Đồ án thiết kế nhà máy bia 10 triệu lítnăm

MỞ ĐẦU
Bia là loại nước giải khát lên men rất bổ dưỡng. Bia có nồng độ rượu nhẹ
(hàm lượng rượu khoảng 3% -ỉ- 6%), có ga (hàm lượng C0
2
khoảng 3 -ỉ- 4
gam/lít), có bọt mịn, xốp & có hương vị thơm ngon rất đặc trưng. Ngoài ra, bia
còn chứa một số chất bổ dưỡng.
Chất đạm: đặc biệt là đạm hoà tan chiếm (8 -H 10)% chất tan bao gồm
prôtêin, peptit, aminoaxit.
Gulucit: glucit tan (70% là dextrin, pentosan - sản phẩm caramen
hoá).
Vitamin: chủ yếu là vitamin nhóm B (vitamin B
ls
B
6
).
Ngoài ra trong bia còn chứa một lượng các enzim khác nhau. Đặc biệt C0
2
hoà tan trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát cho người uống bia, giúp
tiêu hoá nhanh thức ăn và ăn uống ngon miệng, giảm mệt mỏi, tăng phần tỉnh táo
nếu người uống sử dụng một liều lượng thích hợp. Nhờ những đặc điểm nêu trên,
bia được sản xuất và sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới với sản
lượng ngày càng tăng.
Nước ta là một nước gần xích đạo nên nóng và oi bức. Vì vậy nhu cầu về
nước giải khát chiếm một vị trí quan trọng trong mùa hè, ngành công nghiệp nước
giải khát nói chung và ngành bia hiện nay nói riêng rất được quan tâm. Ngoài các
nhà máy bia có công suất lớn là nhà máy bia Hà Nội, nhà máy bia Hà Tây và nhà
máy bia Sài Gòn với tổng công suất khoảng 400 triệu lít/năm, gần đây đã xuất
hiện rất nhiều nhà máy sản xuất bia liên doanh với nước ngoài. Các nhà máy này
cùng với những cơ sở sản xuất quy mô nhỏ ở hầu hết các tỉnh thành trong cả nước
nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng bia ngày càng tăng của mọi người. Vào khoảng

những năm 80 của thế kỉ trước bia có thể coi là đồ uống xa xỉ đối với người lao
động, nhưng hiện nay đời sống của người lao động đã dần được cải thiện, mức
sống ngày càng cao hơn nên việc sử dụng bia hàng ngày càng trở nên phổ biến.
Để đáp ứng nhu cầu này thì việc xây dựng thêm các nhà máy bia là rất thích hợp.
PHẦN 1. LẬP LUẬN KINH TẾ
Bia là một trong những loại nước uống giải khát được ưa chuông nhất hiện
nay. Trên thế giới bia được phổ biến rộng rãi và luôn được tiêu thụ với sản lượng
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 1
lớn. Có thể ví dụ cụ thể theo thống kê trước đây thì các nước Đức, Mỹ có sản
lượng bia lớn hơn 10 tỉ líựnăm. Còn ở Châu Á thì sản lượng bia của Nhật & Trung
Quốc cũng gần bằng vái sản lượng bia của Đức & Mỹ là khoảng 7-10 tỉ lít/năm.
Hiện nay ở Việt Nam đời sống của mọi người đều được nâng cao nên việc
dùng bia làm nước giải khát hàng ngày trở nên thông dụng hơn. Tuy nhiều nhà
máy mới mọc lên và đang áp dụng tiến bộ khoa học kĩ thuật, sử dụng dây truyền
thiết bị hiện đại để tăng năng suất, nâng cao chất lượng nhưng vẫn không đáp ứng
đủ nhu cầu tiêu thụ. Chính điều này đã thúc đẩy sự phát triển của ngành công
nghiệp sản xuất nước giải khát nói chung và công nghệ sản xuất bia nói riêng.
Giữa sự phát triển ngành công nghiệp bia & tăng trưởng kinh tế có sự tác động
tương hỗ lẫn nhau. Phát triển công nghiệp bia tạo công ăn việc làm cho rất nhiều
người lao động, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng, có doanh thu lớn, góp phần vào tăng
trưởng kinh tế. Ngược lại, nền kinh tế phát triển tạo điều kiện cho đầu tư mở rộng
sản xuất, mở rộng thị trường tiêu thụ cả trong nước và nước ngoài.
Để thiết kế và xây dựng một nhà máy bia hoạt động có hiệu quả, việc đầu
tiên là phải chọn được một địa điểm xây dựng thích hợp, thuận tiện về giao thông
đường thuỷ, đường bộ để dễ vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, vật liệu và sản
phẩm. Phải gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước họp lí không ảnh
hưởng đến vệ sinh môi trường, đến sức khoẻ của người dân trong vùng. Phải gần
nơi đông dân cư để có nguồn nhân lực dồi dào, tiêu thụ sản phảm thuận lợi. Từ
những yêu cầu trên thì Thi Xã Sơn Tây là một nơi có đầy đủ các tiêu chuẩn để có

thể xây dựng một nhà máy bia.
Thị Xã Sơn Tây đang dần trở thành khu đô thị tiềm năng của đất nước. Thị
Xã Sơn Tây năm bên dòng sông Hồng cách Hà Nội khoảng 40km có đường quốc
lộ đi qua rất thuận tiện cho việc đi lại và vận chuyển. Ngoài ra
Thị Xã Sơn Tây còn có khu du lịch Ao Vua - Khoang Xanh và sân gôn Đồng Mô
thu hút một lượng khá lớn khách du lịch vào các ngày nghỉ cuối tuần và lễ tết.
Bên cạnh đó khu công nghệ cao Phú Cát đang phát triển với một số lượng lớn lực
lượng lao động, đây là nguồn tiêu thụ bia rất lớn. Thị Xã Sơn Tây là nơi có nhiều
cảnh đẹp rất thanh bình nhưng lại mang dáng dấp của một đô thị đầy tiềm năng
phát triển.
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 2
Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt & hoa houblon đều được nhập từ
nước ngoài như úc, Sec và Slovakia, Trung Quốc, Đức, Đan Mạch các nguồn
nguyên liệu này từ các cảng biển theo đường quốc lộ chuyển về nhà máy rất dễ
dàng. Nguyên liệu thay thế được thu mua trong tỉnh và các tỉnh lân cận.
Thị Xã Sơn Tây có nhiều con sông nhỏ chảy trong thị xã và con sông
Hồng lớn vào bậc nhất nước ta chảy qua, ngoài ra còn có nguồn nước ngầm rất
lớn. Và Thị Xã Sơn Tây còn có 2 nhà máy nước nên cung cấp đủ nước sạch cho
sản xuất bia và phục vụ sinh hoạt. Tuy nhiên trong sản xuất bia cần thiết phải có
một lượng nước rất lớn và đạt yêu cầu kỹ thuật, để chủ động nhà máy có thể
khoan giếng và lắp đạt hệ thống lắng, lọc, xử lý độ cứng để ổn định sản xuất.
Nhà máy sử dụng mạng lưới điện quốc gia thông qua nguồn cung cấp điện
thị xã và qua trạm hạ áp của nhà máy. Nhà máy có bộ phận chống cháy nổ, bình
cứu hoả, cửa thoát hiểm, máy phát điện công suất vừa đủ để khắc phục vụ nhà
máy không bị gián đoạn sản xuất.
Nhiệt sử dụng trong nhà máy phát đi từ lò hơi chạy bằng nhiên liệu than.
Có hai lò hơi làm việc đồng thời, người vận hành lò hơi phải có trình độ chuyên
môn cao, phải thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị, sửa chữa và thay thế
phụ tùng ngay khi cần thiết.

