Luận văn: Thiết kế phân xưởng nấu bia có năng xuất 8 triệu lít/năm docx

Luận văn
Thiết kế phân xưởng nấu
bia có năng xuất 8 triệu
lít/năm

1


PHẦN MỞ ĐẦU.
Bia là một loại nước giải khát có từ lâu đời và được nhân dân trên thế
giới rất ưa chuộng. Bia được chế biến từ hai loại nguyên liệu chính là Malt
và hoa Hublon. Bia là loại đồ uống có nhiều bọt mịn, có vị đắng dễ chịu và
nồng độ cồn thấp. Hàm lượng các chất hoà tan trong Bia không nhiều chỉ
khoảng 5 - 10% tuỳ theo loại Bia, nhưng hầu hết các chất hoà tan này khi
vào trong cơ thể thì đều được cơ thể con người hấp thụ rất tốt và Bia cũng
cung cấp nhiệt lượng tương đối lớn.
Ngồi ra Bia cịn chứa một lượng nhỏ các chất kích thích, làm
tăng cường sự tiêu hố thức ăn của dạ dầy. Trong Bia cũng chứa nhiều loại
Vitamin khác nhau (tuy hàm lượng các Vitamin này không nhiều) tiêu biểu
như VitaminB1, VitaminB2, VitaminB6 và các Vitamin khác.
Nước ta là một nước thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nên nhu cầu về
nước giải khát rất cao.
Tuy nhiên, do nền kinh tế của nước ta còn chậm phát triển, đời
sống của người dân chưa cao cho nên việc lắp đặt những nhà máy có quy,
có năng suất lớn ở các địa phương là một điều chưa hợp lý, trong khi đó
việc xây dựng các cơ sở sản xuất Bia có quy mơ vừa và nhỏ tại các địa
phương là một việc rất cần thiết.
Bởi vì nó sẽ đáp ứng nhu cầu cấp thiết của bà con của nông dân.
Đồng thời sẽ hạn chế được việc nhập khẩu một số mặt hàng như Bia chai,
Bia lon có giá thành cao vào thị trường Việt Nam.
Ngồi ra cịn tạo ra cơng ăn việc làm giải quyết được rất nhiều lao

động nông thơn góp phần vào cơng cuộc cơng nghiệp hố hiện đại hoá đất
nước theo đúng chủ chương mà ĐẠI HỘI IX của Đảng và Nhà Nước ta
đang tích cực hoạt động.
Từ những lợi ích trên mà em được giao nhiệm vụ:

" Thiết kế phân xưởng nấu bia có năng xuất 8 triệu lít/năm "
Với 100% là Bia hơi và có sử dụng nguyên liệu gạo làm nguyên liệu
thay thế.

2


PHẦN II
LẬP LUẬN KINH TẾ
CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG THÀNH PHỐ THÁI BÌNH.
1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ.

Thái bình là một tỉnh nằm bên bờ biển đông, thuộc Đồng Bằng châu
thổ Sơng Hồng.
Thái bình cách Thủ Đơ Hà Nội 110 km.
Thái bình cách Thành Phố Hải Phịng 70 km.
Thái bình cách Thành Phố Nam Định 18 km.
Giáp danh biên giới với các tỉnh và thành phố:
Phía Bắc: HẢI DƯƠNG, HƯNG YÊN, THÀNH PHỐ HẢI PHỊNG.
Phía Nam: NAM ĐỊNH.
Phía Tây: HÀ NAM.
Phía Đông: VỊNH BẮC BỘ.
20 017 " - 22 0 44 " Vĩ Độ Bắc.

Toạ Độ Địa Lý:

106 006 " - 106 039" Kinh Đơng.
Diện tích:

1.543 km2.

Dân số:

1.814 nghìn người.

Mật độ trung bình:

1.176 người/ km2.

Thái Bình về đơn vị hành chính gồm có:
Thành Phố Thái Bình.
Huyện Quỳnh Phụ.
Huyện Đơng Hưng.
Huyện Hưng Hà.
3


Huyện Thái Thuỵ.
Huiyện Kiến xương.
Huyện Tiền Hải.
Huyện Vũ Thư.
Bảng tổng quan về dân số và diện tích của các đơn vị hành chính.
Đơn vị

Diện tích

Dân số

Mật độ trungbình

hành chính

( km2)

( người )

(người/ km 2)

43,30

132.561

3.061

Quỳnh Phụ

207,34

243.165

1.173

Hưng Hà

200,33

248.310

1.240

Thái Thuỵ

256,83

263.403

1.026

Đông Hưng

198,35

252.822

1.275

Vũ Thư

198,43

227.058

1.144

Kiến Xương

213,08

237.818

1.116

Tiền Hải

225,85

209.348

927

Thành Phố Thái
Bình

.2 GIAO THƠNG.

Hệ thống giao thơng chính:
Đường bộ: Bao gồm các đường quốc lộ 10, quốc lộ 39, quốc lộ 39B,
quốc lô. 223 và các trục đường giao thông liên huyện liên xã rất rộng và
đẹp.
Đường thuỷ: Bao gồm hệ thống các con sông như Sông Hồng, Sông
Luộc, Sơng Trà Lý và Sơng Hố.

