Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lítnăm

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
LỜI CẢM ƠN
Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Hóa
học trường Đại học Vinh đã tạo điều kiện cho chúng tôi được học tập và nghiên cứu
trong một môi trường học tập khoa học, giúp cho chúng tôi có những kiến thức vững
vàng trước khi bước vào đời. Đặc biệt chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận
tình của thầy giáo Th.s Nguyễn Tân Thành – thầy là người trực tiếp hướng dẫn, chỉ
bảo cho chúng tôi trong suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Đồng thời chúng tôi cũng xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình và bạn bè
những người luôn đứng sau giúp đỡ, chia sẻ với chúng tôi những khó khăn và thuận
lợi trong thời gian qua.
Đề tài tốt nghiệp của chúng tôi là “Tính toán, thiết kế dây chuyền sản xuất
bia năng suất 50 triệu lít/năm”. Đây là bản đồ án có khối lượng công việc tương đối
lớn nên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy chúng tôi rất mong nhận
được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và bạn bè để bản đồ án của chúng tôi
được hoàn thiện hơn.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn!
Vinh, ngày tháng năm 2011
Sinh viên thực hiện
Võ Đức Thuấn
Nguyễn Trọng Luyện
LỜI NÓI ĐẦU
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
1

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ
thuật thì việc ứng dụng những thành tựu công nghệ mới vào thực tiễn sản xuất diễn ra
mạnh mẽ và có những bước đột phá. Có thể nó, sự đổi mới liên tục về công nghệ đã

trở thành yếu tố then chốt để duy trì sức cạnh tranh cho các doanh nghiệp trên thị
trường. Công nghệ sản xuất Bia cũng không nằm ngoài xu hướng đó. Là một mặt
hàng có tính cạnh tranh cao trên thị trường đồ uống nói riêng cũng như trên thị trường
tiêu thụ nói chung
Theo bộ công nghiệp, vào khoảng năm 2004 thì đầu tư vào sản xuất bia lại
bùng nổ, với nhiều đề nghị xây dựng mới, mở rộng sản xuất, mở rộng liên doanh, liên
kết của các doanh nghiệp trong và ngoài nước. Hằng năm, việc sản xuất đồ uống nói
chung và bia nói riêng đã đóng góp vào ngân sách nhà nước vài nghìn tỷ đồng. Do
nhu cầu về chất lượng sản phẩm ngày càng tăng nên việc xây dựng những nhà máy
bia mới, hiện đại, thay thế cho những nhà máy nhỏ, trang thiết bị lạc hậu để vừa đảm
bảo tính kinh tế, vừa đáp ứng được nhu cầu thị trường về chất lượng và giá cả là cần
thiết.
NỘI DUNG THỰC HIỆN BAO GỒM
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
2

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
I. Xây dựng cơ sở lý thuyết:
Phần một : Tổng quan về sản xuất bia.
Phần hai : Tính các quá trình trong sản xuất bia.
Phần ba : Tính cơ khí một số máy móc, thiết bị trong sản xuất bia.
Phần bốn : Ứng dụng tự động hoá quá trình vào sản xuất.
II. Các bản vẽ:

Phần một : TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT BIA
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
3

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
CHƯƠNG I - CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
1. CHỌN NGUYÊN LIỆU
1.1. Malt
Malt là nguyên liệu quan trọng để sản xuất bia. Thành phần và chất lượng của
malt quyết định trực tiếp đến chất lượng, hương vị và màu sắc của bia thành phẩm.
Malt đại mạch được sản xuất từ lúa đại mạch nảy mầm sau đó sấy khô, tách
mầm rễ. Malt có hàm lượng chất hòa tan cao, đặc biệt trong malt có sẵn hệ enzym α, β
- amylaza, proteaza…. Trong quá trình nảy mầm, hệ enzym có trong hạt đại mạch
được hoạt hóa, tích lũy về khối lượng và hoạt lực. Hệ enzym này là động lực chủ yếu
để phân cắt các hợp chất protein và gluxit cao phân tử trong nội nhũ của hạt thành các
sản phẩm thấp phân tử.
Nhà máy chọn malt sản xuất bia được nhập ngoại từ Úc và Pháp.
Malt được đưa vào sản xuất phải đạt các yêu cầu sau:
• Malt có màu vàng sáng, óng mượt, hạt tròn đều;
• Mùi thơm đặc trưng tự nhiên của mầm đại mạch, không có mùi ẩm,
mốc, cháy khét…
• Malt có độ ẩm: 4 - 10%, tỷ lệ tạp chất < 0,1%;
• Độ hòa tan: 70 - 75%;
• Hàm lượng chất hòa tan cao;
• Hàm lượng chất béo: 2,5%;
• Hàm lượng protein: 10%;
• Hàm lượng proteaza: 9%;
• Hàm lượng xenluloza: 5,5%;
• …
1.2. Nguyên liệu thay thế
Nguyên liệu thay thế được sử dụng ở đây là gạo.
Trong công nghệ sản xuất bia, để giám giá thành sản phẩm, người ta hay dùng
nguyên liệu thay thế malt là gạo. Trong gạo chứa rất nhiều tinh bột, protein vừa phải,
chất béo và xenluloza ở mức độ thấp. Người ta có thể sử dụng gạo thay thế với các tỷ

lệ khác nhau. Tuy nhiên, tỷ lệ càng cao thì chất lượng bia càng giảm.
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
4

