thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm

®å ¸n tèt nghiÖp thiÕt kÕ nhµ m¸y bia 10 triÖu lÝt/n¨m
SVTH: NguyÔn Minh Ph¬ng CNSH-K45–
1
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
Mở đầu
Bia là loại nớc giải khát lên men rất bổ dỡng. Bia có nồng độ rợu nhẹ
(hàm lợng rợu khoảng 3% ữ 6%), có ga (hàm lợng CO
2
khoảng 3 ữ 4
gam/lít), có bọt mịn, xốp & có hơng vị thơm ngon rất đặc trng. Ngoài ra, bia
còn chứa một số chất bổ dỡng.
Chất đạm: đặc biệt là đạm hoà tan chiếm (8 ữ 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
1
, B
6
).
Ngoài ra trong bia còn chứa một lợng các enzim khác nhau. Đặc biệt
CO
2
hoà tan trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát cho ngời uống
bia, giúp tiêu hoá nhanh thức ăn và ăn uống ngon miệng, giảm mệt mỏi, tăng
phần tỉnh táo nếu ngời uống sử dụng một liều lợng thích hợp. Nhờ những đặc
điểm nêu trên, bia đợc sản xuất và sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nớc trên
thế giới với sản lợng ngày càng tăng.
Nớc ta là một nớc gần xích đạo nên nóng và oi bức. Vì vậy nhu cầu về
nớc giải khát chiếm một vị trí quan trọng trong mùa hè, ngành công nghiệp
nớc giải khát nói chung và ngành bia hiện nay nói riêng rất đợc 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 nớc
ngoài. Các nhà máy này cùng với những cơ sở sản xuất quy mô nhỏ ở hầu
hết các tỉnh thành trong cả nớc nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng bia ngày
càng tăng của mọi ngời. Vào khoảng những năm 80 của thế kỉ trớc bia có thể
coi là đồ uống xa xỉ đối với ngời lao động, nhng hiện nay đời sống của ngời
lao động đã dần đợc 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.
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
2
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
phần 1. Lập luận kinh tế
Bia là một trong những loại nớc uống giải khát đợc a chuộng nhất
hiện nay. Trên thế giới bia đợc phổ biến rộng rãi và luôn đợc tiêu thụ với sản
lợng lớn. Có thể ví dụ cụ thể theo thống kê trớc đây thì các nớc Đức, Mỹ có
sản lợng bia lớn hơn 10 tỉ lít/năm. Còn ở Châu á thì sản lợng bia của Nhật &
Trung Quốc cũng gần bằng với sản lợng bia của Đức & Mỹ là khoảng 7-10 tỉ
lít/năm.
Hiện nay ở Việt Nam đời sống của mọi ngời đều đợc nâng cao nên
việc dùng bia làm nớc 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 lợng nhng
vẫn không đáp ứng đủ nhu cầu tiêu thụ. Chính điều này đã thúc đẩy sự phát
triển của ngành công nghiệp sản xuất nớc giải khát nói chung và công nghệ
sản xuất bia nói riêng. Giữa sự phát triển ngành công nghiệp bia & tăng tr-
ởng kinh tế có sự tác động tơng hỗ lẫn nhau. Phát triển công nghiệp bia tạo
công ăn việc làm cho rất nhiều ngời lao động, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng, có
doanh thu lớn, góp phần vào tăng trởng kinh tế. Ngợc lại, nền kinh tế phát

triển tạo điều kiện cho đầu t mở rộng sản xuất, mở rộng thị trờng tiêu thụ cả
trong nớc và nớc ngoài.
Để thiết kế và xây dựng một nhà máy bia hoạt động có hiệu quả, việc
đầu tiên là phải chọn đợc một địa điểm xây dựng thích hợp, thuận tiện về
giao thông đờng thuỷ, đờng bộ để dễ vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, vật
liệu và sản phẩm. Phải gần nguồn cung cấp nớc, có hệ thống thoát nớc hợp lí
không ảnh hởng đến vệ sinh môi trờng, đến sức khoẻ của ngời dân trong
vùng. Phải gần nơi đông dân c để có nguồn nhân lực dồi dào, tiêu thụ sản
phảm thuận lợi. Từ những yêu cầu trên thì Thị 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 nớc.
Thị Xã Sơn Tây năm bên dòng sông Hồng cách Hà Nội khoảng 40km có đ-
ờng quốc lộ đi qua rất thuận tiện cho việc đi lại và vận chuyển. Ngoài ra Thị
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
3
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
Xã Sơn Tây còn có khu du lịch Ao Vua Khoang Xanh và sân gôn Đồng
Mô thu hút một lợng 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 lợng
lớn lực lợng lao động, đây là nguồn tiêu thụ bia rất lớn. Thị Xã Sơn Tây là
nơi có nhiều cảnh đẹp rất thanh bình nhng lại mang dáng dấp của một đô thị
đầy tiềm năng phát triển.
Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt & hoa houblon đều đợc
nhập từ nớc ngoài nh úc, Sec và Slovakia, Trung Quốc, Đức, Đan Mạch ...
các nguồn nguyên liệu này từ các cảng biển theo đờng quốc lộ chuyển về
nhà máy rất dễ dàng. Nguyên liệu thay thế đợc 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 nớc ta chảy qua, ngoài ra còn có nguồn nớc ngầm rất
lớn. Và Thị Xã Sơn Tây còn có 2 nhà máy nớc nên cung cấp đủ nớc sạch cho

