Đồ án: "Thiết kế nhà máy sản xuất bia lên men bằng phương pháp cổ điển với năng suất 28 triệu lít/năm” pdf

Đồ án tốt nghiệp Trang 1 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
Luận văn
Thiết kế nhà máy sản xuất bia lên
men bằng phương pháp cổ điển
với năng suất 28 triệu lít/năm
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 2 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
Mục Lục
Luận văn 1
Thiết kế nhà máy sản xuất bia lên men bằng phương pháp cổ điển với năng suất 28 triệu
lít/năm 1
Mục Lục 2
MỞ ĐẦU 4
CHƯƠNG I : LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 5
2.1. Sự cần thiết của việc đầu tư : 5
2.2. Phương án sản xuất : 5
2.3. Cơ sở kinh tế kỹ thuật: 5
CHƯƠNG II : TỔNG QUAN 8
2.1. Giới thiệu về sản phẩm : 8
2.2. Nguyên liệu : 9
2.3. Nấm men : 13
2.4. Phụ gia, chất hỗ trợ kỹ thuật : 13
2.5. Một số quá trình sinh hóa trong sản xuất bia : 13
CHƯƠNG III : DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 17
3.1. Dây chuyền công nghệ sản xuất bia : 17
17
17
3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ : 18
cháo ngô 21
CHƯƠNG IV : CÂN BẰNG VẬT CHẤT 29
4.1. Chọn các số liệu ban đầu : 29

4.2. Kế hoạch sản xuất của nhà máy : 29
4.3. Tính cân bằng sản phẩm cho 100 kg nguyên liệu ban đầu : 30
4.4. Tính cân bằng sản phẩm cho một ngày : 35
4.5. Chi phí bao bì : 37
CHƯƠNG V : THIẾT BỊ 40
5.1. Phân xưởng nấu : 40
5.1.6.1. Gàu tải vận chuyển nguyên liệu: 45
5.1.6.2. Vít tải vận chuyển: 46
5.2. Phân xưởng lên men : 58
1- Cửa vệ sinh 58
1. Bơm bia đi lọc : 64
5.3. Phân xưởng chiết rót : 65
CHƯƠNG VI : TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 71
6.1. Tính tổ chức : 71
6.2. Tính xây dựng : 73
1. Diện tích khu đất : 79
2. Tính hệ số sử dụng : 79
CHƯƠNG VII : TÍNH HƠI VÀ NƯỚC 80
7.1. Các công tức sử dụng để tính toán : 80
7.2. Tính nhiệt cho các nồi nấu trong phân xưởng nấu : 82
cháo ngô 82
Tổng Q2 = 68.391,26 (kCal) 83
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 3 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
3. Tính Q3 : 83
4. Tính Q4 : 84
5. Tính Q5 : 84
7.3. Tính nước : 85
CHƯƠNG VIII : KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ 87
CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 87

8.1. Kiểm tra nguyên liệu : 87
+ Trước khi đưa vào sản xuất: Tiến hành kiểm tra như trước lúc nhập vào xilô. Nếu có sự
biến đổi rõ rệt các chỉ tiêu chất lượng phải báo ngay cho phòng kỹ thuật công nghệ để có
biện pháp xử lý 87
8.2. Kiểm tra các công đoạn sản xuất : 88
8.3. Kiểm tra sản phẩm : 90
CHƯƠNG IX : AN TOÀN LAO ĐỘNG 92
VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 92
9.1. An toàn lao động : 92
9.2. Vệ sinh công nghiệp : 93
KẾT LUẬN 95
96
TÀI LIỆU THAM KHẢO 97
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 4 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
MỞ ĐẦU
Bia là loại nước uống giải khát có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng và có mùi thơm
đặc trưng của hoa houblon.
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước.
Để tăng hiệu quả kinh tế cũng như đáp ứng nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng, các
nhà máy sản xuất bia còn dùng một số loại nguyên liệu thay thế như: đại mạch chưa
nảy mầm, gạo, ngô đã tách phôi Có nhiều phương pháp và với nhiều loại nguyên liệu
thay thế khác nhau tạo ra các sản phẩm bia có chất lượng khác nhau.
Nước ta có khí hậu nhiệt đới nên nhu cầu sử dụng nước giải khát, đặc biệt về bia
là khá nhiều. Cùng với sự phát triển của nền kinh tế thì nhu cầu về thực phẩm ngày
càng tăng và không ngừng phát triển, đặc biệt là nước giải khát và quan trọng hơn là
bia. Mức sống của con người ngày càng cao nên đòi hỏi của thị trường là phải sản xuất
ra những loại bia có chất lượng cao.
Với những yêu cầu trên, tôi đã lựa chọn đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất bia
lên men bằng phương pháp cổ điển với năng suất 28 triệu lít/năm”. Đây là phương

pháp lên men dài ngày trong thiết bị lên men chính và lên men phụ được đặt trong
phòng lạnh có nhiệt độ xác định nên cho sản phẩm có chất lượng cao. Sản phẩm được
sản xuất ra để đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng, góp phần vào sự phát triển của nền
kinh tế quốc dân.
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 5 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
CHƯƠNG I : LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
2.1. Sự cần thiết của việc đầu tư :
Nghệ An là một tỉnh thuộc bắc Trung bộ, có nền kinh tế đang phát triển. Là một
tỉnh đông dân với địa thế đất rộng người đông là thị trường hấp dẫn đối với nhiều loại
sản phẩm. Tỉnh Nghệ An là một tỉnh có nền kinh tế phát triển nhưng hệ thống khu
công nghiệp còn hạn chế, dân số của tỉnh đông nên có một lực lượng lao động dồi dào.
Cùng với sự phát triển ngày càng mạnh của tỉnh, nhu cầu về thực phẩm ngày càng
tăng và không ngừng phát triển đặc biệt là nước giải khát, quan trọng hơn là bia. Do
vậy việc xây dựng một nhà máy bia trên địa bàn của tỉnh là việc cần thiết.
2.2. Phương án sản xuất :
Nhà máy bia được thiết kế làm việc theo phương pháp lên men cổ điển, thực hiện
lên men dịch đường nồng độ 13,5Bx, có ưu điểm là sản phẩm có chất lượng cao. Để
giảm giá thành sản phẩm, nâng cao sức cạnh tranh, đồng thời cũng nhằm đảm bảo
được chất lượng, nhà máy sử dụng nguyên liệu là 55% malt đại mạch, 45% nguyên
liệu thay thế là gạo.
2.3. Cơ sở kinh tế kỹ thuật:
Qua tìm hiểu về các điều kiện tự nhiên về giao thông vận tải, vị trí địa lí và khả
năng tiêu thụ sản phẩm, nguồn công nhân cho thấy rằng chọn địa điểm xây dựng nhà
máy tại khu vực Rú Mượu, Nam Đàn, Nghệ An.
2.3.1. Đặc điểm tự nhiên :
1. Về vị trí địa lí :
Địa điểm xây dựng nhà máy nằm trên mặt bằng của khu vực Rú Mượu, Nam Đàn,
Nghệ An cách thành phố Vinh khoảng 8 km, cách cảng Cửa Lò khoảng 15 km và có
đường từ cảng về nhà máy. Với địa hình như vậy rất thuận lợi cho việc vận chuyển sản