PHẦN 2. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA
I.MALT ĐẠI MẠCH
Malt đại mạch là sản phẩm không tồn tại trong tự nhiên, nó là một sản
phẩm nhân tạo: cho hạt đại mạch nảy mầm và sự nảy mầm dừng lại ở sấy khô.
• Hạt đại mạch bao gồm:
- Lớp vỏ hạt: có vai trò như một màng bán thăm, chỉ cho nước thấm vào
bên trong hạt đồng thời giữ các chất hoà tan trong hạt không cho thấm ra ngoài.
Vỏ hạt chiếm một giá trị khá lớn nhưng không có giá trị dinh dưỡng. Đối với công
nghệ sản xuất bia vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt, mặt bất lợi là vì trong vỏ chứa
các chất màu, các chất đắng & chất chát. Nếu những chất này hoà tan vào dịch
đường sẽ làm giảm chất lượng của sản phẩm. Mặt lợi của vỏ là nó đóng vai trò
xây dựng màng lọc trong quá trình tách bã khỏi khối cháo.
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 3
- Nội nhũ: là phần lớn nhất đổng thời là phần giá tĩị nhất của hạt. Cấu trúc
của nội nhũ gồm các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một ít
protein, xelluloza, chất béo, đường.
- Phôi: là phần sống của hạt, trọng lượng cả phôi chỉ chiếm khoảng 2,5-5%
so vói trọng lượng của hạt. Vai trò của phôi có tầm quan trọng đăc biệt không
những đối với sự sống lưu truyền của cây mà ngay cả trong công nghệ sản xuất
bia. Quá trình chế biến hạt để trở thành malt dựa vào sự nảy mầm của hạt hay sự
phát triển của phôi. Trong giai đoạn này quá trình sinh học chủ yếu xảy ra là sự
hoạt hoá và tích luỹ hoạt lực của enzyme trong hạt. Phôi là trạm hoạt hoá và là
nhà máy sản xuất enzyme, nếu thiếu nó thì cơ sở lí thuyết của quá trình sản xuất
malt coi như sụp đổ.
Malt đại mạch là nguyên liệu chính cho sản xuất bia, Malt được sản xuất
từ đại mạch. Quá trình quan trọng nhất để đại mạch chuyển thành malt là quá
trình nảy mầm. Mục đích của quá trình này là biến hạt đại mạch thành sản phẩm
giàu các enzim xúc tác sinh học, có hương vị thích hợp, màu sắc mong muốn cho
loại bia sẽ sản xuất. Hoạt hoá & nâng cao năng lực của enzim chủ yếu có trong

đại mạch, ứng dụng thuỷ phần hợp chất cao phân tử, chuyển hoá một phần chính
đại mạch (dịch chiết, dịch lên men) khi hoạt lực enzim tăng dễ dàng cho quá trình
sản xuất bia, tạo nhiệt độ, độ ẩm và môi trường thích hợp để phôi phát triển, hệ
enzim thuỷ phân trong hạt đại mạch giải phóng khỏi trạng thái liên kết để trở
thành trạng thái tự do, tăng cường hoạt động tích luỹ các hệ enzim như amylaza,
proteaza và một số enzim khác. Nhờ lượng tích tụ trong hạt kết quả là sự thuỷ
phân tinh bột, protit, hemixenllulo, các phốt pho hữu cơ diễn ra triệt để hơn. Sau
quá trình nảy mầm đem sấy khô tách rễ và làm sạch.
l. Thành phần hoá học của đại mạch.
Thành phần hoá học của đại mạch rất phức tạp. Các chỉ số về thành phần
hoá học là nhân tố quyết định chất lượng của đại mạch để xem xét loại đại mạch
đó có đủ tiêu chuẩn để sản xuất malt hay không. Đối vói cộng nghệ sản xuất bia,
các hợp phần sau quan trọng hơn cả:
a. Nước (thuỷ phần).
Thuỷ phần của đại mạch có ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển và bảo
quản hạt. Hàm ẩm cao sẽ kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt. Hai
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 4
quá trình này là nhân tố quan trọng nhất làm hao tổn chất khô. Thuỷ phần cao quá
mức cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Đặc biệt nguy
hiểm là các loại vi khuẩn hoại sinh gây thối rữa cho hạt.
b. Gluxỉt.
- Monosaccharit gồm glucoza, fructoza.
- Disaccharit chủ yếu là saccharoza & maltoza.
- Trisaccharit là đường raphinoza.
- Polysaccharit là hợp phần chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit của
hạt đại mạch bao gồm: tinh bột, xelluloza, hemixelluloza, pentoza & amilan.
• Tinh bột.
Hơn một nửa khối lượng chất khô của đại mạch là tinh bột, với chủng
giống có chất lượng cao có thể đạt 70%. Với công nghệ sản xuất malt và bia, tinh

bột có 2 chức năng: thứ nhất là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi & thứ hai là nguồn
cung cấp chất hoà tan cho dịch đường trước lúc lên men. Tinh bột được phân bố
chủ yếu ở nội nhũ và một phần rất ít ở phôi. Chúng tồn tại dưới dạng khối lập thể,
có kích thước khá bé gọi là “hạt tinh bột”. Tính chất hồ hoá của tinh bột có ý
nghĩa lớn: tinh bột đã được hồ hoá sẽ đường hoá nhanh hơn và triệt để hơn.
Tinh bột gồm amylopectin và amyloza. Amyloza bao gồm các gốc đường
glucoza liên kết với nhau qua cầu oxy a-1,4 glucozit và tạo mạch thẳng.
Amylopectin bao gồm các gốc đường glucoza liên kết vói nhau qua cầu oxy a-1,6
và a-1,4 glucozid và tạo mạch nhánh.
Mạch amyloza được xoắn theo vòng và có cấu trúc không gian giống như
chiếc lò xo. Khi tiếp xúc với dung dịch I
2
thì chúng bị hấp thụ vào khoảng không
của chiếc lò xo và tạo thành phức chất phản quang màu xanh. Khi cấu trúc lò xo
bị phá vỡ thì tính chất này cũng không còn. Đối với tác dụng của enzyme
amylaza, mạch amyloza bị phân cắt thành các đường đơn giản maltoza và
glucoza. Amylopectin là chất vô định hình, nó không tan trong nước nóng mà chỉ
tạo thành hổ, với dung dịch I
2
amylopectin chuyển thành màu tím.
Trong môi trường giàu nước tinh bột bị thuỷ phân bởi hệ enzyme amylaza
để tạo thành dextrin, đường kép maltoza, một ít glucoza và một số oligosaccharit.
Các oligosaccharit này cùng với một ít dextrin thấp phân tử hoà tan bền vững vào
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 5
nước để tạo thành chất hoà tan của dịch đường trước lúc lên men.
Sự thuỷ phân tinh bột bởi enzyme amylaza đóng vai trò lớn trong công
nghệ sản xuất malt và bia vì đây là phản ứng có tính chất nền tảng để xây dựng cơ
sở lí thuyết của quá trình ngâm, ươm mầm, sấy malt và đường hoá nguyên liệu.
• Xelluloza.

Xelluloza được phân bố chủ yếu ở vỏ trấu, chiếm khoảng 20% chất khô
của vỏ. Phân tử xelluloza gồm 2000-10000 gốc đường glcoza, xelluloza rất dai và
khó bị phân cắt trong môi trường bình thường.
Xelluloza không tan trong nước, hầu như không thay đổi về thành phần và
cấu trúc trong suốt tiến trình sản xuất bia. Xelluloza đóng vai trò quan trọng trong
quá trình lọc dịch đường vì lớp vỏ trấu là vật liệu tạo lớp màng lọc phụ lý tưởng.
• Hemixelluloza.
Hemixelluloza là thành phần chủ yếu tạo nên tế bào, là một phức hệ gồm
pentoza, hexozan và axit uronic.
Dưới tác dụng xúc tác của nhóm enzyme sitaza, hemixelluloza bị thuỷ
phân thành hexoza và pentoza. Tất cả những đường đơn này hoà tan bền vững vào
dịch đường và tạo thành chất chiết, là nguồn cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho
nấm men.
• Các hợp chất pectin và hợp chất keo.
Nó là dạng keo vì khi chúng hoà tan vào nước nóng thì tạo dung dịch có
độ nhớt cao. Sự tồn tại của hợp chất pectin và chất dạng keo trong dịch đường
mang tính 2 mặt. Mặt tiêu cực là làm cho dịch đường có độ nhớt cao, khó lọc, còn
mặt tích cức là tạo cho bia có vị đậm đà và làm tăng khả năng tạo và giữ bọt của
sản phẩm.
• Saccharit thấp phân tử.
Saccharit thấp phân tử chủ yếu là một số đường đơn và đường kép. Các
loại đường đơn giản trong hạt đại mạch tuy ít nhưng chúng đóng vai trò quan
trọng đối vói sự phát triển của phôi, đặc biệt là giai đoạn đầu của quá trình ươm
mầm.
c. Các hợp chất chứa Nitơ
Hàm lượng các hợp chất chứa N
2
trong đại mạch khoảng 9-10% chất khô
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 6

