đồ án thiết kế nhà máy bia

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ii
DANH MỤC BẢNG ii
LỜI MỞ ĐẦU v
TỔNG QUAN 6
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 14
LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT VÀ TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHÂT 26
TÍNH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 34
KẾT LUẬN 66
i
DANH MỤC HÌNH
Hình 2-1: Sơ đồ khối quy trình sản xuất bia chai từ 70% malt đại mạch và 30% gạo 14
Hình 2-2: Giản đồ nấu dịch nha 18
Hình 4-3: Nồi nấu gạo 43
Hình 4-4: Nồi nấu malt 45
Hình 4-5: Thiết bị lọc đáy bằng 47
Hình 4-6: Thùng chứa dịch nha sau lọc 50
Hình 4-7: Nồi đun sôi với hoa houblon 52
Hình 4-8: Thiết bị lắng whirlpool 54
Hình 4-9: Thiết bị lọc 60
Hình 4-10: Thiết bị bơm 61
Hình 4-11: Thiết bị bão hòa CO2 63
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1-1: Thành phần hoá học của malt đại mạch 7
Bảng 1-2: Thành phần hóa học của gạo 8
Bảng 1-3: Thành phần hoá học của hoa houblon 9
Bảng 1-4: Cơ sở hạ tần của khu công nghiệp tây bắc củ chi 12
Bảng 4-5: Thông số kĩ thuật gàu tải 35
Bảng 4-6: Thông số kĩ thuật vít tải 36
Bảng 4-7: Thông số kĩ thuật bơm 36
Bảng 4-8: Thông số kĩ thuật gàu tải 38

Bảng 4-9: Thông số kĩ thuật gàu tải 38
Bảng 4-10: Thông số kĩ thuật vít tải 40
Bảng 4-11: Thông số kĩ thuật vít tải 40
Bảng 4-12: Thông số kĩ thuật sàng 41
ii
Bảng 4-13: Thông số kĩ thuật cân 41
Bảng 4-14: Thông số kĩ thuật máy nghiền 41
Bảng 4-15: Thông số kĩ thuật máy nghiền búa 42
Bảng 4-16: Thông số kĩ thuật nồi nấu 44
Bảng 4-17: Thông số kĩ thuật nồi nấu 45
Bảng 4-18: Thông số kĩ thuật nồi lọc 47
Bảng 4-19: Thông số kĩ thuật bơm 48
Bảng 4-20: Thông số kĩ thuật bơm ly tâm 49
Bảng 4-21: Thông số kĩ thuật nồi 50
Bảng 4-22: Thông số kĩ thuật thùng chứa bã 51
Bảng 4-23: Thông số kĩ thuật nồi đun 52
Bảng 4-24: Thông số kĩ thuật bơm 53
Bảng 4-25: Thông số kĩ thuật thiết bị lắng 54
Bảng 4-26: Thông số kĩ thuật bơm 55
Bảng 4-27: Thông số kĩ thuật thiết bị làm lạnh 55
Bảng 4-28: Thông số kỹ thuật của tank lên men 57
Bảng 4-29: Thông số kỹ thuật của thùng chứa nấm men bẩn 59
Bảng 4-30: Thông số kỹ thuật của thùng bảo quản nấm men sạch 60
Bảng 4-31: Thông số kĩ thuật thiết bị lọc 60
Bảng 4-32: Thông số kỹ thuật của bơm 61
Bảng 4-33: Thông số kỹ thuật của thiết bị làm lạnh 62
Bảng 4-34: Thông số kỹ thuật của máy bão hòa CO2 62
Bảng 4-35: Thông số kỹ thuật của bơm (từ tank tàng trữ đến bộ phận chiết) 63
Bảng 4-36: Thông số kỹ thuật của thiết bị gắp chai 64
Bảng 4-37: Thông số kỹ thuật của thiết bị rửa chai 64

Bảng 4-38: Thông số kỹ thuật của thiết bị đóng nắp 64
iii
Bảng 4-39: Thông số kỹ thuật của thiết bị thanh trùng 64
Bảng 4-40: Thông số kỹ thuật của thiết bị dán nhãn 65
iv
LỜI MỞ ĐẦU
Bia là một loại đồ uống có độ cồn thấp giàu chất dinh dưỡng có hương thơm đặc trưng,vị
đắng dịu lớp bọt trắng mịn với hàm lượng CO
2
5 – 6 g/l ngoài việc cung cấp một lượng
calorie khá lớn trong bia còn chứa hệ enzyme khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzyme kích
thích tiêu hóa amylase giúp con người giải khát một cách triệt để khi uống. Vì vậy bia là loại
đồ uống hiện rất được ưa chuộng ở nước ta cũng như trên thế giới.
Theo báo Tuổi Trẻ số ra ngày 25/5/2011 cho biết: Lượng bia tiêu thụ trong năm 2010 là 2,5 tỉ
lít. Trong đó, có những thương hiệu đạt con số tiêu thụ 1 tỉ lít/năm. Dự kiến năm 2015 lượng
bia tiêu thụ sẽ đạt 4 tỉ lít/năm. Do tốc độ tiêu thụ bia tăng nhanh nên nhiều nhà máy bia có
công suất hàng trăm triệu lít/năm “đua” nhau đi vào hoạt động. Trong đó, Sabeco đã đưa vào
hoạt động ba nhà máy sản xuất bia tại Quảng Ngãi và Hà Nam với tổng công suất xấp xỉ 300
triệu lít/năm cho loại bia lon và bia hơi. Theo công bố của Sabeco, doanh nghiệp này đã
hoạch định mục tiêu tăng trưởng sản xuất giai đoạn 2011-2015 có tốc độ tăng trưởng bình
quân giá trị sản xuất công nghiệp đạt 14-16%/năm, sản lượng bia tăng 13-15%/năm và sẽ đạt
1,8 tỉ lít vào năm 2015.
Tham gia với cuộc chạy đua đầu tư bia với các doanh nghiệp trong nước còn có các doanh
nghiệp nước ngoài. Những năm gần đây hàng loạt nhãn hiệu bia ngoại nhập khẩu đã đổ bộ
vào thị trường VN. Tại các siêu thị, cửa hàng bán lẻ bia ngoại nhập được bày bán phổ biến
như các thương hiệu bia sản xuất trong nước. Các loại bia như Corona, Budweiser, Bit
Burger, Leffe Brown, Hoegaarden White, MOA, Cooper, Bavaria xuất xứ Mexico, Đức, Bỉ,
Hà Lan đã trở nên quen thuộc với nhiều người, cho dù giá các loại bia này cao gấp 2-3 lần
so với bia sản xuất trong nước. Công ty trách nhiệm hữu hạn nhà máy bia Việt Nam (VBL)
với thương hiệu bia Heiniken dự kiến sẽ nâng công suất sản xuất bia của nhà máy tại quận 12

từ 280 triệu lít/năm lên 420 triệu lít/năm trong vòng 12 tháng tới.
Từ các thông tin trên, ta thấy nhu cầu tiêu thụ bia trong cả nước là rất lớn. Đây là một thị
trường rất giàu tiềm năng và cần tiếp tục khai thác. Trên cơ sở đó, em thực hiện đề tài: “Thiết
kế phân xưởng lên men bia năng suất 30 triệu lít/năm” với tỉ lệ malt : thế liệu gạo là 3 : 1.
v
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu về bia
Bia là một loại nước giải khát có gas, có độ cồn rất thấp, giàu chất dinh dưỡng, vị đắng và
hương thơm rất đặc trưng.Bia là sản phẩm của quá trình lên men ethanol từ dịch nha, không qua
chưng cất, dịch nha được nấu từ malt đại mạch, các hạt giàu tinh bột, protein (như gạo, ngô, đại
mạch…), hoa houblon và nước.
So với các loại thức uống khác bia có nhiều ưu điểm như:
•
So với các loại rượu uống thì bia có nồng độ cồn rất thấp (2 – 6%). Do đó nếu sử dụng bia
đúng mức sẽ giúp cơ thể cảm thấy thoải mái, dễ chịu và tăng sức lực cho cơ thể.
•
So với trà, cà phê thì bia không có chứa các kim loại có hại.
•
Bia là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể, 1 lít bia có thể cung cấp 400 – 800 kcal.
•
Với hàm lượng CO
2
khá cao (0,4 – 0,5g/l), bia giúp cơ thể giảm nhanh cơn khát, kích
thích quá trình tiêu hóa tốt hơn.
•
Khoảng 80% chất hòa tan trong bia là glucid, 8 – 10% là các hợp chất chứa nitơ, 3 – 4% là
các chất khoáng. Ngoài ra trong bia còn có chất chát, chất đắng, glycerin, acid hữu cơ, một
số vitamin như B1, B2, PP.
•