phẩm đi tiêu thụ cũng như vận chuyển nguyên liệu bằng đường bộ cũng như đường
thủy từ cảng về nhà máy.
2. Về khí hậu :
Về khí hậu, Nghệ An là tỉnh có khí hậu tương đối phức tạp. Nhiệt độ nóng bức
vào mùa hè làm tăng nhu cầu giải khát là nguồn tiêu thụ lớn cho nhà máy. Hướng gió
chính là hướng Đông Nam.
2.3.2. Hệ thống giao thông vận tải:
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 6 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
Nhà máy được xây dựng cách thành phố Vinh khoảng 8 km, cách cảng Cửa Lò
khoảng 15 km và có đường từ cảng về nhà máy. Do đó, việc vận chuyển trang thiết bị,
nguyên liệu và sản phẩm rất thuận lợi.
2.3.3. Nguồn nguyên liệu :
Do khí hậu đất đai ở nước ta không trồng được đại mạch và cây hoa houblon nên
hai loại nguyên liệu này phải nhập từ nước ngoài về. Malt đại mạch và hoa houblon
được nhập về cảng Cửa Lò sau đó được ô tô vận chuyển về nhà máy.
Hiện nay, sản lượng gạo ở nước ta rất lớn. Nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế
là gạo để sản xuất bia vừa tận dụng nguyên liệu s”n có ở địa phương cũng như việc hạ
giá thành sản phẩm. Nguồn cung cấp gạo là từ• các công ty lương thực hoặc có thể mua
của nhân dân địa phương.
2.3.4. Nguồn cung cấp điện :
Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp
riêng. Ngoài ra, để đảm bảo cho quá trình sản xuất được liên tục, nhà máy còn trang bị
máy phát điện dự phòng.
2.3.5. Nguồn cung cấp hơi và nhiên liệu :
Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng lấy từ lò hơi riêng của nhà máy.
Nhiên liệu dùng cho lò hơi là than đá được mua ngoài thị trường, nhà máy có kho chứa
để đảm bảo sản xuất .
2.3.6. Nguồn cung cấp nước :
Nhà máy sử dụng nguồn nước máy do công ty cấp thoát nước tỉnh Nghệ An cung

cấp. Nguồn nước này phải qua hệ thống xử lý nước của nhà máy để đảm bảo các chỉ
tiêu về hoá học, sinh học trước khi đem vào sản xuất bia.
2.3.7. Hệ thống thoát nước :
Phần lớn nước thải của nhà máy đều chứa các tạp chất hữu cơ, là môi trường
thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, nếu thải trực tiếp ra ngoài sẽ gây ô nhiễm. Do đó,
nhà máy có khu xử lý nước thải riêng. Nước thải sau khi được xử lý chảy ra đường
cống thoát nước chung của khu công nghiệp, sau đó được phép thải ra môi trường.
2.3.8. Nguồn tiêu thụ sản phẩm :
Bia thành phẩm của nhà máy tiêu thụ chủ yếu trong tỉnh, đồng thời tiêu thụ trong
cả nước và xuất khẩu ra nước ngoài.
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 7 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
2.3.9. Nguồn nhân lực :
Việc xây dựng nhà máy bia góp phần giải quyết việc làm cho người dân trong
tỉnh. Do vậy nhân công của nhà máy chủ yếu tuyển người địa phương. Cán bộ quản lý
và kỹ thuật của nhà máy có thể nhận về từ các trường Đại Học, Cao Đẳng trong cả
nước.
2.3.10. Hợp tác hoá :
Việc đặt nhà máy trong khu vực nhằm tạo sự hợp tác rất tốt giữa các nhà máy
trong khu vực cũng như giữa nhà máy với các nguồn mua bán nguyên liệu thay thế và
phụ phẩm từ nhà máy.
 Kết luận:
Qua phân tích, việc đầu tư xây dựng một nhà máy sản xuất bia với năng suất 28
triệu lít/năm tại khu vực Rú Mượu, huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An là hợp lý, phù hợp
với tình hình hiện nay của địa phương.
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 8 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
CHƯƠNG II : TỔNG QUAN
2.1. Giới thiệu về sản phẩm :
Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một

lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzim phong phú, kích thích tiêu hoá
cho cơ thể con người. Sản phẩm của nhà máy ở dạng đóng chai vừa dễ sử dụng vừa
đảm bảo cho việc bảo quản được chất lượng của bia. Chất lượng bia của nhà máy được
đánh giá qua các chỉ tiêu sau:
2.1.1. Thành phần hóa học của bia :
Thành phần hóa học của bia phụ thuộc vào thành phần của nguyên liệu, nồng độ
dịch lên men ban đầu và mức độ lên men.
1. Các chất bay hơi: [8, trang 74].
Ngoài rượu Etylic và CO
2
trong bia còn chứa một lượng không nhiều các chất bay
hơi khác như rượu bậc cao, andehyt, các axit hữu cơ, este và một số chất khác. Hàm
lượng rượu etylic quyết định đến chất lượng của bia. Hàm lượng rượu etylic từ 1,8–
7,0% so với thể tích và hàm lượng CO
2
khoảng 0,3 – 0,5% khí CO
2
tính theo trọng
lượng. Khí CO
2
là thành phần quan trọng của bia, nó đảm bảo chất lượng cũng như vị
tươi mát cho bia. Rượu bậc cao là các chất có mùi, vị và tham gia tạo este ảnh hưởng
đến mùi vị của bia. Hàm lượng của nó khoảng 40 – 80 mg/lit. Axetaldehyt và andehyt
chủ yếu có trong bia và nó chứa khoảng 5mg/lit. Trong bia còn có chứa diaxetyl và
một số hợp chất chứa lưu huỳnh như SO
2
khoảng 2-16 mg/lit, H
2
S khoảng 0,04 mg/lit,
các mecaptan bay hơi khoảng 0,07 mg/lit.