sản xuất bia và phục vụ sinh hoạt. Tuy nhiên trong sản xuất bia cần thiết
phải có một lợng nớc 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 lới 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, ngời vận hành lò hơi phải có trình độ
chuyên môn cao, phải thờng xuyên kiểm tra, bảo dỡng thiết bị, sửa chữa và
thay thế phụ tùng ngay khi cần thiết.
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
4
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
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 nh một màng bán thấm, chỉ cho nớc 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 nhng không có giá trị dinh dỡng.
Đối với công nghệ sản xuất bia vỏ hạt gây ảnh hởng 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 đờng sẽ làm giảm chất lợng của sản phẩm. Mặt lợi của vỏ là
nó đóng vai trò xây dựng màng lọc trong quá trình tách bã khỏi khối cháo.
- Nội nhũ: là phần lớn nhất đồng thời là phần giá trị 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, đờng.
- Phôi: là phần sống của hạt, trọng lợng cả phôi chỉ chiếm khoảng 2,5-
5% so với trọng lợng của hạt. Vai trò của phôi có tầm quan trọng đăc biệt
không những đối với sự sống lu 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 nh sụp đổ.
Malt đại mạch là nguyên liệu chính cho sản xuất bia, Malt đợc 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 hơng 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,
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
5
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
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 tr-
ờng 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 cờng hoạt
động tích luỹ các hệ enzim nh amylaza, proteaza và một số enzim khác. Nhờ
lợng 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.
1.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 lợng của đại mạch để xem xét loại
đại mạch đó có đủ tiêu chuẩn để sản xuất malt hay không. Đối với cộng

nghệ sản xuất bia, các hợp phần sau quan trọng hơn cả:
a.Nớc (thuỷ phần).
Thuỷ phần của đại mạch có ảnh hởng 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 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.Gluxit.
- Monosaccharit gồm glucoza, fructoza.
- Disaccharit chủ yếu là saccharoza & maltoza.
- Trisaccharit là đờng 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 lợng chất khô của đại mạch là tinh bột, với chủng
giống có chất lợng cao có thể đạt 70%. Với công nghệ sản xuất malt và bia,
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
6
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
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 đờng trớc lúc lên men. Tinh bột đợc
phân bố chủ yếu ở nội nhũ và một phần rất ít ở phôi. Chúng tồn tại dới dạng
khối lập thể, có kích thớc khá bé gọi là hạt tinh bột. Tính chất hồ hoá của
tinh bột có ý nghĩa lớn: tinh bột đã đợc hồ hoá sẽ đờng hoá nhanh hơn và
triệt để hơn.
Tinh bột gồm amylopectin và amyloza. Amyloza bao gồm các gốc đ-
ờng glucoza liên kết với nhau qua cầu oxy -1,4 glucozit và tạo mạch thẳng.
Amylopectin bao gồm các gốc đờng glucoza liên kết với nhau qua cầu oxy
-1,6 và -1,4 glucozid và tạo mạch nhánh.

Mạch amyloza đợc xoắn theo vòng và có cấu trúc không gian giống
nh 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 đờng đơn giản
maltoza và glucoza. Amylopectin là chất vô định hình, nó không tan trong n-
ớc nóng mà chỉ tạo thành hồ, với dung dịch I
2
amylopectin chuyển thành
màu tím.
Trong môi trờng giàu nớc tinh bột bị thuỷ phân bởi hệ enzyme
amylaza để tạo thành dextrin, đờng 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 nớc để tạo thành chất hoà tan của dịch đờng trớc 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, ơm mầm, sấy malt và đờng hoá
nguyên liệu.
Xelluloza.
Xelluloza đợc phân bố chủ yếu ở vỏ trấu, chiếm khoảng 20% chất khô
của vỏ. Phân tử xelluloza gồm 2000-10000 gốc đờng glcoza, xelluloza rất
dai và khó bị phân cắt trong môi trờng bình thờng.
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
7
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
Xelluloza không tan trong nớc, hầu nh 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 đờng vì lớp vỏ trấu là vật liệu tạo lớp màng lọc
phụ lý tởng.
Hemixelluloza.
Hemixelluloza là thành phần chủ yếu tạo nên tế bào, là một phức hệ
gồm pentoza, hexozan và axit uronic.
Dới tác dụng xúc tác của nhóm enzyme sitaza, hemixelluloza bị thuỷ
phân thành hexoza và pentoza. Tất cả những đờng đơn này hoà tan bền vững
vào dịch đờng và tạo thành chất chiết, là nguồn cung cấp dinh dỡng quan
trọng cho nấm men.
Các hợp chất pectin và hợp chất keo.
Nó là dạng keo vì khi chúng hoà tan vào nớc nóng thì tạo dung dịch
có độ nhớt cao. Sự tồn tại của hợp chất pectin và chất dạng keo trong dịch đ-
ờng mang tính 2 mặt. Mặt tiêu cực là làm cho dịch đờng 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 đờng đơn và đờng kép. Các
loại đờng đơn giản trong hạt đại mạch tuy ít nhng chúng đóng vai trò quan
trọng đối với sự phát triển của phôi, đặc biệt là giai đoạn đầu của quá trình -
ơm mầm.
c.Các hợp chất chứa Nitơ
Hàm lợng các hợp chất chứa N
2
trong đại mạch khoảng 9-10% chất
khô của hạt. Tuy chiếm tỷ lệ thấp nhng chúng đóng vai trò quan trọng đối
với sự phát triển của phôi, đặc biệt là giai đoạn đầu của quá trình ơm 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 lợng cao quá bia dễ bị
đục, rất khó bảo quản, nếu quá thấp quá trình lên men sẽ không triệt để, bia

SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
8
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
kém bọt, vị kém đậm đà và kéo theo chỉ số non yếu khác. Hàm lợng protit
tốt nhất cho sản xuất bia là 8-10%.
Khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia cũng nh độ bền keo của chúng
phụ thuộc trớc 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 nh levkozin, edestin, hodein và glutelin. Trong
quá trình sản xuất malt và bia thì levkozin, edestin và một phần hodein hoà
tan vào dịch đờng và tồn tại trong bia còn các cấu tử khác bị kết lắng và thải
ra ngoài theo bã malt và cặn lắng.
- Proteit đợc 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 hởng âm tính
trực tiếp đến chất lợng sản phẩm, loại bỏ tối đa cấu tử này khỏi dịch đờng là
công việc cần thiết nhng 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. Nhng ở hàm lợng cao chúng làm giảm độ bên
keo của bia vì chúng chính là tác nhân gây đục.
Peptit đợc tạo thành từ những gốc acit amin, chúng dễ dàng hoà tan
vào dịch đờng để tạo dung dịch bền vững và tồn tại trong bia nh những thành
phần dinh dỡng.
Acit amin chỉ chiếm khoảng 1% chất khô nhng có vai trò lớn trong
sản xuất bia, là nguồn cung cấp N

2
cho nấm men, là tác nhân chính tạo
melanoit, tham gia tạo bọt và tồn tại trong bia nh một thành phần dinh dỡng
quan trọng.
d.Các hợp chất không chứa Nitơ.
Polyphenol: tập trung chủ yếu ở lớp vỏ, dễ dàng kết hợp với protit cao
phân tử tạo phức chất dễ kết lắng, làm tăng độ bền keo của sản phẩm. Mặt
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
9
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
khác sự hoà tan của polyphenol vào dịch đờng lại làm xấu đi hơng 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 nấm men đồng thời làm tăng độ chua của dịch
cháo ở giai đoạn đờng hoá, đây là biện pháp hữu hiệu để nâng cao hiệu suất
thuỷ phân.
Vitamin: B
1
, 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 trởng của mầm.

Chất khoáng: phân tích theo % trọng lợng tro: P
2
O
5
35%; SiO
2
26%;
K
2
O 21%; MgO 9%; CaO 2,8%; Na
2
O 2,4%; Fe
2
O
3
1,5%; Cl 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 đờng.
e.Pherment (enzyme).
Enzyme có vai trò đặc biệt trong công nghệ sản xuất bia. Giai đoạn -
ơm mầm, hạt hút nớc bổ sung đến 43-44% thì hệ enzyme đợc giải phóng
khỏi trạng thái liên kết, chuyển thành trạng thái tự do. Đến giai đoạn ơm
mầm hoạt lực enzyme đạt mức tối đa, nhờ đó đến giai đoạn đờng hoá chúng
có khả năng thuỷ phân hoàn toàn các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ hạt.
Các sản phẩm thuỷ phân đợc hoà tan vào nớc và trở thành chất chiết của dịch
đờng. 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 đờng và dextrin
gồm 2 enzyme: - amylaza và - amylaza. Enzyme - amylaza phân cắt

tinh bột thành glucoza và dextrin, là enzyme chịu nhiệt nhng lại kém chịu
chua, nhiệt độ thích hợp 70C, pH = 5,7. Enzyme - amylaza tác động trực
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
10
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
tiếp lên mạch amyloza, mạch nhánh và hai đầu chính của amylopectin, sản
phẩm là đờng maltoza và dextrin, nhiẹt độ thích hợp là 63C, 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 50C.
- 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 mạnh nhất ở pH = 7,5 và ở nhiệt độ 50-52C.
- Lipaza phá vỡ liên kết este giữa rợu đơn hoặc đa chức với các acid
béo bậc cao. Nhiệt độ tối u cho hoạt động của lipaza là 35C, 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 đợc hồ hoá một cách dễ dàng hơn. nhiệt độ tối u của
enzyme này là 70C, 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 H
3
PO
4

