THIẾT bị TRONG sản XUẤT BI1

THI T B TRONG S N XU T BIA/ PH N 3Ế Ị Ả Ấ Ầ
PHÂN XƯỞNG LÊN MEN - LỌC
2.1. Mục đích của quá trình lên men
D i tác d ng c a n m men s chuy n hóaướ ụ ủ ấ ẽ ể ng thành r u và COđườ ượ
2
cùng v i m t s các ch t khác.ớ ộ ố ấ
Các s n ph m ph khác nh glyxerin, acid h u c , r u b c cao, aldehuyt, este, Hả ẩ ụ ư ữ ơ ượ ậ
2
S, ….
2.2. S quy trình công nghơ đồ ệ: trang sau (s 3.7)ơ đồ
S 3.7: Quy trình công ngh lên men-l cơ đồ ệ ọ
2.3. Thuyết minh quy trình công nghệ
Dịch đường sau khi làm lạnh được chuyển vào tank lên men, dịch đường ở 5-8
0
C được
sục không khí vào để cung cấp O
2
cho nấm men hoạt động, hàm lượng O
2
khoảng 6-8 g/l.
Mục đích của quá trình này nhằm tăng sinh khối cho nấm men. Sau đó tiến hành cấp nấm
men vào đồng thời cấp vào một lượng maturex. Ở đây, lượng men cần phải cung cấp cho
một thùng lên men được chuyển một lần vào mẻ đầu tiên, tank lớn (thể tích 106.5m
3
, thể
tích thực 85m
3
) cấp 450kg nấm men, còn tank nhỏ (thể tích 53m
3
, thể tích thực 42.5m
3

)
cấp 350kg. Dịch nha cấp vào tank lên men: tank lớn khoảng 875hl (7 mẻ nấu), tank nhỏ
khoảng 447,5hl (3,5 mẻ) . Quá trình lên men chính và phụ được thực hiện trong cùng một
thiết bị.
2.3.1. Lên men chính:
Quá trình lên men chính th c hi n 6-8ự ệ ở
0
C trong kho ng t 5-7ngày. giai o n này quá trình lên men x y raả ừ Ở đ ạ ả
m nh, ph n l n ng ã chuy n thành r u, COạ ầ ớ đườ đ ể ượ
2
và các s n ph m ph khác: glycerin, este, axit h u c , andehit,ả ẩ ụ ữ ơ
diacetyl… Do CO
2
t o ra nhi u nên ng i ta ã ti n hành thu h i COạ ề ườ đ ế ồ
2
. B t u thu h iắ đầ ồ CO
2
khi ng t 11đ ộ đ ư ờ đ ạ
0
P. Hai
ngày u tiên ng i ta x b l ng COđầ ườ ả ỏ ượ
2
sinh ra vì CO
2
còn l n các khí khác. L ng COẫ ượ
2
sau khi thu h i c r a s chồ đượ ử ạ
b ng n c sau ó c chuy n xu ng phân x ng ng l c làm l nh và hóa l ng b sung vào bia trong quá trìnhằ ướ đ đượ ể ố ưở độ ự ạ ỏ để ổ
tàng tr và chi t rót. Cu i giai o n này h nhi t xu ng 5ữ ế ố đ ạ ạ ệ độ ố
0

C và không thu h i COồ
2
n a, duy trì áp l c 0,6-0,7 bar ữ ở ự để
n m men l ng xu ng và gi COấ ắ ố ữ
2
l i trong d ch lên men, giai o n này ti n hành thu h i s a men. Ti n hành x b c nạ ị ở đ ạ ế ồ ữ ế ả ỏ ặ
l ng xu ng áyắ ố đ 1l n/ngày.ầ
 Các quá trình c b n trong lên men chínhơ ả :
Quá trình sinh lý: th hi n r giai o n u, ây là giai o n lên men hi u khí,ể ệ ỏ ở đ ạ đầ đ đ ạ ế nh v y n m men sinh s n vàờ ậ ấ ả
phát tri n m nh, s sinh t ng h p m t l ng l n enzymeể ạ ự ổ ợ ộ ượ ớ zimaza trong nh ng t bào n m men s là y u t chính thúcữ ế ấ ẽ ế ố
y c ng lên men nh ng giai o n k ti p.đẩ ườ độ ở ữ đ ạ ế ế
Quá trình sinh hóa: t ng m nh d n giai o n th hai, vào cu i giai o n lên men hi u khí chuy n d n sang kă ạ ầ ở đ ạ ứ ố đ ạ ế ể ầ ỵ
khí. c tr ng c a giai o n này là ho t hóa h enzymeĐặ ư ủ đ ạ ạ ệ zimaza, chuy n hóa các ch t ng thành Cể ấ đườ
2
H
5
OH và CO
2
.