Ngoài ra, những nghiên cứu gần đây nhận thấy rằng nếu uống một lượng bia vừa phải mỗi
ngày thì sẽ có tác dụng tốt cho tim mạch và não, giúp cơ thể hưng phấn hơn và hiệu quả
làm việc cao hơn.
Nhờ có những ưu điểm này mà bia được sản xuất ở khắp nơi trên thế giới với sản lượng và
chất lượng ngày càng được nâng cao.
1.2 Malt đại mạch
Malt đại mạch được xem là nguyên liệu chính sản xuất bia. Đại mạch là một loại ngũ cốc
vùng ôn đới thuộc nhóm thực vật có hạt, lớp một lá mầm, họ hoà thảo.Đại mạch là loại thực vật
một năm. Dựa vào mùa vụ chúng được chia thành 2 nhóm chính: đại mạch mùa đông (gieo hạt
mùa đông, thu hoạch mùa hè), đại mạch mùa xuân (gieo hạt mùa xuân, thu hoạch mùa thu).
Căn cứ vào sự sắp xếp hạt trên các bông đại mạch mà chia đại mạch thành 2 loại:
•
Đại mạch 2 hàng: Chỉ có một hạt phát triển ở mỗi đốt vì các hoa nhỏ mọc bên cạnh không
sinh sản, từ trên nhìn xuống chỉ có một hạt có thể nhìn thấy ở bên trái và bên phải. Hạt đại
mạch to, đều đặn, vỏ trấu có nếp nhăn đều, mỏng. Các hạt rất đồng đều và hàm lượng chất
hoà tan tương đối cao. Hạt đại mạch 2 hàng trồng tốt nhất vào mùa xuân và chúng có tất
cả các đặc điểm mong muốn trong sản xuất bia.
• Đại mạch 6 hàng: có kích cỡ không đồng nhất, bởi vì các hạt thiếu không gian để phát
triển đầy đủ, hàm lượng protease nhiều. Nên không thích hợp sử dụng sản xuất bia.
Hạt đại mạch trải qua quá trình ngâm, ươm mầm sẽ trở thành hạt malt xanh, hạt malt xanh lại
tiếp tục qua quá trình sấy khô và tách mầm sẽ thu được các hạt malt dùng cho sản xuất bia. Sau
khi qua quá trình ươm mầm, các enzyme có trong hạt sẽ được hoạt hoá, đồng thời sản sinh ra một
SVTH: Phan Thương Trang 6
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
số enzyme mới.Bên cạnh đó, những cơ chất có phân tử lượng lớn như tinh bột, protein… trong
hạt malt sẽ bị thuỷ phân một phần, giúp cho quá trình nấu sau này dễ dàng hơn.
Bảng 1-1: Thành phần hoá học của malt đại mạch
Thành phần % chất khô
Tinh bột 58 – 60
Đường sacharose 3 – 5

Đường khử 3 – 4
Các đường khác 2
Hemicellulose 6 – 8
Cellulose 5
Lipid 2 – 3
Protein 8 – 11
Acid amin và peptit 3 – 4
Các hợp chất khác 6 – 7
Tro 2,2
Một số chỉ tiêu chất lượng đối với malt đại mạch:
•
Màu sắc : màu vàng nhạt
•
Mùi : mùi đặc trưng
•
Độ sạch : hạt gãy < 0.5%
tạp chất < 1%
•
Cỡ hạt : > 85% hạt có kích thước > 2.5 mm
•
Độ xốp : 82%
•
Độ ẩm : 5%
•
Thời gian đường hóa : 10 – 15 phút
•
Hàm lượng chất chiết : 78%
•
Hoạt lực amylase : > 2500
o

WK
•
Chỉ số Kolbach : > 41%
•
Độ nhớt của dịch đường : 1,3 – 1,5 cP
•
pH của dịch đường : 5,5 – 6
1.3 Thế liệu
1.3.1 Mục đích
Giảm giá thành sản phẩm.
Cải thiện một vài tính chất của sản phẩm.
SVTH: Phan Thương Trang 7
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
Tạo ra các sản phẩm bia có các mức chất lượng khác nhau.
Theo đơn đặt hàng của người tiêu dùng
1.3.2 Yêu cầu kỹ thuật của thế liệu
Thế liệu phải dồi dào nguồn glucid. Vì vậy các loại ngũ cốc thường được chọn làm thế liệu
trong sản xuất bia.
Khi sử dụng thế liệu, chất lượng của thế liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến màu sắc, mùi vị của
bia. Vì vậy phải quan tâm đến thành phần hóa học của thế liệu.
1.3.3 Chọn thế liệu
Thế liệu là gạo do có những ưu điểm sau:
•
Có sẵn ở thị trường trong nước với giá rẻ, chất lượng cao.
•
Với hàm lượng tinh bột khá cao, protein ở mức vừa phải còn chất béo và cellulose ở mức
thấp, khả năng hòa tan tốt có thể đến 90% chất khô.
•
Trong nguyên liệu thay thế không có các enzyme thủy phân hoặc có rất ít và không hoàn
chỉnh. Do đó khi sử dụng tỉ lệ nguyên liệu thay thế lớn thì phải bổ sung thêm chế phẩm

enzyme nhằm nâng cao hiệu suất thủy phân trong khi nấu.
1.3.4 Chỉ tiêu chất lượng gạo dùng sản xuất bia
Đồng nhất về kích thước
Không có hạt mốc, mùi hôi.
Màu sắc đồng nhất.
Tạp chất ≤ 2%.
Độ ẩm: 12-14 %.
Độ trích ly: 75 – 85%
Bảng 1-2: Thành phần hóa học của gạo
Thành phần % chất khô
Tinh bột 75
Protein 6 – 8
Chất béo 1 – 1,5
Cellulose 0,5 – 0,8
Chất khoáng 1 – 1,2
1.4 Houblon
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản có tầm quan trọng thứ hai sau malt trong sản xuất bia,
hiện chưa có nguyên liệu nào có thể thay thế được. Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu,
hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, tăng độ bền keo và ổn định thành
phần sinh học của bia. Các hợp chất có giá trị trong hoa phải kể đến chất đắng, polyphenol và
tinh dầu thơm ngoài ra còn một số hợp phần khác.
SVTH: Phan Thương Trang 8
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
Houblon là dạng cây leo (tên khoa học là Humulus Iupulus), cao 5-7 m, thường chỉ sử dụng
hoa cái chưa thụ phấn trong sản xuất bia.
Bảng 1-3: Thành phần hoá học của hoa houblon
Thành phần % chất khô
Độ ẩm 10 – 11
α - acid
2 – 12