của hạt. Tuy chiếm tỷ lệ thấp nhưng chúng đóng vai trò quan trọng đối với sự phát
triển của phôi, đặc biệt là giai đoạn đầu của quá trình ươm mầm.
• Protit.
Protit là chỉ số quan trọng thứ 2 sau tinh bột để đánh giá xem lô hạt có đủ
tiêu chuẩn để sản xuất bia hay không. Nếu hàm lượng cao quá bia dễ bị đục, rất
khó bảo quản, nếu quá thấp quá trình lên men sẽ không triệt để, bia kém bọt, vị
kém đâm đà và kéo theo chỉ số non yếu khác. Hàm lượng protit tốt nhất cho sản
xuất bia là 8-10%.
Khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia cũng như độ bền keo của chúng phụ
thuộc trước hết vào mức độ thuỷ phân của protit. Không những thế các thông số
này còn phụ thuộc vào tỷ lệ giữa các cấu tử sản phẩm tạo thành trong quá trình
thuỷ phân.
Protit trong đại mạch gồm 2 nhóm là protein và proteit
- Protein gồm một số như levkozin, edestin, hodein và glutelin. Trong quá
trình sản xuất malt và bia thì levkozin, edestin và một phần hodein hoà tan vào
dịch đường và tổn tại trong bia còn các cấu tử khác bị kết lắng và thải ra ngoài
theo bã malt và cặn lắng.
- Proteit được tạo thành từ một phân tử có bản chất protein và một phân tử
khác có bản chất phi protein. Điểm chung của proteit là kém hoà tan hoặc hoà tan
không bền vững. Trong sản xuất bia, proteit gây ảnh hưởng âm tính trực tiếp đến
chất lượng sản phẩm, loại bỏ tối đa cấu tử này khỏi dịch đường là công việc cần
thiết nhưng cũng rất khó khăn.
• Các hợp chất chứa N
2
phi protit.
Albumin và pepton có vai trò lớn trong việc tạo và giữ bọt đồng thời làm
tăng vị đẫm đà của bia. Nhưng ở hàm lượng cao chúng làm giảm độ bên keo của
bia vì chúng chính là tác nhân gây đục.
Peptit được tạo thành từ những gốc acit amin, chúng dễ dàng hoà tan vào
dịch đường để tạo dung dịch bền vững và tổn tại trong bia như những thành phần

dinh dưỡng.
Acit amin chỉ chiếm khoảng 1% chất khô nhưng có vai trò lớn trong sản
xuất bia, là nguồn cung cấp N
2
cho nấm men, là tác nhân chính tạo melanoit, tham
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 7
gia tạo bọt và tồn tại trong bia như một thành phần dinh dưỡng quan trọng.
d. Các hợp chất không chứa Nỉtơ.
Polyphenol: tập trung chủ yếu ở lớp vỏ, dễ dàng kết hợp vói protit cao
phân tử tạo phức chất dễ kết lắng, làm tăng độ bền keo của sản phẩm. Mặt khác sự
ho à tan của polyphenol vào dịch đường lại làm xấu đi hương và vị của bia.
Chất chát và chất đắng thuộc nhóm lipoit, là nguyên nhân gây ra vị đắng
khó chịu cho bia.
Phitin là muối đồng thời của Canxi và Magiê với axit inozit photphoric,
khi bị thuỷ phân tạo inozit và axit phosphoric. Hợp chất này là nguồn cung cấp
photpho cho năm men đồng thời làm tăng độ chua của dịch cháo ở giai đoạn
đường hoá, đây là biện pháp hữu hiệu để nâng cao hiệu suất thuỷ phân.
Vitamin: Bj, B
2
, B
6
, c, pp
2
, tiền vitamin A, E, acit pantoteic, biotin, acit
pholievic và những dẫn xuất vitamin khác, chúng là nhân tố điều hoà sinh trưởng
của mầm.
Chất khoáng: phân tích theo % trọng lượng tro: p
2
0

5
35%; Si0
2
26%; K
2
0
21%; MgO 9%; CaO 2,8%; Na
2
0 2,4%; Fe
2
0
3
1,5%; C1 1% Các chất khoáng
đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất malt và bia: nguyên tố p tham gia
hình thành hệ thống đệm của dịch đường.
e.Pherment (enzyme).
Enzyme có vai trò đặc biệt trong công nghệ sản xuất bia. Giai đoạn ươm
mầm, hạt hút nước bổ sung đến 43-44% thì hệ enzyme được giải phóng khỏi trạng
thái liên kết, chuyển thành trạng thái tự do. Đến giai đoạn ươm mầm hoạt lực
enzyme đạt mức tối đa, nhờ đó đến giai đoạn đường hoá chúng có khả năng thuỷ
phân hoàn toàn các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ hạt. Các sản phẩm thuỷ
phân được hoà tan vào nước và trở thành chất chiết của dịch đường. Trong hạt đại
mạch gồm 2 nhóm enzyme chính là hyđrolaza và decmolaza.
- Hydrolaza gồm một số enzyme có vai trò thuỷ phân tinh bột:
- Diastaza: phân cắt tinh bột thành các sản phẩm dạng đường và dextrin
gồm 2 enzyme: a - amylaza và p - amylaza. Enzyme a - amylaza phân cắt tinh bột
thành glucoza và dextrin, là enzyme chịu nhiệt nhưng lại kém chịu chua, nhiệt độ
thích hợp 70°c, pH = 5,7. Enzyme p - amylaza tác động trực tiếp lên mạch
amyloza, mạch nhánh và hai đầu chính của amylopectin, sản phẩm là đường
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 8
maltoza và dextrin, nhiẹt độ thích hợp là 63°c, pH = 4,7.
- Sitaza gồm 2 enzyme: sitoclactaza và sitolitaza. Enzyme đầu thuỷ phân
hemixelluloza thành các sản phảm trung gian, còn enzyme sau thuỷ phân các sản
phẩm trung gian thành sản phẩm cuối cùng là pentoza và hexoza. Nhờ có quá
trình phân cắt này, thành tế bào bị phá huỷ, tạo điều kiện cho các enzyme khác
xâm nhập vào và nâng cao hoạt lực.
- Proteinaza là enzyme thuỷ phân protein thành albumoza và pepton, sau đó
chúng tiếp tục bị phân cắt thành peptit và polypeptit. Độ chua thích hợp cho nhóm
enzyme này hoạt động là pH = 4,6-5,0, nhiệt độ 50°c.
- Peptidaza gồm 2 enzyme: đipeptiaza và polypeptidaza, chúng tác động lên
phân tử của các đipepti và polypeptit để phân cắt chúng thành axit amin.
Peptidaza hoạt động manh nhất ở pH = 7,5 và ở nhiệt độ 50-52°C.
- Lipaza phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các acid béo
bậc cao. Nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của lipaza là 35°c, pH = 5.
- Amilophosphataza tham gia vào quá trình thuỷ phân tinh bột, chúng cắt
mối liên kết este của axit phosphoric trong phân tử amylopectin. Nhờ quá trình
này tinh bột được hổ hoá một cách dễ dàng hơn. nhiệt độ tối ưu của enzyme này
là 70°c, pH = 5,6.
- Fitaza phá vỡ mối liên kết este giữa axit phosphoric với inozit, tức chúng
tham gia thuỷ phân fitin. Quá trình này đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bia
vì H3PO4 được giải phóng sẽ tăng độ chua tác dụng và tăng cường lực đệm của dịch
đường.
- Decmolaza xúc tác phản ứng oxy hoá khử của quá trình hô hấp và phân
giải yếm khí gluxit (thực chất là quá trình lên men rượu) nghĩa là chúng tham gia
trực tiếp vào quá trình trao đổi chất của tế bào. Nhóm enzyme này đóng vai trò
quyết đinh trong việc hoạt hoá và phát triển của phôi ở giai đoạn ươm mầm.
2. Chỉ tiêu chất lượng của malt trong sản xuất bia:
• Hình dáng bên ngoài của hạt:
Hạt phải thống nhất về màu sắc: vàng nhạt óng ánh (giống như màu rơm),

