lọt qua lỗ lưới và rơi xuống ngăn cuối cùng. Nguyên liệu sau khi loại tạp chất nhờ hệ thống vận chuyển vít tải ngang, vít tải đứng đưa lên phểu chứa trước khi nghiền. Tại phễu chứa trước nghiền, nguyên liệu sẽ được đưa xuống máy nghiền với một lưu lượng nhất định được điều chỉnh bằng hệ thống điều chỉnh tự động trong phòng điều hành. Do yêu cầu công nghệ của mức độ nghiền đối với các nguyên liệu khác nhau nên tùy theo loại nguyên liệu mà ta có thiết bị nghiền thích hợp. Đối với gạo thì sử dụng máy nghiền búa vì gạo đòi hỏi phải được nghiền càng mịn càng tốt nhằm tạo thuận lợi cho quá trình đường hóa và dịch hóa, còn với malt ta sử dụng máy nghiền 2 cặp trục nghiền. Với loại máy nghiền này tạo ra bột malt sau nghiền có kích thước thích hợp nhất vì vừa đảm bảo cho các thành phần thủy phân được trong nội nhũ của malt thủy phân triệt để, lại vừa giữ được lớp vỏ trấu nguyên vẹn làm thành một lớp trợ lọc tốt tăng hiệu suất cho quá trình lọc. Trong quá trình nghiền, cần thường xuyên kiểm tra chất lượng của bột nghiền và lượng nguyên liệu đưa vào. Nếu phát hiện trong bột gạo xuất hiện hạt nguyên, còn với malt là xuất hiện hạt nguyên hoặc vỏ bị nghiền nát thì phải có biện pháp xử lý điều chỉnh tốc độ quay của búa nghiền hoặc khoảng cách của các khe nghiền, thời gian nghiền và lượng nguyên liệu nạp vào cho thích hợp. Gạo sau khi nghiền được gàu tải (còn với malt là vít tải đứng) vận chuyển lên xilo trên trước khi phối trộn với nước. Từ xilo trên nguyên liệu được cân định lượng trong thùng cân rồi sau đó được đưa xuống bộ phối trộn. Gạo được phối trộn trước với nước sau đó vệ sinh thiết bị phối trộn và đường ống thật sạch rồi thực hiện quá trình phối trộn malt. Bộ phối trộn thực chất là một đường ống nằm ngang, bộ phận chính là một vít tải thực hiện quá trình đảo trộn nguyên liệu với nước và vận chuyển nguyên liệu sau phối trộn đến đường ống phối trộn và nhờ hệ thống đường ống này đưa nguyên liệu sang nối nấu. Nguyên liệu được phối trộn với tỷ lệ gạo : nước = 1kg:3l, malt : nước = 1kg:4l và được định lượng bằng cân tự động. Nước sử dụng để phối trộn là nước công nghệ ở nhiệt độ thường đã qua xử lý. Lượng nguyên liệu dùng cho mỗi mẻ nấu là 1650kg gạo và 1700kg malt. Đối với gạo khi phối trộn cần bổ sung thêm một lượng malt lót bằng 5% so với khối lượng gạo để cung cấp enzym thủy phân thủy phân gạo khi nấu. Gạo và malt sau khi được phối trộn với nước được bơm vận chuyển sang nồi nấu gạo và nồi nấu malt. 4.1.3 Thiết bị chính trong nhà nghiền 4.1.3.1 Sàng rung Nguyên liệu Tạp chất lớn Bụi Tạp chất bé Nguyên liệu sạch Sàng Nam châm 1 5 4 6 3 2 7 a. Cấu tạo 6 b. Nguyên tắc hoạt động Nguyên liệu được đưa vào qua phểu số (1), nguyên liệu được phân phối đều xuống sàn rung (6). Sàn rung (6) chia thiết bị ra thành 3 ngăn. Ở ngăn trên cùng với kích thước lỗ lưới lớn nên khi nguyên liệu chịu tác động của sàn rung thì gạo (malt) và tạp chất bé sẽ lọt qua lỗ sàn xuống ngăn thứ 2, còn tạp chất lớn hơn được được giữ lại ở ngăn thứ nhất và được vận chuyển theo đường ống (2) ra ngoài. Tại ngăn thứ 2 với kích thước lỗ sàn nhỏ hơn so với ngăn nhất sẽ tiến hành phân loại tạp chất bé và gạo (malt). Gạo (malt) với kích thước lớn hơn được giữ lại ở ngăn thứ 2 và được vít tải chuyển đến bộ phận nghiền qua cửa (5). Các tạp chất có kích thước nhỏ sẽ rơi xuống ngăn cuối và được vận chuyển ra ngoài qua cửa (4). Để tách bụi và các tạp chất dạng lơ lửng người ta sử dụng quạt hút và hút ra ngoài, qua cyclon không khí được tách bụi thành không khí sạch và đưa ra ngoài, bụi được đưa ra ở cửa (3). Malt Trục nghiền 4.1.3.2 Máy nghiền trục Bột nghiền a. Cấu tạo. Gồm có 2 cặp trục, khoảng cách của cặp trục thứ hai nhỏ hơn so với cặp trục thứ nhất. b. Nguyên tắc hoạt động Malt được đổ vào phễu và được nghiền sơ bộ ở cặp trục thứ nhất, cặp trục này tạo ra khe nghiền có kích thước 1,5 mm. Sau khi nghiền sơ bộ, bột malt được đưa xuống cặp trục thứ hai để tiếp tục nghiền mịn hơn, kích thước khe nghiền của cặp trục này là 0,45÷0,5 mm. Trong quá trình nghiền phải thường xuyên kiểm tra chất lượng của bột nghiền, nếu xuất hiện hạt nguyên hoặc vỏ bị vỡ nát thì phải dừng máy và điều chỉnh khe nghiền cho thích hợp. 4.1.3.3 Máy nghiền búa a. Cấu tạo Phểu nạp liệu Búa Lưới Đĩa treo Trục quay b. Nguyên tắc hoạt động Nguyên liệu được đưa vào máy nghiền búa qua phểu nạp liệu (1). Gạo được nghiền nát nhờ vào lực va đập của búa nghiền vào thành trong của máy nghiền và do sự cọ xát giữa các hạt với nhau. Búa được lắp trên đĩa treo số 4, các búa được treo cách đều nhau. Gạo sau khi được nghiền đạt kích thước yêu cầu sẽ lọt qua lưới 3 ra ngoài và được đưa lên xilo chứa nhờ gàu tải, những hạt bột gạo chưa đạt yêu cầu nằm trên lưới và tiếp tục được búa nghiền cho đến khi có kích thước đủ nhỏ lọt lưới ra ngoài. 4.2. PHÂN XƯỞNG NẤU . 4.2.1. Sơ đồ qui trình công nghệ ( sơ đồ dưới) 4.2.2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ 4.2.2.1 Đường hóa nguyên liệu Đây là công đoạn quan trọng nhất vì nó quyết định hiệu suất thu hồi đường. Hồi lưu Bã Rửa bã Bã hèm Houblon hóa Dịch đường trong Thùng lắng xoáy Dịch nước nha Tháo cặn Gạo đã phối trộn với nước Malt đã phối trộn với nước Nấu gạo Nấu malt Hội cháo Đường hóa Lọc Nồi trung gian Gạo đã phối trộn với nước Malt đã phối trộn với nước Nấu gạo Nấu malt Hội cháo Đường hóa Lọc Nồi trung gian Houblon hóa Dịch đường trong Tháo cặn Thùng lắng xoáy Dịch nước nha Mục đích: Đây là quá trình thủy phân các chất có trong nguyên liệu nhờ tác động của hệ enzym. Dưới tác dụng của hệ enzym thủy phân có sẵn trong nguyên liệu hay các chế phẩm enzym được bổ sung từ ngoài các chất có trong nguyên liệu bị phân hủy thành dạng đơn giản, hòa tan, phân tán vào trong dịch. Thực hiện: Vì có sử dụng nguyên liệu thay thế với tỷ lệ gạo: malt = 1:1 nên sử dụng phương pháp đường hóa kết hợp. Sử dụng phương pháp đun sôi để xử lý nguyên liệu thay thế là gạo, và dùng phương pháp ngâm đối với malt sau đó tiến hành hội cháo trong nồi malt. Trong nồi gạo: Sử dụng phương pháp đun sôi. Trước khi nấu bổ sung CaCl2.H2O với hàm lượng là 1560g\ mẻ nấu nhằm tạo pH đệm cho quá trình thủy phân, sau đó bổ sung enzym Termanyl với lượng 