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
Gạo để sản xuất bia phải đạt được những yêu cầu sau:
• Gạo không bị mối mọt, có màu sáng trắng, có mùi thơm đặc trưng;
• Độ ẩm: 12 - 14%;
• Dung trọng 660 - 700g/l
• Hàm lượng tinh bột chiếm: 70 - 75%;
• Hàm lượng protein chiếm: 6 - 8%;
• Hàm lượng chất béo chiếm: 1 - 1,5%;
• Hàm lượng xenlulo chiếm: 0,5 - 0,8%;
• Hàm lượng chất khoáng chiếm: 1 - 1,2%;
1.3. Hoa houblon
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản, đứng vị trí thứ hai của công nghệ sản xuất
bia. Nó được con người biết đến và đưa vào sử dụng khoảng 3000 năm trước Công
nguyên.
Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng, làm tăng
khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản
phẩm.
Hoa houblon khi nhập về cần đạt được những chỉ tiêu:
• Hoa có màu vàng xanh;
• Hoa có vị đắng dịu;
• Hoa có mùi thơm đặc trưng;
• Độ ẩm < 13%;
• Nước: 11-13 ;
• Chất đắng: 15-21 ;
• Polyphenol: 2,5-6 ;

• Tinh dầu thơm: 0,3-1;
• Protein : 15-21;
• Xelluloza: 12-14;
• Chất khoáng: 5-8;
• Các hợp chất khác: 26-28.
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
5

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
Trong các cấu tử trên thì có giá trị nhất là chất đắng, tiếp đến đến tinh dầu
thơm và polyphenol.
 Chất đắng:
• Làm cho bia có vị đắng dịu, đặc trưng;
• Là chất sức căng bề mặt giữ bọt cho bia;
• Có thể phản ứng kết tuả đạm cao phân tử làm tăng độ bền keo của bia
giúp bia được bảo quản lâu dài;
• Trong môi trường chất đắng vi sinh vật lạ không thể tồn tại và phát triển
được.
 Tinh dầu thơm: Là cấu tử rất có giá trị của hoa houblon. Tinh dầu thơm của
hoa houblon hòa tan vào dịch đường tồn tại trong bia và tạo cho nó một hương thơm
đặc trưng rất nhẹ nhàng và dễ chịu, tạo cho bia vàng hương thơm đặc trưng.
 Polyphenol:
• Kết tủa đạm khả kết giúp bia bảo quản được lâu;
• Sức căng bề mặt giúp giữ bọt cho bia;
• Kháng khuẩn, kháng nấm.
Hoa houblon được chế biến ở các dạng khác nhau:
• Dạng cao: dễ bảo quản nhưng hắc, tạo hương vị không tốt cho bia;
• Dạng cánh: khó bảo quán, giá thành cao nhưng chất lượng tốt;
• Dạng viên: dễ bảo quản, chất lượng tốt, được sử dụng rộng rãi.

Nhà máy sử dụng hoa dạng cao và dạng viên, nhập từ Tiệp Khắc.
1.4. Nước
Nước là một trong những nguyên liệu quan trọng nhất trong sản xuất bia. Nước
chiếm tới 90 - 95% khối lượng sản phẩm. Thành phần hóa học của nước ảnh hưởng
trực tiếp tới toàn bộ quá trình kỹ thuật sản xuất, tính chất, chất lượng của bia thành
phẩm. Tính chất và thành phần hóa học của nước phải được kiểm tra và xử lý chặt chẽ
trước khi đưa vào sử dụng.
Một số chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của nước dùng trong sản xuất bia:
• Nước không màu, trong suốt, không mùi, không vị;
• Nước không bị nhiễm độc và có pH từ 6,5 - 7,5;
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
6

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
• Nước không có vi khuẩn kỵ khí, vi khuẩn đường ruột Ecoli ≤ 20 tế
bào/lít;
• Nước có độ cứng < 10oH và có hàm lượng muối CO32- < 30mg/l, hàm
lượng muối Clo khoảng 75 - 150 mg/lít;
• Hàm lượng muối Mg: 2 mg/lít;
• Hàm lượng CaSO4: 1 - 150 mg/lít;
• Hàm lượng sắt < 0,3 mg/lít;
• Vi sinh vật hiếu khí < 100 tế bào/lít;
• Trong nước không có các kim loại nặng như As, Pb.
Nhà máy thiết kế một hệ thống lấy nước từ giếng khoan xử lý lọc và làm mềm
nước dùng cho nấu bia và các hoạt động khác của nhà máy.
1.5. Nấm men
Để thực hiện quá trình lên men dịch đường houblon hóa cần phải có một lượng
nhất định sinh khối nấm men bia. Nấm men được dùng trong sản xuất bia gồm 2 loại:
• Saccharomyces cerevisiae (nấm men nổi);

• Saccharomyces carlsbergensis (nấm men chìm).
Nhà máy chọn chủng nấm men chìm Saccharomyces carlbergensis, thích nghi
với điều kiện sinh trưởng phát triển ở nhiệt độ thấp, tế bào của chúng có hình dạng là
hình cầu hoặc hình ovan, sinh sản bằng cách nảy chồi hoặc tạo bào tử, có khả năng
lên men ở nhiệt độ thấp và lên men được các loại đường đơn. Ở giai đoạn cuối của
quá trình lên men chính, nó kết lắng xuống đáy thiết bị lên men, tạo thuận lợi cho quá
trình tách rút men sữa để sử dụng quay vòng cho lần lên men sau.
Nguồn cung cấp men giống:
 Nấm men cấp cho quá trình lên men có thể lấy từ chủng gốc trải qua hai giai
đoạn nhân men trong phòng thí nghiệm và nhân men sản xuất. Trong giai đoạn nhân
men trong phòng thí nghiệm chủng nấm men gốc được bảo quản dạng đông khô hay
bảo quản lạnh trong các ống thạch nghiêng được cấy chuyển ra bình tam giác 100 ml,
rồi sang bình 1000 ml, bình 5 lít, bình 20 lít trên môi trường nước chiết malt có bổ
sung thêm các chất dinh dưỡng chủ yếu là dạng muối khoáng. Mỗi cấp cấy chuyển
nuôi trong thời gian 24h ở 22 - 25˚C, nếu nuôi lắc thì thời gian có thể ngắn hơn. Sang
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
7