Quá trình hóa lý: pH trong d ch ng ban u gi m d n trong bia non, th oxy hóa kh gi m d n. Do thay iị đườ đầ ả ầ ế ử ả ầ đổ
các tác nhân k thu t nh oxy, pH, nhi t s d n t i s keo t protein do các protein bi n tính d n thay i nh tỹ ậ ư ệ độ ẽ ẫ ớ ự ụ ế ầ đổ độ ớ
trong bia non, nh h ng n s liên k t và m n c a l p b t trong bia non.ả ưở đế ự ế độ ị ủ ớ ộ
2.3.2. Lên men phụ: lên men nhi t 0ở ệ độ
0
C - 5
0
C, áp su t 0.3-0.7 bar. M c ích c a quá trình này là th c hi n ti pấ ụ đ ủ ự ệ ế
quá trình lên men nh m chuy n hóa h t ph n ng còn sót l i, kh diacetyl, gi m hàm l ng aldehyte, t o este…ằ ể ế ầ đườ ạ ử ả ượ ạ để
t ng ch t l ng và n nh bia.ă ấ ượ ổ đị
Sau khi tách bã men nh ng trong tank v n còn l i m t ít men, chính l ng men này s ti p t c lên men l ngư ẫ ạ ộ ượ ẽ ế ụ ượ

ng còn l i t o COđườ ạ để ạ
2
và các s n ph m khác. Các axit h u c s tác d ng v i r u t o ra este góp ph n làm t ngả ẩ ữ ơ ẽ ụ ớ ượ ạ ầ ă
mùi v cho bia, n nh thành ph n và tính ch t c a bia. Th i gian lên men ph là 7-9 ngày, sau ó chuy n bia sang cácị ổ đị ầ ấ ủ ờ ụ đ ể
thi t b l c. T ng th i gian lên men chính và ph là 14 ngày. Quá trình gi và h nhi t c th c hi n t ng nh hế ị ọ ổ ờ ụ ữ ạ ệ đượ ự ệ ự độ ờ ệ
th ng áo l nh c a thi t b lên men, ch t t i l nh là glycol.ố ạ ủ ế ị ấ ả ạ
Quá trình bia th i gian càng lâu thì ch t l ng bia càng ngon.ủ ờ ấ ượ
 Các bi n i trong quá trình lên men phế đổ ụ:
Trong quá trình lên men ph nhi t th p diacetyl s gi m d n.ụ ở ệ độ ấ ẽ ả ầ
Trong quá trình n i b t, COổ ộ
2
góp ph n yầ đẩ O
2
ra làm th oxy hóa kh : h n ch các vi sinh v t hi u khí phát tri n,ế ử ạ ế ậ ế ể
ng n s hình thành hi n t ng oxy hóa làm gi m ch t l ng bia.ă ự ệ ượ ả ấ ượ
Quá trình chín bia khi mùi v bã hem bia bi n m t, v ng t s gi m khi lên men h t l ng ch t khô còn l i. Sị ế ấ ị ọ ẽ ả ế ượ ấ ạ ự
ng g t s m t do s tác ng t ng h gi a các protein và tamin hình thành nên các ph c ch t, k t t a. V cay tê sđắ ắ ẽ ấ ự độ ươ ổ ữ ứ ấ ế ủ ị ẽ
bi n m t và n m men s l ng xu ng áy.ế ấ ấ ẽ ắ ố đ
2.4. S c x y ra trong quá trình lên men:ự ố ả
-S ì trong quá trình lên men:ự
+Nguyên nhân: n m men b ch t hay thi u các i u ki n c n thi t(c p khí không , c p men không , thành ph n dinhấ ị ế ế đ ề ệ ầ ế ấ đủ ấ đủ ầ