790ml để phân cắt tinh bột thành các mạch ngắn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hóa. Ngoài ra, để cung cấp hệ enzym amylase cho quá trình thủy phân tinh bột trong gạo người ta có bổ sung 10% malt lót so với khối lượng gạo trong một mẻ nấu trong công đoạn phối trộn nguyên liệu. Tiến hành nâng nhiệt độ của nồi gạo lên 600C và giữ trong 5 phút để tinh bột hút nước trương nở. Sau đó nâng nhiệt độ lên đến 1000C với tốc độ nâng nhiệt là 10C/phút và giữ trong 2 phút khi này tinh bột trương nở cực đại cấu trúc màng bị phá vỡ tạo thành các phân tử tinh bột riêng lẻ phân tán vào dịch. Quá trình này được gọi là quá trình hồ hóa tinh bột xảy ra trong nồi malt. Quá trình này là rất cần thiết nó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân cắt mạch tinh bột thành các đường đơn giản glucose, maltose,…(quá trình dịch hóa tinh bột). Trong nồi malt: Sử dụng phương pháp ngâm. Trước khi nấu ta cũng điều chỉnh pH ở giá trị thích hợp như ở nồi nấu gạo bằng cách bổ sung CaCl2.H2O tạo môi trường pH đệm với lượng 1900g\ mẻ và bổ sung enzym Ceremix với lượng 400ml\ mẻ để tăng hiệu suất đường hóa. Tiến hành nâng nhiệt độ nồi malt lên 400C và giữ trong 30 phút nhằm tạo điều kiện cho enzym proteaza thực hiện quá trình phân hủy protein thành axit amin và các peptid thấp phân tử, quá trình này được gọi là quá trình đạm hóa. Sau đó tiến hành hội cháo ở nhiệt độ 660C giữ trong 12 phút, bơm toàn bộ dịch ở nồi gạo sang nồi malt và tiến hành làm vệ sinh nồi gạo, đường ống chuẩn bị cho mẻ nấu gạo mới. Trong sản xuất tính toán sao cho khi thời gian nấu ở nồi malt vừa kết thúc thì đồng thời ở nồi gạo cũng vừa thực hiện xong quá trình hồ hóa nhằm tránh thời gian đợi quá lâu ở một trong 2 nồi dẫn đến sự oxy hóa, làm thay đổi thành phần hóa học của nguyên liệu và kéo dài thời gian sản xuất. Khi hội cháo xong nhiệt độ dịch trong nồi malt là 660C và giữ ở nhiệt độ này trong 12 phút, mục đích là để enzym β-amylaza thực hiện quá trình phân cắt tinh bột thành chủ yếu là đường maltose và một ít dextrin bậc thấp. Tùy thuộc vào chất lượng của malt và tỷ lệ đường yêu cầu mà thời gian đường hóa ở giai đoạn này có thay đổi. Giai đoạn này là giai đoạn quan trọng nhất vì nó quyết định nồng độ đường lên men được trong dịch. Tiếp đến, nâng nhiệt độ lên 750C và giữ trong trong thời gian 10 phút, mục đích của giai đoạn này là tạo điều kiện cho enzym α-amylaza thủy phân tinh bột, sản phẩm tạo thành chủ yếu là dextrin bậc thấp và một ít đường glucose, maltose. Dextrin là một đường không lên men được, nó tồn tại trong bia và quyết định chất lượng của bia, đây là một trong những chỉ tiêu quan trọng tạo nên hương vị đậm đà cho bia, vì thế tùy vào từng loại bia mà yêu cầu hàm lượng dextrin có khác nhau. Kết thúc quá trình giữ nhiệt ở 750C, tiến hành kiểm tra xem quá trình đường hóa đã hoàn toàn hay chưa bằng dung dịch iốt 0,01 N. Nếu trong dịch đường còn tinh bột thì khi nhỏ dịch đường vào iốt sẽ chuyển màu xanh, còn nếu hết tinh bột thì iốt sẽ không đổi màu. Trong trường hợp nếu tinh bột trong dịch đường vẫn còn thì ta phải kéo dài thời gian đường hóa và có thể bổ sung thêm enzym nếu cần thiết. Khi đường hóa xong, nâng nhiệt độ lên 780C và giữ trong 1 phút để giảm độ nhớt, tạo điều kiện cho việc lọc bã sau này được dễ dàng. Sau đó bơm toàn bộ dịch đường sang thiết bị lọc đáy bằng để tiến hành lọc bã. Trước khi cho dịch đường vào, ở thùng lọc đáy bằng ta bơm một lượng nước nóng 780C từ dưới đáy thiết bị lên sao cho lượng nước cho vào ngập không gian giữa đáy giả và đáy thật. Mục đích của việc làm này là tránh sự chênh lệch áp suất lớn giữa dịch đường bơm qua lọc và khoảng không giữa đáy giả và đáy thật, vì thế tránh được sự nén chặt của khối dịch lên đáy giả gây nén bã gây khó khăn cho quá trình lọc. Mặt khác việc bơm nước từ dưới lên có tác dụng đuổi oxi trong thùng lọc tránh quá trình oxy hóa dịch đường nóng. Sau đó tiến hành bơm dịch đường vào thiết bị, thông thường dịch lọc ban đầu luôn đục vì vậy ta tiến hành hồi lưu trở lại thiết bị lọc. Khi thấy dịch đường thu được đạt độ trong yêu cầu thì rút dịch đường trong cho vào nồi đun hoa, nếu ở nồi đun hoa đang bận nấu mẻ trước thì ta cho dịch đường trong vào nồi trung gian đợi khi nồi đun hoa hoàn thành mẻ nấu trước đó thì bơm qua nồi đun hoa. Sau khi lọc ta thu được lớp bã, vì trong bã còn chứa một lượng dịch đường chưa trích ly hết vì thế tiến hành rữa bã nhằm tận thu lượng dịch đường còn lại. Để rữa bã người ta sử dụng nước nóng ở nhiệt độ 780C, ở nhiệt độ này hiệu suất trích ly là cao nhất mà vẫn đảm bảo cho các enzym trong dịch không bị vô hoạt và các tanin trong vỏ malt không bị hòa tan trong dịch làm cho bia sau này bị găt, chát. Nước rửa bã được phun thành tia từ trên xuống với lưu lượng thích hợp đảm bảo nước luôn ngập bã để nhằm tránh bã bị oxy hóa. Bã được xới liên tục để tạo điều kiện cho việc tiếp xúc với nước. Quá trình rửa bã kết thúc khi nồng độ đường của nước rửa bã đạt 0,8 – 1,20P. Thực ra nồng độ dịch rữa bã còn tùy thuộc vào nồng độ của dịch đường chung thu được, nếu dịch đường chung có nồng độ cao ta có thể tiến hành rữa bã nhiều lần, còn nếu dịch đường chung có nồng độ thấp thì hạn chế số lần rữa bã. 4.2.2.2 Houblon hóa dịch đường Là quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon. Mục đích: + Chuyển các chất của hoa houblon vào trong dịc đường, ví dụ các chất đắng, chất thơm… + Thanh trùng dịch đường. + Kết tủa protid nhờ nhiệt độ cao và nhờ tanin của hoa và của malt. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao protide bị mất nước, biến tính keo tụ mặt khác các tanin tác dụng với protide ở nhiệt độ cao tạo thành các tanat kết tủa. + Vô hoạt enzym. + Ổn định các thành phần, nồng độ của dịch đường. Thực hiện: Dịch đường trong liên tục được bơm vào nồi đun hoa đi bên trong các ống chùm. Hơi được cấp vào lúc đầu đi trong ống trung tâm sau đó tỏa ra xung quanh vùng không gian giữa các ống chùm thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với dịch đường. Dịch đường nhận nhiệt sôi lên và phụt ra khỏi ống chùm đập vào nón phân phối ở trên và tăng bề mặt bốc hơi. Ta phải dự trù sao cho khi quá trình rữa bã malt kết thúc thì dịch đường trong thiết bị đun hoa cũng vừa sôi. Hoa houblon được nạp vào dưới dạng chế phẩm cao hoa (1,1 kg) và hoa viên (6,5 kg) cho 1 mẻ nấu là cao hoa và hoa viên. Bổ sung phụ gia và các chế phẩm hoa ngay lúc dịch đường bắt đầu sôi. Hoa được nạp vào khi nhiệt độ trong nồi đạt từ 90 - 950C và được cho vào cùng một lúc. Tiếp theo nâng nhiệt độ dịch đường lên đến 1000C, ở nhiệt độ này ta tiến hành điều chỉnh pH của dịch đường bằng axit H3PO4, đồng thời cho CaCl2.H2O (2200g) vào, nhằm bổ sung ion Ca2+ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm mem sau này và cho caramel (4300ml) nhằm tăng độ màu cho dịch nha. Trước khi kết thúc sôi 15 phút bổ sung ZnSO4 vào cũng là để bổ sung dinh dưỡng cho nấm men, làm chất xúc tác cho quá trình lên men sau này. Thời gian thực hiện quá trình houblon hóa là 60 phút. Kết thúc quá trình đun hoa tiến hành ngắt hơi để đo thể tích, lấy mẫu đo độ đường và độ pH. Độ pH yêu cầu của dịch nha là 5,4 - 5,6. Độ đường thích hợp để lên men ở nhà máy là 16.5 0P, nếu như độ đường cao ta bổ sung thêm nước vào, còn nếu như độ đường thấp thì ở mẻ nấu sau ta bù vào bằng cách hạn chế số lần rửa bã hoặc tăng thời gian houblon hóa lên. Sau khi houblon hóa dịch đường được bơm qua nồi whirpool để tách cặn hoa và tạp chất kết lắng, thời gian lắng trong là 20 phút. Dịch nha trong được tháo ra có nhiệt độ khoảng 90- 950C và đưa qua hệ thống trao đổi nhiệt để hạ nhiệt độ xuống 8,50C trước khi đưa vào tank lên men. Cặn hoa được tháo ra ngoài và được trộn chung vào bã hèm. 4.2.3 Các thiết bị chính trong phân xưởng nấu 4.2.3.1 Nồi nấu a. Cấu tạo Ống hơi Nắp Đèn chiếu Cửa quan sát Lớp trong thùng Lớp cách nhiệt Vỏ ngoài Nước ngưng Dịch cháo ra Motơ Đường hơi vào Cánh khuấy Nước vệ sinh Cửa nguyên liệu vào Thiết bị nấu có thân hình trụ, đáy côn, hai vỏ, vỏ trong (5) và vỏ ngoài (7), nắp (2) được chế tạo bằng thép không gỉ. Hơi gia nhiệt gián tiếp vào cửa (11), rồi qua hệ thống ống xoắn ruột gà tiếp xúc với thành và đáy nồi, thân nồi được bảo ôn bằng lớp cách nhiệt (6), hơi sau khi cấp nhiệt ngưng tụ thành lỏng và được đưa ra ngoài qua cửa (8). b. Nguyên tắc hoạt động Nguyên liệu (gạo hoặc malt đã phối trộn với nước) đươc đưa vào nồi qua cửa (14), hơi cấp nhiệt qua hệ thông đường ống (11), thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với nguyên liệu qua thành (5). Ban đầu moto (10) truyền động cho cánh khuấy (12) quay nhanh sau đó giảm dần, cánh khuấy có mục đích làm cho nguyên liệu tiếp xúc đều với nhiệt và enzym, mặt khác tránh hiện tượng vón cục, tăng hiệu xuất nấu. Hơi sau cấp nhiệt tạo thành nước ngưng được tháo ra ngoài qua cửa thoát nước ngưng số (8) và được đưa sang lò hơi. Sau khi hoàn thành quá trình nấu, dịch được đưa ra ngoài qua cửa (9). Thiết bị được vệ sinh nhờ đường ống dẫn nước vệ sinh (13), và tiếp tục thực hiện mẻ nấu mới. c. Thông số nồi nấu. Thông sô Nồi gạo Nồi malt Thể tích 6,5 m3 11 m3 Kích thước d = 2800, h = 4540 mm d = 3800, h = 4771 mm Trọng lượng 1903,5 kg 2843,5 kg 4.2.3.2 Thiết bị lọc đáy bằng a. Cấu tạo (hình vẽ) Dịch cháo vào Dịch đường ra Cánh gạt bã Cánh xới bã Cửa thoát bã hèm Động cơ Đáy lưới giả Đường nước vệ sinh Đường nước rửa bã Cửa quan sát Lớp cách nhiệt Các ống gom Thiết bị có dạng hình trụ, đáy phẳng, nắp hình cầu. b. Nguyên tắc hoạt động Trước khi bơm dịch cháo vào ta phải bơm vào một lượng nước có nhiệt độ 780C vào để lấp đầy khoảng trống giữa đáy giả và đáy thật để khi đưa dịch cháo vào lớp bã không nén quá chặt làm giảm hiệu suất lọc. Sau đó bơm dịch cháo vào theo ống số (1). Trước khi đưa dịch cháo vào ta cho cánh gạt bã (3) hoạt động. Tốc độ cánh khuấy lúc này hoạt động khoảng 1vòng/phút. Sau khi bơm dịch vào xong, tăng tốc độ hoạt động của cánh khuấy lên cho chạy vài vòng nhằm cào đều bã malt trên bề mặt lọc. Tiếp đến nâng cánh khuấy lên cho chạy vài vòng rồi dừng lại. Dịch lọc chảy xuống các ống góp rồi được chứa trong bình chứa sau lọc qua cửa (2), lúc này dịch lọc thu được còn đục ta cho hồi lưu trở lại thiết bị lọc. Quan sát trong bình chứa dịch lọc nếu thấy dịch đường trong thì chuyển sang nồi houblon hoá. Trong quá trình lọc, khởi động cho cánh xới (4) hoạt động, vận tốc cánh xới là 100s/vòng, có thể điều chỉnh sự lên xuống của cánh xới để quá trình lọc hiệu quả. Khi mực nước cốt gần sát bề mặt bã thì tiến hành rửa bã, nước rưa bã (780C) được cấp vào nồi lọc qua cửa (9) sao cho lấp đầy lớp bã. Hạ cánh khuấy xuống vị trí cách đáy giả khoảng 5cm và cho quay vài vòng với tốc độ 1 vòng/phút. Sau đó tắt cánh khuấy, tiến hành bơm dịch lọc. Lặp lại như vậy 2 - 3 lần tùy thuộc vào nồng độ đường chung thu được, thông thường kết thúc quá trình rửa bã khi nồng độ dịch đường trong nước rửa bã thu được khoảng 0,8 - 10P. Sau rửa bã, bật dao cào bã (4) để tập trung bã và bơm về thùng chứa hèm qua cửa (5), còn dịch đường trong được bơm sang nồi houblon hóa. Sau đó tiến hành vệ sinh thùng lọc bằng hệ thống đường ống dẫn nước vệ sinh (8) và tiến hành lọc mẻ tiếp theo. 4.2.3.3 Thiết bị Houblon hoá a. Cấu tạo (hình vẽ) 1. Ống thoát hơi 2. Cửa vệ sinh 3,4. Đường ống CIP 5. Dịch đường vào, ra 6. Đường hơi vào 7. Cửa nạp hoa 8. Bộ trao đổi nhiệt 9. Nước ngưng ra b. Nguyên tắc hoạt động Dịch đường cấp theo đường ống số (5) vào các ống chùm của bộ trao đổi nhiệt (8), hơi cấp đường theo số (6) đi vào vùng không gian giữa các ống thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với dịch đường. Sau khi dịch đường được truyền nhiệt, dịch sôi lên và phun lên khỏi ống chùm, va lên nón phân phối làm tăng bề mặt bay hơi của dịch. Quá trình cấp dịch và nâng nhiệt độ nồi liên tục sao cho khi dịch lọc bã cuối cùng vào nồi houblon thì lúc đó nhiệt độ nồi houblon vừa sôi. Lúc này ngừng cấp hơi cho hoa houbon vào. Hoa houblon được cho vào dưới dạng viên và cao hoa cùng một lần. Thời gian đun dịch đường với hoa houbon khoảng 1 giờ thì kiểm tra nồng độ đường, nếu đạt (khoảng 16,50P) thì dừng quá trình houblon hoá lại. Để vệ sinh thiết bị thì nước vệ sinh được đưa vào nồi qua đường ống (3) và (4). Dịch đường sau houblon hoá được tháo ra ngoài qua đường ống số (5). 