β - acid
2 – 10
Tinh dầu 0,5 – 2
Polyphenol 2 – 5
Protein 12 – 18
Lipide 2 – 4
Cellulose 40 – 50
Pectin 1 – 2
Tro 1 – 2
Trong các cấu tử trên thì có giá trị nhất đối với công nghệ sản xuất bia là chất đắng (α -acid,
β-acid tinh dầu thơm và thứ ba là polyphenol.
•
Chất đắng: Là thành phần có giá trị nhất của hoa houblon. Làm cho bia có vị đắng dịu, tạo
ra một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia. Khi hòa tan vào dịch đường và tồn tại trong
bia, chất đắng là những hợp chất có hoạt tính sinh học cao tạo ra sức căng bề mặt giúp cho
bia có khả năng giữ bọt lâu. Với nồng độ thấp các chất đắng cũng có khả năng ức chế rất
mạnh các vi sinh vật, vì chúng có tính kháng khuẩn rất cao và do đó làm tăng độ bền của
bia thành phẩm.
- α-acid: gồm humulone (35-70%), cohumulone (20-55%), adhumulone (10-15%),
prehomulone (1-10%) và posthumulone (1-5%).
- β-acid: gồm lupulone (30-55%), colupulone (20-55%), adlupulone (5-10%),
prelupulone (1-3%), postlupulone (7% ).
- α-acid có độ đắng thấp hơn β-acid nhưng độ hoà tan lại tốt hơn. Do vậy, khi trích ly
quan tâm đến α-acid nhiều hơn.
•
Tinh dầu: hơn 200 chất (terpen, ether, hợp chất chứa lưu huỳnh…) tạo cho bia có một mùi
thơm đặc trưng, rất nhẹ nhàng và dễ chịu.
•
Polyphenol: dùng để kết lắng và loại bỏ các hợp chất protid cao phân tử ra khỏi dịch
đường, làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm.

Các dạng sản phẩm hoa Houblon:
•
Hoa tươi: có độ ẩm cao(75 – 80%), khó bảo quản nên ít sử dụng.
SVTH: Phan Thương Trang 9
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
•
Hoa khô: Hoa tươi được sấy khô ở nhiệt độ nhỏ hơn 55
0
C, đến độ ẩm 8-10%. Thường
được bào quản ở nhiệt độ 0
o
C, trong kho kín để hạn chế mất mùi.
•
Bột hoa khô: Hoa khô được sấy về độ ẩm 4 – 6%, sau đó nghiền, rây (2- 8mm), cuối cùng
bao gói trong bao bì chân không hoặc sử dụng CO
2
hay N
2
.
•
Hoa viên: dùng bột hoa khô tiến hành định hình tạo viên.
•
Cao hoa: dùng một số dung môi hữu cơ thích hợp (ethanol, chlorua methylene, hexane,
CO
2
lỏng…) để trích ly chất đắng trong hoa ra. Sau đó dùng biện pháp thích hợp tách
dung môi ra thu được dung dịch đậm đặc chất đắng đem cô đặc ta được hoa cao. Hàm
lượng chất đắng trong cao hoa nhiều hơn, sử dụng thuận tiện hơn và hiệu quả hơn. Giá trị
chất đắng trong 1 kg cao hoa bằng 5 – 6 kg hoa cánh hay hoa viên. Nhưng hàm lượng tinh
dầu thơm trong hoa cao kém do đó thường sử dụng phối hợp cao hoa với hoa viên

1.5 Nước
Trong quá trình sản xuất bia, nước được sử dụng rộng rãi trong mọi khâu, từ các công đoạn
chính như nấu, lọc, pha loãng dịch đường… Trong thành phần bia thành phẩm, nước cũng chiếm
một lượng lớn (80 – 90%). Bởi vậy, nước dùng trong sản xuất bia phải có chất lượng tốt, đáp ứng
được các chỉ tiêu quan trọng.
•
Chỉ tiêu cảm quan: trong suốt, không màu, không mùi, không vị.
•
Chỉ tiêu hóa lý:
- pH trung tính (6,5 – 7)
- Độ cứng: càng thấp càng tốt, thường từ 2 – 4mg đương lượng/l.
- Độ kiềm < 50mg CaCO
3
/l
- Chất khô < 1500mg/l, tối ưu là 500mg/l.
- Sulfate < 500mg/l
- Clorue < 250- 300mg/l
- Nitrate < 30mg/l
- Fe
2+
: ≤ 0,3 mg/l
•
Chỉ tiêu vi sinh: ≤ 100cfu/ml.
Nếu như nước không đạt tiêu chuẩn, phải tiến hành xử lý trước khi đưa vào sản xuất.
1.6 Nấm men
Nấm men sử dụng trong lên men bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống Saccharomyces
có nhiệt độ sinh trưởng là 25 – 30
o
C nhưng có thể phát triển được ở 2 – 3
o

C. Kích thước trung
bình 6 - 9µm. Nấm men sinh sản dưới hình thức nẩy chồi và thuộc loại hiếu khí không bắt buộc.
Trong điều kiện có oxy chúng tiến hành quá trình tăng sinh khối là chính. Trong điều kiện không
có oxy chúng tham gia quá trình lên men để tạo C
2
H
5
OH, các sản phẩm lên men khác như: rượu
bậc cao, ester, aldehyde, acid hữu cơ… và CO
2
.
Sử dụng nấm men chìm Saccharomyces cerevisiae có đặc điểm:
•
Lên men nhanh.
SVTH: Phan Thương Trang 10
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
•
Quá trình lên men xảy ra trong lòng môi trường.
•
Nhiệt độ lên men 0 – 10
o
C.
•
Lên men được glucose, mannose, galactose, fructose, sacarose, maltose, melibiose.
•
Lên men ôn hòa nhưng triệt để. Có khả năng lên men 100% đường rafinose. Từ giống
thuần chủng, nấm men sẽ được cho qua hệ thống nhân giống rồi đưa vào sản xuất. Nấm
men được thu hồi có thể tái sử dụng đến đời thứ 7, thứ 8.
•
các tế bào nấm men có khả năng kết chùm hoặc chuỗi và lắng nhanh xuống đáy, giúp quá

trình tự làm trong của bia nhanh hơn, tốt hơn.
1.7 Các chất phụ gia
Trong qui trình sản xuất bia, ngoài những nguyên liệu không thể thiếu được như đã nói trên,
người ta còn phải dùng đến một số nguyên liệu hoặc các hoá chất phụ, gọi chung là phụ gia để dễ
quản lý. Tùy theo yêu cầu kỹ thuật, công nghệ, mà hàm lượng các chất phụ gia sử dụng khác
nhau. Các phụ gia này chia làm hai nhóm chính:
•
Nhóm phụ gia gián tiếp: Nhóm này gồm tất cả nguyên liệu và hoá chất được sử dụng
trong quy trình công nghệ, song không được phép có trong thành phần của sản phẩm.Ví
dụ: các loại bột trơ lọc (kieselguhr, PVPP - Polyvinyl Pyrrolydone,…), các hóa chất dùng
để vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng sản xuất như H
2
SO
4
, NaOH…
•
Nhóm phụ gia trực tiếp: gồm tất cả những nguyên liệu và hóa chất được phép có mặt trong
thành phần của sản phẩm với sự kiểm soát chặt chẽ trong một giới hạn hàm lượng cho
phép. Ví dụ: nhóm hoá chất xử lý độ cứng, điều chỉnh độ kiềm của nước công nghệ (nước
nấu bia) như HCl, Na
2
SO
4
, KOH, CaCl
2
,…; nhóm các hóa chất đưa vào ngăn chặn quá
trình oxy hoá những thành phần trong bia như acid ascorbic; nhóm tạo màu cho bia:
caramel.
1.8 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy
như đã nói ở trên ta thấy một nhà máy bia cần phải đặc ở nơi có nguồn nước tốt và có giao thong

thuận lợi cho việc vận chuyển bia, các nguyên liệu cũng như nơi phải có nguồn lao động dồi dào
và chất lượng cao. Qua khảo sát tại khu công nghiệp tây bắc củ chi tphcm. Với vị trí địa lí như
sau: khu công nghiệp tây bắc củ chi tọa lạc ở trung tâm huyện củ chi cách trung tâm thành phố
32km về phía tây, cách cảng sài gòn 36 km, nằm sát đường suyên á do đó thuận lợi cho việc giao
thong qua lại giữa tphcm với campuchia, thái lan
SVTH: Phan Thương Trang 11
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
HẠ TẦNG CƠ SỞ VÀ CÁC THÔNG TIN KỸ THUẬT
Tổng diện tích: 220,643Ha được phân bổ như sau:
Bảng 1-4: Cơ sở hạ tần của khu công nghiệp tây bắc củ chi
STT DANH MỤC
DIỆN TÍCH
( Ha )
TỶ LỆ( % )
01 ĐẤT XÂY DỰNG NHÀ MÁY , XÍ NGHIỆP 133,243 60,47
02 ĐẤT XÂY DỰNG NHÀ KHO CHO THUÊ, BÁN 10 4,53
03 ĐẤT XÂY DỰNG ĐƯỜNG GIAO THÔNG 33,3 15,11
04 ĐẤT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CÔNG CỘNG 4,6 2,08
05 ĐẤT TRỒNG CÂY XANH 31,2 14,15
06 ĐẤT CÔNG VIÊN 3,2 1,45
07 VĂN PHÒNG BQL KHU CÔNG NGHIỆP 8 2,21
CỘNG 220,643 100
Cao độ bình quân: 12m.
Độ chịu lực của đất: 1,5Kg/cm
2
( hay 15 tấn/m
2
).
Mật độ xây dựng bình quân 60%
Đường giao thông được trải nhựa