2. Các chất không bay hơi : [8, trang 74].
Phụ thuộc vào nồng độ dịch lên men ban đầu và mức độ lên men, bia thành phẩm
chứa 2,5-5 % các chất không bay hơi. Trong đó saccarit chiếm 80-85%, các chất Nito
6-9%, Glyxerin 5-7%, các chất khoáng 3-4%, các chất đắng tanin và các chất màu 2-
3%, các axit hữu cơ không bay hơi 0,7-1% và một lượng nhỏ vitamin.
2.1.2. Các chỉ số cảm quan : [8, trang 75].
Các chỉ tiêu cảm quan của bia là vị, mùi, màu, độ trong, sự tạo bọt và độ bền của
bọt bia. Bia phải có mùi tinh khiết của hoa houblon và malt, không được có mùi lạ và
mùi chua. Độ axit trung bình của bia khoảng bằng 4, pH dao động 4,1- 4,8. Vị của bia
do các thành phần khác nhau của bia tạo nên, bia phải có vị đặc trưng. CO
2
cũng góp
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 9 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
phần tạo vị cho bia, yêu cầu CO
2
trong bia phải ở dạng liên kết và tách ra khỏi bia
chậm. Bia phải có bọt mịn, đặc và bền. Bia phải bão hòa đầy đủ CO
2
thì khi rót bia vào
cốc các bọt khí CO
2
tách khỏi bia chậm và tạo thành lớp bọt bền trên bề mặt bia. Bia
phải có màu vàng nâu hoặc vàng sáng và óng ánh, bia phải thật trong.
2.2. Nguyên liệu :
2.2.1. Malt đại mạch :
1. Vai trò :
Malt đại mạch vừa là tác nhân đường hóa, vừa là nguyên liệu đặc trưng dùng để
sản xuất bia. Bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị và các tính chất công nghệ hơn
hẳn so với ba được sản xuất từ malt của các hạt hòa thảo khác.

2. Thành phần hóa học : [8, trang 32].
Thành phần hóa học trung bình của malt bia tính theo phần trăm chất khô là : tinh
bột 58 %, đường khử 4 %, saccaroza 5 %, pentozan hòa tan 1 %, pentozan không hòa
tan và hexozan 9 %, xenluloza 6 %, chất chứa Nito 10 %, chất béo 2 %, chất khoáng
2,5 %. Ngoài ra còn một số chất như inozit, các chất màu, các tanin và chất đắng.
Trong malt còn chứa các enzym thủy phân cần thiết cho sản xuất bia như: α-amylaza,
β-amylaza, proteinaza, peptidaza, fitaza, xitaza, amylofotfataza…
3. Yêu cầu đối với malt dùng trong sản xuất bia : [8, trang 32].
Malt dùng để sản xuất bia phải sạch, có mùi thơm đặc trưng của malt, có vị ngọt ,
có màu vàng sáng đều. Không được có mùi vị lạ, không được mốc và không hôi khói.
Yêu cầu kích thước của các hạt malt phải đều. Kích thước hạt malt đạt yêu cầu nếu
như hạt malt trên sàn 2,8 mm và 2,5 mm chiếm 94 %, hạt dưới sàn 2,2 mm không quá
0,5%. Khối lượng riêng của malt trong khoảng 520-600g/l. Độ ẩm của malt không quá
6%. Độ chiết của malt: 75-82%. Thời gian đường hoá: 20-35 phút, hoạt lực amylaza
đạt 100-300 đơn vị, hàm lượng tinh bột càng cao càng tốt nhưng hàm lượng protein
phải nằm trong khoảng 9-12% Nếu cao hơn bia sẽ đục, rất khó bảo quản, còn nếu thấp
hơn thì bia kém bọt, vị kém đậm đà.
4. Bảo quản và nguồn nguyên liệu :
Nước ta không trồng được đại mạch do đó phải nhập malt từ nước ngoài bằng
đường thuỷ và đường bộ. Nhà máy sử dụng malt nhập từ các nước ngoài chủ yếu là
của Anh. Malt sau khi về nhà máy được kiểm tra chất lượng sau đó được bảo quản
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 10 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
trong xilo chứa, thời gian dự trữ khoảng một tháng. Trong quá trình bảo quản thường
xuyên theo dõi nhiệt độ, độ ẩm trong kho để xử lý kịp thời.
2.2.2. Hoa Houblon :
1. Vai trò :
Hoa houblon là nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất bia. Nó làm cho
bia có mùi thơm đặc trưng và vị đắng dễ chịu, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, tăng
độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. Trong sản xuất bia người ta

sử dụng hoa cái chưa thụ phấn vì hoa đã thụ phấn sẽ tạo hạt làm giảm chất lượng của
hoa. Có thể sử dụng hoa ở dạng cao hoa, hoa viên hoặc hoa nguyên cánh. Nhà máy sử
dụng 100 % là hoa viên.
2. Thành phần hoá học : [8, trang 33].
Thành phần hoá học của hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau nhưng các chất
có giá trị trong công nghệ sản xuất bia là nhựa houblon, các tanin và tinh dầu. Ngoài ra
trong hoa còn chứa một số chất khác như: protein, mỡ, sáp, các hợp chất phiprotein,
xenluloza,…
+ Nhựa hoa houblon là thành phần chính và quan trọng của hoa houblon, bao gồm
nhựa cứng và nhựa mềm: nhựa mềm gồm có α-nhựa mềm và β-nhựa mềm, trong nhựa
mềm gồm các dạng axít đắng là α, β, γ, δ-axít đắng. Vị đắng của bia chủ yếu là do α-
axít đắng tạo nên, còn các dẫn xuất của β-axít đắng tạo nên vị đắng hài hoà, dễ chịu.
+ Các chất tanin của hoa houblon là các polyphenol, dễ hoà tan trong nước, dễ bị oxy
hoá nên nó bảo vệ nhựa houblon. Trong quá trình nấu bia, hầu hết tanin của hoa
houblon liên kết với protein của malt, do đó hàm lượng polyphenol ở trong bia chủ yếu
là của malt và chỉ khoảng 10÷20% là polyphenol của hoa houblon.
+ Tinh dầu hoa houblon là một hỗn hợp phức tạp của các hydrat cacbon và nhiều hợp
chất chứa oxy dạng tecpen. Tinh dầu houblon không hoà tan trong nước nhưng dễ bay
theo hơi nước. Trong quá trình sản xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay hơi chỉ còn
khoảng 2% tồn tại trong bia tạo hương thơm cho bia. Trong quá trình bảo quản, tinh
dầu sẽ mất dần do bay hơi và bị ôxy hoá. Do đó không dùng hoa cũ để sản xuất bia vì
các sản phẩm chuyển hoá của tinh dầu nếu đưa vào bia sẽ làm giảm chất lượng của
bia.
3. Phương pháp bảo quản và nâng cao hiệu quả sử dụng hoa : [8, trang 35].
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 11 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
Để giữ chất lượng cho hoa thì nên bảo quản hoa trong các điều kiện sau:
+ Ngăn chăn sự xâm nhập của không khí vào hoa bằng cách bảo quản trong thùng
kín, môi trường chân không hoặc môi trường khí trơ.
+ Xông SO