4

Các con sơng đều có các cầu lớn như Cầu Tân Đệ, Cầu Thái Bình,
Cầu Trà Lý và Cầu Triều Dương.
Do vậy mà hệ thống giao thơng của Thái Bình gặp rất nhiều thuận lợi.
3 NGUỒN CUNG CẤP NGUYÊN LIỆU.

Nguyên lệu để sản xuất bia:
Malt nhập từ nước ngoài bằng đường bộ hay có thể nhập Malt từ nhà
máy sản xuất Malt Băc Ninh bằng đường sông.
Gạo là nguyên liệu sãn có tại địa phương.
4 NGUỒN CUNG CẤP NHÂN LỰC.

Nguồn nhân lực của Thái Bình rất dồi dào và có chất lượng rất cao.
Với dân số 1814000 người tỷ lệ lao động có trình độ phổ thơng trung học
trở lên là 15,8%.
Bản chất lao động cần cù chăm chỉ điều này rất có ý nghĩa trong lao
động và sản xuất.
5 KẾT CẤU HẠ TẦNG XÂTY DỰNG.

Kết cấu hạ tầng xây dựng địa chấn ổn định, mặt bằng xây dựng thì
rộng lớn, nguyên liệu dùng trong xây dựng được phục vụ tai chỗ.
6 NGUỒN CẤP THOÁT NƯỚC.

Nguồn nước nhà máy sản xuất bia có thể sử dụng là nguồn nước máy
thành phố và nguồn nước nguồn có chất lượng rất tốt hồn tồn có khả
năng đáp ứng được các tiêu chuẩn về độ đảm bảo vệ sinh an toàn thực
phẩm.

5

PHẦN III
CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ.
III.1 GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA:

1> Nguyên liệu Malt:

a> Thành phần hoá học:
Nguyên liệu dùng để sản xuất Malt là hạt đại mạch. Thành phần hoá
học của hạt đại mạch rất phức tạp nó phụ thuộc vào các yếu tố như giống,
đất đai và diều kiện khí hậu nơi trồng. Nhìn chung thành phần hố học của
hạt đại mạch như sau.

* Nước:
Nước hay cịn được gọi là độ ẩm có trong hạt đại mạch.Độ ảm của hạt
đại mạch có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình nẩy mầm, quá trình bảo quản
và q trình sản xuất Malt. Nếu hạt có độ ẩm q cao thì hạt sẽ hơ hấp
mạnh, khối hạt rất dễ tự bốc nóng làm cho các chất dinh dưỡng có trong hạt
sẽ giảm nhanh trong q trình bảo quản ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng
của Malt. Mặt khác độ ẩm của hạt cao còn tạo điều kiện cho nấm mốc và vi
sinh vật phát triển phá hỏng khối hạt. Ngược lại nếu độ ẩm của hạt q nhỏ
thì cơng việc bảo quản sẽ gặp nhiều thuận lợi hơn nhưng lại làm hạn chế
khả năng nảy mầm của hạt cũng sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình sản
xuất Malt. Từ đó mà người ta phân loại hạt đại mạch ra làm các dạng sau:
Loại khô:

W < 14%.

Loại hạt trung bình:

W < 14 - 15,5%.

Loại ẩm:

W < 15,5 - 17%.

Loại ướt:

W > 17%.

6


* Gluxit:
Trong hạt đại mạch, Gluxit là thành phần quan trọng nhất mà quan
trọng hơn cả là tinh bột, nó chiếm khoảng 55 - 65% so với tổng chất khô có
trong nguyên liệu. Trong hạt đại mạch tinh bột được coi là chất dự trữ năng
lượng của cơ thể, chúng nằm trong phần nội nhũ bên trong của hạt. Tinh
bột của hạt đại mạch khơng hồ tan trong nước nhưng nó hút nước trương
nở ở nhiệt độ thường và bị hồ hố ở nhiệt độ cao. Tính chất hồ hố của
tinh bột có ý nghĩa lớn trong q trình sản xuất bia vì tinh bột đã được hồ
hố thì q trình đường hố sẽ được tiến hành nhanh và triệt để hơn. Nhiệt
độ hồ hoá của các loại tinh bột khác nhau thì khác nhau, nhiệt độ hồ hố
của tinh bột đại mạch và ngô là: 80 0C. Nhiệt độ hồ hố của tinh bột gạo là:
85 0C, cịn của khoai tây là: 650C. Về cấu trúc của hạt tinh bột đại mạch
bao gồm Amilo và Amilo Pectin, trong đó Amilo chiếm 17 - 24% trọng
lượng hạt tinh bột còn Amilo Pectin là 76 - 83%.
Ngoài tinh bột trong thành phần Gluxit cịn có Xenluloza, Hemi
Xenluloza, Pentoza, Maltoza và các Glucozit, nhưng với hàm lượng nhỏ
và hầu như khơng có giá trị trong qúa trình sản xuất bia.
Trong hạt đại mạch cịn chứa 1,8% ( so với lượng chất khơ ) đường

Mono Saccarit và Di Saccarit, tuy chúng có hàm lượng nhỏ nhưng có tác
dụng rất lớn trong q trình sống và phát triển của mầm.