- Đường chính dài 3,2Km, mặt đường rộng 23m
- Đường nội bộ, mặt đường rộng 15m được bố trí cho mỗi khu đất đảm bảo cho các
lọai xe Container ra vào thận lợi.
Hệ thống giao thông bên trong và bên ngoài Khu Công Nghiệp kết hợp với nhau tạo thành
một hệ thống giao thông hoàn chỉnh, thuận lợi cho việc vận chuyển hàng hoá.
Hệ thống điện trung thế 22Kv thuộc mạng lưới quốc gia.
Hệ thống thoát nước mưa, nước bẩn được bố trí trước hàng rào xí nghiệp để đấu nối với hệ
thống của các xí nghiệp, trong Khu Công Nghiệp có nhà máy xử lý nước thải tập trung và xử
lý nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp trong Khu Công Nghiệp thải ra.
Có nhà máy và hệ thống cung cấp nước sạch dẫn đến hàng rào các xí nghiệp.
SVTH: Phan Thương Trang 12
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
TIỆN ÍCH CÔNG CỘNG
Có trạm y tế để khám và chữa bệnh cho các chuyên gia và công nhân.
Có trạm phòng cháy và chữa cháy
Có sân thể thao, công viên để các chuyên gia và công nhân giải trí, thư giãn.
Có trạm bưu điện phục vụ đầy đủ các dịch vụ về bưu chính và viễn thông và các lines điện
thoại cung cấp đầy đủ đến các xí nghiệp.
Có văn phòng giao dịch, trao đổi ngoại tệ.
Có văn phòng hải quan để giải quyết các vấn đề và các thủ tục xuất nhập khẩu.
DỊCH VỤ TRONG KHU CÔNG NGHIỆP
Dịch vụ tuyển dụng lao động, chuyên viên và đào tạo tay nghề.
Dịch vụ kho bãi và vận chuyển container.
Dịch vụ xuất nhập khẩu.
Dịch vụ thu gom rác dân dụng, công nghiệp và các chất thải rắn.
Dịch vụ cung cấp nước sạch và xử lý nước thải.
Dịch vụ cung ứng xăng dầu và chất đốt, gas.
Các dịch vụ khác theo yêu cầu của nhà đầu tư.
- Qua khảo sát trên ta thấy ở khu công nghiệp tây bắc củ chi là địa điểm rất thích hợp cho việc
đặc nhà máy

- diện tích của nhà máy bia là 47 ha
SVTH: Phan Thương Trang 13
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1.9 Quy trình công nghệ
Hình 2-1: Sơ đồ khối quy trình sản xuất bia chai từ 70% malt đại mạch và 30% gạo
SVTH: Phan Thương Trang 14
Nấu dịch nha
Lọc dịch nha và rửa
bã
Nấu
Tách bã
Làm lạnh
Cung cấp oxy cho
dịch nha
Cấy giống
Lên men chính
Lên men phụ
Lọc bia
Làm lạnh
Bão hòa CO
2
Rót chai, đóng nắp
Thanh trùng
Nước
Nước
Houblon
CO
2
Nhân giống

Bã malt
Bã houblon
CO
2
Bã men
Cặn men
Cặn
Bia chai
Bao bì
Không khí
vô trùng
Malt đại mạch
Gạo
Tạp
chất
Tách tạp chất
Nghiền
Tạp chất
Tách tạp chất
Nghiền
Xử lý thế liệu
Nước
Malt lót
Tạp chất
Nấm men
bia
Dán nhãn
Rửa
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
1.10 Thuyết minh quy trình công nghệ

1.10.1 Tách tạp chất của malt và gạo
•
Mục đích: chuẩn bị
- Malt và gạo có thể bị lẫn một số tạp chất như rơm rạ, bụi, kim loại…Tách tạp chất là
một quá trình làm sạch nguyên liệu trước khi đưa sản xuất.
•
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Quá trình tách tạp chất không gây ra những biến đổi hóa học bên trong hạt nguyên
liệu.
•
Thiết bị
- Người ta sử dụng thiết bị làm sạch nguyên liệu với hệ thống rây và quạt và nam thiết bị
có từ tình để tách kim loại. Rây sẽ tách các tạp chất có kích thước quá lớn hoặc quá
nhỏ ra khỏi hạt. Còn quạt sẽ tách đi các tạp chất nhẹ như bụi, rơm rạ…Ngoài ra, người
ta còn dùng thiết bị tách từ để loại bỏ sắt bị lẫn trong nguyên liệu.
1.10.2 Nghiền malt và gạo
•
Mục đích: chuẩn bị
- Malt và gạo được nghiền nhỏ, giảm kích thước, tăng diện tích tiếp xúc với nước giúp
quá trình thu nhận chất chiết trong quá trình nấu dịch nha đạt hiệu quả cao.
•
Các biến đổi của nguyên liệu
- Trong quá trình nghiền xảy ra các biến đổi vật lý như kích thước hạt nguyên liệu giảm,
nhiệt độ của khối hạt tăng do ma sát. Các nhà sản xuất thường tiến hành quá trình nấu
dịch nha ngay sau khi nghiền xong nguyên liệu để hạn chế sự giảm hoạt tính enyme
trong khối malt.
•
Thiết bị và thông số công nghệ
- Do hạt malt có cấu tạo không đồng nhất
+ Vỏ gồm: cellulose, lignin, các hợp chất polyphenol, các chất đắng, SiO

2
. Cellulose
và lignin không tan trong nước, không bị biến đổi dưới tác dụng của enzyme trong
malt. Các hợp chất còn lại thì có thể hòa tan vào nước đi vào thành phần dịch
đường sẽ làm cho bia có vị đắng chát, khó chịu(đặc biệt là polyphenol). Đây là
những thành phần không mong muốn có trong bia nên không cần phải nghiền mịn
malt. Ngoài ra, vỏ trấu sau này được tận dụng tạo thành một lớp lọc rất hiệu quả,
hỗ trợ tốt cho quá trình lọc. Vì vậy phần vỏ không nên nghiền mịn, nghiền càng thô
càng tốt.
+ Nội nhũ: gồm các tế bào tinh bột, liên kết nhau qua lớp kết dính protein và
hemicellulose. Ngoài ra, còn có đường, dextrin và một số hợp chất khác. Do trong
nội nhũ chứa các thành phần chất hòa tan cần thiết cho dịch đường nên cần nghiền
mịn.
- Như vậy trên cùng 1 hạt malt, 2 vùng khác nhau yêu cầu 2 mức độ nghiền khác nhau.
Không thể cùng lúc thỏa mãn cả 2 yêu cầu.Đồng thời, khi tiến hành nghiền mịn phần
SVTH: Phan Thương Trang 15
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
nội nhũ thì quá trình trích ly các chất tan tốt, nhưng quá trình lọc bã lại lâu do trở lực
tăng. Do đó, phải tối ưu hóa quá trình nghiền.
- Riêng thế liệu gạo chỉ còn lại nội nhũ. Do vậy có thể nghiền càng mịn càng tốt.
- Qua những yêu cầu nêu trên ta chọn các thiết bị phù hợp.
+ Đối với malt: chọn phương pháp nghiền ướt. Trước khi nghiền, malt được cho qua
hệ thống phun hơi nước ấm có nhiệt độ 58°C để làm ẩm malt, nước hòa trộn với
malt khô tạo thành một hỗn hợp có nhiệt độ 50°C. Nghiền ướt có tác dụng làm
mềm vỏ malt, tránh cho vỏ bị nghiền nát nhiều. Vỏ malt không bị nghiền quá nhỏ
sẽ giúp cho quá trình lọc dễ dàng hơn, cũng như giúp giảm bớt ảnh hưởng của các
chất đắng và chất chát có trong vỏ malt. Ngoài ra, nhiệt độ nghiền không cao nên
không ảnh hưởng nhiều đến hoạt tính enzyme, giúp tạo môi trường pH thích hợp
cho dịch đường. Người ta sử dụng thiết bị nghiền 6 trục, khoảng cách giữa hai trục
của cặp trục thứ nhất, thứ hai, thứ ba lần lượt là 1,2 – 1,4mm; 0,6 – 0,8mm và 0,3 –