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
giai đoạn nhân giống sản xuất nấm men được nuôi trong các canh trường có dung tích
tăng dần 100 lít, 300 lít cho đến khi đủ lượng cấp cho lên men. Trong giai đoạn
nhân giống sản xuất môi trường dinh dưỡng để nuôi nấm men thường dùng trực tiếp
dịch đường sau lạnh nhanh từ phân xưởng nấu có bổ sung thêm các chất dinh dưỡng,
nhiệt độ nhân giống là 16 - 20˚C, trong quá trình nuôi có sục khí ở thời gian đầu để
nấm men phát triển sinh khối mạnh. Mật độ dịch men giống sau nhân giống phải đạt
khoảng 100 - 120 triệu tế bào/ml.
 Ngoài ra có thể tái sử dụng sữa men kết lắng sau lên men. Sau khi lên men
chính, người ta tiến hành tháo sữa men. Thông thường, cứ 1000 lít dịch đường cho
khoảng 20 lít dịch sinh khối nấm men sệt, độ ẩm 85 - 88%. Dịch này được chia thành

3 lớp: lớp dưới cùng là lớp cặn bẩn và lớp trên cùng là lớp tế bào chết thường dùng
làm thức ăn gia súc, chỉ có lớp giữa có màu trắng ngà là nấm men sạch, có thể tái sử
dụng. Số lần tái sử dụng men sữa khoảng 6 - 8 lần, tùy thuộc chất lượng nấm men. Để
tái sử dụng nấm men kết lắng cần xử lý rửa, bảo quản và hoạt hoá men.
Rửa men: Dịch bã men thu được sau lên men chính được lọc và rửa nhiều lần
bằng nước vô trùng ở 1 - 2˚C để loại bỏ cặn bẩn và xác nấm men cho tới khi đạt yêu
cầu. Sữa men sạch được kiểm tra để xác định chất lượng, hoạt lực, sau đó bảo quản
trong nước lạnh ở nhiệt độ 0 - 2˚C.
Hoạt hóa: Trước khi sử dụng, để nấm men phát triển tốt cần phải tiến hành
hoạt hóa giống bằng cách: nuôi cấy nấm men trong dịch đường mới với tỷ lệ dịch
đường : men sữa bằng 4 : 1, sục không khí vô trùng vào dịch, đồng thời tăng dần nhiệt
độ tới gần bằng nhiệt độ lên men. Khi có nhiều tế bào phát triển và độ cồn đạt 0,3%
thì kết thúc quá trình hoạt hóa.
1.6. Các nguyên liệu phụ trợ khác
Các chất phụ gia được sử dụng dưới dạng nguyên liệu phụ nhằm đạt được
những yêu cầu kỹ thuật cần thiết trong quá trình sản xuất.
• Các chế phẩm enzym;
• Nhóm chất phụ gia để xử lý nước: than hoạt tính, các muối…;
• Nhóm sát trùng nước và điều chỉnh pH: dung dịch axit H2SO4 …;
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
8

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
• Nhóm sát trùng tẩy rửa, vệ sinh đường ống, thiết bị, rửa chai: dung dịch
axit, xút…;
• Bột trợ lọc diatomit;
• …
2. CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
2.1. Nghiền nguyên liệu

Mục đích của quá trình nghiền là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề
mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần chất của
nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủy phân khác
nhanh và triệt để hơn. Hạt được nghiền càng nhỏ thì càng tạo điều kiện tốt cho các
enzym phát huy hiệu lực, tuy nhiên nếu nghiền nhỏ cả vỏ malt thì một số thành phần
của vỏ sẽ hòa tan vào dịch đường làm cho bia có vị đắng và chát khó chịu, mặt khác
nó còn ảnh hưởng tới quá trình lọc dịch đường, các cấu tử của vỏ trấu có kích thước
quá bé thì khả năng lọc kém hơn, các mương dẫn bị bế tắc dẫn đến hiệu quả của quá
trình lọc kém. Vậy xu thế trong quá trình nghiền là nội nhũ càng nhỏ càng tốt, còn lớp
vỏ càng bảo toàn nguyên vẹn bao nhiêu thì càng tốt bấy nhiêu.
Hiện có 3 phương pháp nghiền chủ yếu: nghiền khô, nghiền ẩm, nghiền ướt.
 Nghiền khô:
Ưu điểm:
• Có thể nghiền trước khi nấu lâu được;
• Nghiền tốt với các hạt malt có độ nhuyễn kém;
• Hạn chế được vi sinh vật xâm nhập;
• Thao tác dễ dàng.
Nhược điểm:
• Không giữ được nguyên vẹn vỏ, vỏ trấu dễ bị xé vụn, khó lọc về sau;
• Khi nghiền bụi bay ra nhiều.
 Nghiền ẩm:
Ưu điểm:
• Phần vỏ trấu được bảo toàn, phần nội nhũ được nghiền đủ.
Nhược điểm:
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
9