* Các hợp chất có chứa Nitơ:
Các hợp chất Nitơ của đại mạch quan trọng nhất là Protit, hàm lượng
của nó khơng cao nhưng nó liên quan mật thiết đến chất lượng của bia.
Ngay từ giai đoạn đầu của quá trình sản xuất bia, Protit ảnh hưởng rất lớn
đến sự nảy mầm và phát triển của mầm đại mạch. Trong q trình nấu bía
Protit bị thuỷ phân thàmh Axit Amin, một phần các Axit Amin này tác
dụng với đường khử để tạo thành Mela Noitdin. Các chất này làm cho bia
7


có thêm hương thơm vị ngọt. Ngồi ra trong q trình sản xuất bia Protit
cịn tham gia vào qúa trình tạo bọt và giữ bọt cho bia. Hàm lượng chung về
các hợp chất Nitơ trong đại mạch là: 10 -12%.

* Các chất béo:
Các chất béo trong hạt đại mạch chủ yếu là Este của Glyxerin và các
axit béo bậc cao. Các chất béo này thường ở dạng dầu sánh có màu vàng
thẫm và có mùi thơm dịu. Hàm lượng các chất béo trong hạt đại mạch vào
khoảng 2,5 - 3%.

* Các chất khoáng:
Đa số các chất khoáng trong hạt đại mạch nằm ở dạng liên kết của các
hợp chất hữu cơ ( có tới 80% ) chỉ cịn lại một lượng rất nhỏ các chất
khống ở dạng các muối vơ cơ. trong thành phần các chất khoáng của hạt
đại mạch một số chất khống có hàm lượng đáng kể là: Natri, Kali, Silic và
PhotPho....

* Các enzyme:
Trong q trình chín sự hoạt động của các enzyme trong hạt đại mạch
giảm dần và đến khi hạt chín hồn tồn thì sự hoạt động của các enzyme
giảm xuống tới mức tối thiểu. Nhưng đến khi ngâm và nảy mầm do có điều
kiện thích hợp, các enzyme này lại hoạt động trở lại. Mặt khác trong quá
trình nảy mầm nột số enzyme cũng được hình thành trong hạt đại mạch.
Nhìn chung các enzyme trong hạt đại mạch được chia thành hai nhóm là:
Nhóm enzyme Thuỷ Phân và nhóm enzyme Oxy Hố Khử.
+ Nhóm

enzyme thuỷ phân:

Trong malt đại mạch có các enzyme thuỷ phân chính sau:
ỏ - Amilaza, õ - Amilaza, Sitaza, Proteaza, Lipaza, Phophattaza.
- ỏ - Amilaza:

8


Hoạt động được hình thành trong quá trình nảy mầm của hạt đại
mạch. Tác dụng chính của enzyme này là phân cắt mạch tinh bột thành các
Dextrin. điều kiện thích hợp để enzyme này hoạt động là: t0 = 70 0C, pH =
5,6 - 5,8 .
- õ - Amilaza:
Có sẵn trong hạt đại mạch nhưng thời kì nảy mầm độ hoạt động của
nó tăng lên nhiều lần. Nhưng tác động chính của enzyme này là phân cắt
mạch tinh bột để tạo thành Maltoza. Điều kiện thích hợp để enzyme này
hoạt động là: t 0 =55 0C, pH = 4,6 - 5,4.
- Proteaza:
Enzyme này có sẳn trong hạt đại mạch nhưng trong q trình nảy

mầm độ hoạt động của nó được tăng lên rất nhiều lần ( khoảng 3 lần ).
Enzyme này có vai trị quan trọng trong q trình sản xuất malt và
bia. Độ hoạt động của enzyme này thích hợp ở t0 = 500C, pH = 4,8 - 5,3.
- Lipaza:
Enzyme này cũng hoạt động mạnh khi hạt nảy mầm nhưng trong quá
trình sấy malt enzyme này hầu như bi phá huỷ.

+ Nhóm enzyme Oxy hố khử:

Các enzyme này tham gia vào các quá trình trao đổi năng lượng của
các tế bào sống. Enzyme này có vai trị quan trọng trong quá trình sản xuất
malt, khi tiến hành sấy malt, thì hoạt tính của enzyne này hầu như bị phá
huỷ.

b > Chỉ tiêu đánh giá chất lượng malt đại mạch:
+ Chỉ tiêu cảm quan:

9


- Malt màu vàng rơm sáng.
- Mùi tự nhiên đặc trưng.
- Vị ngọt dịu, nhẹ.
- Không lẫn tạp chất.

+ Chỉ tiêu hoá lý:
- Tỷ trọng:

30 - 38 gam/1000 hạt.

- Độ ẩm:

≤ 7%.