đợc giải phóng sẽ tăng độ chua tác dụng và tăng cờng
lực đệm của dịch đờng.
- 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 rợu) nghĩa là chúng
tham gia trực tiếp vào quá trình trao đổi chất của tế bào. Nhóm enzyme này
đóng vai trò quyết định trong việc hoạt hoá và phát triển của phôi ở giai đoạn
ơm mầm.
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
11
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
2.Chỉ tiêu chất lợng của malt trong sản xuất bia:
Hình dáng bên ngoài của hạt:
Hạt phải thống nhất về màu sắc: vàng nhạt óng ánh (giống nh màu
rơm), hạt có màu xanh là hạt cha 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 mầm, hạt có mùi thơm đặc trng (giống màu rạ tơi).
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 lợng yêu cầu. Trong sản
xuất chỉ chấp nhận 5% các hạt ngoại lai khi dùng số lợng hạt đại mạch lớn.
- Trọng lợng đại mạch nhỏ hơn (7 ữ 9)% trọng lợng hạt, không dùng
hạt có chỉ số lớn hơn 9% (10% ữ 12%).
- Dung trọng:
Đại mạch loại 1 dung trọng 680g/l hạt.
Đại mạch loại 2 dung trọng (650 ữ 680)g/l hạt.
Đại mạch loại 3 dung trọng (630 ữ650)g/l hạt.
- Trọng lợng tuyệt đối: đại mạch trung bình bằng (35 ữ 45)g/1000 hạt.
Đại mạch loại nặng > 44g/1000 hạt.
Đại mạch loại trung = (44 ữ 45)g/1000 hạt.
Đại mạch loại nhẹ = (35 ữ 40)g/1000 hạt.
Trong sản xuất chỉ dùng hai loại trên, loại thứ ba chỉ dùng với một tỷ

lệ nhất định thông thờng không quá (15 ữ 20)%.
- Hàm lợng ẩm (w): phải đạt trung bình (10 ữ 15)%. Khi bảo quản tốt
nhất w = (12 ữ 13)% & không vợt quá 13% khi tàng trữ & w tối thiểu cho
phép là 10%. Trên 13% (nhất là > 15% ữ 16% hạt dễ bốc nóng, khó bảo
quản, nếu độ ẩm < 10% hạt nhanh chóng mất khả năng nảy mầm.
- Hàm lợng protit: di chuyển trong giới hạn (8 ữ 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. Nhng ngợc lại protit < 8% thì
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
12
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
không thích hợp cho sản xuất bia vì bia ít bột. Đại mạch chất lợng cao nếu
protid chiếm từ (9 ữ 11)% chất khô.
- Hàm lợng tinh bột: chiếm từ (55 ữ 65)% trọng lợng hạt. Đại mạch
dùng để sản xuất bia phải có lợng tinh bột không nhỏ quá từ (63 ữ 65)% tính
theo chất khô.
Ngoài ra malt dùng để sản xuất bia không đợc lẫn cát, rác cỏ, các loại
thóc khác, tất cả phải thuộc một nhóm đồng nhất. Nhìn hạt thóc tốt, khô, vỏ
mọng 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
đợc lâu dài, trong sản xuất bia ngời ta thờng trộn lẫn một số đại mạch cha
nảy mầm hoặc các loại ngũ cốc khác để thay thế thóc mầm, cũng có khi
dùng tinh bột hoặc các loại đờng (gluco, saccaro, malto ...) để làm nguyên
liệu thay thế.
Gạo là nông sản chủ yếu chủ yếu của các nớc phơng đông nh Việt
Nam, Trung Quốc, Nhật, Triều Tiên ..., thành phần của gạo gồm tinh bột
chiếm từ (70 ữ 75)% chất khô, các loại đờng chiếm từ (2 ữ 5)% chất khô,
protit từ (7ữ 8)% chất khô, chất béo từ (1 ữ 1,5)% chất khô, chất khoáng từ