0,5mm. Tỷ lệ các thành phần sau quá trình nghiền malt như sau: trấu 15 – 18%,
tấm lớn 12 – 15%, tấm nhỏ 30 – 35%, bột 25 – 35%.
+ Đối với gạo: sử dụng thiết bị nghiền búa. Tỷ lệ các thành phần sau quá trình nghiền
gạo là: tấm lớn 30 – 35%, tấm nhỏ 40 – 45% và bột 20 – 25%.
1.10.3 Xử lý thế liệu
•
Mục đích: chuẩn bị
- Quá trình xử lý thế liệu sẽ hỗ trợ cho quá trình đường hóa tinh bột xảy ra nhanh hơn và
dễ dàng trong quá trình nấu dịch nha kế tiếp. Xử lý thế liệu là thực hiện giai đoạn hồ
hóa và dịch hóa phần tinh bột có trong thế liệu. Các nhà sản xuất có thể sử dụng chế
phẩm enzyme α - amylase từ vi sinh vật hoặc từ trong malt lót để giúp cho giai đoạn
hồ hóa và dịch hóa diễn ra nhanh hơn. Tỷ lệ malt lót sử dụng thường là 10 – 15% so
với khối lượng thế liệu.
•
Các biến đổi của nguyên liệu
- Vật lý và hóa lý: dưới tác dụng của nhiệt, hạt tinh bột sẽ hút nước, trương nở và làm
tăng độ nhớt của khối nguyên liệu. Khi nhiệt độ tăng đến 100
o
C thì cấu trúc hạt tinh
bột bị phá vỡ, giải phóng các sợi amylose và amylopectin ở dạng tự do, đồng thời độ
nhớt khối nguyên liệu sẽ giảm xuống.
- Hóa sinh: các phân tử tinh bột bị thủy phân sơ bộ nhờ hoạt động của α - amylase làm
giảm khối lượng phân tử.
- Hóa học: đường và acid amin tự do có trong nguyên liệu có thể bị phân hủy.
•
Thiết bị và thông số công nghệ:
- Tỷ lệ thế liệu gạo và malt sử dụng là 3:7. Do lượng gạo sử dụng 30% là trung bình nên
ta chỉ sử dụng enzyme có trong malt lót (chủ yếu là α - amylase có t
opt
= 70 – 75

o
C và
pH
opt
=5,3 – 5,8) mà không cần dùng chế phẩm enzyme
- Thiết bị có hình trụ đứng, đáy cầu, xung quanh đáy có lớp vỏ áo để gia nhiệt, bên trong
thiết bị có cánh khuấy.
SVTH: Phan Thương Trang 16
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
•
Phương pháp thực hiện: trộn gạo với lượng bột malt khoảng 20% so với lượng gạo vào
nước 50
0
c và giữ nhiệt độ này trong 20 phút. Tỷ lệ bột nước là 4 :1. Tiếp đó tang dần nhiệt
độ lên 72-75
0
c với tốc độ 1 phút tang 1 độ và giữ trong 10 phút. Sau đó tiếp tục tăng đến
85
0
c và giữ trong 15 phút để tinh bột gạo được hồ hóa sau đó đun sôi khối cháo trong 30-
40 phút
1.10.4 Nấu dịch nha
•
Mục đích: khai thác.
- Quá trình nấu dịch nha nhằm mục đích trích ly các chất chiết từ nguyên liệu vào nước
và thủy phân những cơ chất có phân tử lượng cao(tinh bột, protein, β-glucan…) thành
những chất có phân tử lượng thấp(đường, acid amin…) để nấm men bia sử dụng trong
quá trình lên men tiếp theo.
•
Các biến đổi của nguyên liệu:

- Hóa lý: khi bắt đầu quá trình nấu, sự hòa tan và trích ly các chất có phân tử lượng thấp
trong malt vào nước (đường, acid amin, một số vitamin, khoáng…). Khi kết thúc quá
trình nấu, các enzyme sẽ bị đông tụ do tác dụng của nhiệt.
- Hóa sinh: xảy ra nhiều loại phản ứng, quan trọng nhất là phản ứng thuỷ phân.
+ Hệ protease xúc tác thủy phân protein tạo sản phẩm là các polypeptid và peptid
(endoenzyme), acid amin (exo-enzyme), t
opt
= 45 – 50
o
C và pH
opt
= 5,5
+ β-amylase xúc tác thủy phân tinh bột tạo sản phẩm là maltose; t
opt
= 60 – 65
o
C và
pH
opt
=5,2 – 5,6.
+ α-amylase xúc tác thủy phân tinh bột tạo sản phẩm chủ yếu là dextrin và các
oligosaccharide; t
opt
= 70 – 75
o
C và pH
opt
=5,3 – 5,8.
+ Thủy phân hemicellulose: sản phẩm β-glucan mạch ngắn.
+ Thủy phân một số hợp chất hữu cơ có chứa acid phosphoric: giải phóng acid

phosphoric.
- Hóa học: xảy ra phản ứng Maillard giữa đường khử và acid amin, phản ứng oxy hóa
polyphenol.
•
Thiết bị và thông số công nghệ
- Thiết bị nấu dịch nha có cấu tạo tương tự như thiết bị xử lý thế liệu đã trình bày ở trên.
Có nhiều phương pháp nấu dịch nha, ở đây chọn phương pháp đun sôi một lần (phần
thế liệu gạo sẽ được xử lý bằng cách đun sôi trong một thiết bị riêng).
- Sau khi nồi nấu thế liệu bắt đầu sôi thì bắt đầu cho malt và nước với nhiệt độ 50
0
c vào
thiết bị nấu với tỷ lệ nước bột là 1:4 (w/w). Giữ nhiệt hỗn hơp ở nhiệt độ này trong
thời gian 30 phút, thực hiện quá trình đạm hóa. Enzyme protease sẽ phân cắt protein
thành những chất có phân tử lượng thấp hơn như pepton, polypeptid và acid amin.
Pepton, polypeptid góp phần làm cho bia có vị đậm đà, tham gia vào quá trình tạo và
giữ bọt cho bia. Acid amin, dipeptid là nguồn dinh dưỡng nitơ rất quan trọng cho nấm
men sinh trưởng và phát triển.
SVTH: Phan Thương Trang 17
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
- Sau đó, tiến hành phối trộn phần thế liệu gạo đã được hồ hóa và đun sôi ở 100
o
C vào
thiết bị nấu. Thời gian bơm dịch gạo vào thiết bị nấu khoảng 10 phút. Trong lúc phối
trộn sẽ bổ sung thêm nước để hiệu chỉnh nhiệt độ hỗn hợp trong nồi ở 65
o
C. Tại đây
giữ ở nhiệt độ này trong 20 – 30 phút. Ở nhiệt độ này, hai enzyme α - amylase và β -
amylase sẽ cùng tiến hành phân cắt tinh bột thành maltose và dextrin. Tiếp theo, gia
nhiệt hỗn hơp lên 72
o