- Dung trọng của hạt: 500 - 580 gam/ lít hạt.
- Kích thước hạt:

d = 2,5 - 2,8 mm.

+ Chỉ tiêu hố học:

- Độ hồ tan:

65 - 82% theo hàm lượng chất khô.

- PH dịch triết:

5,8 - 5,9.

+ Thành phần các chất tính theo % chất khơ:
50 - 65%.

- Tinh bột:
- Xenlulo:

4 - 6%.

- Saccaro:

3 - 5%.

- Đường khử:

2 - 4%.

- Pentoza:

7 - 10%.

- Protit:

7 - 12%.

- Chất béo:

2 -3%.

- Chất tro:

2 - 3%.

10


2 > Hoa hublon:
a > Thành phần hoá học của hoa hublon:
Hoa hublon có hai loại: hoa đực và hoa cái.
Trong kỹ thuật sản xuất bia người ta chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ
phấn vì những hạt phấn của hoa này chứa rất nhiều chất đắng và chất thơm
của hoa Hublon. Hoa đực khơng được sử dụng vì nó bé và chứa rất ít lượng

Lupulin. Hiện nay có tới trên 100 giống hoa Hublon khác nhau được trồng
ở nhiều nước trên thế giới. Những nước trồng nhiều hoa Hublon là Tiệp
Khắc, Đức, Liên Xô, Mỹ, Pháp, Trung Quốc...

* Các chất đắng:
Đây là phần có giá trị và quan trọng nhât của hoa Hublon, nó làm cho
bia có vị đắng đặc biệt, ngồi ra nó cịn tham gia vào sự tạo bọt và giúp cho
bia được bảo quản lâu dài. Các chất đắng của hoa Hublon bao gồm ỏ - axit
đắng, õ - axit đắng và nhựa đắng.
+ ỏ - axit đắng ( cịn gọi là Lupulin) là chất có vị đắng mạnh và có độ
hoạt động bề mặt lớn. Trong quá trình sản xuất bia Lupulin là chất tạo bọt
tốt và có khả năng kháng sinh mạnh chính vì vậy Lupulin là phần có giá trị
nhất trong hoa Hublon.
- Công thức nguyên của ỏ axit đắng là: C21H30O5.
õ - axit đắng ( cịn gọi là Lupulin) có vị đắng yếu hơn nhưng lại có
tính kháng sinh mạnh hơn và có độ hoạt động bề mặt hay khả năng tạo bọt
cũng yếu hơn.
- Công thức nguyên của õ - axit đắng là: C26H38O4.
+ Nhựa đắng là sản phẩm trùng hợp Polime hoá, Este hoá và Oxy hoá
của các axit đắng. Thơng thường trong hoa có khoảng 1 - 2% nhựa đắng
tương đương với 12% lượng chất đắng chung nêú đại lượng này tăng lên

11


đến 15% thì có thể do q trình thu hoặch hoặc sấy khơng đúng kỹ thuật
cịn nếu vượt q 20% thì hoa đã bị hỏng.
+ Chất chát (Tanin) chất chát trong hoa Hublon có ảnh hưởng rất lớn
tới chất lượng bia thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia Tanin có thể
tác dụng với Protit tạo thành hợp chất muối Tanat Protoin khơng tan. Điều

này có tác dụng tránh cho bia bị đục nếu trong bia có hàm lượng Protit lớn,
đồng thời nếu hàm lượng Tanin vừa phải nó chỉ làm kết tủa các Protit kém
bền vững nên nó làm tăng tính bền vững keo Protit của dung dịch. Ngược
lại nếu hàm lượng Tanin quá cao thì làm cho Protit khó kết tủa cũng bị kết
tủa do đó làm giảm khả năng tạo bọt của bia. Ngoài ra nếu hàm lượng
Tanin vừa phải cịn làm cho bia có vị chát nhẹ dễ chịu.
- Công thức phân tử của Tanin là: C25H 24O13.
+ Tinh dầu:
Tinh dầu hoa Hublon ở dạng lỏng có màu vàng sánh và có mùi thơm
mạnh. Trong thành phần tinh dầu có tới 103 chất khác nhau, chúng ở các
dạng chính sau: Terpen, Rượu, Aldehit, Xeton, Ete và Axit. Ngồi tinh dầu
mùi thơm của bia cịn do sự biến đổi của các chất đắng ( nhất là do axit
đắng ) gây nên.

b > Đánh giá chất lượng hoa Hublon:
Dựa theo những nhận xét về cảm quan và một số thành phần chính
người ta chia hoa Hublon ra một số loại sau:
+ Loại 1:
Hoa có màu vàng đến màu vàng óng những cánh hoa toả đều khơng
bị rách và khơng sâu bệnh các hạt Lupulin phải có màu vàng hay màu vàng
óng, có mùi thơm đặc trưng và dễ chịu.

Hàm lượng các chất tính theo chất khơ như sau:
- Tạp chất :
12

1,75%.


- Chất đắng: ≥ 15%.