d ng không thích h p, l n n m men sát th ).ưỡ ợ ẫ ấ ủ
+Cách kh c ph c: x n m men ch t ra, c p thêm n m men vào, i u ch nh thành ph n ph n dinh d ng và c p khí yắ ụ ả ấ ế ấ ấ đề ỉ ầ ầ ưỡ ấ đầ
.đủ
-N u n ng d ch ng không gi m:ế ồ độ ị đườ ả
+Nguyên nhân: áp su t cao làm n m men không s d ng ch t dinh d ng lên men c.ấ ấ ử ụ ấ ưỡ để đượ
+Cách kh c ph c: gi m áp su t n m men s d ng ch t dinh d ng lên men c.ắ ụ ả ấ để ấ ử ụ ấ ưỡ để đượ
- ng xu ng quá nhanh t o ra nh ng ch t không mong mu n.Độ đườ ố ạ ữ ấ ố
+Nguyên nhân: do trong quá trình lên men t o ra nhi t l ng, làm t ng nhi t lên men, d n n n m men sinh tr ng,ạ ệ ượ ă ệ độ ẫ đế ấ ưở
phát tri n nhi u, n nhi u ng và t o ra ch t không mong mu n nh t o nhi u diacetyl.ể ề ă ề đườ ạ ấ ố ư ạ ề

+Cách kh c ph c: t ng glycol làm l nh d ch bia.ắ ụ ă để ạ ị
2.5. L c:ọ
Bia sau khi lên men ph c a i l c. Bia tr c l c có ngụ đượ đư đ ọ ướ ọ độ đườ 2,85- 2,9%. ây bia c i u ch nh (phaỞ đ đượ đề ỉ
v i n c ã kh Oớ ướ đ ử
2
) t lo i bia theo yêu c u. Tr c khi qua h th ng l c bia ph i c làm l nh xu ng 0để đạ ạ ầ ướ ệ ố ọ ả đượ ạ ố
0
C gi mđể ả
s hao phí COự
2
.
Bia sau khi làm l nh c d n qua h th ng l c theo th t :ạ đượ ẫ ệ ố ọ ứ ự
L c ngọ ố : tr c khi cho bia ch y qua thi t b này các ng l c ã c t o m t l p áo b t b c bên ngoài. L p áoướ ả ế ị ố ọ đ đượ ạ ộ ớ ộ ọ ớ
này ch cho các d ch trong i qua và gi l i các c n thô. B t tr l c c s d ng là diatomit.ỉ ị đ ữ ạ ặ ộ ợ ọ đượ ử ụ
L c aọ đĩ : ây các a l c có ch a l p nh a PVPP, khi bia ch y qua l p nh a này s liên k t v i các h p ch tở đ đĩ ọ ứ ớ ự ả ớ ự ẽ ế ớ ợ ấ
polyphenol lo i b chúng, gi l i các c n nh và n m men còn sót l i. Giúp t ng th i gian b o qu n bia h n.để ạ ỏ ữ ạ ặ ỏ ấ ạ ă ờ ả ả ơ
L c tinhọ : l c tinh b ng thi t b l c ch . Bia c qua thi t b này gi l i nh ng c n li ti làm t ng ch t l ng c aọ ằ ế ị ọ ỉ đượ ế ị để ữ ạ ữ ặ ă ấ ượ ủ
bia, bia s trong và l p lánh h n. ây có b sung vicant, ây là ch t ch ng oxy hóaẽ ấ ơ Ở đ ổ đ ấ ố giúp b o qu n bia.ả ả
Bia sau l c c cho qua b n m bình n bia. Sau ó qua thi t b bão hòa COọ đượ ồ đệ để ổ đ ế ị
2 ,
l ng COượ
2
hòa tan là 5-6g/l.