C và giữ ở 72
o
C cho đến khi kết thúc quá trình đường hóa (kiểm
tra bằng phương pháp thử với dung dịch I
2
0,02N). Sau cùng gia nhiệt hỗn hợp lên
78
o
C rồi bơm qua nồi lọc. Lưu ý: trong suốt quá trình nấu, cánh khuấy luôn hoạt động
và giữ pH = 5,2 – 5,6.
Hình 2-2: Giản đồ nấu dịch nha
1.10.5 Lọc dịch nha
•
Mục đích: khai thác
- Tách dịch đường ra khỏi bã với hiệu suất thu hồi lớn nhất, đồng thời hạn chế tối đa sự
oxy hoá dịch đường. Sau đó, tiến hành rửa bã để tận thu phần chất hoà tan còn sót lại
trong bã.
•
Biến đổi của nguyên liệu:
- Đây là quá trình phân riêng pha lỏng (dịch nha) và pha rắn (bã malt chứa các hợp chất
không tan).
•
Thiết bị và thông số công nghệ:
- Quá trình lọc được thực hiện bằng nồi lọc đáy bằng với lớp vật liệu lọc là lớp bã. Nồi
lọc được chế tạo từ thép không gỉ có 2 đáy: đáy dưới bằng, đáy trên là lưới gồm nhiều
SVTH: Phan Thương Trang 18
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
mảnh nhỏ ghép lại tạo thành các rảnh có kích thước nhỏ, bã malt nằm trên lưới tạo
thành lớp vật liệu lọc. Bên trong thiết bị có bộ phần đánh tơi bã lọc, có cánh khuấy.
- Trước khi tiến hành lọc, nồi lọc cần được vệ sinh kỹ bằng nước. Dịch đường từ nồi

đường hoá sau khi được trộn đều, được bơm một lần sang nồi lọc, đồng thời bật cánh
khuấy và hệ thống đánh tơi bã hoạt động để dàn đều lớp bã trên mặt đáy giả. Sau khi
hết dịch đường hệ thống cánh đảo bã được nâng lên cao. Dịch đường được để yên 20
phút để bã kết lắng tạo thành lớp lọc. Sau đó mở van thu dịch đường, ban đầu dịch
đường còn đục nên ta cho hồi lưu trở lại nồi lọc. Khi dịch đường bắt đầu trong thì khoá
van hồi lưu, thu dịch đường. Lúc đầu tốc độ lọc nhanh, về sau tốc độ lọc chậm dần do
màng lọc bị bít làm tăng trở lực khi đó cần ngừng quá trình lọc dùng hệ thống cào bã
tạo lại lớp màng lọc. Dùng áp kế để kiểm tra tốc độ lọc. Thời gian ép dịch lọc khoảng
90 phút. Sau đó tiến hành rửa bã.
- Tiến hành rửa bã gián đoạn, nước rửa bã có nhiệt độ 78˚C, pH=6,5. Sau khi thu hết
dịch đường, khoá van xả dịch, cho lượng nước rửa bã vào, cho cánh khuấy quay với
vận tốc 4 – 5 vòng/phút để làm tơi lớp bã giải phóng chất tan còn lưu trong bã vào
dịch. Sau đó tắt cánh khuấy để yên 10 phút thì tháo dịch, dịch này cũng được bơm
sang nồi nấu hoa houblon với dịch lọc trước đó. Tiếp tục cho đến khi hàm lượng
đường trong bã còn 0,5 – 1˚Bx, thường là rửa 2 -3 lần. Thời gian rửa bã khoảng 60 –
120 phút. Lượng nước rửa bã được sử dụng sao cho thu được lượng thể tích dịch cần.
- Chú ý: chiều cao màng lọc thường là 30 – 60cm. Tốc độ lọc 0,5 – 4,5 m/s, nước nha
đầu có 16 – 20
o
Pt, 40 – 50% thể tích. Thời gian cho quá trình lọc và rửa bã: thời gian
chuẩn bị 50 – 60 phút, thời gian lọc 60 – 110 phút, thời gian rửa bã 60 – 120 phút, thời
gian tháo bã và vệ sinh 30 – 40 phút.
1.10.6 Đun sôi dịch hoa với hoa Houblon
•
Mục đích: khai thác và chuẩn bị cho quá trình lên men.
- Trích ly các chất đắng, tinh dầu, polyphenol từ houblon vào dịch nha, đồng phân hóa
một số chất đắng để tăng độ hòa tan của chất đắng.
- Góp phần điều chỉnh độ chất khô dịch nha.
- Vô hoạt enzyme, đông tụ các protein kém bền nhiệt
- Được xem như quá trình thanh trùng: tiêu diệt vi sinh vật.

- Đun sôi ở 100
o
C trong thời gian dài sẽ xảy ra phản ứng Maillard, hình thành một số
hợp chất có lợi làm tăng cường độ màu của bia.
- Tách một số hợp chất dễ bay hơi ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm.
•
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Vật lý: có sự thay đổi về tỉ trọng của dịch nha.
- Hóa học: xảy ra phản ứng Maillard (có lợi do tăng độ màu, ổn định độ bền bọt cho
bia), phản ứng đồng phân hóa chuyển các α-acid thành iso α-acid giúp tăng độ hòa
tan, đường và acid amin bị phân hủy, pH giảm 0,1 – 0,2 đơn vị.
SVTH: Phan Thương Trang 19
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
- Hóa lý: Các chất chiết được trích ly từ hoa houblon vào dịch nha, xảy ra quá trình
đông tụ protein, sự tạo phức giữa protein trong malt đại mạch và polyphenol trong hoa
houblon sẽ hình thành kết tủa, có sự bay hơi của nước và một số cấu tử dễ bay hơi
trong dịch nha.
- Sinh học: hệ vi sinh vật trong dịch nha sẽ bị ức chế hoặc tiêu diệt.
•
Thiết bị và thông số công nghệ
- Thiết bị có dạng hình trụ đứng. Bên trong thiết bị có bộ phận gia nhiệt dạng ống để dẫn
hơi vào.
- Lượng houblon sử dụng được tính theo lượng alpha acid (7 – 20g alpha acid/hL). Sử
dụng phương pháp bổ sung hoa houblon hai lần: lần 1 khi dịch nha bắt đầu sôi, lần 2 là
15 phút trước khi kết thúc. Với phương pháp này sẽ có ưu điểm là tổn thất tinh dầu ít
hơn.
- Thiết bị nấu hoa được vệ sinh sạch sẽ trước mỗi mẻ nấu. Ngay từ khi dịch lọc đưa sang
nồi hoa thì mở van cấp hơi nhưng ở mức vừa phải để duy trì nhiệt độ dịch lọc khoảng
78
o