2
để hạn chế sự oxy hoá và phát triển của vi sinh vật.
+ Bảo quản ở nhiệt độ thấp, gần 0
o
C vì ở nhiệt độ thấp có tác dụng kìm hãm các
quá trình hoá học, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật.
+ Cách ẩm tốt.
Nếu bảo quản được trong các điều kiện trên thì hoa có thể bảo quản trong 2 năm mà
chất lượng không thay đổi. Hiệu quả sử dụng các chất đắng còn phụ thuộc vào nhiều
yếu tố khi đun sôi hoa với dịch đường, quan trọng nhất là thời gian và cường độ đun
sôi, lượng và chất của hoa sử dụng và pH của dịch đường. Nếu tiến hành houblon hoá
trong điều kiện tối ưu thì lượng chất đắng sử dụng được trong giai đoạn này khoảng
80÷85%, còn 15÷20% ở lại trong bã hoa. Đối với nhà máy, hoa sau khi nhập về được
bảo quản ở nhiệt độ 0
o
C.
2.2.3. Nước :
1. Vai trò :
Hàm lượng nước trong bia thành phẩm chiếm trung bình khoảng 90%. Trong nhà
máy bia, nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nấu
nguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm, thanh trùng, vệ sinh sát trùng thiết bị, vệ sinh
xí nghiệp,…Do đó lượng nước dùng trong nhà máy rất lớn. Nước có ảnh hưởng lớn
đến tiến trình công nghệ và chất lượng sản phẩm. Do đó, nước dùng để nấu bia không
những đòi hỏi phải có đầy đủ tiêu chuẩn của nước uống mà còn có những yêu cầu
riêng đáp ứng cho công nghệ sản xuất bia.
2. Thành phần hoá học : [8, trang 37].
Nước thực chất là một dung dịch loãng của các loại muối ở dạng ion.
+ Nhóm cation chiếm nhiều nhất là: Ca
2+
, Mg

2+
, H
+
, Na
+
, K
+
, Fe
2+
, Mn
2+
,Al
3+
.
+ Nhóm anion chủ yếu là: OH
-
, HCO
3
-
, Cl
-
, SO
4
2-
, NO
3
-
, NO
2
-

, SiO
3
2-
, PO
4
3-
.
Các muối của canxi và magie là nguyên nhân gây độ cứng của nước.
3. Yêu cầu đối với nước dùng trong sản xuất bia : [8, trang 36].
Nước dùng để nấu bia trước hết phải trong suốt, không màu, có mùi dễ chịu hoặc
không mùi và không chứa các vi sinh vật gây bệnh.
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 12 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
+ Độ cứng trung bình của nước: 5÷6 miligam đương lượng/lit.
+ pH= 6,8÷7,3.
+ Độ oxi hoá không vượt quá 1÷2 mg/lit.
+ Hàm lượng căn khô không vượt quá 600mg/lit.
Các chỉ tiêu sinh học: + Chuẩn độ coli không nhỏ hơn 300ml.
+ Chỉ số coli không lớn hơn 3.
Hàm lượng tối đa của các kim loại:
+ Sắt: 0,3 mg/lít. + Magiê: 125 mg/lít.
+ Đồng: 3 mg/lít. + Flo: 1 mg/lít.
+ Nitrat: 35 mg/lít. + Mangan: 0,05 mg/lít.
+ Chì: 0,1 mg/lít. + Kẽm: 5 mg/lít.
+ Selen: 0,05 mg/lít. + Sunphat: 60÷80 mg/lít, không quá 250 mg/lít.
Không được có mặt xianua, thuỷ ngân, amoniac, sunphuahydro, bari, crôm, nitric.
2.2.4. Nguyên liệu thay thế (Gạo) :
1. Vai trò :
Người ta sử dụng nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia nhằm mục đích giảm giá
thành sản phẩm. Nguyên liệu thay thế có thể sử dụng là nguyên liệu giàu tinh bột hoặc

giàu đường. Đối với nhà máy, nguyên liệu thay thế được sử dụng là gạo. Về khả năng
thay thế malt đại mạch thì gạo là loại cốc được dùng nhiều hơn cả, mà chất lượng bia
không thua kém so với sử dụng toàn bộ malt đại mạch.
2. Thành phần hoá học : [6, trang 25].
Trong thành phần chất khô của gạo thì tinh bột chiếm 75 %, protein 8%, chất béo
1 – 1,5%, xenluloza 0,5 – 0,8%, chất khoáng 1 – 1,2%. Trong quá trình nấu ta thu
được nhiều chất hoà tan. Gạo có chứa rất nhiều tinh bột, protein vừa phải, chất béo và
xenlulo ở giới hạn thấp. Do đó gạo là nguyên liệu thay thế khá lý tưởng.
3. Yêu cầu về chất lượng của gạo:
Yêu cầu về gạo sử dụng trong sản xuất bia phải sạch, không tạp chất, không mối mọt
và lượng amylopectin thấp.
4. Bảo quản và nguồn nguyên liệu :
Nước ta là một nước nông nghiệp nên gạo có thể thu mua ở trong nước. Gạo được
bảo quản trong các xilo chứa, thời gian bảo quản là một tháng.
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 13 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
2.3. Nấm men :
Để thực hiện quá trình lên men dịch đường houblon hoá, điều kiện tiên quyết là
phải có một lượng nhất định sinh khối nấm men bia thuần khiết.
Nấm men được sử dụng trong sản xuất bia gồm 2 loại:
+ Saccharomyces cerevisiae (giống nấm men nổi).
+ Saccharomyces carlsbergensis (giống nấm men chìm).
Ta sử dụng nấm men Sacchoromyces carlsbergensis để sản xuất. Loại này thích nghi
với điều kiện lên men ở nhiệt độ thấp và trong quá trình lên men kết lắng xuống đáy
thùng.
Yêu cầu kỹ thuật đối với giống nấm men để sản xuất bia: [6, trang 405]
+ Nấm men bia phải được nhân giống từ chủng thuần khiết và một chủng nấm men
phù hợp có chất lượng tốt có thể tái sử dụng đến đời thứ 7 thứ 8.
+ Giống nấm men phải thích ứng được với những điều kiện như: nhiệt độ, pH, thành
phần môi trường.