Quá trình ph i tr n c th c hi n trong m t h th ng g m ng xo n ru t gà và ng có nhi u t m ng n, nhi t n cố ộ đượ ự ệ ộ ệ ố ồ ố ắ ộ ố ề ấ ă ệ độ ướ
ph i tr n là 1ố ộ
0
C, t l n c ph i tr n 12-13%. Sau khi ph i tr n thì bia c a vào tank tàng tr n nh nhi t tỉ ệ ướ ố ộ ố ộ đượ đư ữ để ổ đị ở ệ độ
<3
0
C, th i gian tàng tr không quá 48h. Sau ó bia c chuy n sang h th ng tank ch chi t (TBF).ờ ữ đ đượ ể ệ ố ờ ế

 Yêu c u bia sau l cầ ọ :
- Có màu vàng óng khi ánh sáng xuyên qua
- Bia ph i có b n caoả độ ề
- m b o ch t l ng ng nh t gi a các m l cĐả ả ấ ượ đồ ấ ữ ẽ ọ
- Ph i gi áp su t c a bia không i (0.8-1 bar)ả ữ ấ ủ đổ
- Không c oxy ti p xúc v i bia.đượ để ế ớ
2.6. H th ng CIP:ệ ố
− M c ích: v sinh h th ng các tank, ng ng, hàn nguyên b t tr l c.ụ đ ệ ệ ố đườ ố ộ ợ ọ
− Các hoá ch t s d ng: n c, HNOấ ử ụ ướ
3
1%, Soude, Oxonia.
− Có 3 ch ng trình CIP:ươ
 CIP nh k : s d ng hoá ch t n c,đị ỳ ử ụ ấ ướ soude, acid, oxonia.
 CIP I: S d ng n c, acid.oxonia.ử ụ ướ
 CIP II: S d ng n c,ử ụ ướ soude, oxonia.
− CIP I, II g i là CIP h ng ngày, trung bình 2 l n CIP h ng ngày s ti n hành CIP nh k .ọ ằ ầ ằ ẽ ế đị ỳ
− CIP các thi t b có trang b l p b o ôn thì ch dùng hoá ch t l nh, hóa ch t nóng ch dùng cho ng ng l c và hànế ị ị ớ ả ỉ ấ ạ ấ ỉ đườ ố ọ
nguyên nh a l c.ự ọ
2.7. Thiết bị chính trong lên men
2.7.1.Tank lên men
a. C u t oấ ạ
b. Nguyên t c ho t ngắ ạ độ
Quá trình lên men chính và ph th c hi n trong m t tank . Trên tank có 3 áo l nh. Áo l nh d i áy giúp quáụ ự ệ ộ ạ ạ ướ đ
trình t bào n m men l ng xu ng. Quá trình lên men có x y ra hi n t ng i l u.ế ấ ắ ố ả ệ ượ đố ư
D ch nha l nh sau khi c c p Oị ạ đượ ấ
2
và n m men theo ng ng d n vào tank lên men, d ch i t d i lên.ấ đườ ố ẫ ị đ ừ ướ
2.7.2. Thi t b l cế ị ọ : g m l c ng (l c thô), l c a, l c ch (l c tinh)ồ ọ ố ọ ọ đĩ ọ ỉ ọ
2.7.2.1. L c ng:ọ ố
a. C u t o:ấ ạ

Hình 3.7: C u t o h th ng l c ngấ ạ ệ ố ọ ố
b. Nguyên t c ho t ng:ắ ạ độ
Tr c khi l c, ti n hành ph b t diatomit trên b m t các ng l c (g m 85 ng) l c n m men còn sót trong bia.ướ ọ ế ủ ộ ề ặ ố ọ ồ ố để ọ ấ
B t diatomit g m 2 lo i có kích th c c a các h t khác nhauộ ồ ạ ướ ủ ạ : Hyflo Super Cel có kích th c h t nh m n c b sungướ ạ ỏ ị đượ ổ
ban u v i m t l ng r t ít t o thành m t l p màng m ng vàđầ ớ ộ ượ ấ ạ ộ ớ ỏ Standarn Super Cel có kích th c h t l n h n ( c bướ ạ ớ ơ đượ ổ
sung ch y u) t o áo trên các ng. Bia non c b m vào bên d i thi t b l c, i qua l p áo l c và i vào trong ng sauủ ế ạ ố đượ ơ ướ ế ị ọ đ ớ ọ đ ố