(1 ữ 1,2)% chất khô. Ta nhận thấy rằng gạo chứa nhiều tinh bột & ít protit
do đó trong quá trình nấu ta thu đợc một lợng lớn các chất hoà tan (khoảng
90% chất khô).
Qua đó ta thấy gạo là một sản phẩm phụ rất tốt thờng đợc dùng để nấu
kết hợp với malt (tỷ lệ thờng là 20%) & thu đợc những loại bia có chất lợng
cao.
Ngoài gạo ngời 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 nớc
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
đợc gọi là gluten. Vì tính chất quí giá này mà tiểu mạch chỉ đợc dùng để sản
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
13
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
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 đợc dùng thay thế malt đại
mạch chủ yếu là loại trắng đục (hàm lợng tinh bột cao, protein thấp) và đợc
sử dụng dới dạng bột đã nghiền nhỏ. Một trở ngại lớn khi đa ngô vào sản
xuất bia là phôi của chúng quá lớn, hàm lợng chất béo nhiều, khó lọc và
giảm độ bền keo cũng nh khả năng tạo bọt của bia. Để sử dụng loại cốc này
có hiệu quả, trớc lúc đa vào chế biến dịch đờng 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 thờng từ (10 ữ 15) m, lá cây hình bàn tay.
Hoa houblon gồm hoa đực và hoa cái. Trong ngành sản xuất bia ngời ta chỉ
sử dụng hoa cái cha thụ phấn, hoa đực không sử dụng đợc vì nó rất bé và
chứa rất ít hơng 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. Lợng hạt này phụ thuộc
vào giống và điều kiện trồng hoa houblon. Ngời 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 ữ 4) cm, màu hoa khi
chín thờng từ vàng đến vàng óng. Trọng lợng từng phần của hoa nh sau:
cánh hoa (66 ữ 67)%, hạt lupulin (19 ữ 20)%, cuống hoa (7 ữ 8)% và những
cuống con của cánh hoa (5 ữ 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 trng cho loại hoa này nh 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 trng trong hoa còn chứa đựng những hợp chất
khác tợng tự các loại thực vật, một vài trong những hợp chất ấy cũng có ý
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
14
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
nghĩa quan trọng trong kỹ thuật. Thành phần hoá học của hoa houblon đợc
tính ra % chất khô nh sau:
-Nớc: (11 ữ 12)%.
- Chất đắng: (12 ữ 21)%.
- Tanin: (2,5 ữ 6)%.
- Chất có N: (10 ữ 21)%.
- Cellulo: (12 ữ 14)%.
- Chất tro: (5 ữ 8)%.
- Những chất hoà tan không có N: (26 ữ 28)%.
1.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 đờng và tồn tại trong bia. Các chất đắng là những

hợp chất có hoạt 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 gồm nhiều hợp chất (tính
theo % chất khô):
- acid đắng: 6-9%.
- acid đắng: 3-4%.
Nhựa mềm: 5-6%.
Nhựa cứng: 1-2%.
- 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 - acit đắng trong nớc khoảng 500 mg/l, trong
dịch đờng thì ít hơn và trong bia thì hầu nh không đáng kể. ở giai đoạn đun
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
15
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
sôi dịch đờng 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.
- axit đắng.
Nhóm axit này gồm: lupulon, colupulon, adlupulon, prelupulon.
Lupulon là hợp chất dạng tinh thể, màu trắng dạng lăng kính hoặc que dài,
nóng chảy ở 92C. So với humulon thì lupulon kém đắng hơn nhng tính
kháng khuẩn cao hơn.
Nếu bị oxy hoá - 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, cha đợc
xác định về thành phần hoá học. Khả năng hoà tan của nhựa mềm vào dịch
đờng cao hơn - axit đắng vì vậy chúng tạo ra đợc lực đắng khá lớn cho bia.
Đây là hợp phần có giá trị của chất đắng.
Nhựa cứng.
Nhựa cứng là polyme của các acit đắng nhng ở mức độ cao hơn nhiều
so với nhựa mềm. Chúng đợc hình thành trong quá trình sấy và bảo quản.
Cấu tử này hầu nh không hoà tan vào nớc và dịch đờng, chúng thải ra ngoài
theo cặn lắng. Đây là hợp phần không có giá trị trong công nghệ sản xuất
bia.
2.Tinh dầu thơm.
Tinh dầu của hoa houblon hoà tan vào dịch đờng, tồn tại trong bia và
tạo ra cho nó một mùi thơm đặc trng, rất nhẹ nhàng, dễ chịu. Tinh dầu thơm
là chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu, có mùi thơm rất
mạnh. Tỷ trọng của chúng là 0,88, dễ hoà tan trong rợu etylic nồng độ cao.
Trong nớc tỷ lệ hoà tan của chúng không đáng kể. Tinh dầu thơm bay hơi
khá nhanh ở nhiệt độ thờng.
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
16
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
Trong thời gian đun sôi dịch đờng với hoa houblon có đến 98% lợng
tinh dầu bay ra ngoài theo hơi nơc, chỉ còn lại 2% tồn tại ở trong bia. Đối với
bia vàng thì lợng tinh dầu 2% này quyết định hơng thơm của chúng.
3.Chất chát.
Chất chát (tanin) trong hoa houblon có ý nghĩa nhất định trong quá
trình kỹ thuật và ảnh hởng tới chất lợng bia, giúp cho dịch đờng trong nhanh
và làm kết tủa những chất protit không bền vững, làm tăng độ bền vững của
bia. Với lợng chất chát vừa phải nó gây bia có vị chát nhẹ, dễ chịu, nếu lợng