+ Mật độ gieo cấy nấm men ban đầu càng nhiều thì hàm lượng diaxetyl càng thấp, chất
lượng bia càng tốt, nhưng mật độ gieo cấy ban đầu vượt qua ngưỡng 70.10
6
tế bào/cm
3
thì hiệu quả mang lại không được rõ nét.
2.4. Phụ gia, chất hỗ trợ kỹ thuật :
1. Chế phẩm Enzym :
Trong nguyên liệu sử dụng của nhà máy có nguyên liệu thay thế là gạo với tỉ lệ
cao, do vậy trong quá trình sản xuất cần phải bổ sung chế phẩm enzym. Nhà máy sử
dụng chế phẩm Termamyl (α-amylaza) giúp cho việc dịch hoá trong khi nấu dịch
đường được dễ dàng. Termamyl là chế phẩm lỏng, chịu được nhiệt độ cao và được sản
xuất từ vi sinh vật Bacillus lichenifomis. Enzim này hoạt động tốt ở: nhiệt độ thích hợp
là 90
0
C, pH thích hợp là 6.
2. Các loại hóa chất :
Nhà máy sử dụng các loại hóa chất như:
- Dùng axit lactic để điều chỉnh pH cho quá trình nấu.
- Dùng xút để rửa chai, vệ sinh thiết bị
- Chất trợ lọc: Diatomit.
2.5. Một số quá trình sinh hóa trong sản xuất bia :
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 14 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
Trong quá trình sản xuất bia có rất nhiều quá trình sinh hóa xảy ra, và các quá
trình xảy ra chủ yếu trong công đoạn nấu, houblon hóa, lắng trong làm lạnh và công
đoạn lên men.
1. Các quá trình xảy ra khi nấu: [7, trang 76]
Quá trình xảy ra trong lúc nấu gồm quá trình enzym và phi enzym.
* Quá trình emzim: Dưới tác dụng của các hệ enzym.

+ Hệ enzim amylaza làm tinh bột sẽ chuyển thành các loại đường và dextrin.
+ Hệ enzim proteaza làm protein thuỷ phân thành axit amin và polipeptit.
+ Dưới tác động của enzim phitaza, phitin bị thuỷ phân và giải phóng H
3
PO
4
.
+ Dưới tác động của hệ enzim xitaza thuỷ phân hemixenluloza và các chất khác để
tạo thành glucoza, xiloza, arabinoza và các dextrin.
* Quá trình phi emzim:
- Sự kết lắng và biến tính protein: dưới tác động của nhiệt độ cao một phần protein
bị biến tính và đông tụ.
- Xảy ra phản ứng tạo thành melanoid.
- Hòa tan các thành phần của malt vào dịch.
- Phản ứng giữa muối của nước và photphat có trong khối cháo.
2. Các quá trình xảy ra khi houblon hóa: [7, trang 78].
- Sự hòa tan của các chất của hoa houblon vào dịch đường : Sự hòa tan các chất
đắng làm cho dịch đường từ vị ngọt thành vị đắng của hoa houblon. Tinh dầu của hoa
houblon phần lớn bị bay hơi, còn lại một ít góp phần làm cho bia thơm.
- Sự keo tụ và kết tủa protein: Trong quá trình houblon hóa các protein đơn giản
sẽ bị biến tính và đông tụ Ngoài ra quá trình đó còn tạo ra các liên kết protein-tanin.
Quá trình keo tụ phụ thuộc pH, nồng độ dịch đường, thời gian và cường độ đun sôi, sự
có mặt của các tanin. pH tối thích để keo tụ protein là 5,2.
- Các phản ứng melanoidin và caramen hóa: Khi đun sôi dịch đường ở nhiệt độ
cao trong thời gian dài sẽ xảy ra các phản ứng Mailard và Caramen. Lúc đó trong dịch
đường tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau và góp phần ổn định thành phần của dịch
đường, định hình sản phẩm sau này.
- Sự tăng độ màu và nồng độ của dịch đường : Màu sắc của dịch đường chủ yếu là
do nguyên liệu (malt) quyết định. Tuy nhiên trong quá trình nấu và houblon hóa đã
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A

Đồ án tốt nghiệp Trang 15 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
làm tăng thêm độ màu của dịch đường do các sản phẩm của phản ứng melanodin,
caramen và chất màu của hoa tạo nên.
3. Các quá trình xảy ra khi lên men :
Các quá trình xảy ra trong quá trình lên men vô cùng quan trọng trong việc tạo ra các
sản phẩm có ảnh hưởng rất lớn đến bia thành phẩm.
a. Các quá trình xảy ra trong lên men chính : [7, trang 82].
+ Quá trình sinh lý: Sự sinh sản và phát triển của tế bào nấm men. Nấm men sinh
trưởng mạnh nhất trong thời kỳ đầu của quá trình lên men chính.
+ Quá trình sinh hóa: Quá trình sinh hoá cơ bản là sự chuyển các đường lên men thành
rượu và CO
2,
phần không lên men được chủ yếu là dextrin, protein và các chất khoáng.
Ngoài ra còn tạo các sản phẩm phụ: như glyxerin, axít hữu cơ, rượu bậc cao, este,
aldehit
+ Quá trình hóa lí: là những biến đổi hoá lý sau:
- Sự thay đổi độ chua và năng lực đệm.
- Sự thay đổi thế oxy hoá khử: thế oxy hoá khử giảm dần.
- Sự hoà tan CO
2
và tạo bọt: lượng CO
2
sinh ra 1 phần hoà tan vào bia, còn
phần lớn là thải ra ngoài dưới dạng bong bóng khí, các bong bóng này nổi lên bề mặt,
dính lại với nhau và tạo thành bọt khí.
- Sự kết màng của các tế bào nấm men: xảy ra vào cuối thời kỳ lên men chính,
khi nấm men kết tụ kéo theo các chất lơ lửng trong bia làm bia trong hơn. Do đó vào
cuối thời kì lên men chính cần hạ nhiệt độ bia non xuống để nấm men kết lắng tốt hơn.
b. Các quá trình xảy ra trong lên men phụ và tàng trữ : [8, trang 63].
+ Sự hoà tan và liên kết của CO

2
trong bia: trong bia non chứa khoảng 0,2% CO
2
mà
yêu cầu hàm lượng CO
2
trong thành phẩm không nhỏ hơn 0,3% do đó phải bổ sung
thêm CO
2
cho bia, CO
2
sinh ra khi lên men phần đường còn lại trong bia là nguồn bổ
sung CO
2
cho bia thành phẩm. CO
2
có trong bia tồn tại sự cân bằng động như sau:
CO
2
liên kết ⇔ CO
2
hoà tan ⇔ CO
2
dạng khí.
+ Sự làm trong bia: Nhiệt độ lên men phụ thấp hơn nhiệt độ lên men chính nên xảy ra
quá trình đông tụ các hợp chất cao phân tử trong bia non.
+ Quá trình ôxy hoá khử và sự hoàn thiện chất lượng của bia: quá trình tàng trữ còn
xảy ra các phản ứng giữa các chất có trong bia làm tăng thêm hàm lượng este, rượu
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 16 Thiết kế nhà máy sản xuất bia

bâc cao, và giảm đi hàm lượng diaxetyl có trong bia. Sau khi tàng trữ vị của bia trở
nên mềm và dịu hơn.
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 17 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
CHƯƠNG III : DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.1. Dây chuyền công nghệ sản xuất bia :

GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Ổn định bia
Chiết chai
Đóng nắp
Thanh trùng
Dán nhãn
Thành phẩm
Chai
Nắp
Nhãn
CO
2
Malt
Làm sạch
Nghiền malt
Đạm hoá
Hơi
Nước
Gạo
Làm sạch
Nghiền gạo
Hồ hoá
Enzim

Nước
Hơi
Malt lót
Đường hoá
Lọc dịch đường Bã
Rửa bã Bã hèm
Houblon hoá
Lắng trong Cặn
Làm lạnh nhanh
Hoa houblon
Hơi
Lên men chính
Lên men phụ và tàng trữ bia
Lọc bia
Không khí
Men giống
Sữa men
Xử lí
Hoạt hoá
Nuôi cấy
Nấm men
giống
Nước nóng 78
o
Cặn
Xử lý
Nạp bình
Dịch nước rử bã
Đồ án tốt nghiệp Trang 18 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ :

3.2.1. Làm sạch :
1. Mục đích :
Malt và gạo trước khi đem vào sản xuất bia cần phải có quá trình làm sạch để loại
bỏ tạp chất. Quá trình này đảm bảo nguyên liệu phải được sạch, kích thước hạt đồng
đều, không ảnh hưởng đến chất lượng bia, thuận lợi cho quá trình nghiền.
2. Tiến hành làm sạch :
Ngyên liệu sau khi được định lượng thì qua máy làm sạch để loại bỏ bụi bẩn, các
hạt bị gãy dập, chất lượng kém hoặc mầm rễ còn sót, các tạp chất lớn như lông chim,
lá khô,…để đảm bảo không ảnh hưởng đến chất lượng của bia. Sau đó, nguyên liệu
được đưa qua bộ phận tách từ để loại bỏ các tạp chất có từ tính nhằm tránh gây ảnh
hưởng đến quá trình nghiền phía sau.
3.2.2. Nghiền nguyên liệu :
1. Mục đích :
Nhằm để làm giảm kích thước hạt, phá vỡ cấu trúc tinh bột, làm cho nước xâm
nhập vào nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hoá, thuỷ phân tinh bột diễn ra
nhanh và triệt để hơn.
2. Yêu cầu khi nghiền
a. Malt:
+ Vỏ malt giữ được càng nguyên càng tốt. Nếu giữ nguyên được vỏ malt thì sẽ ngăn
chặn được việc chuyển các chất không có lợi từ vỏ vào dịch đường và vào bia. Mặt
khác, vỏ malt càng nguyên càng tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc, nâng cao
vận tốc và hiệu suất lọc.
+ Nội nhũ phải được nghiền nhỏ. Tuy nhiên, nếu tỷ lệ bột và tấm mịn, nhất là bột quá
cao thì lọc dịch đường sẽ khó khăn và giảm hiệu suất thu hồi. Vì vậy, khi nghiền cần
tạo tỷ lệ thích hợp giữa tấm thô, tấm mịn và bột phù hợp với từng loại thiết bị lọc. Nhà
máy sử dụng thiết bị lọc khung bản nên có thể nghiền ở mức độ mịn hơn: 50 ÷ 60%
bột.
b. Gạo: Nghiền càng nhỏ càng tốt, khi đó khả năng tiếp xúc giữa cơ chất và enzim
càng cao, hiệu quả thuỷ phân tinh bột càng triệt để.
3. Phương pháp thực hiện :

GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 19 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
Có nhiều phương pháp nghiền: nghiền khô, nghiền ẩm và nghiền ướt. Nhà máy
chọn phương pháp nghiền khô cho cả hai loại nguyên liệu. Malt được nghiền bằng
thiết bị nghiền hai cặp trục và gạo được nghiền bằng thiết bị nghiền búa.
3.2.3. Nấu nguyên liệu :
1. Mục đích :
Chuyển các chất có trong nguyên liệu từ trạng thái không hoà tan sang trạng thái
hoà tan nhờ tác động của các hệ enzym thuỷ phân.
1. Ống tháo hơi.
2. Cửa nạp liệu.
3. Cửa nạp hơi.
4. Áo hơi.
5. Cửa thoát nước ngưng.
6. Cửa tháo liệu.
7. Cánh khuấy.
8.Của quan sát.
2. Tiến hành nấu :
Sau khi nghiền xong, nguyên liệu nên đem đi nấu ngay vì nếu để lâu bột sẽ bị chua,
làm ảnh hưởng đến chất lượng của bán thành phẩm và thành phẩm sau này. Vì nhà
máy sử dụng 45% nguyên liệu thay thế nên tiến hành nấu theo phương pháp kết hợp.
Tỷ lệ phối trộn nguyên liệu và nước nấu là:
Malt : nước = 1 kg : 4 lít.
Gạo : nước = 1 kg : 4,5 lít.
Tiến hành nấu trong nồi nấu là nồi 2 vỏ, có dạng hình cầu, được chế tạo bằng thép
không gỉ, bên trong có cánh khuấy dạng mỏ neo nằm ở sát đáy thiết bị.
+ Nồi gạo: Gạo đã nghiền mịn với 10% bột malt lót (so với tổng lượng gạo)
được đem vào phối trộn với nước ấm 32
o
C theo đúng tỷ lệ trên. Bổ sung chế phẩm

enzym termamyl cần dùng. Bật cánh khuấy để khuấy trộn trong 10 phút. Sau khi
khuấy trộn xong nhiệt độ của nồi nấu hạ xuống khoảng 30
o
C, bổ sung axit lactic để pH
hạ xuống còn 5,6. Sau đó nâng nhiệt độ của khối nấu lên 66
o
C với thời gian khoảng 30
phút và giữ ở nhiệt độ này khoảng 30 phút để hồ hoá tinh bột. Sau đó nâng nhiệt độ
khối nấu đến nhiệt độ sôi trong 30 phút và giữ sôi 30 phút. Trong suốt quá trình nấu
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Hình 3.1. Nồi nấu nguyên liệu
Đồ án tốt nghiệp Trang 20 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
gạo phải khuấy trộn liên tục để tránh cháy ở đáy nồi, vận tốc cánh khuấy khoảng
30÷40 vòng/ phút.
+ Nồi malt: Khi nồi gạo đang nâng nhiệt để đun sôi thì nồi malt cũng bắt đầu
cho nước ấm 32
o
C vào. Sau đó xuống bột hoà malt trong 10 phút. Dùng axit lactic hạ
pH môi trường xuống 5,6 rồi tiến hành nâng nhiệt lên 52
o
C, mất khoảng 30 phút, giữ ở
nhiệt độ này 30 phút để thực hiện quá trình đạm hoá.
+ Hội cháo: Phải tính toán sao cho khi nồi gạo đun sôi xong thì quá trình đạm
hoá ở nồi malt cũng vừa kết thúc. Bơm cháo gạo sang nồi malt để hội cháo, mất
khoảng 10 phút. Khi hội cháo xong thì điều chỉnh nhiệt độ toàn khối nấu sao cho đạt
63
o
C, giữ ở 63
o
C trong 30 phút để tạo điều kiện cho enzim β-amylaza thuỷ phân tinh