4.2.3.4 Thiết bị lắng xoáy Whirlpool a. Cấu tạo (hình vẽ) 1. Ống thoát hơi 2. Vỏ thùng 3,4 Ống tháo dịch đường 5. Cửa thoát bã 6. Dịch đường vào 7. Đường nước vệ sinh 8. Cửa làm vệ sinh Thiết bị Whirpool có thân hình trụ, đáy bằng được làm bằng thép không gỉ, có độ nghiêng 8 - 100. b. Nguyên tắc hoạt động Dịch đường sau houblon hoá được bơm vào thiết bị lắng qua cửa số (6) theo phương tiếp tuyến với thành thiết bị làm cho cả khối dịch lắng xoáy tròn dưới tác dụng của lực hướng tâm. Nhờ đó cặn bị hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy. Sau khi chuyển hết dịch đường vào thiết bị, để yên trong 20 phút để quá trình lắng tiếp tục. Dịch nha trong ở phía trên được tháo ra qua cửa số (3), phần dưới vẫn tiếp tục lắng và dịch trong còn lại tiếp tục được tháo qua cửa số (4). Cặn hoa được lấy ra sau mỗi mẻ lắng qua cửa (5). Đường ống số (7) dùng để dẫn dung dịch CIP vào vệ sinh, cửa số (8) dùng để công nhân vào trong để cào các cặn hoa khó tách ra khỏi thiết bị. 4.3 QUY TRÌNH CIP (VỆ SINH THIẾT BỊ) 4.3.1 Qui trình vệ sinh Chuẩn bị Kiểm tra Bộ ptrộn Nồi Gạo Nồi Malt Nồi lọc Nồi tgian Nồi Hoa Nồi Lắng 4.3.2 Thuyết minh qui trình 4.3.2.1 Chuẩn bị Gồm hoá chất NaOH, Mix 100, nước, hơi 4.3.2.2 Kiểm tra + Xác định lại nồng độ NaOH trong thùng CIP + Sau khi xác định lại nồng độ NaOH, ta tính toán lượng NaOH cần thêm vào thùng CIP 3m3 để có được nồng độ dịch CIP 2%. Đồng thời ta cũng tính toán lượng Mix 100 bổ sung vào, chiếm tỉ lệ 0,1% trong 3m3 dung dịch CIP. Theo thực tế tại nhà máy thì việc cho hoá chất vào thùng CIP là không thuận lợi. Do vậy bơm tất cả dung dịch trong thùng CIP qua nồi gạo, cho chạy cánh khuấy sau đó tiến hành đỏ hoá chất và nâng nhiệt tại nồi gạo lên 850C. Sau đó mới bơm vào thùng CIP các thiết bị theo sơ đồ. 4.3.2.3 Qui trình CIP Khi CIP thiết bị nào thì cho bật các van có đường dịch CIP đi đến thiết bị đó. Tiếp đến cho chạy bơm dịch CIP, trong quá trình CIP ta cần chú ý đèn báo hiệu mức trên và mức dưới của thùng CIP để bơm hồi lưu và canh chừng khoảng 2 phút cho bật bơm hồi lưu 1 lần, và 2 phút cho tắt bơm. Quá trình này cứ lặp đi lặp lại cho đến khi kết thúc quá trình CIP ở thiết bị đó thì dừng và chuyển sang thiết bị khác. Quá trình CIP các thiết bị đạt yêu cầu khi thiết bị không còn dơ bẩn do nguyên liệu sót lại, dung dịch CIP không đổi màu nhiều so với trước khi CIP. Nếu chưa đạt yêu cầu thì CIP lại cho đến khi nào sạch thì thôi. Trong quá trình CIP, khi đã CIP xong một thiết bị thì không nhất thiết phải bơm hết dịch CIP trong thiết bị đó về lại thùng CIP mà ta có thể bơm sang thiết bị kế tiếp để tiếp tục quá trình CIP. Sau khi CIP toàn bộ thiết bị theo đúng thời gian qui định thì cho chạy lại bằng nước cho tất cả các thiết bị đã CIP đến khi bào không còn xút trong thiết bị thì thôi, bằng cách kiểm tra nước rửa với chỉ thị phenolphtalein đến không màu. Sau khi CIP xong thiết bị, trong quá trình rửa ta phải dùng nước đuổi sạch các đường CIP đi và CIP về. + Với đường CIP đi thì bơm nước lạnh từ thùng nước lạnh đi để vệ sinh. Tất cả đổ vào thùng whirpool rồi cho ra ngoài. + Với đường CIP về cho chạy nước nóng để vệ sinh. Riêng với nồi hoa, khi CIP thì nhiệt độ của dịch CIP phải đạt 900C vì ở nhiệt độ này thì mới có thể làm sạch lớp bẩn do cặn hoa bám trên thành thiết bị. Chương 5: PHÂN XƯỞNG LÊN MEN, LỌC 5.1 Sơ đồ lên men, lọc. Khu chiết Lọc túi Tank chứa bia trong Bột trợ lọc và hoá chất CO2 lỏng Ko đạt Thải khí Thu hồi CO2 Kiểm tra Đạt Hạ lạnh Lọc thô Cấp Oxi Cấp Nấm Men Nước bão hoà CO2 CO2 Phối trộn nước Tank nhân men Nuôi PTN Nước 20C Bài khí CO2 khí Lên men phụ và Rhu Nha nóng từ nhà nấu Làm lạnh nhanh Nước nha lạnh Nước 2oC Lên men chính Tank lên men Rút men Sữa men Tank thu hồi men Hoạt hóa Men giống Chất dinh dưỡng 5.2 Thuyết minh sơ đồ qui trình công nghệ lên men và lọc. Dịch nha từ nhà nấu sau khi đã houblon hoá, lắng trong được bơm qua phân xưởng lên men và lọc vào máy hạ lạnh nhanh. Tại đây dịch nha được làm lạnh nhanh từ 90-950C xuống 8,50C nhờ tác nhân lạnh là nước lạnh ở 20C cấp từ phân xưởng cơ điện. Dịch nha trên đường đến tank lên men được sục không khí, hàm lượng O2 được cấp khoảng 8-10 mg/l, quá trình này là điều kiện cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của nấm men, tạo sinh khối để đủ số lượng tế bào yêu cầu trong giai đoạn đầu của thời kỳ lên men chính. Nấm men giống được hoạt hóa và nuôi trong phòng thí nghiệm. Trong khi nuôi người ta dùng môi trường là dịch nha vô trùng sau khi lọc, có bổ sung thêm muối khoáng, chất kích thích sinh trưởng như biotin, các vitamin khác… Nấm men được nuôi đến khi đạt số lượng yêu cầu sẽ được chuyển đến tank nhân men trong phân xưởng lọc. Trong quá trình nuôi, cấp không khí vô trùng liên tục để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men. Sau đó mấn men được cấp vào tank lên men ngay sau khi đưa dịch nha lạnh mẻ đầu tiên vào. Thông thường lượng dịch nha thu được ở 4 mẻ nấu thì đầy 1tank lên men (có tính hệ số chứa đầy). Dịch nha đi vào tank từ dưới lên nhằm tránh sự tạo bọt và đuổi các khí lạ trong tank. Chủng nấm men được sử dụng là chủng nấm men chìm Saccharomyces Carberginicis, sau khi lên men kết thúc chủng nấm men này kết lắng xuống đáy, rút men ta thu được sữa men. Sữa men này được thu hồi trong các tank thu hồi, sau khi rửa, hoạt hóa có thể được sử dụng để lên men dịch đường trong tank tiếp theo. Thông thường lượng sữa men thu được ở 1 tank có thể được sử dụng để lên men dịch đường trong 3 tank sau đó, số lần tái sử dụng men là 5 lần. Số lượng men phối được định lượng bằng cân và được tính cho toàn bộ dịch nha, số lượng nấm men cấp cho mỗi mẻ được tình theo công thức: . Trong đó: M : khối lượng nấm men cần cấp/1tank V: thể tích dịch nha và tank Đ: Độ đậm đặc của dịch nấm men C: Tỷ lệ nấm men chết. Quá trình lên men. Ở đây sử dụng phương pháp lên men dịch đường ở nồng độ cao, quá trình lên men chính và lên men phụ cùng được thực hiên trong 1 tank lên men. Nhiệt độ cài trong tank lên men là 140C. Giai đoạn đầu của quá trình lên men chính, nấm men, sinh trưởng và phát triển sinh khối, và sau đó thực hiện quá trình lên men chuyển hóa cơ chât. Khi lên men một lượng cơ chất của dịch nha chủ yếu là các đường lên men