hạt có màu xanh là hạt chưa chín, màu đậm là thu hoạch bị ẩm, hạt có chấm màu
nâu hoặc xám (đặc biệt là hai đầu hạt) là dấu hiệu bị mốc, không có khả năng nảy
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 9
mầm, hạt có mùi thơm đặc trưng (giống màu rạ tươi).
Hạt phải thống nhất về độ thuần khiết của giống lúa: với một loại giống
đại mạch có chế độ xử lý kỹ thuật để đạt chất lượng yêu cầu. Trong sản xuất chỉ
chấp nhận 5% các hạt ngoại lai khi dùng số lượng hạt đại mạch lớn.
- Trọng lượng đại mạch nhỏ hơn (7 -T- 9)% trọng lượng hạt, không dùng
hạt có chỉ số lớn hơn 9% (10% -H 12%).
- Dung trọng:
Đại mạch loại 1 dung trọng > 680g/l hạt.
Đại mạch loại 2 dung trọng (650 -T- 680)g/l hạt.
Đại mạch loại 3 dung trọng (630 -n650)g/l hạt.
- Trọng lượng tuyệt đối: đại mạch trung bình bằng (35 -T- 45)g/1000 hạt.
Đại mạch loại nặng > 44g/1000 hạt.
Đại mạch loại trung = (44 -r- 45)g/1000 hạt.
Đại mạch loại nhẹ = (35 -T- 40)g/1000 hạt.
Trong sản xuất chỉ dùng hai loại trên, loại thứ ba chỉ dùng với một tỷ lệ
nhất định thông thường không quá (15 -T- 20)%.
- Hàm lượng ẩm (w): phải đạt trung bình (10 -T- 15)%. Khi bảo quản tốt
nhất w = (12 -T- 13)% & không vượt quá 13% khi tàng trữ & w tối thiểu cho phép
là 10%. Trên 13% (nhất là > 15% -T-16% hạt dễ bốc nóng, khó bảo quản, nếu độ
ẩm < 10% hạt nhanh chóng mất khả năng nảy mầm.
- Hàm lượng protit: di chuyển trong giới hạn (8 -T- 14)% chất khô của
hạt. Protit càng nhiều, tinh bột càng giảm & do đó chất hoà tan càng thấp.
Đại mạch có nhiều prôtit quá thì khó chế biến. Nhung ngược lại protit < 8% thì
không thích hợp cho sản xuất bia vì bia ít bột. Đại mạch chất lượng cao nếu protid
chiếm từ (9 -ỉ-11)% chất khô.
- Hàm lượng tinh bột: chiếm từ (55 -H 65)% trọng lượng hạt. Đại mạch

dùng để sản xuất bia phải có lượng tinh bột không nhỏ quá từ (63 65)%
tính theo chất khố.
Ngoài ra malt dùng để sản xuất bia không được lẫn cát, rác cỏ, các loại
thóc khác, tất cả phải thuộc một nhổm đồng nhất. Nhìn hạt thóc tốt, khô, vỏ mọng
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 10
không có vết là loại đại mạch nhiều tinh bột chuyên dùng để sản xuất bia vàng.
II. NGUYÊN LIỆU THAY THẾ.
Để hạ giá thành sản xuất, cải tiến mùi vị của bia và nhằm mục đích để
được lâu dài, trong sản xuất bia người ta thường trộn lẫn một số đại mạch chưa
nảy mầm hoặc các loại ngũ cốc khác để thay thế thóc mầm, cũng có khi dùng tinh
bột hoặc các loại đường (gluco, saccaro, malto ) để làm nguyên liệu thay thế.
Gạo là nông sản chủ yếu chủ yếu của các nước phương đông như Việt
Nam, Trung Quốc, Nhật, Triều Tiên , thành phần của gạo gồm tinh bột chiếm từ
(70 -T- 75)% chất khô, các loại đường chiếm từ (2 -T- 5)% chất khô, protit từ (7-r-
8)% chất khô, chất béo từ (1 -T- 1,5)% chất khô, chất khoáng từ (1 -T- 1,2)% chất
khô. Ta nhận thấy rằng gạo chứa nhiều tinh bột & ít protit do đó trong quá trình
nấu ta thu được một lượng lớn các chất hoà tan (khoảng 90% chất khô).
Qua đó ta thấy gạo là một sản phẩm phụ rất tốt thường được dùng để nấu
kết hợp với malt (tỷ lệ thường là 20%) & thu được những loại bia có chất lượng
cao.
Ngoài gạo người ta còn dùng tiểu mạch, ngô làm nguyên liệu thay thế. Tuy
nhiên tiểu mạch không có vỏ trấu và khi bột tiểu mạch tiếp xúc với nước thì
protein của chúng dễ tham gia quá trình hydrat hoá để tạo thành phức chất keo tụ.
Phức chất này có đặc điểm là rất dai và dẻo, có thể kéo thành sợi được gọi là
gluten. Vì tính chất quí giá này mà tiểu mạch chỉ được dùng để sản xuất bánh mỳ,
vạn bất tắc dĩ mới sử dụng chúng trong sản xuất bia. Còn với ngô thì trong công
nghệ sản xuất bia, loại ngô được dùng thay thế malt đại mạch chủ yếu là loại trắng
đục (hàm lượng tinh bột cao, protein thấp) và được sử dụng dưới dạng bột đã
nghiền nhỏ. Một trở ngại lớn khi đưa ngô vào sản xuất bia là phôi của chúng quá

lớn, hàm lượng chất béo nhiều, khó lọc và giảm độ bền keo cũng như khả năng
tạo bọt của bia. Để sử dụng loại cốc này có hiệu quả, trước lúc đưa vào chế biến
dịch đường ngô phải qua một công đoạn tách phôi và vỏ.
III. HOA HOUBLON.
Hoa houblon là một loại cây sống lâu năm, thuộc họ cây leo, chiều cao
trung bình của cây houblon thường từ (10 -H 15) m, lá cây hình bàn tay. Hoa
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 11
houblon gồm hoa đực và hoa cái. Trong ngành sản xuất bia người ta chỉ sử dụng
hoa cái chưa thụ phấn, hoa đực không sử dụng được vì nó rất bé và chứa rất ít
hương lupulin.
Cấu tạo của hoa houblon có những thành phần chính sau: cuống hoa, cánh
hoa và những hạt lupulin vàng óng tựa phấn hoa. Những hạt phấn hoa này chứa
chất đắng và chất thơm của hoa houblon. Lượng hạt này phụ thuộc vào giống và
điều kiện trổng hoa houblon. Người ta đã chứng minh rằng ở điều kiện thời tiết
nhiều ánh nắng mặt trời thì hoa sẽ có nhiều hạt lupulin hơn.
Hoa houblon có hình dạng quả trứng, dài từ (3 -T- 4) cm, màu hoa khi chín
thường từ vàng đến vàng óng. Trọng lượng từng phần của hoa như sau: cánh hoa
(66 -T- 67)%, hạt lupulin (19 -T- 20)%, cuống hoa (7 -T- 8)% và những cuống con
của cánh hoa (5 V 6)%. Hiện nay có trên 100 giống hoa houblon trên thế giới.
Thành phần chủ yếu trong hoa houblon: trong hoa houblon có chứa đựng
những hợp chất đặc trưng cho loại hoa này như chất thơm, tinh dầu thơm những
hợp chất này có ý nghĩa quan trọng về kỹ thuật trong sản xuất bia. Ngoài những
hợp chất đặc trưng trong hoa còn chứa đựng những hợp chất khác tượng tự các
loại thực vật, một vài trong những hợp chất ấy cũng có ý nghĩa quan trọng trong
kỹ thuật. Thành phần hoá học của hoa houblon được tính ra % chất khô như sau:
-Nước: (11 - 12)%.
-Chấtđắng: (12-H21)%.
- Tanin: (2,5 H- 6)%.
-ChấtcóN: (10-H21)%.