- Lượng tro: ≤ 10%.
+ Loại 2:
Hoa có màu vàng lục và có những chấm đỏ trên cánh hoa cho phép
một số cánh hoa bị rách đến 1,5 cm và số hoa bị sâu bệnh không quá 1%.
Màu của các hạt Lupulin vàng hay vàng sẫm có mùi thơm đặc trưng.

Hàm lượng các chất tính theo chất khô như sau:
- Tạp chất:

< 3%.

- Chất đắng: ≥ 12%.
- Chất tro:

≤ 11%.

+ Loại 3:
Hoa có màu xanh vàng đến vàng, trên cánh hoa có nhiều vết đỏ và bị
rách nhiều. Số hoa bị bệnh không quá 5 %, hạt Hupulin có màu vàng sẫm
có mùi đặc trưng nhưng hơi nồng.

Hàm lượng các chất tính theo chất khơ như sau:
- Tạp chất:

< 9%.

- Chất đắng: ≥ 10%.
- Chất tro:

≤ 12%.

* Thành phần:
+ Nước:

10 - 11%.

+ Các chất nhựa đắng:

15 - 21%.

+ Xenluloza:

40 - 50%.

+ Các chất chứa Nitơ:

15 -17%.

+ Tinh dầu thơm:

0,5 - 5%.

+ Các chất tro:
13

5 - 8%.


+ Poliphenol:

2 - 5%.

+ Các chất triết không chứa Nitơ: 27%.
Hiện nay người ta thường sử dụng hoa Hublon dạng viên, dạng cao
hoa và dạng cánh để nấu bia.
Lượng hoa dùng để nấu cho sản phẩm là bia hơi là 2g hoa cánh/1 lit
bia hơi và thông thường tỷ lệ hoa Hublon sử dụng như sau:
Cao hoa :

30%.

Hoa viên:

65%.

Hoa cánh:

5%.

Tỷ lệ quy đổi như sau:
1 kg cao hoa = 6 kg hoa cánh.
1 kg hoa viên = 1,4 kg hoa cánh.

3 > Nước dùng trong sản xuất bia:
Trong quá trình sản xuất bia nước cần rất nhiều kể từ khi ngâm đại
mạch cho đến khi tạo được bia thành phẩm. Trong mỗi cơng đoạn của q
trình sản xuất u cầu về nước là khác nhau:

a > Nước dùng để ngâm đại mạch:
Nước dùng để ngâm đại mạch yêu cầu không chứa nhiều tạp chất hữu

cơ và vi sinh vật, vì khi trong nước có lẫn các tạp chất này thì sẽ ảnh hưởng
rất lớn đến sự nảy mầm của hạt đại mạch. Các chất khống có trong nước
cũng có ảnh hưởng rất lớn đến sự nảy mầm của hạt. Đặc biệt là các muối
Cacbonat và Di Cacbonat vừa có tác dụng hồ tan chất đắng có trong vỏ
trấu của hạt đại mạch, vừa có tác dụng làm tăng chất lượng của malt. Đồng
thời cịn có tác dụng làm giảm nồng độ axit của môi trường làm ảnh hưởng
xấu tới quá trình nảy mầm của hạt đại mạch. Cho nên việc chọn một loại
nước sạch thích hợp hồn tồn cho q trình ngâm hạt đại mạch là rất khó
thực hiện được. Song qua thực tế đã cho thấy rằng: Để ngâm đại mạch cần
14


phải dùng nước mềm vơi môi trường axit yếu PH = 6 - 7. Riêng quá trình
rửa hạt nên dùng nước có độ cứng tạm thời. Nếu nước có nhiều ion Fe và
Mg thì nên loại bớt trước khi ngâm vì nó gây ảnh hưởng xấu đến sự nảy
mầm của hạt.

15


b> Nước dùng để nấu dịch malt:
+ Để quá trình nấu dịch malt được thực hiện tốt yêu cầu nước nấu dịch
malt phải có mơi trường axit yếu. Vì vậy các muối Cacbonat và Di
Cacbonátc ảnh xấu tới quá trình nấu dịch malt vì nó làm giảm nồng độ axit
của dung dịch. Ngược lại muối Canxi Sunfat và Magie Sunfat thì sẽ có các
phản ứng diễn ra làm giảm hiệu suất của q trình đường hố:
2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 = CaHPO4 + K2HPO4 + 2CO2 + 2H2O
2KH2PO4 +

Na2CO3

= Na2HPO4 + K2HPO4 + CO2 +

H2O

Vì K 2HPO 4 và Na2HPO4 có tính kiềm nên khi có mặt của Canxi
Sunfat và Magie Sunfat thì tạo ra các muối kết tủa. Ngồi ra cịn tạo ra
muối KH 2PO4 làm cho dịch ngâm trở thành mơi trường có tính axit mạnh
hơn.
4K2HPO 4 + 3CaSO4