bột. Sau đó, tiếp tục nâng nhiệt độ khối nấu lên 73
o
C trong vòng 10 phút và giữ ở 73
o
C
trong 30 phút để enzim α-amylaza tiếp tục thuỷ phân tinh bột. Cuối cùng nâng nhiệt độ
toàn khối dịch lên 78
o
C trong vòng 5 phút rồi sau đó bơm dịch đi lọc.
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 21 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
* Sơ đồ nâng và giữ nhiệt của quá trình nấu:
cháo ngô
cháo malt
dịch cháo hỗn hợp
3.2.4. Lọc dịch đường :
1. Mục đích :
Dịch đường hoá bao gồm các chất hoà tan và
các chất không hoà tan nên cần phải lọc để tách
các chất hoà tan ra khỏi các chất không hoà tan.
2. Tiến hành lọc dịch đường :
Để lọc dịch đường ta sử dụng thiết bị lọc khung
bản. Quá trình lọc dịch đường gồm 2 giai đoạn:
+ Giai đoạn lọc. Hình 3.2. Máy lọc khung bản
+ Giai đoạn rửa bã.
Trước khi lọc cần thiết phải bơm nước nóng vào khoảng không gian giữa khung, bản
để làm nóng thiết bị. Sau đó, tháo nước nóng và bơm dịch vào. Trong khoảng thời gian
đầu dịch đường chảy ra còn đục nên cần bơm hồi lưu về nồi đường hoá để lọc lại. Khi
dịch đường đã đạt được độ trong cần thiết thì cho chảy vào thiết bị houblon hoá. Sau
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A

Đồ án tốt nghiệp Trang 22 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
khi đã lọc hết dịch thì tiến hành rửa bã để thu hồi các chất hoà tan còn sót trong bã. Để
tăng cường quá trình khuyếch tán các chất hoà tan vào dung dịch rửa bã thì cần dùng
nước nóng 75÷ 78
o
C để rửa. Nước rửa bã cũng được chảy vào nồi houblon hoá. Không
nên dùng nước có nhiệt độ quá cao để rửa bã và cũng không nên rửa bã quá kĩ. Bởi vì,
nếu rửa kĩ quá thì một số các chất đắng và tanin sẽ trích ly vào làm cho dịch có mùi và
vị không bình thường, đôi lúc còn làm loãng dịch đường nên phải mất thời gian và tốn
kém năng lượng cho việc cô đặc đến nồng độ cần thiết.
Dịch đường sau khi lọc xong phải đảm bảo về độ trong. Khi đã rửa bã xong thì
tiến hành tháo bã và vệ sinh sát trùng thiết bị.
3.2.5. Houblon hóa :
1. Mục đích :
+ Ổn định thành phần dịch đường.
+ Làm cho dịch đường có nồng độ theo yêu cầu.
+ Làm keo tụ các protit.
+ Truyền cho bia mùi và vị của hoa houblon.
+ Vô hoạt enzim và thanh trùng dịch đường.
2. Tiến hành Houblon hóa :
Kỹ thuật đun sôi: Dịch đường ban đầu và nước rửa bã được trộn lẫn vào nhau trong
thiết bị houblon hoá. Yêu cầu phải giữ nhiệt độ của hỗn hợp này không nhỏ hơn 70
o
C.
Để giữ được dịch đường ở nhiệt độ cần phải cung cấp nhiệt cho nó. Trong quá trình
cung cấp nhiệt phải tính toán như thế nào để khi quá trình rửa bã vừa kết thúc thì dịch
đường cũng vừa sôi. Không nên để dịch đường chưa sôi trong thời gian quá dài. Vì
như vậy sẽ tạo điều kiện cho oxi không khí tiếp xúc với dịch đường và dẫn tới các
phản ứng oxi hoá làm giảm chất lượng của dịch đường.
Thời gian houblon hoá trung bình là 2h và không nên ít hơn 1,5h và không quá

2,5h.
Thiết bị houblon hóa cũng giống như thiết bị nấu.
Tiến hành: Dịch đường và nước rửa bã từ thiết bị lọc chuyển thẳng vào nồi
houblon hóa. Khi dịch đường lấp đầy đáy nồi thì bắt đầu cung cấp nhiệt để nhiệt độ
dịch đường luôn giữ ở 75
o
C. Khi nước rửa bã chảy vào nồi gần kết thúc thì bắt đầu
nâng nhiệt đến sôi và cho 1/3 lượng hoa vào nhằm lấy chất đắng. Giữ sôi 30 phút rồi
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 23 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
tiếp tục cho 1/3 lượng hoa vào. Trước khi kết thúc quá trình houblon hóa khoảng 30
phút thì cho tiếp 1/3 lượng hoa còn lại nhằm tạo hương và kết lắng protein. Trong quá
trình đun sôi thì chỉ số đầu tiên để kết thúc quá trình đun sôi là nồng độ dịch đường,
những chỉ số khác là sự có mặt kết tủa của protein và độ trong của dịch đường, tổng
thời gian đun sôi là 120 phút.
3.2.6. Lắng trong và làm lạnh :
1. Mục đích :
- Lắng và tách cặn để làm trong dịch đường.
- Hạ nhiệt độ của dịch đường đến nhiệt độ lên men.
- Bão hòa oxy cho dịch lên men.
2. Tiến hành :
Tiến hành lắng trong trong thiết bị whirlpool và làm lạnh bằng thiết bị làm lạnh
bản mỏng. Thiết bị làm lạnh whirlpool là một thùng được làm bằng thép không rỉ, có
dung tích rất khác nhau và thích hợp đối với công suất từng nhà máy, đáy thùng có độ
nghiêng 8-10% so với phương ngang. Ở độ cao 1/4 thân thùng kể từ dưới lên là đường
ống để bơm dịch vào thùng, hướng đi của dịch là theo phương tiếp tuyến với thân
thùng, vận tốc dịch đường vào thùng phải đạt 10-14 m/s, tạo một sức đẩy mạnh, lực
này tạo ra một xung lực theo phương tiếp tuyến với cột chất lỏng bên trong thùng và
làm cho cả cột chất lỏng đó xoay tròn. Nhờ có lực hướng tâm lớn, cặn lắng bị hút vào
tâm thùng và lắng xuống đáy. Thiết bị whirlpool có ưu điểm là đảm bảo vô trùng vì