ó i lên phía trên r i c b m ra ngoài. đ đ ồ đượ ơ Sau khi l c xong thì b t c tháo b , v sinh thi t b l c m ti p theo.ọ ộ đượ ỏ ệ ế ị để ọ ẻ ế
2.7.2.2. L c a:ọ đĩ
a. C u t o:ấ ạ
Hình 3.8: C u t o h th ng l c aấ ạ ệ ố ọ đĩ
b. Nguyên t c ho t ngắ ạ độ :
B t PVPP (ộ polyvinylpropydol) c ng trong m t thùng có cánh khu y. Tr c khi l c ti n hành b m b t vàođượ đự ộ ấ ướ ọ ế ơ ộ
thi t b l c a g m 16 a. Khi t t c a các a ã ph m t l ng b t c n thi t m i ti n hành quá trình l c. PVPP có tácế ị ọ đĩ ồ đĩ ấ ủ đĩ đ ủ ộ ượ ộ ầ ế ớ ế ọ
d ng tách các h p ch t polyphenol gây v ng khó ch u ra kh i bia.ụ ợ ấ ị đắ ị ỏ L ng b t này sau khi l c c r a, tái sinh sượ ộ ọ đượ ử để ử
d ng cho m ti p theo.ụ ẻ ế
Bia sau l c ng c b m vào thi t b l c a t trên nh, bia i qua l p b t PVPP, sau ó i vào ng trung tâmọ ố đượ ơ ế ị ọ đĩ ừ đỉ đ ớ ộ đ đ ố
r i c a ra ngoài. Bia sau khi l c a c b m qua thi t b l c ch l c l n cu i.ồ đượ đư ọ đĩ đượ ơ ế ị ọ ỉ để ọ ầ ố
2.7.2.3.L c ch :ọ ỉ
a. C u t oấ ạ :
Hình 3.9: C u t o h th ng l c tinh (l c ch )ấ ạ ệ ố ọ ọ ỉ
b. Nguyên t c ho t ng:ắ ạ độ
Thi t b g m 15 ng ch , bia sau khi l c a c b m vào thi t b l c ch lo i b c n, các h t PVPP còn sót l iế ị ồ ố ỉ ọ đĩ đượ ơ ế ị ọ ỉ để ạ ỏ ặ ạ ạ
trong bia. Bia c b m t trên xu ng i qua b m t các ng ch , i vào trong ng r i i xu ng phía d i và c l y rađượ ơ ừ ố đ ề ặ ố ỉ đ ố ồ đ ố ướ đượ ấ
ngoài; c n bám trên b m t các ng ch . Vicant c b m cùng v i bia non vào thi t b l c. M c ích c a nó nh m nặ ề ặ ố ỉ đượ ơ ớ ế ị ọ ụ đ ủ ằ ổ
nh bia và t ng th i gian b o qu n. Sau l c xong thì tháo các ng ch em i v sinh còn bia sau l c c em i ph iđị ă ờ ả ả ọ ố ỉ đ đ ệ ọ đượ đ đ ố
tr n v i n c nh m t c n theo mong mu n.ộ ớ ướ ằ đạ độ ồ ố
2.7.3. Hệ thống cung cấp nước khử khí:
a. C u t oấ ạ
b. Nguyên t c ho t ng:ắ ạ độ
N c em i ph i tr n v i bia c n ph i m b o hàm l ng Oướ đ đ ố ộ ớ ầ ả đả ả ượ

2
trong n c <= 0,05mg/l,ướ do ó ph i lo i b Ođ ả ạ ỏ
2
ra
kh i n c b ng COỏ ướ ằ
2
. Hàm l ng COượ
2
hòa tan trong n c ph i: 5-6g/l.ướ ố
u tiên, n c c a qua thi t b gia nhi t 2 c p un nóng lên 72Đầ ướ đượ đư ế ị ệ ấ để đ
0
C r i cho vào tháp u i khí Oồ đ ổ
2
t trênừ
nh tháp; s c khí COđỉ ụ
2
vào tháp t d i áy u i Oừ ướ đ để đ ổ
2
ra kh i n c. Khi th y hàm l ng Oỏ ướ ấ ượ
2
trong n c t yêu c u thìướ đạ ầ
m van tháo n c t tháp cho vào l i thi t b gia nhi t un nóng m t ph n n c m i a vào nh v y s ti t ki mở ướ ừ ạ ế ị ệ để đ ộ ầ ướ ớ đư ư ậ ẽ ế ệ
m t ph n n ng l ng. Sau ó, a n c kh khí i làm ngu i xu ng 1-2ộ ầ ă ượ đ đư ướ ử đ ộ ố
0