=

Ca3(PO4)2 + 2KH2PO 4 + 3K2SO4

4K2HPO 4 + 3MgSO4 =

Mg3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 3K 2SO4

+ Các muối Clo và Nitrat của Canxi và Magie cũng có tác dụng làm
giảm độ kiềm của dịch nấu tương tự như muối Sunfat của Canxi và Magie.
Nên ta có phương trình phản ứng như sau:
2KH 2PO4 + CaCl2

= CaHPO4 + K 2HPO 4 + 2KCl

2KH 2PO4 + MgCl2

= MgHPO4 + K2HPO4 + 2KCl

2KH 2PO4 +

= Na2HPO4 + K2HPO4 + 2KCl

NaCL

Vì K 2HPO 4 và Na2HPO4 có tính kiềm nên khi có mặt của Canxi
Nitrat và Magie Nitrat tạo ra các muối kết tủa và làm cho dịch nấu trở
thành mơi trường có tính axit mạnh hơn ( Do muối KH2PO4 có tính axit
yếu).
4K 2HPO4 + 3Ca(NO3)2

= Ca3(PO4)2

+ 2KH2PO4 + 6 KNO3

4K 2HPO4 + 3Mg(NO3)2 = Mg3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 6KNO 3
16


Vì vậy các muối Clo, Sunfat, Nitrat của Canxi và Magie có tác dụng
tốt đối với q trình nấu dịch đường.
Nhưng nếu hàm lượng các muối này quá lớn cũng ảnh hưởng có
khơng tốt tới chất lượng của bia, vì muối K2SO 4 và MgSO4có vị đắng nên
sẽ làm giảm chất lượng của bia.

c> Nước dùng để rửa men và thiết bị:
Cũng như nước dùng để ngâm malt đại mạch nước dùng để rửa men
và thiết bị không được chứa nhiều hợp chất hữu cơ và vi sinh vật. Đặc biệt
các vi sinh vật ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sản xuất bia. Đồng thời

trong nước dùng để rửa men và thiết bị không được chứa NH3 và muối
Nitrit . Tốt nhất nên dùng nước mềm đến độ cứng trung bình.

d> Các chỉ tiêu chung đối với nước dùng để sản xuất bia:
Nước dùng để sản xuất bia tốt nhất là dùng nước mềm trung bình:
* Hàm lượng các ion như sau:
+ Hàm lượng ion [CO 32 -] :
+ Hàm lượng ion [Cl -] :

≤ 50 mg/lít.
75 - 150 mg/lít.

+ Hàm lượng ion [Mg2+] :

≤ 50 mg/lít.

+ Hàm lượng ion [Fe2+] :

< 0,3 mg/lít.

+ Hàm lượng muối CaSO 4 :

130 - 200 mg/lít.

+ Hàm lượng NH3 và NO2- :

khơng có.

+ Hàm lượng Vi sinh vật tổng số: < 100 con/ml.
+ Khơng có trực khuẩn Coli.

4 > Ngun liệu gạo:
* Mục đích:

17


+ Sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế để làm giảm giá thành sản
phẩm.
+ Nhằm thoả mãn sở thích của người Việt Nam quen dùng rượu có độ
cồn cao.
+ Tận dụng được một lượng malt đáng kể, bởi vì hàm lượng chất triết
từ gạo cao hơn rất nhiều so với lượng chất triết từ malt.
+ Ngồi ra nó cịn có một ý nghĩa rất lớn đó là tiêu thụ được sản
phẩm của nghành nông nghiệp.

* Chỉ tiêu chất lượng của gạo:
+ Màu trắng, không chứa vỏ trấu, cám, tạp chất như ngô, sỏi, đá và
các tạp chất khác.
+ Không có mùi hơi, khét.
+ Độ ẩm:

w < 14%.

+ Chất khơ hồ tan ( trong tổng chất khơ của gạo):

93 - 95%.

+ Hàm lượng chất béo:

0,5 - 0,7%.

5 > Các chế phẩm enzyme:
a > Chế phẩm enzyme Tenmamyl 120 l:
Đây là chế phẩm enzyme triết suất từ vi khuẩn Bacillus Licheniformic
được dùng phổ biến trong các nhà máy sản xuất rượu cồn từ tinh bột và nhà
máy sản xuất bia.
Nó có khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn các chế phẩm enzyme
amilaza triêt suất từ nấm men và nấm mốc, nhiệt độ tối ưu là: t0 = 90 95 0C, PH = 5,8 - 6,2.
Điều này rất thuận lợi cho q trình dịch hố tinh bột gạo vì nhiệt độ
hồ hoá tinh bột gạo là 86 0C.
18


Hàm lượng sử dụng: 0,1% so với lượng nguyên liệu thay thế.
Mục đích của việc sử dụng chế phẩm enzyme là:
+ Tăng hiệu suất thu hồi chất hoà tan.
+ Tăng tỷ lệ nguyên liệu thay thế.
+ Làm giảm giá thành cho bia thành phẩm.
b> Các chế phẩm enzyme Cereflo.
Đây là tên thương mại của enzyme - Glucozenaza, có điều kiện hoạt
động tối ưu ở nhiệt độ t0 = 52- 55 0C, PH = 5,5 - 6,0. Có tác dụng làm giảm
độ nhớt dịch đường, tăng cường hiệu suất lọc, tăng khả năng trích ly các
chất vào trong dịch đường. Vì vậy cần đưa ngay chế phẩm enzyme này vào
đầu quá trình đường hố. Nồng độ thay thế là 0.06% so với lượng nguyên
liệu thay thế.
c> Các chế phẩm enzyme Fungamyl:
Đây là enzyme 1, 4 ỏ - D - Glucan Gluco Hyđrolaza, sản phẩm thuỷ
phân chủ yếu là đường Maltoza. Đường Maltoza sẽ có tác dụng làm tăng
khả năng lên men của dịch đường từ 2 - 5%.