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
• Phải phun nước hoặc hơi ẩm nóng vào nguyên liệu trước khi nghiền,

nếu phun ẩm vào malt có hơi nóng vượt quá 1050C sẽ làm ảnh tới chất lượng của
malt;
• Dễ bị nhiễm vi sinh vật.
 Nghiền ướt:
Ưu điểm:
• Lớp vỏ trấu được bảo toàn;
• Phần nội nhũ được nghiền mịn;
• Rút ngắn thời gian lọc.
Nhược điểm:
• Yêu cầu kỹ thuật cao;
• Qui trình nghiền đòi hỏi phải khép kín;
• Thiết bị nghiền có cấu trúc khác với các loại máy nghiền khô, chế tạo
khá phức tạp, giá thành cao
Căn cứ vào các ưu nhược điểm của từng phương pháp chúng tôi chọn phương
pháp nghiền malt là nghiền khô bằng máy nghiền trục.
Nghiền gạo: Do gạo có cấu trúc hạt tinh bột cứng, chưa bị tác động bởi
enzyme, khó bị hồ hóa nên cần chọn phương pháp nghiền phá vỡ màng tinh bột, phá
vỡ một phần cấu trúc hạt tinh bột, bột 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 1 roto quay, tren
roto lắp nhiều đĩa, trên mỗi đĩa được gắn nhiều lưỡi dao bằng thép. Bằng lực cơ học,
khi roto quay các lưỡi dao sẽ chém hạt nát vụn.
2.2. Hồ hóa và đường hóa
Vì nhà máy chọn sản xuất bia có sử dụng nguyên liệu thay thế nên cần phải trải
qua 2 giai đoạn: hồ hóa nhằm mục đích xử lý nguyên liệu thay thế, đường hóa.
2.2.1. Hồ hóa
Có 2 phương pháp hồ hóa cơ bản: hầm nhừ cháo và đun sôi cháo. Hầm nhừ là
biện pháp nấu chín bột dưới áp suất cao trong thiết bị kín và chịu lực. Đun sôi là biện
pháp nâng nhiệt độ của khối cháo lên tới điểm sôi. Hầm nhừ thì phải thực hiện trong
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP

Võ Đức Thuấn
10

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
thiết bị hầm nhừ, đun sôi dễ thực hiện hơn. Nên chúng tôi chọn hồ hóa bằng phương
pháp đun sôi. Ngoài ra, với sản phẩm bia hơi và bia chai tỷ lệ gạo thay thế là 30%,
20% thì lượng enzym trong malt không đảm bảo được nên cần phải bổ sung chế phẩm
enzym Termamyl.
2.2.2. Đường hóa
Căn cứ vào phương thức tiến hành, công nghệ đường hóa có thể được chia
thành 2 phương pháp: đường hóa phân đoạn và đường hóa toàn khối.
 Đường hóa phân đoạn: từng phần nhỏ riêng rẽ của khối cháo được đường hóa
và đun chín một cách thứ tự, nâng đến điểm sôi sau đó mới hòa chung vào khối chính.
• Ưu điểm: hiệu suất đường hóa cao.
• Nhược điểm: vốn đầu tư thiết bị nhiều, thời gian đường hóa một mẻ kéo
dài, năng lượng tiêu tốn nhiều.
 Đường hóa toàn khối: toàn bộ khối cháo malt được đường hóa cùng một lúc,
từ điểm bắt đầu đến điểm cuối, ở nhiệt độ 78
o
C, không có giai đoạn đun sôi.
• Ưu điểm: Năng lượng tiêu tốn ít hơn, chế độ công nghệ đơn giản dễ cơ
khí hóa, tự động hóa.
• Nhược điểm: malt phải có độ nhuyễn trên mức trung bình.
Dựa vào những ưu, nhược điểm của từng phương pháp, sau khi đun sôi dịch
cháo, dịch cháo được phối trộn cùng với khối malt, chúng tôi chọn đường hóa bằng
phương pháp toàn khối nâng dần nhiệt độ.
2.3. Lọc dịch đường
Hiện có 2 hệ thống lọc chủ yếu: dùng thùng lọc đáy bằng, máy lọc ép khung
bản.
 Thùng lọc đáy bằng:

• Ưu điểm: Dễ vận hành, dễ vệ sinh.
• Nhược điểm: Thời gian lọc kéo dài, tốn diện tích, hiệu suất thu hồi chất
chiết thấp, đòi hỏi chế độ nghiền khắt khe.
 Máy lọc ép khung bản:
• Ưu điểm: thời gian lọc ngắn, không tốn diện tích nhà xưởng, hiệu suất
thu hồi chất chiết cao, không đòi hỏi chế độ nghiền khắt khe.
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
11

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
• Nhược điểm: tốn công vận hành, lớp vải lọc dễ bị rách, khó rửa sạch vải
lọc tuyệt đối nên nếu không rửa sạch vải lọc sẽ làm cho chất lượng dịch lọc thấp, là
nơi dễ phát triển của vi sinh vật, nếu quá trình lọc không kín dễ bị oxy hóa chất tanin
làm cho bia bị đắng.
Dựa vào những đặc điểm trên, ta tiến hành chọn lọc dịch đường bằng sử dụng
thùng lọc đáy bằng.
2.4. Nấu hoa
Quá trình đun hoa cần phải đảm bảo sôi mãnh liệt để trích ly các thành phần
chất trong hoa houblon vào dịch đường.
Có rất nhiều thiết bị đun hoa:
• Thiết bị cấp nhiệt trực tiếp;
• Thiếp bị cấp nhiệt bằng nước nóng;
• Thiết bị cấp nhiệt bằng hơi.
Cả 3 phương pháp trên đều tốn nhiều năng lượng, bề mặt truyền nhiệt nhỏ, tốn
thời gian.
 Thiết bị với hệ thống cấp nhiệt bên ngoài
• Ưu điểm: áp suất đun sôi cao, thời gian đun giảm, tiết kiệm năng lượng,
tăng hiệu suất chiết chất đắng từ hoa houblon, có thể điểu chỉnh áp suất hơi nước dễ
dàng…