- Cellulo: (12 H-14)%.
- Chất tro: (5 H- 8)%.
- Những chất hoà tan không có N: (26 -H 28)%.
l. Chất đắng.
Chất đắng là thành phần có giá trị nhất của hoa houblon. Nó tạo cho bia vị
đắng đặc biệt và dễ chịu, tạo một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia khi hoà
tan vào dịch đường và tồn tại trong bia. Các chất đắng là những hợp chất có hoạt
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 12
tính sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt rất lâu.
Với nồng độ khá thấp, các chất đắng cũng có khả năng ức chế rất nhanh sự phát
triển của vi sinh vật. Vì vậy chúng có tính kháng khuẩn rất cao và nhờ đó làm
tăng độ bền sinh học của bia thành phẩm.
Thành phần chất đắng trong hoa houblon gổm nhiều hợp chất (tính theo %
chất khô):
a - acid đắng: 6-9%.
p - acid đắng: 3-4%.
Nhựa mềm: 5-6%.
Nhựa cứng: 1-2%.
• a - acid đắng.
Cấu tử chất đắng quan trọng số một này bao gồm 6 hợp chất: humulon,
cohumulon, adhumulon, prehumulon, posthumulon & 4 - deoxyhumulon.
Khả năng hoà tan của a - acit đắng trong nước khoảng 500 mg/l, trong
dịch đường thì ít hon và trong bia thì hầu như không đáng kể. Ở giai đoạn đun sôi
dịch đường với hoa houblon các hợp chất humulon không hoà tan trực tiếp vào
mà chúng phai trải qua giai đoạn trung gian là quá trình đồng phân hoá. Sau đó
các chất đồng phân này hoà tan và bị thuỷ phân thành các sản phẩm có độ đắng
cao hơn nhiều so với hợp chất nguyên thuỷ.
• p - axit đắng.
Nhóm axit này gồm: lupulon, colupulon, adlupulon, prelupulon. Lupulon

là hợp chất dạng tinh thể, màu trắng dạng lãng kính hoặc que dài, nóng chảy ở
92°c. So vái humulon thì lupulon kém đắng hơn nhưng tính kháng khuẩn cao hơn.
Nếu bị oxy hoá p - axit đắng chuyển thành hulupon, nếu phản ứng kéo dài
hulupon sẽ bị polyme hoá trở thành nhựa mềm và sau đó thành nhựa cứng.
• Nhựa mềm.
Nhựa mềm là polyme của các axit đắng, là chất vô định hình, chưa được
xác định về thành phần hoá học. Khả năng hoà tan của nhựa mềm vào dịch đường
cao hơn p - axit đắng vì vậy chúng tạo ra được lực đắng khá lớn cho bia. Đây là
hợp phần có giá trị của chất đắng.
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 13
• Nhựa cứng.
Nhựa cứng là polyme của các acit đắng nhưng ở mức độ cao hơn nhiều so
với nhựa mềm. Chúng được hình thành trong quá trình sấy và bảo quản. Cấu tử
này hầu như không hoà tan vào nước và dịch đường, chúng thải ra ngoài theo cặn
lắng. Đây là hợp phần không có giá trị bong công nghệ sản xuất bia.
2. Tỉnh dầu thơm.
Tinh dầu của hoa houblon hoà tan vào dịch đường, tồn tại trong bia và tạo
ra cho nó một mùi thơm đặc trưng, rất nhẹ nhàng, dễ chịu. Tinh dầu thơm là chất
lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu, có mùi thơm rất manh. Tỷ trọng
của chúng là 0,88, dễ hoà tan trong rượu etylic nồng độ cao. Trong nước tỷ lệ hoà
tan của chúng không đáng kể. Tinh dầu thơm bay hơi khá nhanh ở nhiệt độ
thường.
Trong thời gian đun sôi dịch đường với hoa houblon có đến 98% lượng
tinh dầu bay ra ngoài theo hơi nươc, chỉ còn lại 2% tồn tại ở trong bia. Đối với bia
vàng thì lượng tinh dầu 2% này quyết định hương thơm của chúng.
3. Chất chát.
Chất chát (tanin) bong hoa houblon có ý nghĩa nhất định trong quá trình
kỹ thuật và ảnh hưởng tới chất lượng bia, giúp cho dịch đường trong nhanh và
làm kết tủa những chất protit không bền vững, làm tăng độ bền vững của bia. Với

lượng chất chát vừa phải nó gây bia có vị chát nhẹ, dễ chịu, nếu lượng này nhiều
sẽ gây cho bia chát và đắng. Người ta sử dụng tanin của hoa houblon để loại các
cấu tử protein khó biến tính và kết lắng ra khỏi dịch đường vì chúng tồn tại trong
bia sẽ gây đục sau này.
4. Chất có chứa Nitơ.
Trong hoa houblon có chứa 1 số chất mà những chất ấy có chứa N: protit,
albumin, pepton, axitamin, muối amon trong số này có khoảng 44% những chất
chứa N có khả năng kết tủa với axit phospho - wolfram. Tiếp đến khoảng 20% là
muối amon, amit và 19% amin và những chất khác.
IV. NƯỚC.
Nước là 1 trong các nguyên liệu chính để sản xuất bia chiếm (80 -T- 90)%
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 14
trọng lượng bia thành phẩm. Thành phần hoá học và chất lượng của nước ảnh
hưởng trực tiếp tới toàn bộ kỹ thuật sản xuất và ảnh hưởng rất lớn tới đặc điểm,
tính chất và chất lượng bia thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia cần một
lượng nước rất lớn, một phần dùng để đun sôi, hồ hoá, đường hoá, một phần để
rửa men, rửa thiết bị và nấu hơi. Việc sử dụng nước rộng rãi như vậy đòi hỏi nước
phải có thành phần và tính chất thích hợp nhất định.
Thành phần của nước phụ thuộc vào nguồn của nó. Nước mạch thường
chứa nhiều muối và chất hữu cơ hơn, nước mưa chứa nhiều khí hơn. Phụ thuộc
vào thành phần của các lớp đất mà nguồn nước đi qua, những dòng nước mạch có
những lượng muối và chất hữu cơ theo tỷ lệ khác nhau.
Đặc biệt acit cacbonat rất thừa thãi trong đất, nó hoà tan cacbonat kiềm thổ và
những cacbonat khác và đưa chúng về các dạng bicacbonat. Nước thiên nhiên rất
giàu các muối hoà tan dạng ở dạng ion, trong đó nhiều nhất là các catrion Ca, Mg,
Na, K, Fe, AI và các anion -OH, -HC03, -N02
Trong trường hợp dưới khái niệm nước dùng để nấu bia ta có thể hiểu là
nước dùng để nấu dịch lên men. Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng đến
quá trình hồ hoá, đường hoá. Ngoài ra các muối của chúng đi vào thành phần của

dịch đường và hoa, tham gia vào sự hình thành mùi vị và một vài tính chất của
bia.
Các muối trong nước tác dụng tương hỗ với các thành phần, tính chất của
dịch đường và bia. Các bicacbonat và cacbonat có trong nước sẽ hoà tan những
chất đắng trong vỏ malt, những chất đắng này gây cho dịch đường và bia có vị
đắng khó chịu. Đặc biệt Na
2
C0
3
và NaHC0
3
hoà tan cả các chất chát của malt gây
ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bia.
Nước để rửa men và thiết bị đỏi hỏi phải sạch, không được chứa nhiều các
hợp chất hữu cơ và vi sinh vật. Đặc biệt đối với các vi sinh vật và vi trùng có ảnh
hưởng trực tiếp đến những quá trình kỹ thuật sản xuất bia, phải thường xuyên
kiểm tra dưới kính hiển vi để xác định lượng vi sinh vật có trong nước, nếu lượng
này nhiều quá ta phải tiến hành sát trùng. Nước dùng để rửa thiết bị không được
chứa NH3 và các nitrit. Tốt nhất ta nên dùng nước có độ cứng thấp đến độ cứng
trung bình, về mặt cảm quan nước phải thoả mãn yêu cầu giống như đối với nước
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 15
dùng để uống.
Chất lượng của nước:
- Độ cứng của nước < (4 4 10)°Đ.
- Độ pH = (6,5 4- 7)%.
- Hàm lượng muối COl~ < 50 mg/1.
- Hàm lượng muối Mg
2+
< 100 mg/1.

- Hàm lượng muối Cl~: (75 4 150) mg/1.
- Hàm lượng CaS04: (150 4 200) mg/l.
- Hàm lượng Fe
2+
< 0,3 mg/1.
- Vi sinh vật < 100 tế bào/lít.
- Các kim loại nặng: không có.
- Các vi sinh vật gây bệnh: không có.
- Ecoli < 2% (2 tếbào/lít).
V. NẤM MEN.
Nấm men dùng để sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống
Saccharomyces. Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của chúng là (25 -H 30)°c,
nhưng một số loài trong giống này vẫn có thể phát triển tốt ở nhiệt độ (2 -H 3)°c.
Nấm men bia ngừng hoạt động ở nhiệt độ trên 40°c và có thể chết dần ở nhiệt độ
này nhưng chúng lại chịu được nhiệt độ thấp rất tốt, thậm trí ở nhiệt độ -180°c
chúng vẫn sống. Khác với các vi sinh vật khác, nấm men bia có thể phát triển
trong môi trường có oxy lẫn môi trường không có oxy. Trong quá trình lên men
bia, lúc đầu môi trường mới có oxy hoà tan, nấm men dùng oxy đó để oxy hoá cơ
chất, tạo năng lượng cho sinh sản và phát triển. Khi đã trải qua một giai đoạn lên
men, lượng oxy hoà tan cạn dần thì tế bào năm men lại thu năng lượng nhờ hệ
enzim đặc biệt của mình qua phản ứng oxy hoá khử các cơ chất. Nấm men đóng
vai trò quyết định trong sản xuất bia vì quá trình trao đổi chất của tế bào nẩin men
bia chính là quá trình chuyển hoá nguyên liệu thành sản phẩm.
Căn cứ vào tính chất của quá trình lên men bia, người ta chia nấm men ra
làm 2 loại: nấm men nổi và nấm men chìm.
Nấm men nổi thuộc loại Saccharomyces cerevisiae, loại này chỉ phát triển
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 16
và tạo quá trình lên men bia ở nhiệt độ tương đối cao từ (12 -T- 13)°c trở lên. Sở
dĩ người ta gọi chúng là nấm men nổi vì trong quá trình lên men, tế bào của chúng

nổi lơ lửng trong dịch lên men và tập chung ở bề mặt dịch. Do trải đều trên toàn
khối dịch lên men nên tế bào có điều kiện tiếp xúc rộng lớn với cơ chất trong môi
trường, tác động đều lên cơ chất ở khắp mọi nơi, xúc tiến quá trình lên men nhanh
chóng và manh mẽ. Tuy nhiên sử dụng nấm men nổi đòi hỏi phải kem theo biện
pháp lọc cẩn thận mới có sản phẩm trong suốt, vì tế bào nấm men lởn vởn trong
dịch lên men ngay cả ở cuối thời kỳ lên men phụ.
Nấm men chìm thuộc loài Saccharomyces carlsbergensis, loài này phát
triển tốt ngay ở nhiệt độ thấp khoảng (6 -H 7)°c. Công nghệ sản xuất bia bằng
loài nấm men chìm đang được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các tỉnh & thành phố
của cả nước. Nấm men chìm có khả năng đặc biệt là trong quá trình phát triển, tế
bào của chúng dính vào nhau thành chùm rồi lắng xuống đáy thiết bị lên men
thành lớp chặt, thuận tiện cho việc tách lớp tế bào đó làm nấm men giống cho đợt
sản xuất tiếp sau. Do tính chất này mà bề mặt tiếp xúc giữa môi trường vái tế bào
năm men bị hạn chế, khả năng tiêu hao nguồn cơ chất để tạo thành các sản phẩm
lên men chậm. Đây là lý do để người ta ít sử dụng loại năm men chìm vào mục
đích rút ngắn thời gian lên men bia hay còn gọi là công nghệ sản xuất bia ngắn
ngày trừ trường hợp lên men có khuấy trộn. Vì nấm men lắng xuống đáy thiết bị
thành lớp dính chặt nên thông thường đến cuối giai đoạn lên men phụ, bia đã
trong, khâu lọc thành phẩm trở nên đơn giản và dễ dàng.
VI.NGUYÊN LIỆU PHỤ.
l. Chế phẩm enzyme Termamyl.
Dùng chế phẩm enzyme Termamyl để phá vỡ màng tinh bột biến chúng
thành trạng thái hoà tan của dung dịch và thuỷ phân một phần tinh bột.
Chế phẩm enzyme Termamyl có bản chất là enzyme a- amylaza chịu nhiệt,
pH trung tính, ở dạng lỏng, được sản xuất từ dịch nuôi cấy vi khuẩn Bacillus
licheniíòrmiss trong phân tử có Ca
2+
. Nó có khả năng chịu nhiệt cao hon các chế
phẩm enzyme a- amylaza từ nấm men và nấm mốc, nhiệt độ tối ưu là 90-95°C,
điều này rất thuận lợi cho dịch hoá tinh bột gạo vì nhiệt độ hồ hoá gạo là 86°c.

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 17
Enzyme này thuỷ phân tinh bột ở mối liên kết a-1,4 glucozit trong phân tử
amyloza và amylopectin. Vì vậy tinh bột sẽ chóng bị phân giải thành dextrin tan
trong nước. Hàm lượng sử dụng enzyme này là 0,1% so với nguyên liệu thay thế.
Khi sử dụng enzyme có thể tăng hiệu suát thu hồi chất hoà tan, tăng tỷ lệ nguyên
liệu thay thế, giảm giá thành sản phẩm.
2. Chế phẩm enzyme Cereflo.
Đây là tên thương mại của enzyme p - glucanaza, hoạt động tối ưu ở pH =
5,5 - 6,0, nhiệt độ 50 - 60°c, có tác dụng làm giảm độ nhớt dịch đường, tăng hiệu
suất lọc, tăng khả năng trích ly các chất vào dịch đường. Vì vậy đưa ngay chế
phẩm này vào đầu quá trình đường hoá, nồng độ 0,06% so với nguyên liệu thay
thế.
3. Chế phẩm enzyme Fungamyl.
Đây là enzyme 1,4 a D - glucan glucanohydrolaza, sản phẩm thuỷ phân
chủ yếu là đường maltoza và làm tăng khả năng lên men của dịch đường từ 2-5%.
Nó hỗ trợ đắc lực cho Termamyl trong vai trò đường hoá tinh bột đã dịch hoá,
nhất là khi tỷ lệ nguyện liệu thay thế lớn (từ 35-65%).
4. Các nguyên liệu khác.
Axit lactic để điều chỉnh pH đến pH = 5,3 - 5,5 khi đường hoá.
Các hoá chất vệ sinh tấy rửa thiết bị, thùng chứa, đường ống: HN0
3
,
NaOH, nước vô trùng, nước p
3
chứa trong các thùng CIP.
Không khí sạch dùng cho quá trình lên men sơ bộ nên cần qua bộ phận
làm sạch không khí, lọc tách dầu, bụi đất cát, vi sinh vật. Đó là thiết bị lọc túi.
C0
2

thu được từ quá trinh lên men cho qua máy nén vào kho thu hồi
C0
2
.
Đổ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM
SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45 18
PHẦN 3. CHỌN DÂY CHUYÊN SẢN XUẤT.
I.NGHIỀN NGUYÊN LIỆU.
Do gạo có cấu trúc hạt tinh bột cứng, chưa bị tác động bởi enzyme, khó bị
hồ hoá nên cần chọn phương pháp nghiền phá vỡ màng tinh bột, phá vỡ một phần
cấu trúc hạt tinh bột, bọt nghiền càng mịn càng tốt.
Chọn thiết bị là máy nghiền búa. Cấu tạo của máy nghiền búa bao gồm
một sàng phân loại hình trụ khuyết (có thể hình dạng khác), trong đó có một roto
quay, trên rôto lắp nhiều đĩa, trên mỗi đĩa được gắn nhiều lưỡi dao bằng thép.
Bằng lực cơ học, khi rôto quay (thông thường 2940 vòng/phút) các lưỡi dao sẽ
chém hạt nát vụn.
Kết quả nghiền gạo:
- Tẩm lớn <25%.
- Tăm nhỏ > 35%.
- Bột mịn > 75%.
Nghiền malt có nhiều phương pháp khác nhau: chia làm 2 dạng lớn.
• Nghiền khô với các phương pháp:
+ Nghiền khô thường.
+ Nghiền khô có phun ẩm vỏ.
+ Nghiền khô mịn.
Ưu điểm chung của nghiền khô là nghiền theo ngày, có thể nghiền trước
khi nấu một ngày.
• Nghiền ướt với các phương pháp:
+ Nghiền ướt có ngâm.
+ Nghiền ướt không ngâm.