Đồng thời, nó cịn hỗ trợ đắc lực cho enzyme Termamyl 120l trong
vai trò đường hoá tinh bột đã dịch hoá, nhất là khi tỷ lệ nguyên liệu thay
thế lớn.

6> Các nguyên liệu khác:
+ Axit H2SO4 dùng để điều chỉnh PH của dịch đường hoá dến PH =
5,3 - 5,5 khi đường hoá.
+ Các hoá chất vệ sinh tẩy rửa thiết bị như: Tank lên men, nồi hồ hoá,
nồi đường hoá, hệ thống đường ống, thiết bị lọc, thiết bị lắng, thùng tạm
chứa, hệ thống triết bock, bock. Như là axit Nitric ( HNO3), NaOH, nước
vô trùng, nước P3 chứa trong các thùng CIP.
19


+ Bột trợ lọc Diatomit.
+ Nấm men Saccaromyces Calsbergersis dược ni cấy và nhân giống
trong q trình lên men.
+ Khơng khí sạch dùng cho q trình lên men sơ bộ. Khơng khí này
phải đảm bảo các chỉ tiêu như sau:
- Khơng lẫn tinh dầu:
- Khơng có lẫn bụi, đất cát.
- Khơng có lẫn các loại vi sinh vật gây hại cho bia và sức khoẻ con
người.
+ Khí CO2 thu được từ quá trình lên men sẽ được lọc và làm sạch sau
đó được đưa vào máy nén, nén vào các bình chứa để sau khi quá trình lên
men kết thúc bão hoà CO2 cho bia thành phẩm.

20

III. 2. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT:

Malt

5%
Enzym
Nghiền

Nghiền

Đường
Hố

Nấu

Hoa

Nấu

Rửa

Lắng

Làm

Dịch
Lên
Men

III. 3. THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT:

1. Nghiền malt:
21


a > Mục đích:
- Phá vỡ cấu trúc tế bào của nguyên liệu.
- Làm tăng bề mặt tiếp xúc cũng như là diện tích tiếp xúc giữa cơ chất
và enzyme trong quá trình thuỷ phân tinh bột.
- Tăng hiệu suất hoạt động của các enzyme Amilaza, Proteaza, Lipaza.
- Quan trọng hơn cả là tạo điều kiện cho q trình trích ly các chất như
đường, axit amin, chất tạo màu tạp vị và tạo hương thơm cho bia thành
phẩm.

b> Yêu cầu kỹ thuật:
+ Phần vỏ trấu: Phần vỏ trấu không được nghiền quá nát bởi vì ta sẽ
tận dụng lớp vỏ trấu này làm lớp trợ lọc rất là tốt. Nó vừa đáp ứng được các
yêu cầu kỹ thuật lọc dịch đường và nó đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn. Do
đó mà nó có vai trị vơ cùng lớn về mặt kinh tế.
+ Phần bột malt: Phần bột malt hay chính là phần nội nhũ của hạt malt
thì lại có yêu cầu kỹ thuật ngược lại với phần vỏ trấu. Đó là, bột malt phải
được nghiền mịn, nhằm mục đích tạo điều kiện cho q trình thuỷ phân
tinh bột cũng như là hàm lượng chất triết vào trong dịch đường.
+ Yêu cầu về thành phần của bột malt:
- Vỏ trấu:

15 - 18 %.

- Tấm to:

18 - 22 %.

- Tấm nhỏ:

30 - 35 %.

- Bột mịn:

25 - 35 %.

Thông thường phần bột mịn + tấm nhỏ ≥ 2 - 3 lần tấm to.

22


c > Thiết bị kỹ thuật:
+ Máy nghiền trục: 4 trục, 1 sàng.
+ Kỹ thuật nghiền khơ:
- Ưu điểm:
Ta hồn tồn có thể chủ động trong q trình sản xuất. Bởi vì phương
pháp nghiền khơ ta hồn tồn có thể nghiền theo ca, theo ngày thậm trí ta
có thể nghiền theo khố lượng của từng mẻ nấu. Do đó để phù hợp với tiến
độ sản xuất ta chọn phương pháp nghiền khơ.

- Nhược điểm:
Địi hỏi ngun liệu phải đảm bảo độ khơ theo đúng quy định, cần tự
động hố cơng đoạn nghiền malt. Bởi vì malt có độ khơ thì trong q trình
nghiền malt rất là bụi, do đó mà dễ gây ảnh hưởng tới sức khoẻ của công
nhân và không đảm bảo được các quy định về vệ sinh an toàn thực phẩm.