• Nhược điểm: cần thêm năng lượng điện để bơm tuần hoàn, cần bảo ôn
để tránh thất thoát nhiệt, tăng tiền đầu tư…
 Thiết bị với hệ thống cấp nhiệt bên trong
• Ưu điểm: thời gian đun ngắn, giá thành đầu tư thấp hơn, không yêu cầu
thêm năng lượng điện, có thể thay đổi nhiệt độ sôi và bay hơi, có thể sử dụng áp suất
hơi bão hòa thấp…
• Nhược điểm: khó làm sạch nồi nấu, nếu hơi quá nóng dịch đường sẽ bị
quá nhiệt, bị sẫm màu, mùi không đạt yêu cầu…
Từ đó, ta chọn nồi nấu hoa có thiết bị gia nhiệt trung tâm kiểu ống chùm đảm
bảo thời gian, giá thành…
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
12

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
Ta có thể tiến hành cho hoa vào 1 hoặc nhiều lần, ở đây ta lựa chọn cho hoa
làm 2 lần để đảm bảo hiệu suất trích ly cao.
2.5. Lắng trong dịch đường
Có nhiều phương pháp để lắng trong dịch đường:
 Phương pháp ly tâm: quá trình phân tách sẽ loại bỏ các chất rắn ở dạng huyền
phù trong chất lỏng bằng cách sử dụng lực ly tâm.
• Ưu điểm: lưu lượng lớn, khả năng tự động hóa cao, vệ sinh đơn giản,
gọn…
• Nhược điểm: chi phí mua và bảo trì tốn kém.
 Phương pháp lọc: sử dụng các máy lọc với chất trợ lọc diatomit.
• Ưu điểm: thu được dịch đường với chất lượng như mong muốn.
• Nhược điểm: khó thao tác, giá mua chất trợ lọc đắt…
 Phương pháp lắng xoáy: dịch được bơm vào với vận tốc lớn theo phương tiếp
tuyến với thành thùng, khối dịch chuyển động tròn bên trong, kết quả cặn tụ lại ở
giữa, dịch trong được lấy ra ở phía dưới thùng.

• Ưu điểm: thiết bị đơn giản, ít tốn kém cho việc lắp đặt và sử dụng;
• Nhược điểm: tổn thất lớn, nếu vận hành không tốt thì việc phân tách tạp
chất và dịch cũng không tốt.
2.6. Làm lạnh nhanh dịch đường
Có nhiều phương pháp làm lạnh dịch đường: làm lạnh trong thiết bị thùng hở
nằm ngang, thiết bị kiểu đứng, đường ống kín, thiết bị trao đổi nhiệt dạng khung bản.
Trong đó, thiết bị trao đổi nhiệt dạng khung bản có nhiều ưu điểm nổi trội:
• Bền, gọn, hiệu suất cao, đa năng, thu hồi được nhiều năng lượng;
• Dễ vệ sinh đảm bảo vô trùng, không nhiễm tạp.
Từ đó, chúng tôi chọn thiết bị này để làm lạnh nhanh dịch đường.
2.7. Lên men
Hiện nay có hai phương pháp lên men: Lên men cổ điển (lên men hai pha) và
lên men hiện đại (lên men gia tốc, lên men một pha).
 Lên men cổ điển: phương pháp lên men gồm hai giai đoạn : lên men chính và
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
13

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
lên men phụ ở hai thiết bị khác nhau. Quá trình lên men được tiến hành trong hầm
lạnh hoặc cũng có thể trong thiết bị có áo lạnh, thời gian lên men dài.
• Ưu điểm: sản phẩm có chất lượng cao.
• Nhược điểm: Tốn diện tích mặt bằng, làm lạnh toàn bộ hệ thống mặt
bằng nên hệ thống làm lạnh lớn, tốn chi phí đầu tư, thời gian lên men dài, việc chuyển
dịch lên men từ khu lên men chính sang khu lên men phụ sẽ gây tổn thất và dễ nhiễm
tạp.
 Lên men hiện đại: phương pháp mà toàn bộ quá trình lên men chính và phụ
đều diễn ra trong cùng một thiết bị lên men có thân hình trụ, đáy côn, nắp chỏm cầu,
phía ngoài vỏ thùng có các khoang áo lạnh để điều chỉnh nhiệt độ lên men.
• Ưu điểm: thời gian lên men nhanh, thiết bị lên men gọn, không tốn thiết

bị, không tốn lạnh như lên men cổ điển, không tốn diện tích mặt bằng phân xưởng, có
thể đặt ngoài trời, ít bị nhiễm tạp.
• Nhược điểm: giảm chất lượng bia.
Từ các ưu nhược điểm của từng phương pháp, ta lựa chọn phương pháp lên
men hiện đại cho năng suất và hiệu suất cao hơn, tốn ít chi phí về lao động, thiết bị,
năng lượng…mà chất lượng bia vẫn đảm bảo được, không khác xa nhiều so với lên
men cổ điển.
2.8. Lọc trong bia
Có nhiều phương pháp lọc trong bia:
 Máy lọc khung bản: cấu tạo gồm có nhiều khung và nhiều bản ép lại với
nhau, giữa đó có lớp vải lọc, bên trên được phủ lớp bột trợ lọc diatomit.
• Ưu điểm: đầu tư ban đầu thấp;
• Nhược điểm: thao tác phức tạp, tốn nhân công, chất lượng lọc không ổn
định do cấu trúc lớp bột có thể bị biến đổi theo thời gian, trở lực lọc biến đổi, hiệu
suất thấp, khả năng nhiễm tạp lớn.
 Máy lọc đĩa: bao gồm một vỏ hình trụ đứng có chứa một trục rỗng trên đó có
gắn nhiều đĩa làm nhiệm vụ lọc. Các đĩa này được gắn trên một trục rỗng có nhiệm vụ
dẫn bia trong. Trên bề mặt đĩa có các rãnh hoặc đục lỗ, đây chính là các bề mặt phủ
bột trợ lọc.
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
14