này nhiều sẽ gây cho bia chát và đắng. Ngời ta sử dụng tanin của hoa
houblon để loại các cấu tử protein khó biến tính và kết lắng ra khỏi dịch đ-
ờng 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. Nớc.
Nớc là 1 trong các nguyên liệu chính để sản xuất bia chiếm (80 ữ
90)% trọng lợng bia thành phẩm. Thành phần hoá học và chất lợng của nớc
ảnh hởng trực tiếp tới toàn bộ kỹ thuật sản xuất và ảnh hởng rất lớn tới đặc
điểm, tính chất và chất lợng bia thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia
cần một lợng nớc rất lớn, một phần dùng để đun sôi, hồ hoá, đờng hoá, một
phần để rửa men, rửa thiết bị và nấu hơi. Việc sử dụng nớc rộng rãi nh vậy
đòi hỏi nớc phải có thành phần và tính chất thích hợp nhất định.
Thành phần của nớc phụ thuộc vào nguồn của nó. Nớc mạch thờng
chứa nhiều muối và chất hữu cơ hơn, nớc ma chứa nhiều khí hơn. Phụ thuộc
vào thành phần của các lớp đất mà nguồn nớc đi qua, những dòng nớc mạch
có những lợng 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 đa chúng về các dạng bicacbonat. Nớc thiên nhiên rất giàu
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
17
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
các muối hoà tan dạng ở dạng ion, trong đó nhiều nhất là các catrion Ca,
Mg, Na, K, Fe, Al ... và các anion -OH, -HCO3, -NO2 ...
Trong trờng hợp dới khái niệm nớc dùng để nấu bia ta có thể hiểu là
nớc dùng để nấu dịch lên men. Thành phần và tính chất của nớc ảnh hởng
đến quá trình hồ hoá, đờng hoá. Ngoài ra các muối của chúng đi vào thành

phần của dịch đờng và hoa, tham gia vào sự hình thành mùi vị và một vài
tính chất của bia.
Các muối trong nớc tác dụng tơng hỗ với các thành phần, tính chất
của dịch đờng và bia. Các bicacbonat và cacbonat có trong nớc sẽ hoà tan
những chất đắng trong vỏ malt, những chất đắng này gây cho dịch đờng và
bia có vị đắng khó chịu. Đặc biệt Na
2
CO
3
và NaHCO
3
hoà tan cả các chất
chát của malt gây ảnh hởng xấu đến chất lợng của bia.
Nớc để rửa men và thiết bị đỏi hỏi phải sạch, không đợc chứa nhiều
các hợp chất hữu cơ và vi sinh vật. Đặc biệt đối với các vi sinh vật và vi
trùng có ảnh hởng trực tiếp đến những quá trình kỹ thuật sản xuất bia, phải
thờng xuyên kiểm tra dới kính hiển vi để xác định lợng vi sinh vật có trong
nớc, nếu lợng này nhiều quá ta phải tiến hành sát trùng. Nớc dùng để rửa
thiết bị không đợc chứa NH3 và các nitrit. Tốt nhất ta nên dùng nớc có độ
cứng thấp đến độ cứng trung bình. Về mặt cảm quan nớc phải thoả mãn yêu
cầu giống nh đối với nớc dùng để uống.
Chất lợng của nớc:
- Độ cứng của nớc (4 ữ 10)Đ.
- Độ pH = (6,5 ữ 7)%.
- Hàm lợng muối

2
2
CO
< 50 mg/l.

- Hàm lợng muối
+
2
Mg
< 100 mg/l.
- Hàm lợng muối

Cl
: (75 ữ 150) mg/l.
- Hàm lợng CaSO4: (150 ữ 200) mg/l.
- Hàm lợng
+
2
Fe
< 0,3 mg/l.
- Vi sinh vật 100 tế bào/lít.
- Các kim loại nặng: không có.
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
18
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
- Các vi sinh vật gây bệnh: không có.
- Ecoli 2% (2 tế bào/lít).
V. Nấm men.
Nấm men dùng để sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống
Saccharomyces. Nhiệt độ tối u cho sinh trởng của chúng là (25 ữ 30)C, nh-
ng một số loài trong giống này vẫn có thể phát triển tốt ở nhiệt độ (2 ữ 3)C.
Nấm men bia ngừng hoạt động ở nhiệt độ trên 40C và có thể chết dần ở
nhiệt độ này nhng chúng lại chịu đợc nhiệt độ thấp rất tốt, thậm trí ở nhiệt độ
-180C chúng vẫn sống. Khác với các vi sinh vật khác, nấm men bia có thể
phát triển trong môi trờng có oxy lẫn môi trờng không có oxy. Trong quá