Ưu điểm của nghiền ướt là vỏ malt được giữ nguyên vẹn, hạn chế trích ly
các chất gây mùi vị lạ vào trong dịch đường.
• Thiết bị nghiền malt:
Chọn thiết bị nghiền malt là máy nghiền bốn trục, một sàng. Máy nghiền
bốn trục, một sàng được dùng trong trường hợp malt có độ nhuyễn tốt, hoặc sản
xuất các loại bia phổ thông. Cấu tạo của máy nghiền trục có hai cặp trục phân bố
trên và dưới, ở giữa là sàng rung phân loại. Malt sau khi được nghiền qua cặp
rulô thứ nhất, bột nghiền được đổ xuống sàng, lọt qua lỗ sàng là bột và tấm bé.
Hai pha này được thu gom vào thùng chứa tạm, còn vỏ và tấm lớn nằm lại trên
sàng được đổ vào cặp rulô thứ hai để nghiền lại một lần nữa.
Chiều dài của rulô rất khác nhau, dao động trong khoảng 350 - 1250 mm
phụ thuộc vào công suất của máy, còn đường kính từ 200 - 300 mm. Rulô nghiền
được sắp xếp theo từng cặp. Hai rulô trong một cặp chuyển động ngược chiều
nhau và chúng quay với tốc độ góc khác nhau (để tạo ra lực xé), thông thường là
khoảng 250 - 300 vòng/phút. Mức độ nghiền malt được xác định bằng cách điều
chỉnh khoảng cách giữa hai rulô. Khoảng cách này thông thường là khoảng 0,0 -
2,5 mm. Máy nghiền phải sử dụng rulô nhẵn vì sau này dùng loại thùng lọc đáy
bằng để lọc bã.
Thiếu sót lớn nhất của máy nghiền trục kiểu này là ở cặp rulô thứ hai, tấm
lớn và vỏ đều được nghiền cùng một chế độ như nhau mà đáng ra nếu chúng
được nghiền với lực ma sát khác nhau thì kết quả sẽ tốt hơn.
Yêu cầu của malt sau nghiền là:
+ Vỏ trấu: 15-18%.
+ Tăm thô: 18-22%.
+ Tấm mịn: 30-35%.
+Bột: 25-35%.
II. PHƯƠNG PHÁP NẤU GẠO.
Trong nấu gạo để tăng hiệu suất trích ly thì sử dụng enzyme hoặc sử dụng
malt lót. Nếu sử dụng malt lót 10% thì enzyme trong malt lót không giữ được
hoạt lực (bị vô hoạt) khi ở nhiệt độ hồ hoá của gạo là 86°c. Vì vậy, phải sử dụng

kết hợp với enzyme có nhiệt độ hoạt động cao hơn 86°c. Chế phẩm enzyme trên
thị trường thoả mãn điều kiện này là Termamyl.
• Thiết bị nấu cháo
Nồi nấu cháo thân hĩnh trụ, đáy cầu và đỉnh cầu, được làm bằng thép
không gỉ, cấu tạo hai vỏ có bao hơi bên ngoài để nấu. Nồi nấu có cánh khuấy để
tăng cường quá trình truyền nhiệt và chống cháy cháo. Có nhiệt kế để đo nhiệt
độ, van an toàn áp lực, đồng hồ đo áp suất, một đường nước lạnh vào, một đường
nước nóng vào, một đường cháo sang nồi malt, một đường nước thải, van xả
nước ngưng.
III. CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG HOÁ
Đường hoá có mục đích phân cắt các hợp chất có phân tử lượng lớn thành
đường có khả năng lên men. Nó trải qua 3 quá trình: hồ hoá, dịch hoá, đường hoá,
mỗi quá trình diễn ra ở một nhiệt độ khác nhau trong một thời gian khác nhau.
• Có hai phương pháp đường hoá là:
- Phương pháp đường hoá toàn khối: tăng dần hoặc giảm dần nhiệt độ.
- Phương pháp nấu từng phần: tam phân đoạn, nhị phân đoạn, nhất phân
đoạn.
Cả hai phương pháp trên đều có khả năng nâng cao được hiệu suất đường
hoá bằng các biện pháp:
- HạpH.
- Làm mềm nước.
- Bổ sung chế phẩm enzyme.
• Phương pháp đường hoá toàn khối:
- Ưu điểm: thời gian ngắn, thao tác đơn giản.
- Nhược điểm: cần điểm dừng ở các nhiệt độ trung gian. Tuy nhiên, các hạt
tinh bột khó hoà tan vẫn không được thuỷ phân triệt để làm giảm hiệu suất đường
hoá.
• Phương pháp đun sôi từng phần:
- Ưu điểm: tạo bước nhảy nhiệt độ, tránh dừng ở nhiệt độ trung gian. Đun
sôi một phần dịch đường để dịch hoá hoàn toàn tinh bột khó hoà tan, tăng hiệu

suất hoà tan lên một đến hai lần, do đó làm tăng hiệu suất đường hoá.
- Nhược điểm: thao tác phức tạp, thời gian kéo dài.
Vì sử dụng nguyên liệu thay thế với tỷ lệ 35% nên chọn phương pháp
đường hoá đun sôi một lần có bổ sung chế phẩm enzyme Termamyl tỷ lệ 0,075%
so với gạo để dịch hoá, đường hoá nguyên liệu, enzyme Cereflo tỷ lệ 0,06% so
với gạo để tăng hiệu suất trích ly các chất vào trong dịch đường.
• Thiết bị đường hoá:
Thiết bị đường hoá là một nồi hình trụ, đáy lồi và được chế tạo bằng thép
không gỉ. Nồi đường hoá được trang bị vỏ áo hơi ở dưới đáy nồi để cung cấp hơi
cho quá trình đường hoá. Mỗi mảnh có đường hơi vào và đường hơi ngưng thoát
ra riêng biệt. Áp suất hơi trên đường ống trục có áp lực khoảng 4-5 Kg/cm
2
, còn
áp suất hơi giữa hai lớp vỏ của áo hơi thường phải đạt khoảng 2,5-3 Kg/cm
2
. Có
hệ thống chuyển động và cánh khuấy của nồi đường hoá được đặt ở dưóri. Tất cả
các thiết bị phụ kiện như đường ống nước nóng, nước lanh, cửa quan sát, van an
toàn, nhiệt kế, áp kế, chuông báo thức đều được trang bị đầy đủ ở nổi đường hoá.
IV.CHỌN PHƯƠNG PHÁP LỌC BÃ MALT.
Có hai phương pháp lọc dịch đường là:
• Lọc ép khung bản:
- Ưu điểm:
+ Thời gian lọc nhanh.
+ Hiệu suất thu hồi chất hoà tan cao.
+ Dịch đường trong hơn.
+ Thể tích nước rửa bã ít, diện tích chiếm chỗ nhỏ.
+ Năng suất ổn đinh, không phụ thuộc độ nhuyễn của malt.
- Nhược điểm:
+ Dùng nhiều lao động thủ công cho tháo, lắp máy, tháo bã, rửa, vệ