- Nguyên lý vận hành:
Malt sau khi đi qua cặp trục thứ nhất, tạo ra vỏ trấu, tấm bé, tấm lớn,
bột đều đổ xuống sàng. Bột và tấm bé thì lọt qua lỗ sàng đi vào thùng tạm
chứa. Pha còn lại, vỏ và tấm lớn nằm lại trên mặt sàng đổ vào cặp trục thứ
hai, được nghiền tiếp sau đó đi vào thùng chứa tạm.

2. Nghiền gạo:
a> Mục đích nghiền gạo:
- Phá vỡ cấu trúc tế bào của gạo.
- Chuyển các thành phần chính của gạo có phân tử lượng cao thành,
khơng hịa tan thành các phân tử có phân tử lượng thấp, dễ hồ tan trong
q trình hồ hố và nấu.
- Tăng diện tích tiếp xúc cho cơ chất và enzyme Amilaza hoạt động
thuỷ phân tinh bột thành đường. Đồng thời làm tăng cường hàm lượng dịch
23


triết vào dịch đường, tạo điều kiện thuận lợi cho q trình lên men bia về
sau.
- Ngồi các ý nghĩa trên thì nó cịn có một ý nghĩa vơ cùng lớn, đó là
sẽ hạ được giá thành sản phẩm đem lại hiệu quả kinh tế cho nhà máy và
đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng.

b >Yêu cầu thành phần bột gạo sau nghiền:
- Bột mịn:

≥ 45 %.

- Tấm nhỏ:

> 35 %.

- Tấm lớn:

< 20 %.

c > Thiết bị kỹ thuật:
+ Máy nghiền búa.
+ Kỹ thuật nghiền gạo:
Dùng tác động cơ học nghiền hạt gạo thành bột, phá vỡ một phần
màng tinh bột để tạo điều kiện thuận lợi cho q trình hồ hố, dịch hố,
trích ly được nhiều nhất chất hoà tan từ nguyên liệu, từ đặc điểm của tinh
bột gạo mà ta chon máy nghiền búa, nghiền càng mịn càng tốt.

3. Nấu và hồ hoá gạo:
a > Mục đích:
- Hồ hố làm chín tồn bộ lượng tinh bột của nguyên liệu gạo.
- Tăng hiệu suất trích ly các chất có trong gạo vào dịch đường như là
các axit amin, đường, protein.
- Tạo điều kiện cho quá trình hoạt động của các enzyme Tecmamyl
thuỷ phân tinh bột, làm giảm độ nhớt của dịch cháo.

b > Phương pháp tiến hành hồ hoá và nấu:
+ Đổ nước 320C vào thùng theo tỷ lệ nước: nguyên liệu = 5 : 1.
24


+ Cho gạo của một mẻ nấu vào và 5 % malt lót so với lượng nguyên
liệu thay thế.
+ Cho enzyme Tecmamyl 120 l với lượng là 1% so với lượng gạo của

một mẻ nấu.
+ Ban đầu được khuấy đều, điều chỉnh PH = 5,3 - 5,5 bằng axit H 2SO4
sau đó để yên trong thời gian 15 phút.
+ Nâng nhiệt độ lên 86 0C giữ ở nhiệt độ này trong thời gian 30 phút
để enzyme ỏ -amylaza hoạt động hồ hố tinh bột gạo, đồng thời q trình
dịch hố phá vỡ màng tinh bột, phân cắt hạt tinh bột thành các sản phẩm có
phân tử lượng nhỏ hơn. Tại điểm hồ hoá độ nhớt của dịch bột là lớn nhất.
Sau đó độ nhớt giảm dần và dịch bột bắt đầu q trình dịch hố.
+ Nâng nhiệt độ lên 100 0C đun sơi trong thời gian 30 phút để làm
chín tinh bột và hồ hố những hạt tinh bột khó hồ hoá.
+ Bơm cháo sang nồi đường hoá.

4. Đường hoá malt:
a> Mục đích:
- Tạo điều kiện cho lượng tinh bột ngấm nước và trương nở đều.
- Do sự hoạt động của các loại enzyme có trong malt có nhiệt độ hoạt
động tối ưu là khác nhau do đó mà ta phải tiến hành nâng nhiệt độ của nồi
đường hoá một cách từ từ. Nếu tốc độ nâng nhiệt độ cao sẽ làm chết hay
giảm khả năng hoạt động của các enzyme. Đồng thời phải giữ ở nhiệt độ
thích hợp cho các enzyme hoạt động trong những khoảng thời gian nhất
định cho các enzyme thuỷ phân đạt hiệu quả cao nhất sau đó mới tiến hành
nâng nhiệt độ.
- Mục đích chính của q trình đường hố là phân cắt các hợp chất có
phân tử lượng cao thành các hợp chất có phân tử lượng thấp tạo điều kiện

25