C. Sau đó nâng dần nhiệt độ sao cho tới khi toàn bộ dịch lọc và nước rửa bã được
bơm sang nồi hoa thì dịch đường trong nồi cũng vừa sôi. Khi dịch nha vừa bắt đầu sôi
được khoảng 15 phút thì cho toàn bộ cao hoa và một nửa hoa khô vào nồi. Trước khi
kết thúc đun hoa 15 phút thì bổ sung phần hoa khô còn lại vào nồi nấu. Tỷ lệ cao
hoa/hoa khô = 1/3. Tổng thời gian đun dịch nha với hoa houblon không quá 2 giờ.
1.10.7 Tách bã houblon
•
Mục đích: hoàn thiện
- Các biến đổi của nguyên liệu: đây là quá trình phân riêng để tách bỏ những cấu tử
không tan ra khỏi dịch nha.
•
Thiết bị:
- Sử dụng thiết bị lắng xoáy tâm có dạng hình trụ đứng, đáy côn.
- Dịch đường ra khỏi nồi hoa được bơm vào thùng lắng xoáy theo phương tiếp tuyến với
tiết diện hình tròn của thiết bị với vận tốc 12 – 14m/s. Dưới tác dụng của lực ly tâm và
trọng lực các cấu tử rắn sẽ chuyển động theo quỹ đạo đường xoắn ốc và lắng xuống
phần đáy hình trụ. Phần dịch lỏng đã tách cặn nằm phía trên sẽ được tháo ra khỏi
thùng, có nhiệt độ khoảng 95˚C được bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh. Cặn tập trung
ở đáy thùng khi bơm hết dịch được xối nước xả bã ra ngoài. Thời gian lắng xoáy
khoảng 30 phút.
- Dịch nha thu được có các chỉ tiêu:
+ pH = 5,2 – 5,4.
+ Nồng độ chất khô: 10 – 13
o
Pt.
+ Hàm lượng monosaccharide: glucose 7 – 15g/l, fructose 0,5 – 2g/l.
+ Disaccharide: sucrose 2 – 6g/l, maltose 45 – 65g/l (maltose là đường khử chủ lực).
+ Trisaccharide dồm có maltosetriose, raffinose…
SVTH: Phan Thương Trang 20
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia

+ Dextrin: DP > 10 chiếm 12,5mg/l, DP 4 – 9 chiếm 9,8 mg/.
+ β glucan và gum: 200 – 800 mg/l.
+ Nitơ tổng: 500 – 1100mg/l.
+ Nitơ amin tự do: 100 – 250mg/l xác định theo phương pháp ninhydrine.
+ Phân đoạn nitơ theo Lundin: A (20 – 25%), B (15 – 20%), C (55 – 60%).
+ Các chất khác: acid nucleic, vitamin, khoáng, polyphenol…
1.10.8 Làm lạnh dịch nha
•
Mục đích: chuẩn bị cho quá trình lên men bia.
•
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Vật lý: dịch nha được làm lạnh từ 95
o
C về nhiệt độ lên men.
- Hóa lý: một số phân tử protein bị đông tụ trong quá trình làm lạnh và hình thành nên
cặn mịn.
•
Thiết bị:
- Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng.
- Yêu cầu của quá trình phải thực hiện nhanh và kín để hạn chế quá trình nhiễm vi sinh
vật và hoạt hóa bào tử.
- Thông thường người ta dùng nước lạnh để hạ nhiệt độ dịch nha từ 95
o
C về 40
o
C, sau
đó dùng tác nhân lạnh để hạ tiếp về nhiệt độ lên men của chủng nấm men bia sử dụng.
Nhiệt độ hoạt động của nấm men chìm trong quá trình lên men chính thường dao động
trong khoảng 14 – 18
o

C.
1.10.9 Cung cấp oxy cho dịch nha và cấy giống nấm men
•
Mục đích: chuẩn bị cho quá trình lên men bia.
•
Các biến đổi của nguyên liệu: khi sục không khí vô trùng vào dịch nha, oxy sẽ hòa tan vào
dịch nha.
•
Thiết bị và thông số công nghệ:
- Thiết bị cung cấp oxy cho dịch nha có dạng ống hình trụ được đục lỗ trên thân được
đặt trong thiết bị lên men chính. Người ta sẽ nén không khí vô trùng vào ống trong.
Nồng độ oxy trong dịch nha đạt 6 – 12 mg/l
- Để cấy giống nấm men, người ta sẽ bơm canh trường nấm men vào đường ống dẫn
dịch nha từ thiết bị nạp oxy đến thiết bị lên men.
1.10.10 Lên men chính
•
Mục đích: chế biến.
•
Quá trình lên men chính gồm 4 giai đoạn:
- Giai đoạn 1 (2 ngày đầu tiên): nấm men sẽ nảy chồi, phát triển mạnh dần, sinh khối đạt
cực đại ở cuối ngày thứ hai. Đồng thời là sự giảm dần nồng độ chất hoà tan trong dịch
đường, nhiệt độ tăng dần, xuất hiện nhiều bóng khí to thô bám xung quanh thùng và ở
SVTH: Phan Thương Trang 21
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
cuối ngày thứ hai có thể tạo một lớp bọt khí mỏng gồm nhiều bóng khí CO
2
ở bề mặt
môi trường lên men.
- Giai đoạn 2 (2 ngày tiếp theo): quá trình lên men bắt đầu chuyển từ quá trình lên men
hiếu khí (tăng sinh khối nấm men) sang kiểu lên men kị khí (tạo C

2
H
5
OH và CO
2
), bọt
bia xuất hiện nhiều và nhanh hơn, bóng khí khô và mịn hơn. Đồng thời là sự giảm
mạnh nồng độ chất hòa tan trong dịch đang lên men và nhiệt độ tăng nhanh hơn.
- Giai đoạn 3 (2 – 3 ngày tiếp theo): trong giai đoạn này sự lên men xảy ra mãnh liệt
nhất thể hiện rõ qua sự giảm nhanh nồng độ chất hoà tan cùng sự tăng rất nhanh nhiệt
độ lên men. Chính trong giai đoạn này môi trường lên men đang tích luỹ nhiều diacetyl
nhất đồng thời khí CO
2
thoát ra cũng nhiều nhất. Lúc này cần theo dõi chặt chẽ biến
động của nhiệt độ, ngăn chặn không cho nhiệt độ vượt quá nhiệt độ lớn nhất của
phương pháp lên men đang áp dụng.
- Giai đoạn 4 (1 – 2 ngày cuối cùng): giai đoạn này cường độ lên men yếu dần, nồng độ
chất hoà tan giảm chậm nhiệt độ ổn định và theo chiều hướng giảm dần, một bộ phận
nấm men sẽ bắt đầu lắng cùng với những thành phần keo tụ của protein, tannin, nhựa
đắng houblon.
•
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Sinh học: sự phát triển sinh khối và tăng về khối lượng nấm men.
- Hóa sinh:
+ Sự trao đổi chất của nấm men.
+ Trao đổi glucid.
+ Trao đổi các hợp chất nitơ.
+ Trao đổi lipid.
- Hóa lý:
+ Sự thay đổi độ chua và năng lực đệm: pH giảm dần trong thời kỳ lên men chính.

+ Sự thay đổi thế oxyhóa khử: Do sự tương tác của oxy với các cấu tử trong dịch lên
men, sự tạo thành các chất có tính khử trong thời gian lên men.
+ Sự kết mảng của tế bào nấm men.
+ Sự tạo bọt: Do lượng CO
2
tạo ra nhiều sau lên men.
- Vật lý: sự tỏa nhiệt do trao đổi chất của nấm men.
•
Thiết bị và thông số công nghệ:
- Thiết bị lên men được đặt ngoài trời (tank out door). Nhiệt độ lên men được giữ ổn
định ở 8 – 15
o
C, áp lực trong thùng lên men được giữ ở 1,2 – 1,5 kg/cm
2
. Quá trình lên
men chính kết thúc khi hàm lượng đường lên men còn khoảng 1%. Trong quá trình lên
men chính có tiến hành thu hồi CO
2
.
- Khi quá trình lên men chính kết thúc thì nấm men bắt đầu kết lắng, áo lạnh ở phần côn
của thùng lên men sẽ làm việc, nhiệt độ ở vùng này giảm cùng với áp suất trong thùng
được giữ ở 1,2 – 1,5kg/cm
2
sẽ thúc đẩy quá trình kết lắng của nấm men nhanh và chặt
hơn. Mở van ở đáy côn, sinh khối nấm men sẽ được bơm đến khu vực xử lý và bảo
SVTH: Phan Thương Trang 22
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
quản ở 0 – 1
o
C để tái sử dụng. Nấm men có thể tái sử dụng đến đời thứ 7. Sau khi thu