dịch đường khi đưa vào thiết bị cũng như ra khỏi thiết bị ở nhiệt độ rất cao (khoảng
90
0
C) và thời gian lắng chỉ khoảng 20 phút. Để yên 20 phút rồi dịch đường trong được
bơm sang thiết bị là lạnh nhanh, ở đây dịch được làm lạnh đến nhiệt độ lên men là
10
0
C, thời gian làm lạnh không vượt quá 1 giờ. Sau khi làm lạnh xong dịch đường
được chuyển vào thiết bị lên men, còn cặn ở đáy thùng được dội nước và cho xả ra
ngoài.
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Hình 3.3.Thùng lắng whirlpool
Hình 3.4. Máy làm lạnh
Đồ án tốt nghiệp Trang 24 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
3.2.7. Lên men chính :
Mục đích :
Quá trình lên men chính là quá trình chuyển hoá các chất đường và dextrin thấp
phân tử trong dịch lên men thành C
2
H
5
OH, CO
2
và một số chất hữu cơ khác dưới tác
dụng của nấm men:
C
6
H
12
O

6
2C
2
H
5
OH + 2CO
2
+ Q
Đồng thời, còn tạo các sản phẩm phụ như: este, axit hữu cơ, rượu bậc cao,
aldehit, glyxerin,…hoà tan vào dịch lên men tạo thành bia non.
1. Chuẩn bị giống :
Phương pháp nuôi cấy men giống:
+ Nuôi cấy men giống thuần khiết:
Nấm men giống thuần khiết được nuôi cấy qua hai giai đoạn: giai đoạn nuôi cấy
trong phòng thí nghiệm và giai đoạn nuôi cấy sản xuất. Để bảo quản men giống, người
ta nuôi cấy nó trong môi trường dịch đường 10% và giữ ở nhiệt độ 2÷4
0
C. Sau thời
gian 1÷2 tháng phải cấy chuyền một lần. Trước khi đưa vào sản xuất, men giống được
nuôi cấy trong phòng thí nghiệm cho đến 10 lít. Sau đó tiếp tục nhân giống trong các
thiết bị chuyên dùng đặt trong phòng bên cạnh phân xưởng lên men. Mỗi lần nhân, thể
tích men giống tăng từ 5÷7 lần. Thiết bị nuôi cấy men giống gồm các thùng hình trụ
bằng thép không gỉ. Trước khi tiến hành nuôi cấy yêu cầu thiết bị và môi trường phải
vô trùng tuyệt đối. Men thuần khiết thường phải tuyển chọn và bắt đầu nuôi cấy ở
25
0
C. Trong phòng thí nghiệm nó sinh sản ở nhiệt độ 18÷20
0
C. Khi đưa vào nuôi cấy
sản xuất thì cho nó phát triển ở 12÷15

0
C và tiếp tục giảm đến 8÷10
0
C rồi đưa vào thiết
bị lên men. Để nấm men giống sinh sản nhanh, dịch men chuyển từ giai đoạn trước
sang giai đoạn sau phải đang ở thời kỳ lên men mạnh.
+ Xử lý sữa men:
Sữa men được thu vào các chậu chuyên dùng, sau đó trộn với nước vô trùng có
cùng thể tích và cho qua rây có đường kính 0,4÷0,6 mm rồi ngâm trong nước lạnh.
Hàng ngày phải thay nước cho men và giữ nhiệt độ nước trong thiết bị bảo quản gần
0
0
C. Trong nước lạnh, nấm men có thể bảo quản tốt từ 4÷6 ngày. Để lên men trở lại ta
tiến hành như sau: men cái sau khi đã rửa và sát trùng thì cho trộn với dịch lên men
theo tỷ lệ 2÷6 lít men/100 lít dịch đường, khuấy đều rồi để yên 1÷3 giờ. Cho lên men ở
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A
Đồ án tốt nghiệp Trang 25 Thiết kế nhà máy sản xuất bia
nhiệt độ không vượt quá nhiệt độ lên men chính. Khi nào nấm men nẩy chồi mạnh và
rượu tạo thành khoảng 0,3% coi như được. Men cái có thể tái sử dụng nhiều lần. Tuy
nhiên số lần tái sinh còn phụ thuộc vào hoạt lực và sự nhiễm tạp của nó.
2. Tiến hành lên men :
Nhà máy sử dụng phương pháp lên men cổ điển.
Dịch đường sau khi làm lạnh được bổ sung không khí sạch (khoảng 8 mg O
2
/lít
dịch đường) đã qua bình lọc bông gòn giữ bụi cơ học và thiết bị khử trùng bằng tia cực
tím. Sau đó, cấy nấm men vào với lượng men khoảng 20×10
6
tế bào/1ml dịch lên men.
Việc cấy nấm men vào thẳng ống dẫn dịch lên men có ưu điểm làm cho nấm men phân

bố đều toàn khối dịch lên men ban đầu và tạo điều kiện cho chúng sinh trưởng nhanh
hơn. Dịch lên men được bơm vào thùng lên men chính trong nhiều lần nhưng chỉ có
lần đầu dịch lên men có hoà nấm men, còn những lần sau chỉ châm đầy nước, tạo thời
gian cho nấm men hoạt động thích nghi với môi trường. Khi dịch lên men vào đầy
thùng thì bắt đầu điều khiển quá trình lên men, theo dõi nhiệt độ, độ đường hằng ngày.
Lên men chính được tiến hành trong thiết bị hình trụ bằng thép không gỉ, đáy và nắp
hình chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,8÷0,85. Nhiệt độ lên men chính là 10
o
C, áp suất dư
trong thiết bị lên men chính là 0,2÷0,4 at. CO
2
sinh ra trong quá trình lên men sẽ hoà
tan vào bia non một phần. Độ hoà tan của CO
2
vào bia sẽ tăng khi nhiệt độ giảm, do đó
để đảm bảo lượng CO
2
hoà tan trong bia nhiều thì nhiệt độ thời kỳ cuối của quá trình
lên men khoảng 5
o
C, hàm lượng CO
2
trong bia non phải đạt 0,2 %. Lên men chính
được xem là kết thúc khi chất chiết trong dịch lên men giảm đi từ 0,15-0,2%/ ngày
đêm. Thời gian lên men chính là 9 ngày.
3.2.8. Lên men phụ :
1. Mục đích :
+ Tiếp tục lên men phần đường còn lại sau lên men chính, bão hoà CO
2
cho bia

và tăng cường mùi vị cho bia.
+ Thực hiện quá trình chín của bia (hoàn thiện chất lượng bia).
2. Tiến hành :
Quá trình lên men phụ được tiến hành trong các thùng kín đặt trong phòng lạnh từ
1-2
0
C. Nhiệt độ lên men phụ khoảng 1
0
C áp suất dư 0,3-0,7at. Trong quá trình lên men
GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A