được như glucose, maltose bị nấm men hấp thụ để tạo thành rượu etylic, khí CO2 và các sản phẩm phụ khác. Quá trình lên men trong giai đoạn này diễn ra mạnh nhất và CO2 sinh ra mạnh nhất. Giữ áp suất trong tank lên men khoảng 0,25 - 0,3bar, nếu áp suất tăng lên thì đo độ tinh khiết của CO2 đến khi đạt 99,6% thì nối đường ống và mở van tiến hành thu hồi CO2, nếu chưa đạt thì tiếp tục thải ra ngoài như khi bắt đầu lên men. CO2 sạch sau khi thu hồi được hóa lỏng, khi cần cấp cho bộ phân sản xuất thì tiến hành hóa hơi. Thời gian kiểm tra độ tinh khiết CO2 khoảng 24 giờ sau khi làm đầy tank. Trong quá trình lên men, các cặn bã hoa houblon còn sót lại trong dịch nha sẽ có xu hướng lắng xuống đáy tank. Vì vậy sau thời gian 6 giờ kể từ khi dịch đầy tank lên men thì tiến hành xã cặn đáy. Giữ nhiệt độ lên men là 140C trong khoảng 4 ngày kể từ khi làm đầy tank đến khi kiểm tra thấy nồng độ đường của dịch lên men đạt 4,2÷4,80P thì tiến hành nâng nhiệt độ lên men lên 150C để kích thích quá trình lên men mạnh hơn. Sau đó giữ tank ở nhiệt độ này trong 48 giờ và kiểm tra nồng độ dich lên men. Nếu độ chênh lệch giữa đường lên men được (AE) với đường giới hạn (FE) không vượt quá khoảng 0,3 ÷0,5 thì bắt đầu tính thời gian Rhu. Thời gian Rhu dài hay ngắn tuỳ thuộc vào hàm lượng điacetyl trong dịch lên men. Đây là một chỉ tiêu quan trọng khi đánh giá chất lượng của bia. Khi hàm lượng điacetyl đạt khoảng 0,12 ppm thì kết thúc quá trình Rhu. Thông thường thời gian Rhu là từ 24h- 48h, sau khi Rhu tiến hành rút men thu sữa men. Sau đó tiến hành hạ lạnh dịch từ từ xuống -1oC,quá trình này thực chất là nhằm kết lắng nấm men để tách khỏi bia non, đồng thời quá trình này cũng nhằm tận thu thêm CO2 và ổn định các thành phần và tính chất cảm quan của sản phẩm. Bia non sau khi hạ lạnh đạt - 10C thì nồng độ dịch đường cuối đạt 3,50P, nồng độ này vẫn còn rất cao so với yêu cầu của nồng độ đường cuối trong bia là 1,8- 2,40P nên sau khi hạ lạnh ta tiến hành phối trộn bia non với nước bão hòa CO2 để giảm nồng độ đường cuối xuống 2,20P. Nước đem đi phối trộn có nhiệt độ 20C, trước tiên, nước này được đề oxi trong thiết bị bài khí sau đó được sục CO2 vào. Nước đề oxi sau khi đã bão hòa CO2 có hàm lượng oxi không quá 0,1ppm, và hàm lượng CO2 khoảng 3,5-4,5 g/l, nhiệt độ là 1-20C. Quá trình lọc. Bia non sau khi được phối trộn được bơm vào thiết bị lọc thô dạng đĩa để tách cặn, tế bào nấm men còn sót. Quá trình lọc xảy ra nhờ sự chênh lệch áp suất thủy tĩnh giữa lớp bia trên và dưới bề mặt lọc, và lực ly tâm do tác dụng quay của hệ thống đĩa lọc. Để tăng khả năng lọc người ta dùng bột trợ lọc hyflo có kích thước lớn ở dưới và lớp STD có kích thướng nhỏ hơn ở trên để tạo lớp lọc trên bề mặt đĩa lọc. Bia ra khỏi thiết bị lọc đĩa còn đục nên được đưa qua thiết bị lọc túi để tách một phần cặn mịn, nấm men, bào tử còn sót để đạt độ trong cần thiết cho bia. Thời gian tuần hoàn cần thiết là > 5 phút. Trong quá trình đưa bia vào máy lọc thô ta có bổ sung một số chất phụ gia nhằm hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật. Bổ sung metanbisunfit nhằm làm tăng độ bền sinh học cho bia kéo dài thời gian bảo quản chống oxy hoá, bổ sung K2CO3 nhằm tạo pH đệm cho bia (4,05-4,35), bổ sung manucol ester B nhằm tạo và giữ bọt, bổ sung Collupuline có tác dụng đông tụ protein, chất này cùng với cặn protein được loại bỏ khỏi bia trong quá trình lọc. Sau khi bia đạt được độ trong yêu cầu, bia trong được bơm vào 3 tank chứa bia trong để tàng trữ, thời gian tàng trữ ít nhất là 48 tiếng. 5.3 Các thiết bị chính trong lên men, lọc Nha lạnh Nước lạnh Nha nóng Nước nóng 5.3.1 Thiết bị trao đổi dạng tấm 5.3.1.1. Cấu tạo Nha lạnh Nha nóng vào Nước nóng ra Nước lạnh 5.3.1.2. Nguyên tắc hoạt động Máy làm lạnh nhanh dạng 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 4 tai ở 4 góc trên mỗi tai đục thung 1 lỗ tròn. Với cấu tạo như vậy nên khi lắp chúng lên khung máy thì sẽ tạo 4 mương dẫn: Dịch đường vào máy, dịch đường ra khỏi máy, tác nhân lạnh vào máy, tác nhân lạnh ra khỏi máy. Dịch nha có nhiệt độ 90- 95oC được bơm vào 1 mương dẫn ở phía dưới, còn tác nhân lạnh là nước 2oC được bơm vào 1 mương dẫn ở phía trên. Dịch nha nóng và nước lạnh đi ngược chiều thực hiện quá trình trao đổi nhiệt qua bề mặt truyền nhiệt, nhờ đó mà nhiệt độ của dịch nha nóng hạ xuống đến nhiệt độ lên men 8,5oC và được đưa ra ngoài theo mương dẫn ở phía trên, còn nước lạnh sau khi trao đổi nhiệt với nha nóng thành nước nóng ra khỏi máy theo mương dẫn ở phía dưới 5.3.2. Thiết bị lên men 5.3.2.1. Cấu tạo 6 5 4 3 2 1 7 9 8 10 1. Đường ống nha vào, bia ra, hồi CIP 2,3. Đường ống glycol cấp 4. Đường ống CIP, thu hồi CO2, cấp CO2 5.Lớp bảo ôn 6. Van an toàn 7. Van chân không 8. Quả cầu CIP 9. Đường ống glycol ra 10. Van lấy mẫu Các thông số của tank lên men Tank lên men gồm 12 tank P. Làm việc = 0,25-0,3bar Thể tích (V) = 70m3 Khối lượng G = 879,2 kg Kích thước d = 3.350 x h = 15000, mm 5.3.2.2. Nguyên tắc hoạt động Dịch nha sau khi được sục O2 được đua vào tank từ dưới lên qua đường ống (1). Khi cho mẻ dịch nha đầu tiên vào thì phối nấm men. Nấm men được phối trộn với tỷ lệ được tính toán trước. Sau đó dịch nha tiếp tục được đưa vào cho đến khi đầy tank, thông thường 4 mẻ nấu thì dịch chiếm khoảng 85% dung tích tank khoảng 60m3. Tank lên men có cấu tạo thân trụ, hai vỏ, có lớp bảo ôn cách nhiệt, trong vùng không gian giữa hai vỏ có áo lạnh gồm hai khoang, khoang trên và khoang dưới. Tác nhân lạnh là glycol có nhiệt độ -100C được đưa vào hai khoang qua hệ thống đường ống (2),(3). Glycol lạnh đi trong áo lạnh duy trì nhiệt độ lên men cho tank, sau khi trao đổi nhiệt glycol ra qua đường ống (9). Lúc đầu nhiệt độ được cài trong tank là 140C. CO2 sinh ra trong quá trình lên men được kiểm tra và thu hồi qua hệ thống đường ống (4), trong quá trình lên men duy trì áp suất trong tank là 0,25-0,3bar. Áp suất là áp suất thích hợp nhất cho quá trình thu hồi CO2 mà lại không ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men trong giai đoạn đầu của thời kỳ lên men chính. Sau khi Rhu, tiến hành tháo men qua cửa (1), và nếu hàm lượng diacetyl đạt yêu cầu cài nhiệt độ trong tank là -10C để nhiệt độ của bia non giảm dần. Sau khi hạ lạnh, bia non được lấy ra ngoài cũng qua đường ống (1) và tiến hành làm vệ sinh tank bằng hệ thông CIP (8), (4), chuẩn bị cho mẻ nấu tiếp theo. 5.3.3. Thiết bị lọc đĩa 5.3.3.1. Cấu tạo (hình dưới) 5.3.3.2. Nguyên tắc hoạt động a. Phủ bột máy lọc: + Sử dụng hyflo để phủ đĩa lọc ở lớp dưới. + Thời gian phủ 30 phút + Chạy hồi lưu ở máy lọc thô để cho đĩa lọc tạo thành 1 lớp bề mặt (lớp huyền phù) phủ trên các lưới lọc 9. Bơm xả bột 10. Van an toàn 7 6 8 5 9 4 3 2 1 10 Đường ống bia vào Đường ống thông áp Đường ống CIP Đường ống xả đáy Đường ống bia ra Cửa xả Trục máy lọc Lưới lọc Bơm xả bột Van an toàn b. Quá trình lọc bia: + Bia non sau khi được phối trộn với nước bão hòa CO2 được đưa vào máy lọc qua của (1), do các đĩa lọc được gắn trên hệ thống trục quay nên cặn bia vào được phân phối đều trên bề mặt đĩa. Cấu tạo của đĩa lọc gồm có bề mặt lưới (8) được phủ sẵn một lớp bột trợ lọc hyflo có kích thước lớn. Khi bơm bia vào lọc người ta bổ sung thêm bột trợ lọc STD có kích thước hạt nhỏ hơn và các chất phụ gia khác. Cặn bia, xác men, và bột STD được phân phối đều trên bề mặt lưới lọc làm thành một lớp trợ lọc tốt. Bia được lọc trong nhờ vào sự chênh lệch áp suất thủy tĩnh của dịch ở lớp trên và lớp dưới bề mặt loc, sau đó bia trong được thu hồi qua đường ống góp ở giữa (5) và mang qua máy lọc túi. Các chất phụ gia được bổ sung vào bia trong quá trình lọc là: metanbisunfit, K2CO 3, manucol ester B, collupuline, nhằm ổn định tính chất cảm quan và tăng khả năng bảo quản của bia. Thể tích tối đa cho mỗi mẻ lọc là 600 Hl Khi lọc xong ta tiến hành vệ sinh máy lọc, dùng bơm số 9 để bơm bột lọc ra ngoài đĩa và xả theo đường số (4) hay cửa số (6) 5.4. Các quy trình CIP Có hai loại CIP là CIP nóng và CIP lạnh. CIP nóng được dùng để vệ sinh các đường ống, máy lạnh, thùng lọc…còn CIP lạnh dùng cho các tank có hệ thống lạnh, lớp bảo ôn, tank lên men… CIP lạnh: Gồm các dung dịch: - NaOH lạnh : 1,5-2%, purexol 0,5% - ATR acid : 1,5-2% - Sep: 0,5-0,7% NaOH, ATR acid có hoạt tính bề mặt tương đối lớn nên có tác dụng tẩy rửa, nhưng hoạt tính của ATR lớn hơn. Còn Sep chỉ mang một phần nhỏ đặc tính tẩy rửa mà chủ yếu nó tác dụng tẩy trùng, khử trùng. CIP nóng: Gồm dung dịch NaOH 75-80o C(1,5-2%) và nước nóng 80-85oC Ở từng nhà máy tần suất CIP là khác nhau, nhưng phải đảm bảo được yêu cầu vệ sinh ma nhà máy đặt ra. Chương 6: PHÂN XƯỞNG CHIẾT RÓT 6.1. Mặt bằng phân xưởng chiết. Máy gắp chai không Máy gắp chai bia thành phẩm Máy rửa két Máy rửa chai Máy chiết bia và đóng nắp Máy dán nhãn Máy in date Thiết bị thanh trùng 6.2. Sơ đồ qui trình làm việc phân xưởng chiết rót: Vỏ chai và két bia Máy bốc vỏ chai không Chai Rửa chai Soi chai Chiết bia và ghép nắp Thanh trùng Soi chai Dán nhãn In date Bốc chai bia thành phẩm vào két Kho thành phẩm Két bia Rửa sạch 6.3. Thuyết minh dây chuyền phân xưởng chiết rót: Vỏ chai bẩn được băng tải chuyển vào máy bốc vỏ chai. Tại đây chai bia đã sử dụng sẽ được bốc ra khỏi két và chuyển vào máy rửa chai nhở băng tải nằm ngang. Còn két chai sẽ được chuyển đến máy rửa két để sử dụng lại. Ở máy rửa chai: chai được rửa sạch lần lượt bằng NaOH nóng, nước ấm và cuối cùng là nước công nghệ. Thời gian rửa chai khoảng 15 phút. Để đảm bảo độ sạch an toàn cho chai thì sau khi rửa sạch chai cần được kiểm tra và cho kết quả không màu với chỉ thị Phenolphtalein 0,1%, chai không vỡ, nứt hoặc còn cặn bẩn. Nếu chai không đạt yêu cầu thì loại bỏ khỏi dây chuyền hoặc xử lý lại để sử dụng lần sau. Chai đạt yêu cầu được chuyển đến máy chiết bia nhờ băng tải. Tại đây bia sẽ được chiết vào chai theo nguyên tắc đẳng áp. Quá trình chiết bia sẽ được thực hiện qua 4 giai đoạn: + Hút chân không: đuổi không khí ra khỏi chai. + Nạp CO2 và chiết bia. + Xả CO2 + Ổn định bia trong chai. Hệ thống chiết bia là một máy liên hợp giữa chiết và đóng nắp nên chai bia sau khi được chiết sẽ chuyển ngay đến bộ phận ghép nắp. Trong quá trình di chuyển này ta tiến hành phun nước nóng 85 – 1000C với áp lực lớn (6 bar) để đuổi hết phần không khí còn lại trong cổ chai. Yêu cầu của chai bia sau khi ghép nắp là mối ghép phải kín để đảm bảo chất lượng bia. Sau khi ghép nắp bia được chuyển đến thiết bị thanh trùng nhờ băng tải để diệt men, ổn định chất lượng. Quá trình thanh trùng diễn ra ở 680C và kéo dài 55 phút. Trước khi ra khỏi thiết bị thanh trùng chai bia được thổi sạch nước bám trên vỏ chai để thuận lợi cho công đoạn dán nhãn tiếp theo. Sau khi thanh trùng 1 số chai bia có thể còn cặn hoặc thể tích không đạt yêu cầu, cần kiểm tra và loại bỏ ngay. Các chai đảm bảo yêu cầu được đưa đến máy dán nhãn và máy in date để in ngày sản xuất và hạn sử dụng cho sản phẩm. Kiểm tra chai bia lần cuối để loại những chai còn lỗi do dán nhãn, in date trước khi chuyển chúng đến máy bốc chai bia thành phẩm và nhập kho. 6. 4. Thiết bị chính trong phân xưởng chiết rót: 6.4.1 Máy rửa chai: a. Cấu tạo: b. Nguyên tắc hoạt động: Máy rửa chai gồm có 4 vùng: Vùng 1(Vùng nước ngâm): Vùng này gồm có 2 bể ngâm sơ bộ 1 và 2. 2 bể ngâm này chứa nước 400C, đây là nước tận dụng từ vùng cuối chảy tràn về. Chai bẩn được băng tải chuyển về máy và gắn các chai trên 1 băng chuyền xích (caset) chuyển động vào vùng này để ngâm, làm các chất bẩn trong chai hút nước và mềm hơn, dễ tách ra khỏi chai hơn. Vùng 2 (vùng phun chất tẩy rửa): Vùng này chứa chất tẩy rửa là NaOH 1,6 – 2%, nhiệt độ 700C. Ngoài ra còn bổ sung thêm Stabilon 0,25 – 3% để tăng hiệu suất tẩy rửa. Chai được chuyển đến vùng này thì chúc đầu xuống dưới, nước trong chai được đổ ra hết. Hệ thống vòi phun hóa chất được chia làm 2 phần: + Phần phun từ dưới lên trên: Gồm các ống nằm ngang xếp xen kẽ ống cố định và ống xoay. Ống cố định phun theo hướng thẳng đứng và chỉ phun khi có chai đến, ống xoay tròn vừa phun vừa quét 1 góc 900 đối với mỗi hàng chai. + Phần phun từ trên xuống dưới: Gồm các ống cố định phun lên phần đít chai và bên ngòai chai. Chai sau khi qua vùng này thì dưới tác dụng của hóa chất lực phun thì các chất bẩn ở chai được rửa trôi đáng kể. Vùng 3 ( vùng rửa lại): Vùng này chỉ chứa nước để làm sạch các tạp chất