trình lên men bia, lúc đầu môi trờng mới có oxy hoà tan, nấm men dùng oxy
đó để oxy hoá cơ chất, tạo năng lợng cho sinh sản và phát triển. Khi đã trải
qua một giai đoạn lên men, lợng oxy hoà tan cạn dần thì tế bào nấm men lại
thu năng lợng 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 nấm men bia chính là quá trình chuyển hoá nguyên
liệu thành sản phẩm.
Căn cứ vào tính chất của quá trình lên men bia, ngời 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 và tạo quá trình lên men bia ở nhiệt độ tơng đối cao từ (12 ữ 13)C trở
lên. Sở dĩ ngời 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 trờng, tác động đều lên cơ chất ở khắp mọi nơi,
xúc tiến quá trình lên men nhanh chóng và mạnh 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.
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
19
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
Nấm men chìm thuộc loài Saccharomyces carlsbergensis, loài này
phát triển tốt ngay ở nhiệt độ thấp khoảng (6 ữ 7)C. Công nghệ sản xuất bia
bằng loài nấm men chìm đang đợc sử dụng rộng rãi trên hầu hết các tỉnh &
thành phố của cả nớc. 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 trờng với tế bào nấm 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 ngời ta ít
sử dụng loại nấm men chìm vào mục đích rút ngắn thời gian lên men bia hay
còn gọi là công nghệ sản xuất bia ngắn ngày trừ trờng hợp lên men có khuấy
trộn. Vì nấm men lắng xuống đáy thiết bị thành lớp dính chặt nên thông th-
ờng 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.
1.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 - amylaza chịu
nhiệt, pH trung tính, ở dạng lỏng, đợc sản xuất từ dịch nuôi cấy vi khuẩn
Bacillus licheniformiss trong phân tử có Ca
2+
. Nó có khả năng chịu nhiệt cao
hơn các chế phẩm enzyme - amylaza từ nấm men và nấm mốc, nhiệt độ tối
u là 90-95C, điều này rất thuận lợi cho dịch hoá tinh bột gạo vì nhiệt độ hồ
hoá gạo là 86C. Enzyme này thuỷ phân tinh bột ở mối liên kết -1,4
glucozit trong phân tử amyloza và amylopectin. Vì vậy tinh bột sẽ chóng bị
phân giải thành dextrin tan trong nớc. Hàm lợng 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.
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
20
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
2.Chế phẩm enzyme Cereflo.
Đây là tên thơng mại của enzyme - glucanaza, hoạt động tối u ở pH
= 5,5 6,0, nhiệt độ 50 - 60C, có tác dụng làm giảm độ nhớt dịch đờng,

tăng hiệu suất lọc, tăng khả năng trích ly các chất vào dịch đờng. Vì vậy đa
ngay chế phẩm này vào đầu quá trình đờng hoá, nồng độ 0,06% so với
nguyên liệu thay thế.
3.Chế phẩm enzyme Fungamyl.
Đây là enzyme 1,4 D glucan glucanohydrolaza, sản phẩm thuỷ
phân chủ yếu là đờng maltoza và làm tăng khả năng lên men của dịch đờng
từ 2-5%. Nó hỗ trợ đắc lực cho Termamyl trong vai trò đờng 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 đờng hoá.
Các hoá chất vệ sinh tấy rửa thiết bị, thùng chứa, đờng ống: HNO
3
,
NaOH, nớc vô trùng, nớc 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.
CO
2
thu đợc từ quá trinh lên men cho qua máy nén vào kho thu hồi
CO
2
.
phần 3. Chọn dây chuyền sản xuất.
I. Nghiền nguyên liệu.
Do gạo có cấu trúc hạt tinh bột cứng, cha bị tác động bởi enzyme, khó
bị hồ hoá nên cần chọn phơng 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
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
21
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
một roto quay, trên rôto lắp nhiều đĩa, trên mỗi đĩa đợc gắn nhiều lỡi dao
bằng thép. Bằng lực cơ học, khi rôto quay (thông thờng 2940 vòng/phút) các
lỡi dao sẽ chém hạt nát vụn.
Kết quả nghiền gạo:
- Tấm lớn < 25%.
- Tấm nhỏ > 35%.
- Bột mịn > 75%.
Nghiền malt có nhiều phơng pháp khác nhau: chia làm 2 dạng lớn.
Nghiền khô với các phơng pháp:
+ Nghiền khô thờng.
+ Nghiền khô có phun ẩm vỏ.
+ Nghiền khô mịn.
Ưu điểm chung của nghiền khô là nghiền theo ngày, có thể nghiền tr-
ớc khi nấu một ngày.
Nghiền ớt với các phơng pháp:
+ Nghiền ớt có ngâm.
+ Nghiền ớt không ngâm.
Ưu điểm của nghiền ớt là vỏ malt đợc giữ nguyên vẹn, hạn chế trích
ly các chất gây mùi vị lạ vào trong dịch đờng.
Thiết bị nghiền malt:
Chọn thiết bị nghiền malt là máy nghiền bốn trục, một sàng. Máy
nghiền bốn trục, một sàng đợc dùng trong trờng 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 dới, ở giữa là sàng rung phân loại. Malt sau khi đợc
nghiền qua cặp rulô thứ nhất, bột nghiền đợc đổ xuống sàng. lọt qua lỗ sàng