hồi nấm men thì sẽ chuyển sang quá trình lên men phụ.
1.10.11 Lên men phụ
•
Mục đích: hoàn thiện.
- Lên men lượng đường còn lại, bão hòa CO
2
cho bia tươi, ổn định hương vị, độ trong
sản phẩm.
•
Các biến đổi xảy ra:
- Ở giai đoạn lên men phụ các quá trình xảy ra hoàn toàn giống giai đoạn lên men chính
nhưng với tốc độ chậm hơn do hầu hết nấm men đã kết lắng và nhiệt độ thấp khoảng 0
– 2
o
C. Lên men phụ là tiếp tục quá trình lên men chính, nhằm chuyển hóa hết phần
đường có khả năng lên men còn sót lại trong bia non.
- Ở giai đoạn này xảy ra các quá trình nhằm ổn định thành phần và tính chất cảm quan
của sản phẩm như hàm lượng diacetyl giảm, các acid hữu cơ tác dụng với rượu tạo
thành este Nhiệt độ và thời gian lên men phụ là 2 yếu tố quan trọng nhất ở giai đoạn
này. Nhiệt độ thấp và thời gian dài là những điều kiện quan trọng nhất để thu nhận
được bia cóđộ bền keo và chất lượng cao.
- Hóa học:
+ Trong quá trình lên men phụ xảy ra quá trình oxy hóa khử một số thành phần của
bia như: aldehyde, acid, các loại rượu, các chất màu, diacetyl…đồng thời giữa
chúng có sự tương hỗ về mặt hoá học, góp phần tạo nên thành phần và hương vị
của bia.
+ Trong quá trình này một số tế bào nấm men bị chết và tự phân bởi các enzyme
protease có sẵn trong bản thân các tế bào nấm men. Sản phẩm tự phân là các
peptid, acidamin, và một vài thành phần của acid nucleid. Các enzyme chủ yếu là
nhóm enzyme peptidase và protease. Chính các sản phẩm tự phân này có ảnh

hưởng nhiều đến chất lượng của bia.
+ Quá trình thủy phân protein (protelolysis)
- Hóa lý:
+ Sự kết tủa protein.
+ Sự lắng trong bia.
+ Bão hòa CO
2
cho bia.
•
Phương pháp thực hiện: Quá trình lên men phụ thực hiện từ 18 – 20 ngày, nhiệt độ lên
men: 0 – 2
o
C.
1.10.12 Lọc bia
•
Mục đích: hoàn thiện: tách các chất keo hoà tan do tính chất bất ổn định chúng sẽ gây hiện
tượng đục bia. Cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm.
•
Các biến đổi của nguyên liệu: đây là quá trình phân riêng các cấu tử rắn được loại bỏ ra
khỏi bia.
SVTH: Phan Thương Trang 23
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
•
Thiết bị và thông số công nghệ:
- Sử dụng thiết bị lọc dạng đĩa lọc.
- Sử dụng chất trợ lọc diatomite để tách các cấu tử mịn hoặc polyphenol.
- Lọc bia trong điều kiện kín để hạn chế sự thâm nhập của vi sinh vật và oxy không khí
vào bia
•
Cách tiến hành: trong thùng phối trộn, bia và diatomite được khuấy trộn thành huyền phù.

Sau đó huyền phù được bơm qua máy lọc nhiều lần để tạo thành màng lọc trên lưới lọc.
Sau khi tạo được màng lọc thì bắt đầu điều chỉnh các van sao cho đạt được yêu cầu sau:
một phần bia đục được đổ vào thùng phối trộn và huyền phù từ thùng phối trộn bị cuốn
theo bia đục ở đường ống chính và được lọc trong. Trong quá trình lọc phải bổ sung thêm
diatomite với lượng 50 – 100 g/hl.
1.10.13 Làm lạnh bia
•
Mục đích: Chuẩn bị cho quá trình bão hòa CO
2
•
Các biến đổi của nguyên liệu: giảm nhiệt độ bia sau khi lọc từ 5
o
C về 0 – 1
o
C
•
Thiết bị: sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng
1.10.14 Bão hòa CO
2
•
Mục đích:
- Bảo quản: bão hòa CO
2
ức chế hoạt động vi sinh vật
- Hoàn thiện: Chuẩn hóa hàm lượng CO
2
cho sản phẩm bia chai (hàm lượng 0,5%)
•
Phương pháp thực hiện:
- Sau khi lên men chính, bia được bơm sang máy làm lạnh nhanh để hạ nhiệt độ xuống 0

– 1
o
C, đi qua thiết bị cacbonic hóa rồi đổ vào tank lên men phụ và tàng trữ.
- Trong giai đoạn lên men phụ và tàng trữ, bia được cacbonic hóa bằng bugi.
1.10.15 Rót bia và đóng nắp
•
Mục đích: hoàn thiện: Giúp quá trình vận hành dễ dàng, thuận tiện hơn.
•
Nguyên tắc chiết rót: Khác với sản phẩm dạng nước, trong thành phần bia có nhiều hợp
chất hữu cơ và vô cơ hòa tan khác nhau, nhiều hợp chất keo, và khí CO
2
tồn tại dưới dạng
liên kết không chặt chẽ. Các mối liên kết này phải được giữ ổn định tránh gây trào bia và
tổn thất CO
2
. Bia không bao giờ được rót ở áp suất bão hòa CO
2
mà chiết rót theo nguyên
tắc đẳng áp (phải đạt được trạng thái cân bằng áp suất giữa bồn chiết bia và bao bì chiết
rót), để bia có thể chảy vào bao bì một lượng đúng bằng trọng lượng riêng của nó.
•
Cách tiến hành:
- Vỏ chai được bốc ra khỏi két theo băng chuyền đến máy súc rửa chai. Sau đó được
kiểm tra lại bằng máy soi chai. Các chai bẩn không làm sạch được hay bị khuyết tật
đều được loại bỏ đi. Các chai đạt tiêu chuẩn theo băng chuyền đến máy chiết bia và
đóng nắp chai. Tại đây, băng tải sẽ vận chuyển chai vào vị trí khớp với các vòi chiết,
chai được con đội nâng lên bịt kín chai vào van chiết bằng vòng ép cao su. Lúc này
SVTH: Phan Thương Trang 24
Đồ án môn học công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất bia
chai được hút chân không và đưa CO

2
và sao cho áp lực CO
2
trong chai và bồn chiết
bằng nhau. Bia sẽ được chiết vào chai theo nguyên tắc đẳng áp. Sau khi đóng nắp chai
sẽ đi qua máy kiểm tra mực bia trong chai.
- Vì chai bia được sử dụng lại nhiều lần nên quá trình làm sạch chai trước khi rót bia là
hết sức quan trọng. Quá trình làm sạch chai được tiến hành như sau: Tráng chai bằng
nước ấm → Phun dung dịch kiềm loãng → Ngâm rửa bằng dung dịch kiềm nóng(1–
2% NaOH, 60–65
0
C) → Rửa nước lần 1 → Rửa nước lần 2 → Rửa bằng nước sạch →
Kiểm tra.
1.10.16 Thanh trùng
•
Mục đích: kéo dài thời gian bảo quản và ổn định chất lượng của sản phẩm.
•
Các biến đổi của nguyên liệu: các vi sinh vật và enzyme trong bia sẽ bị vô hoạt.
•
Phương pháp thực hiện: thanh trùng trong bao bì bằng thiết bị thanh trùng liên tục tunel.
Chai bia được băng tải đưa vào thiết bị thanh trùng qua 5 vùng: vùng gia nhiệt (45
o
C),
vùng thanh trùng (63
o
C), vùng làm nguội (45
o
C), vùng làm mát (35
o
C), vùng làm lạnh

(25
o
C). Thời gian lưu của sản phẩm trong vùng thanh trùng là 20 – 30 phút. Nước được
phun cho vùng nào thì được thu gom ngay vào bể chứa tương ứng phía dưới. Cả bể được
gia nhiệt thường xuyên.
1.10.17 Dán nhãn
•
Mục đích công nghệ: hoàn thiện
•
Thiết bị: sử dụng thiết bị dán nhãn hoạt động tự động theo phương pháp liên tục
SVTH: Phan Thương Trang 25