chưa được rửa sạch ở vùng trước, cấu tạo gồm các ống phun cố định và ống xoay. Vùng này được chia làm 2 – 3 vùng có nhiệt độ giảm dần để tránh hiện tượng sốc nhiệt, vỡ chai: + Vùng nước nóng: 700C + Vùng nước ấm: 45 - 500C + Vùng nước thường: 40 - 450C Chai ra khỏi vùng này đa số đều được làm sạch, chỉ còn dính hóa chất tẩy rửa. Vùng 4 (vùng rửa cuối): sử dụng nước công nghệ để rửa sạch hóa chất còn sót lại trong chai. Lượng nước này chỉ sử dụng 1 lần nên để tận dụng ta cho chúng chảy tràn về bể ngâm ở vùng 1 để ngâm chai. 4.4.2 Máy chiết chai: a. Cấu tạo: Máy gồm 44 vòi chiết, mỗi vòi gồm 2 bộ phận: Xilanh ở phía ngoài:. Xilanh được kết thúc ở phía dưới bằng 1 màng lọc cao su, khi chai đẩy lên thì vòng cao su sẽ ôm chặt cổ chai. Pittong ở phía trong: Là 1 ống rỗng dài, phía dưới có supap. Chuyển động dọc xilanh nhờ lực nén không khí. b. Nguyên tắc hoạt động: Quá trình chiết bia được thực hiện theo nguyên tắc đẳng áp, gồm 4 giai đoạn: - Giai đoạn 1: Hút chân không để đuổi không khí, áp lực hút 0,92 – 0,95 bar - Giai đoạn 2: Thổi CO2 và chiết bia, áp lực 3 bar - Giai đoạn 3: Xả CO2 - Giai đoạn 4: Ổn định bia trong chai. 4.4.3 Thiết bị thanh trùng: a. Cấu tạo: Thiết bị thanh trùng gồm nhiều khoang, các khoang có nhiệt độ khác nhau. + Khoang tiền thanh trùng: Có nhiệt độ tăng dần: 280C, 400C, 520C. + Khoang thanh trùng: Có nhiệt độ 680C Trong thiết bị còn chứa các đường ống: + Đường nước nóng: Để bù lượng nước bay hơi. + Đường hơi: Để cấp hơi, tăng nhiệt độ các vùng trong thiết bị. + Đường nước ngưng: Để tháo nước ngưng trong suốt quá trình thanh trùng. b. Nguyên tắc làm việc: Bia chai được băng tải vận chuyển vào thiết bị thanh trùng. Tại đây bia lần lượt qua các vùng nhiệt độ tăng dần 280C, 400C, 520C nhờ hơi cấp vào để tránh hiện tượng sốc nhiệt, hạn chế sự biến tính, thay đổi chất lượng bia. Đến vùng thanh trùng thì bia được nâng lên đến 680C để diệt hết men còn lại trong bia, ổn định tính chất cũng như thành phần bia. Sau vùng thanh trùng bia được hạ nhiệt độ dần từ 520C, 400C, 280C. Tại vùng hạ nhiệt này các chai bia được thổi sạch nước bám trên vỏ chai trước khi được chuyển đển máy dán nhãn. Chương 7: CƠ ĐIỆN 1.Hệ thống lạnh: Dàn ngưng 2 Nước thường Dàn ngưng 1 Tiết lưu Bồn chứa lỏng hạ áp Dàn làm lạnh nước Bồn chứa glycol đã làm lạnh Bơm nước giải nhiệt Máy nén Bồn chứa glycol nóng Máy nén Máy nén Dàn làm lạnh glycol Bồn nước 20C Bình tách dầu 1.1. Sơ đồ hệ thống lạnh Đường lỏng Đường hơi Chú thích 1.2. Thuyết minh sơ đồ. Mục đích: Hệ thống lạnh có hai mục đích chính là tạo ra nước lạnh 20C để cung cấp cho máy làm lạnh nhanh ở phân xưởng lên men nhằm hạ lạnh dịch đường sau houblon hóa từ nhiệt độ 85÷900C xuống nhiệt độ lên men 8,50C, và tạo ra glycol lạnh để làm lạnh các tank lên men, tank bia trong, tank thu hồi men và đường ống. Nguyên lý hoạt động: Hơi NH3 bão hoà từ bình chứa hạ áp được máy nén hút về và nén lên với nhiệt độ cao, áp suất cao tạo thành hơi cao áp. Hơi cao áp đi vào bình tách dầu, tại đây do cấu tạo của bình tách dầu làm nghẹt dòng hơi nên những hạt dầu lỏng được văng ra, rơi xuống thành bình và được đưa về máy nén. Hơi cao áp sau khi ra khỏi bình tách dầu có nhiệt độ 135÷1500C tiếp tục được đẩy vào 2 dàn ngưng. Tại đây hơi cao áp được giải nhiệt bởi hệ thống phun nước và quạt hút ở phía trên dàn ngưng và biến thành lỏng cao áp. Lỏng cao áp sau khi đi qua van tiết lưu được chứa trong bình hạ áp, môi chất trong bình lúc này có nhiệt độ là -100C, áp suất 2bar. Sau đó môi chất lạnh lỏng tiếp tục được bơm đến dàn bay hơi thực hiện quá trình trao đổi nhiệt để làm lạnh nước và glycol và bị biến thành hơi quay trở về hệ thống hồi lưu và tiếp tục vòng tuần hoàn. Nước lạnh 20C: Nước thường sau khi xử lý được bơm vào dàn làm lạnh nước, tại đây nước trao đổi nhiệt với tác nhân lạnh NH3 và được làm lạnh đến 20C. Lỏng NH3 sau khi trao đổi nhiệt chuyển thành hơi và trở về bình tuần hoàn, còn nước sau làm lạnh được chứa trong bồn nước 20C. Glycol lạnh: Glycol từ bồn chứa glycol nóng có nhiệt độ 2÷40C được đưa và thiết bị trao đổi nhiệt, sau khi trao đổi nhiệt glycol đạt nhiệt độ -40C và được đưa về bồn chứa glycol lạnh để đưa đi làm lạnh. Glycol lạnh sau khi làm lạnh các tank lên men, tank bia trong và đường ống sẽ trở về bồn chứa glycol nóng và tiếp tục được làm lạnh. 2.Hệ thống thu hồi CO2: 2.1. Sơ đồ nguyên lí. Nước 20C Cột nước để sục khí CO2 Than hoạt tính 1 Than hoạt tính 2 Sili ca gene 1 Hơi nước 20C Thiết bị sấy CO2 (hóa hơi, t=200C) CO2 cấp đi sản xuất Sili ca gene 2 Nước ngưng Bồn chứa lỏng CO2 2 tấn Bồn chứa lỏng CO2 10 tấn Máy nén CO2 từ 12 tank lên men Phao chứa khí CO2 Môi chất lạnh R22 Bầu hóa lỏng CO2 2.2. Thuyết minh sơ đồ. Khí CO2 sau khi thu hồi từ các tank lên men sau khi đã đạt được độ tinh khiết theo yêu cầu (≥ 99,8 %) được sục vào cột chứa nước 20C để khử bọt bia, tách tạp chất và làm giảm áp suất và nhiệt độ. Sau đó khí CO2 được đưa lên phao chứa, lượng khí đưa vào nhiều làm thổi phồng phao. Khi phao đầy lên, máy nén hút khí trong phao về và nén lên áp suất cao 18 bar, rồi đưa qua hai cột silicagen để tách ẩm và qua cột than hoạt tính để tách mùi. Sau đó khí CO2 được đưa qua bầu hoá lỏng CO2 để chuyển CO2 từ thể khí sang thể lỏng, nhiệt độ hoá lỏng là -24 ÷ -300C với tác nhân hoá lỏng là freon R22. CO2 lỏng từ bình hóa lỏng được đưa vào bình chứa CO2 2 tấn và 10 tấn. Khi cần cấp CO2 đi sản xuất phải hóa hơi CO2 nhờ hơi nước nóng ở nhiệt độ 1500C và p = 4bar. Khí CO2 được cấp cho bộ phận sử dụng như bộ phận lên men, lọc và chiết. 3.Hệ thống lò hơi: 3.1. Sơ đồ hệ thống. Khói lò Bộ đốt dầu P = 7÷8bar Sấy dầu lần 2 (nhiệt độ 900C) Bao hơi P = 5bar Cấp đi nơi tiêu thụ Bồn nước cấp cho lò đốt 5m3 Bồn dầu 15m3 Bồn dầu 5m3 Bồn nước ngưng Nước từ bồn 10m3 Bộ làm mềm nước Hóa chất SBE Sấy dầu lần 1 (nhiệt độ 600C) 3.2. Thuyết minh sơ đồ: Nước từ bồn nước 10m3 được đưa lên bộ làm mềm nước là các cột trao đổi ion để tách các ion Ca2+ và Mg2+: Ca(HCO3)2 + NaR NaHCO3+CaR2 Mg(HCO3)2 + NaR NaHCO3+MgR2 Sau khi ra khỏi cột trao đổi ion, nước được bổ sung SBE-150 để ngăn cản sự ăn mòn kim loại, có tác dụng tách các ion Fe2+, Mg2+, Ca2+ bằng cách tạo kết tủa lơ lửng trong nước, tránh hiện tượng đóng cặn trên bề mặt thiết bị. Hàm lượng 1lít hoá chất /5000÷10000 lít nước. Ngoài ra, ta còn sử dụng SBE để làm tăng pH nước đến yêu cầu, nhưng nếu pH của nước cao quá thì ta có thể bổ sung muối để giảm pH của nước đạt yêu cầu. Nước cấp cho lò hơi có pH là 8 ÷ 9. Sau đó nước được đưa qua bồn nước cấp rồi về lò hơi. Nước ngưng từ nhà nấu, nhà lọc được tập trung về bồn chứa nước ngưng, khi xử lí đạt tiêu chuẩn cũng được bơm về bồn nước cấp. Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu FO. Người ta sấy dầu 2 cấp để dầu cháy hết, không hao dầu. Dầu FO từ bồn chứa 15m3 được bơm qua bồn chứa 5m3 tại đây dầu được sấy sơ bộ bằng điện trở ở nhiệt độ 600C. Sau đó dầu được bơm cao áp bơm đến bộ phận sấy dầu lần 2 bằng điện trở hay bằng hơi nước rồi vào lò hơi, nhiệt độ của dầu lúc này là 900C. Sau đó dầu nóng được đưa vào lò hơi, tại đây dầu được đốt cháy hoàn toàn thực hiên quá trình trao đổi nhiệt với nước làm nước bốc hơi. Hơi nước theo đường ống đến bộ bao hơi và cấp đi nơi tiêu thụ, dầu sau trao đổi nhiệt được hồi lưu về bồn sấy dầu lần 1. Lò hơi có cấu tạo gồm nhiều ống trao đổi nhiệt. Dầu đốt cháy đi trong ống, nước đi ngoài ống. Khi dầu nóng vào bộ phận đánh tia lửa điện họat động, có ga phun ra để mồi lửa làm cháy dầu. Khi dầu cháy thì bộ phận đánh tia lửa điện tắt. Nếu áp suất trong lò trên 8bar thì bộ bơm dầu ngừng hoạt động, nều áp suất nhỏ hơn 6bar thì dầu tự động được bơm vào. 4. Hệ thống xử lý nước thải: Hệ thống xư lý nước dùng cho sản xuất. 4.1.1. Sơ đồ hệ thống. Bồn nước 10m3 Bồn nước công nghệ 32m3 Lọc tinh 1 Lọc tinh 2 Lọc than 1 Lọc than 2 5 giếng bơm Tháp khử sắt Lọc cát 1 Lọc cát 2 Bơm định lượng clorine Bể lắng 1 Nước thủy cục Bể chứa 2 4.1.2. Thuyết minh quy trình. Trong nhà máy bia, nước được dùng với nhiều mục đích: nấu nguyên liệu, thanh trùng, vệ sinh thiết bị, làm lạnh dịch nha, phối trộn bia… Nước ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bia. Chính vì vậy nước nấu bia không những đòi hỏi đầy đủ các tiêu chuẩn nước uống mà còn đòi hỏi các tiêu chuẩn riêng đáp ứng với công nghệ sản xuất bia. Nhà máy sử dụng hai nguồn nước chính là nước thủy cục và nước giếng khoan. Nước thủy cục được bơm vào bể lắng 1 có thể tích 200m3 để tách các tạp chất nặng xuống đáy. Nước giếng khoan từ 5 giếng được bơm với công suất 40m3/h qua tháp khử sắt để tách sắt trong nước ra. Tại tháp khử sắt dịch clorine được bơm hòa trộn vào trong nước đã khử sắt theo đường ống để sát trùng. Lượng clorine hòa trộn vào nước khoảng từ 3÷4mg/l, sau đó nước được đưa xuống bể lắng 1 chung với nước thủy cục. Tiếp tục nước từ bể chứa 1 được bơm qua bộ lọc cát, bộ lọc cát gồm 2 thùng lọc làm việc đồng thời nhằm mục đích loại bỏ tạp chất thô. Thùng lọc cát gồm nhiều lớp: Sạn to phía trên, sạn nhỏ ở giữa, cát ở dưới. Tốc độ lọc 40m3/h, áp lực cơ học 3÷4kg/cm3. Nước sau khi qua lọc cát phải đạt các tiêu chuẩn sau: pH = 6,5 ÷ 7,5, hàm lượng clorine 0,5 ÷ 1mg/l, độ đục < 0,5 NTU. Khi đạt các chỉ tiêu trên, nước được bơm qua bể chứa 2 có thể tích 100 m3. Sau đó nước được bơm qua bộ phận lọc than để khử mùi lạ và clorine, áp lực lọc 2 ÷ 3kg/cm2. Sau khi lọc than yêu cầu nước phải có hàm lượng clorine <0,1mg/l, pH = 6.5 ÷ 8. Cuối cùng nước được bơm qua hệ thống lọc tinh. Sau khi lọc tinh nước được loại bỏ hoàn toàn clorine và tạp chất nhỏ. Nước này sẽ được chứa trong bồn chứa nước công nghệ với thể tích 32m3 và được kiểm tra các chỉ tiêu khi đạt các yêu cầu công nghệ mới được dùng cho sản xuất. Một phần nước sau khi lọc than được chứa trong bồn chứa 10m3 để cấp cho các phân xưởng không đòi hỏi yêu cầu cao về chất lượng nước và phục vụ cho sinh hoạt của công nhân. 4.2. Hệ thống xử lý nước thải. 4.2.1. Sơ đồ hệ thống xử lí nước thải. Bể điều hòa Bể chứa Bể loại rác Bể lắng 1 Bể sinh học Bể lắng 2 Bể bùn Nước thải đã xử lý Nước thải từ nhà máy HCl đậm đặc VSV hiếu khí 4.2.2. Thuyết minh sơ đồ. Nước thải từ các phân xưởng của nhà máy được tập trung về bể gom, trước bể gom có tấm chắn lớn để giữ lại các chất rắn lớn. Sau đó nước được đưa về bể tách dầu, dầu được tách ra dựa vào trọng lực, dầu nổi lên trên và nước được rút ở dưới. Nước được tiếp tục đưa vào bể điều hoà, tại đây bơm không khí vào để sục khí. Bể điều hoà nhằm để điều chỉnh pH để thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, nâng cao hàm lượng oxi, tách dầu, pH tại bể diều hòa là 5,5÷9. Nước thải tiếp tục bơm qua bể lắng 1. Nước lắng trên mặt được đưa qua bể sinh học, còn bùn dưới đáy được bơm về bể bùn. Khi bể bùn đầy thì xe về chở đi.Tại bể sinh học chia làm 3 ngăn, trong bể sinh học sử dụng vi sinh vật hiếu khí để phân giải tinh bột, tạp chất bẩn, cần sục khí để vi sinh vật sống và phát triển. Trong trường hợp nhà máy ngừng hoạt động, không đủ thức ăn cho vi sinh vật thì cần bổ sung thêm urê để làm thức ăn. Từ ngăn 1 đến ngăn 3 mức độ sục khí tăng dần và độ đục giảm dần. Nước từ bể lắng 1 đưa vào bể sinh học vào ngăn 1 trước rồi đưa qua ngăn 2 và ngăn 3. Nước bề mặt ngăn 3 của bể sinh học đưa vào bể lắng 2 để lắng bùn bẩn và xác vi sinh vật, còn bùn ở bể lắng 2 được bơm trở lại bể sinh học ở ngăn 1 để tiếp tục xử lí. Nước lắng trong được thải ra ngoài. KẾT LUẬN Qua gần hai tháng thực tập cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của ban lãnh đạo, các anh chị trong công ty và sự quan tâm của các thầy cô trong khoa đã giúp tôi hoàn thành tốt được đợt thực tập. Qua đợt thực tập tôi đã nắm được quy trình công nghệ sản xuất bia, các biện pháp xử lý sự cố nếu xảy ra biết áp dụng những kiến thức đã được học vào trong thực tế sản xuất và cũng nhận thấy được những điểm khác biệt giữa lý thuyết và thực tế. Tuy nhiên, với thời gian không nhiều cũng như hạn chế về kiến thức, bài báo cáo về đợt thực tập của tôi còn nhiều hạn chế . Rất mong quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để bài báo cáo được hoàn chỉnh hơn. Quá trình thực tập đã giúp em thu lượm được nhiều kiến thức bổ ích về chuyên môn cũng như học hỏi được phong cách làm việc của các anh chị trong công ty. Điều này sẽ là hành trang quý bấu giúp ích cho em sau này khi em đi làm. Xin chân thành cảm ơn