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
• Ưu điểm: khắc phục được phần lớn các nhược điểm của máy lọc khung
bản: bỏ được lớp vải lọc nên tránh được khả năng nhiễm tạp, và tính không ổn định
do vải lọc gây ra, giảm thiểu nhân công do không còn phải lắp ghép thủ công, tận
dụng khai thác được thể tích, vệ sinh dễ dàng.
• Nhược điểm: chi phí đầu tư ban đầu lớn.
 Máy lọc nến: thiết bị hình trụ đáy côn, đặt thẳng đứng, trong đó có chứa các

ống lọc được gắn vào cùng một tấm vỉ ngăn cách giữa vùng dịch chưa lọc và dịch đã
lọc. Khi làm việc, bia và bột trợ lọc diatomit sẽ được bơm vào thiết bị, bột sẽ phủ lên
trên bề mặt các cột lọc, bia trong sẽ đi qua lớp bột trợ lọc này và đi vào tâm của cột
lọc, sau khi đã được tách các kết tủa và cặn. Bia trong theo tâm ống được dẫn lên
khoang phía trên và đi ra ngoài.
• Ưu điểm: hiệu suất lọc cao, dễ vệ sinh, đầu tư ban đầu thấp hơn lọc đĩa,
dễ dàng lắp đặt.
• Nhược điểm: cấu tạo phức tạp, giá thành cao hơn lọc khung bản.
Từ các ưu, nhược điểm trên, ta lựa chọn hệ thống lọc cho nhà máy là máy lọc
khung bản.
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
15

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
3. THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
3.1. Nghiền nguyên liệu
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
16
Malt lót
CO
2
Bã
hoa
Cặn
Xuất xưởng
Định lượng
Nghiền

Đường hóa
Bão hòa CO
2
Lọc trong
Lên men phụ
Lên men chính
Làm lạnh nhanh
Lắng xoáy
Nấu hoa
Lọc
Malt Gạo
Nước
38
o
C
Chế phẩm hoa
houblon
Men giống
Chai
Định lượng
Nghiền
Hồ hóa
Rửa bã
Không
khí
Thanh trùng
Nhân giống
Sữa men
Xử lý
Hấp chai

Rửa chai
Chiết chai
Dán nhãn, xếp két
Nước
38
o
C
Xử lý + nén
Rửa bockChiết bock
Nước 78
0
C
Bock
CO
2
Me
n
thải
Bã hèm

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
3.1.1. Nghiền malt
 Mục đích:
Mục đích của quá trình nghiền malt là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng
bề mặt tiếp xúc với nước làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần chất của
nội nhũ nhanh hơn, tạo điều kiện cho sự biến đổi lý hóa, sinh hóa trong quá trình
đường hóa, thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủy phân khác nhanh và
triệt để hơn nhằm thu được chất hòa tan lớn hơn.
 Yêu cầu về nghiền malt:
Nội nhũ phải mịn nhưng vỏ trấu chỉ giập để dễ dàng khi lọc. Chế độ nghiền

malt ảnh hưởng đến vị của bia, nếu nghiền quá nhỏ thì bia có vị chát khó chịu do chất
chát trong vỏ trấu hòa tan, hơn nữa cũng ảnh hưởng đến quá trình lọc dịch đường vì
vỏ hạt đã bị nghiền nhỏ.
Có ba công nghệ nghiền malt: nghiền ẩm, nghiển ướt và nghiền khô. Nhà máy
sử dụng công nghệ nghiền khô:
• Thành phần cấu tạo chủ yếu của hạt malt là vỏ và nội nhũ. Vỏ được cấu
tạo từ xenluloza, lignin, các hợp chất polyphenol, một lượng nhỏ pentozan, các chất
màu và chất đắng. Xenluloza và lignin không hòa tan trong nước, không bị thay đổi
cấu trúc dưới tác dụng của hệ enzym trong malt nên chúng không bị hòa tan trong
dịch đường. Chỉ có một phần pentozan bị thủy phân thành đường đơn giản và hòa tan.
Các chất màu, chất đắng trong vỏ trấu nếu bị hòa tan trong dung dịch sẽ làm cho bia
thành phẩm có mùi vị lạ. Lớp vỏ trấu cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình lọc
dịch đường, lớp vỏ này tạo thành một lớp màng lọc tự nhiên. Nhờ lớp vỏ trấu này nên
lớp màng lọc có một độ xốp tạo thành các đường cho dịch đường đi qua còn các cặn
thì bị giữ lại. Như vậy trong quá trình nghiền malt thì việc bảo toàn nguyên vẹn vỏ
trấu có ý nghĩa quan trọng. Vì vậy ta phải nghiền sao cho càng bảo toàn nguyên vẹn
vỏ bao nhiêu càng tốt bấy nhiêu, nhưng bột cần phải nghiền nhỏ để làm tăng hiệu suất
thu hồi chất chiết. Nếu vỏ nghiền càng nhỏ thì lượng chất đắng và chất chát càng dễ
hòa tan vào dịch đường, mặt khác nếu vỏ trấu nhỏ thì khó lọc.
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
17

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
• Phần nội nhũ cung cấp chủ yếu chất hòa tan cho dịch đường. Nếu phần
nội nhũ được nghiền nhỏ thì sẽ tăng diện tích tiếp xúc với enzym, tạo điều kiện cho
enzym thủy phân hoạt động nhanh, rút ngắn thời gian thủy phân. Tuy nhiên, nếu
nghiền quá mịn thì khi lọc phần cháo trong màng lọc sẽ nén rất chặt, cản trở quá trình
lọc và khi rửa bã malt sẽ không thể chiết rút hết thành phần dinh dưỡng.
Bột malt sau khi nghiền phải đạt được các yêu cầu sau:

+ Vỏ trấu: 15 - 18%;
+ Tấm to: 12 - 18%;
+ Tấm nhỏ: 30 - 35%;
+ Bột mịn: 45 - 60%.
 Thiết bị:
Nhà máy sử dụng máy nghiền malt là máy nghiền với 2 cặp trục, 1 sàng.
Cấu tạo của máy nghiền trục: có 2 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. 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 lực xé.
Mức độ nghiền malt được xác định bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa hai rulô.
Khoảng cách này thông thường là khoảng 0,2 - 2,5 mm. Có phễu nạp liệu để đổ
nguyên liệu vào. Trong phễu nạp liệu có một tấm chắn để điều chỉnh lượng nguyên
liệu vào máy. Các trục quay được nhờ một động cơ. Máy nghiền phải sử dụng rulô
nhẵn vì sau này dùng thùng lọc đáy bằng để lọc bã.
3.1.2. Nghiền gạo
 Mục đích:
Mục đích của quá trình nghiền gạo là đưa nguyên liệu ở dạng hạt về dạng bột
để dễ dàng thấm nước, tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn chế biến sau này.
Gạo là nguyên liệu mà tinh bột của chúng chưa được hồ hóa, chưa được tác động bởi
enzym nên cấu trúc tinh bột của chúng rất cứng. Ở trạng thái đó chúng khó bị thủy
phân. Đối với nguyên liệu gạo ta nghiền sao cho gạo càng nhỏ càng tốt.
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
18

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
Gạo sau khi nghiền phải đạt được các yêu cầu sau:

+ Khối lượng pha tấm bé và bột chiếm ưu thế;
+ Bột mịn > 45%;
+ Tấm nhỏ > 35% và tấm to < 20%.
 Thiết bị:
Nhà máy sử dụng máy nghiền gạo là máy nghiền búa. Cấu tạo của máy nghiền
búa bao gồm một sàng phân loại hình trụ khuyết, trong đó có một roto quay, trên roto
lắp nhiều đĩa, trên mỗi đĩa có gắn nhiều lưỡi dao bằng thép. Bằng lực cơ học, khi roto
quay các lưỡi dao sẽ chém các hạt nát vụn.
3.2. Hồ hóa
 Mục đích:
Quá trình hồ hóa làm trương nở tinh bột phá vỡ mạng liên kết tạo cho cho quá
trình đường hóa đạt hiệu suất cao. Vì gạo chưa trải qua quá trình đồ sinh học nên
thành tế bào chưa bị phá vỡ rất khó cho việc giải phóng tinh bột để đường hoá. Do đó
ta sử dụng lượng malt lót việc bổ sung malt lót để hoạt động của hệ enzym có trong
malt thuỷ phân một phần tinh bột làm loãng dịch hồ hoá, giảm độ nhớt của cháo gạo,
tăng hiệu suất chất chiết và cũng thuận lợi hơn cho quá trình đường hoá sau này.
 Thiết bị: thiết bị là nồi 2 vỏ trong có cánh khuấy, dùng hơi để nấu.
 Tiến hành:
Bơm nước 38
0
C vào nồi hồ hóa rồi từ từ cho malt lót lần 1 vào nồi hồ hóa, bật
cánh khuấy, tiến hành bổ sung H
2
SO
4
. Bổ sung H
2
SO
4
do acid vô cơ có khả năng thủy

phân tinh bột dễ dàng, tạo nhiều glucose:
(C
6
H
10
O
5
)
n
+ nH
2
O → 2n (C
6
H
12
O
6
)
Nâng nhiệt lên 72
0
C trong 10 phút: là nhiệt độ thích hợp cho enzyme α –
amylase trong malt lót hoạt động, enzyme này bẻ gãy các liên kết α – 1,4 – glucozit
của mạch amylose và amylopectin, tạo sản phẩm chủ yếu là destrin và một ít glucose
Tiếp tục nâng nhiệt lên 83
0
C trong 5 phút: hồ hóa và tinh bột còn sót.
Bổ sung nước để hạ nhiệt độ xuống 72
0
C trong 20 phút, bổ sung malt lót lần 2.
Enzyme α – amylase trong malt tiếp tục thủy phân tinh bột thành đường và destrin.

SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
19

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
Nâng nhiệt lên 100
0
C trong thời gian 15 phút để hồ hóa hoàn toàn tinh bột, tiệt
trùng và bất hoạt enzyme.
3.3. Đạm hóa
 Mục đích
Hoạt hóa enzym protease trong malt, phân cắt các liên kết peptit để protein
thủy phân thành axit amin, peptit và các peptone đơn giản.
 Tiến hành
Ở lần nâng nhiệt cuối của nồi gạo, khi nhiệt độ đạt đến 88
0
C ta tiến hành nấu
malt. Bơm nước 38
0
C vào nồi đường hóa và bổ sung thêm CaCl
2
.
+ Ca
2+
sẽ tác dụng với muối phosphat trong malt làm tăng độ acid của hồ
malt giúp cho quá trình thủy phân tạo dịch đường diễn ra thuận lợi hơn, tăng hiệu suất
chất hòa tan.
4HPO
4
2-

+ 3Ca
2+
= Ca
3
(PO4)
2
↓ + 2H
2
PO
4
-
+ Đặc biệt là tăng tính bền cho α- amylase vì Ca
2+
tham gia vào quá trình
hình thành và ổn định cấu trúc bậc 3 của amylase, duy trì sự tồn tại và hoạt động của
enzyme khi bị tác động bởi các tác nhân gây biến tính và tác động của các enzyme
gây phân giải protein.
+ Cải thiện quá trình kết lắng của nấm men khi tồn trữ, lắng trong.
Nâng nhiệt lên 50
0
C trong 5 phút, đây là nhiệt độ thích hợp cho enzyme
protease thực hiện quá trình đạm hóa, thủy phân protein thành amino acid:
Protein
→
polypeptide phức tạp không có tính đông tụ
→
peptide
→
amino
acid