C b ng glycol r i em ph i tr n v i bia sau l c.ằ ồ đ ố ộ ớ ọ
2.7.4. Hệ thống phối trộn:
a. C u t o:ấ ạ
b. Nguyên t c ho t ng:ắ ạ độ
Bia sau khi l c xong cùng v i n c kh khí i vào ng có nhi u t m ng n ti n hành ph i tr n và sau ó vàoọ ớ ướ ử đ ố ề ấ ă để ế ố ộ đ
ng xo n ru t gà kéo dài th i gian ph i tr n. Bia và n c qua ng xo n ru t gà c o các ch s : c n, hòaố ắ ộ để ờ ố ộ ướ ố ắ ộ đượ đ ỉ ố độ ồ độ

tan nguyên th y, hàm l ng COủ ượ
2
. Trong quá trình ph i tr n có b sung COố ộ ổ
2
vào bia. Sau khi ph i tr n xong bia có c nố ộ độ ồ
là 4,3
0
và c a vào tank tàng tr n nh bia.đượ đư ữ đểổ đị
Chú thích: 1. u dò báo y biaĐầ đầ
2. u dò báo h t biaĐầ ế
3. Áo l nhạ
b. Nguyên t c ho t ng:ắ ạ độ
Cho CO
2
vào tank tàng tr t o áp l c p=1bar cân b ng áp l c nh m a bia sau khi ph i tr n vào tank. Trênữ ạ ự để ằ ự ằ đư ố ộ
thân có g n 2 áo l nh tàng tr bia nhi t t <3ắ ạ để ữ ở ệ độ
0
C b ng glycol ; th i gian tàng tr không quá 2 ngày. Sau ó biaằ ờ ữ đ
c chuy n qua khu chi t rót.đượ ể ế
2.7.6. Thi t b l c ép khung b n:ế ị ọ ả
Chú thích: 1- khung
2- b nả
3- lỗ
4- giá đỡ
5- ng d ch vàođườ ị
6- ng d ch rađườ ị
7- khí nén
8- máng ch a bãứ
Nguyên t c ho t ngắ ạ độ :
Thi t b g m các khung và b n n i v i nhau, trên các b n có ph 2 t m l i l c, 1 l p cao su và có 4 l thông v iế ị ồ ả ố ớ ả ủ ấ ướ ọ ớ ỗ ớ

nhau t o thành 4 ng ng; khi d ch ng ch y vào theo ng (5) và i vào các t m l i l c s ti n hành quá trìnhạ đườ ố ị đườ ạ đườ đ ấ ướ ọ ẽ ế
l c; bã c gi trên b m t các b n còn d ch trong i ra theo ng (6) r i c a vào n i trung gian. L p bã có hútọ đượ ữ ề ặ ả ị đ đườ ồ đượ đư ồ ớ
m t l ng d ch ng nên ti n hành th i khí nén vào l p cao su gi a các b n, l p cao su ph ng lên s ép bã vào v iộ ượ ị đườ ế ổ ớ ữ ả ớ ồ ẽ ớ
nhau và d ch ng trong bã s ch y ra. Sau quá trình l c, trong bã còn ch a nhi u ch t hòa tan c n thi t nên dùngị đườ ẽ ả ọ ứ ề ấ ầ ế
n c nóng 75-78ướ
0
C r a bã nh m thu h i các ch t còn sót trong bã, r a bã cho n khi n ng n c r a bã t 1%để ử ằ ồ ấ ử đế ồ độ ướ ử đạ
thì d ng l i . K t thúc quá trình l c, cho các b n d ch ra xa nhau m t kho ng tháo bã và thi t b c ng c v sinhừ ạ ế ọ ả ị ộ ả để ế ị ũ đượ ệ
nh n i n u chu n b cho m l c ti p theo.ư ở ồ ấ để ẩ ị ẻ ọ ế
- u i m: + Tách ki t d ch ng ra kh i bãƯ đ ể ệ ị đườ ỏ
+ N ng su t l nă ấ ớ
+ Chu kì ng nắ
- Nh c i m: + Lao ng tay chân nhi u trong khi l p, tháo máy, tháo bãượ đ ể độ ề ắ
+ L ng nguyên li u dùng cho m n u ph i l n m i l c c…ượ ệ ẻ ấ ả đủ ớ ớ ọ đượ
+ Nh ng ch t hòa tan không c n thi t hòa l n vào d ch ng.ữ ấ ầ ế ẫ ị đườ