sinh thiết bị.
+ Dễ bị oxy hoá bởi oxy không khí khi tháo dịch lọc.
+ Lượng dịch đường phải đủ lớn. Phụ thuộc vào mức độ nghiền
càng mịn càng tốt.
• Lọc bằng thùng lọc đáy bằng:
- ƯU điểm:
+ Có khả năng tự động hoá lọc rửa bã và tháo bã.
+ Dung tích làm việc của thùng lọc 220 kg/m
3
, tốc độ lọc
nhanh.
+ Dịch lọc không bị oxy hoá bởi oxy không khí.
- Nhược điểm:
+ Thời gian lọc dài hơn.
Xem xét về những ưu nhược điểm của hai thiết bị lọc thì việc sử dụng
phương pháp lọc bằng thùng lọc đáy bằng là tiện lợi hơn.
• Thiết bị lọc đáy bằng:
Thiết bị lọc đáy bằng là một thùng hình trụ (chế tạo bằng đồng hoặc thép
trắng) có hai đáy: đáy thật và đáy giả. Trên độ cao 10-15 cm từ đáy, thùng lọc
được ghép một đáy giả thứ hai. Đáy giả bao gồm nhiều mảnh kim loại đục lỗ mắt
sàng ghép lại. Hình dạng của các mảnh ghép thông thường là hình rẻ quạt. Trên
đáy giả có lỗ hở, đường kính từ 200 - 300 mm dùng để tháo bã malt ra ngoài.
V. CHỌN PHƯƠNG PHÁP LẮNG TRONG.
Sau quá trình nấu hoa, tách bã hoa, dịch đường vẫn còn nhiều cặn nóng,
cặn này gây ảnh hưởng không tốt đến quá trình lên men và tạo sản phẩm, cần
phải tách cặn nóng và làm nguội đến nhiệt độ lên men. Quá trình tách cặn ở đây
là tách cặn nóng, lượng cặn nóng tạo ra phụ thuộc vào:
- Phương pháp nấu.
- Phương pháp đường hoá.
- Cường độ đun sôi dịch đường.

- Loại và hàm lượng hoa houblon (loại hoa cánh cho cặn nhiều hơn cao
hoa).
- Chất lượng lọc dịch hèm.
- Độ nhuyễn malt.
Mức độ tách cặn nóng càng nhiều càng tốt vì nếu để lâu thì thường rất dễ
dàng bị kết lắng, làm đục bia, cặn nóng còn tạo nhiều mùi vị không tốt cho bia
nên cần tách triệt để. Tuy nhiên, cặn mịn thì dễ dàng bám vào thành thiết bị, loại
bỏ cặn mịn kéo theo một số chất khác nữa làm cho bia rất nhạt. Cặn mịn làm cho
khả năng đảo trộn bia tốt, góp phần giữ bọt nên ta cần tách một phần cặn mịn.
Các phương pháp tách cặn:
• Phương pháp cổ điển: Gồm hai bộ phận thiết bị là bể làm nguội đến 60°c
và máy làm lanh dịch đường đến nhiệt độ lên men.
- Ưu điểm: thao tác đơn giản, ở 60°c là nhiệt độ mà hầu hết các cặn thô đã
kết lắng.
- Nhược điểm: dịch đường được bão hoà oxy nhưng lại không tiếp xúc với
không khí vô trùng. Vì để bể hở trong không khí nên dễ nhiễm tạp vi sinh vật.
• Phương pháp hiện đại: làm nguội và tách cặn trong hệ thống kín.
- Ưu điểm: khắc phục được các nhược điểm của phương pháp cổ điển vì
dịch đường được bão hoà oxy trong không khí vô trùng, không bị nhiễm tạp vi
sinh vật ở không khí.
- Nhược điểm: thao tác phức tạp, hệ thống thiết bị nhiều hơn và cầu kì.
• Lắng trong hiện đại có ba phương pháp:
- Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ cao 90°c.
- Tách cặn cục bộ dịch đường ở nhiệt độ cao 60°c.
- Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ thấp.
Nếu tách cặn toàn bộ, bớt được thao tác chuyển thùng, bớt thiết bị ly tâm
mà hiệu qủa ly tâm vẫn đạt được tương tự.
Nếu tách cặn ở nhiệt độ thấp thì máy ly tâm và đường ống có áo lạnh, máy
làm lanh dễ bị tắc vì cặn nóng chưa được tách.
Nếu tách cặn bằng máy lọc với bột trợ lọc điatomit thì cho chất lượng dịch

đường cao nhưng chất trợ lọc đắt, phức tạp khi thao tác.
Từ những xem xét ữên thì phương pháp tách cặn toàn bộ dịch đường ở
nhiệt độ 96°c sử dụng thùng lắng xoáy.
• Thùng lắng xoắy.
Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ, chiều cao từ đáy đến vai thùng
bình thường là lớn gấp 1,2 - 1,3 lần đường kính. Đáy thùng có độ nghiêng 8-
10%. Trên thân thùng có cửa vệ sinh, có nhiệt kế, có ống thuỷ báo mức, còn trên
vai thùng có cửa quan sát và đèn báo tín hiệu. Nối tiếp cổ thùng là ống thoát hơi,
cao từ 4-5m hoặc hơn nữa. Bề mặt bay hơi rộng, ống thoát hơi cao sẽ tạo ra sức
hút rất manh. Với độ cao như vậy việc hạ nhiệt độ của dịch từ 100°c xuống 90°c
chỉ xảy ra trong 15-20 phút.
VI.MÁY LẠNH NHANH TẤM BẢN.
Máy lanh nhanh tăm bản có cấu tạo là những tăm bản gấp sóng, chế tạo từ
thép không gỉ. Các tăm bản có hình chữ nhật, có bốn tai ở bốn góc. Trên mỗi tai
đục thủng một lỗ tròn. Vái cấu tạo của từng bản như vậy, khi lắp chúng lên khung
máy thì sẽ tạo thành bốn mương dẫn: dịch đường vào máy, dịch đường ra khỏi
máy, tác nhân lạnh vào máy, tác nhân lạnh ra khỏi máy. Thông thường thì dịch
đường nóng được bơm vào một trong hai mương dẫn phía trên, còn lúc đi ra khỏi
máy thì theo mương dẫn dưới ngược phía. Tác nhân lanh đi vào mương dẫn kia ở
phía trên, ngược chiều với dịch đường và đi ra mương dẫn ở phía dưới. Máy lanh
nhanh tấm bản có thể là một cấp cũng có thể là hai cấp.
VII. CHỌN PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN.
l. Lên men cổ điển.
Lên men cổ điển là quá trình mà sản phẩm có phân tử lượng nhỏ hơn phân
tử lượng của các chất trong nguyên liệu, thu được bằng các phản ứng dị hoá xảy
ra trong quá trình lên men.
• Các phương pháp lên men cổ điển gồm có:
- Lên men chìm, gián đoạn, trong thiết bị hở.
- Lên men nổi.
- Lên men trong thiết bị kín thu hồi C0

2
.
• Ưu điểm: bia có chất lượng cao, mùi vị hài hoà.
• Nhược điểm:
- Chu kì lên men kéo dài.
- Diện tích chiếm chỗ lớn, chi phí thiết bị và làm lanh lớn.
- Năng suất và hiệu quả không phù họp vì tổn thất quá lớn.
2. Lên men hiện đại.
Lên men hiện đại là những quá trình lên men mà sản phảm thu được phức
tạp hơn, không thể thay thế bằng các phương pháp hoá học, thực chất đó là các
quá trình sinh tổng hợp.
• Các phương pháp lên men hiện đại ra đời gồm có:
- Lên men gia tốc trong thiết bị thân trụ đáy côn.
- Lên men một pha trong thiết bị có kích thước lớn.
- Lên men theo phương pháp liên tục và bán liên tục.
• Ưu điểm:
- Chu kỳ lên men được rút ngắn 50 - 70%, tăng năng suất.
- Chất lượng bia tiệm cận được với bia cổ điển.
- Công nghệ không phức tạp, dễ tự động hoá.