là bột và tấm bé. Hai pha này đợc thu gom vào thùng chứa tạm, còn vỏ và
tấm lớn nằm lại trên sàng đợc 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 đờng kính từ 200 300 mm.
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
22
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
Rulô nghiền đợc sắp xếp theo từng cặp. Hai rulô trong một cặp chuyển động
ngợc chiều nhau và chúng quay với tốc độ góc khác nhau (để tạo ra lực xé),
thông thờng là khoảng 250 300 vòng/phút. Mức độ nghiền malt đợc xác
định bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa hai rulô. Khoảng cách này
thông thờng 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 đợc nghiền cùng một chế độ nh nhau mà đáng ra nếu
chúng đợc nghiền với lực ma sát khác nhau thì kết quả sẽ tốt hơn.
Yêu cầu của malt sau nghiền là:
+ Vỏ trấu: 15-18%.
+ Tấm thô: 18-22%.
+ Tấm mịn: 30-35%.
+Bột: 25-35%.
II. Phơng 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 đợc hoạt lực (bị vô hoạt) khi ở nhiệt độ hồ hoá của gạo là 86C. Vì vậy,
phải sử dụng kết hợp với enzyme có nhiệt độ hoạt động cao hơn 86C. Chế
phẩm enzyme trên thị trờng thoả mãn điều kiện này là Termamyl.
Thiết bị nấu cháo
Nồi nấu cháo thân hinh trụ, đáy cầu và đỉnh cầu, đợc làm bằng thép

không gỉ, cấu tạo hai vỏ có bao hơi bên ngoài để nấu. Nồi nấu có cánh khuấy
để tăng cờng 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 đờng nớc lạnh vào, một
đờng nớc nóng vào, một đờng cháo sang nồi malt, một đờng nớc thải, van xả
nớc ngng.
III. Chọn phơng pháp đờng hoá
Đờng hoá có mục đích phân cắt các hợp chất có phân tử lợng lớn
thành đờng có khả năng lên men. Nó trải qua 3 quá trình: hồ hoá, dịch hoá,
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
23
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
đờng hoá, mỗi quá trình diễn ra ở một nhiệt độ khác nhau trong một thời
gian khác nhau.
Có hai phơng pháp đờng hoá là:
- Phơng pháp đờng hoá toàn khối: tăng dần hoặc giảm dần nhiệt độ.
- Phơng pháp nấu từng phần: tam phân đoạn, nhị phân đoạn, nhất phân
đoạn.
Cả hai phơng pháp trên đều có khả năng nâng cao đợc hiệu suất đờng
hoá bằng các biện pháp:
- Hạ pH.
- Làm mềm nớc.
- Bổ sung chế phẩm enzyme.
Phơng pháp đờng hoá toàn khối:
- Ưu điểm: thời gian ngắn, thao tác đơn giản.
- Nhợc điểm: cần điểm dừng ở các nhiệt độ trung gian. Tuy nhiên, các
hạt tinh bột khó hoà tan vẫn không đợc thuỷ phân triệt để làm giảm hiệu suất
đờng hoá.
Phơng pháp đun sôi từng phần:
- Ưu điểm: tạo bớc nhảy nhiệt độ, tránh dừng ở nhiệt độ trung gian.
Đun sôi một phần dịch đờng 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 đờng
hoá.
- Nhợc điểm: thao tác phức tạp, thời gian kéo dài.
Vì sử dụng nguyên liệu thay thế với tỷ lệ 35% nên chọn phơng pháp
đờng hoá đun sôi một lần có bổ sung chế phẩm enzyme Termamyl tỷ lệ
0,075% so với gạo để dịch hoá, đờng hoá nguyên liệu, enzyme Cereflo tỷ lệ
0,06% so với gạo để tăng hiệu suất trích ly các chất vào trong dịch đờng.
Thiết bị đờng hoá:
Thiết bị đờng hoá là một nồi hình trụ, đáy lồi và đợc chế tạo bằng
thép không gỉ. Nồi đờng hoá đợc trang bị vỏ áo hơi ở dới đáy nồi để cung
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
24
đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm
cấp hơi cho quá trình đờng hoá. Mỗi mảnh có đờng hơi vào và đờng hơi ng-
ng thoát ra riêng biệt. áp suất hơi trên đờng ống trục có áp lực khoảng 4-5
Kg/cm
2
, còn áp suất hơi giữa hai lớp vỏ của áo hơi thờng phải đạt khoảng
2,5-3 Kg/cm
2
. Có hệ thống chuyển động và cánh khuấy của nồi đờng hoá đ-
ợc đặt ở dới. Tất cả các thiết bị phụ kiện nh đờng ống nớc nóng, nớc lạnh,
cửa quan sát, van an toàn, nhiệt kế, áp kế, chuông báo thức đều đợc trang bị
đầy đủ ở nồi đờng hoá.
IV. Chọn phơng pháp lọc bã malt.
Có hai phơng pháp lọc dịch đờng là:
Lọc ép khung bản:
- Ưu điểm:
+ Thời gian lọc nhanh.
+ Hiệu suất thu hồi chất hoà tan cao.

+ Dịch đờng trong hơn.
+ Thể tích nớc rửa bã ít, diện tích chiếm chỗ nhỏ.
+ Năng suất ổn định, không phụ thuộc độ nhuyễn của malt.
- Nhợc 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.
+ Lợng dịch đờng 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.
- Nhợc điểm:
SVTH: Nguyễn Minh Phơng CNSH-K45
25