Một phần đường và amino acid tạo thành ở nhiệt độ cao sẽ kết hợp với nhau
tạo thành melanoid góp phần tạo màu, mùi, vị và khả năng tạo bọt bia.
3.4. Đường hóa
 Mục đích
Tạo điều kiện thuận lợi cho hệ enzym amylaza, có sẵn trong nội nhũ của malt,
hoạt động phân cắt hợp chất cao phân tử thành các hợp chất thấp phân tử và hoà tan
vào nước tạo thành chất chiết của dịch đường.
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
20

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
 Tiến hành
Sau khi đã hồ hóa nồi gạo và đạm hóa malt xong ta tiến hành hội cháo: dẫn
dịch từ nồi gạo sang nồi malt. Quá trình hội cháo có bổ sung thêm nước để đưa nhiệt
độ nồi đường hóa về 65
0
C và giữ trong 20 phút, là nhiệt độ thích hợp cho enzyme β –
amylase hoạt động phân cắt tinh bột thành đường maltose, destrin và một ít glucose.
Tiếp tục nâng nhiệt lên 75
0
C trong 20 phút, enzyme α – amylase tiếp tục hoạt
động thủy phân tinh bột sót. Lúc này xchúng tôi như kết thúc quá trình nấu. Tiến hành
kiểm tra xchúng tôi quá trình đường hóa đã hoàn toàn hay chưa bằng dung dịch iốt
0,01 N. Nếu trong dịch đường còn tinh bột thì khi nhỏ dịch đường vào iốt sẽ chuyển
màu xanh, còn nếu hết tinh bột thì iốt sẽ không đổi màu. Trong trường hợp nếu tinh
bột trong dịch đường vẫn còn thì ta phải kéo dài thời gian đường hóa và có thể bổ
sung thêm enzym nếu cần thiết.
3.5. Lọc dịch đường.
 Mục đích:

Thành phần cơ học của cháo malt sau khi đường hoá kết thúc, bao gồm hai hợp
phần: pha rắn và pha lỏng. Thành phần của pha rắn bao gồm các cấu tử không hoà tan
của bột nghiền, còn pha lỏng bao gồm nước và các hợp chất thấp phân tử được trích
ly từ malt, hoà tan trong đó. Pha rắn được gọi là bã malt, pha lỏng được gọi là dịch
đường hoặc nước nha.
Quá trình lọc nhằm tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo
của quá trình công nghệ, còn pha rắn- phế liệu phải loại bỏ ra.
 Tiến hành
Quá trình lọc bã malt được tiến hành theo 2 bước: bước đầu tiên là ép để tách
dịch cốt và bước thứ 2 là rửa bã để chiết rút hết tất cả những phần tử dinh dưỡng còn
bám lại ở trong đó. Lớp lọc phụ được hình thành chủ yếu do pha rắn là bã malt.
Trước khi ta tiến hành lọc dịch đường, thiết bị được vệ sinh sạch sẽ rồi bơm
nước nóng 78
0
C để lót lọc, lượng nước bơm vào cao hơn mặt lưới lọc khoảng 1cm.
Mục đích của việc làm này là tránh sự chênh lệch áp suất lớn giữa dịch đường bơm
qua lọc và khoảng không giữa đáy giả và đáy thật, vì thế tránh được sự nén chặt của
khối dịch lên đáy giả gây nén bã gây khó khăn cho quá trình lọc. Mặt khác việc bơm
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
21

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
nước từ dưới lên có tác dụng đuổi oxi trong thùng lọc tránh quá trình oxy hóa dịch
đường nóng. Sau đó tiến hành bơm dịch đường vào thiết bị, thông thường dịch lọc
ban đầu luôn đục vì vậy ta tiến hành hồi lưu trở lại thiết bị lọc. Khi thấy dịch đường
thu được đạt độ trong yêu cầu thì rút dịch đường trong cho vào nồi đun hoa, nếu ở
nồi đun hoa đang bận nấu mẻ trước thì ta cho dịch đường trong vào nồi trung gian
đợi khi nồi đun hoa hoàn thành mẻ nấu trước đó thì bơm qua nồi đun hoa.
Sau khi lọc ta thu được lớp bã, vì trong bã còn chứa một lượng dịch đường

chưa trích ly hết vì thế tiến hành rửa bã nhằm tận thu lượng dịch đường còn lại. Để
rửa bã người ta sử dụng nước nóng ở nhiệt độ 78
0
C, ở nhiệt độ này hiệu suất trích ly
là cao nhất mà vẫn đảm bảo cho các enzym trong dịch không bị vô hoạt và các tanin
trong vỏ malt không bị hòa tan trong dịch làm cho bia sau này bị găt, chát. Nước rửa
bã được phun thành tia từ trên xuống với lưu lượng thích hợp đảm bảo nước luôn
ngập bã để nhằm tránh bã bị oxy hóa. Bã được xới liên tục để tạo điều kiện cho việc
tiếp xúc với nước. Quá trình rửa bã kết thúc khi nồng độ đường của nước rửa bã đạt
0.3
0
Bx. Thực ra nồng độ dịch rửa bã còn tùy thuộc vào nồng độ của dịch đường
chung thu được, nếu dịch đường chung có nồng độ cao ta có thể tiến hành rửa bã
nhiều lần, còn nếu dịch đường chung có nồng độ thấp thì hạn chế số lần rửa bã.
Bã sau khi lọc được dao cào bã đẩy ra lỗ tháo bã, sau đó được vít tải đưa sang
thùng chứa bã và bán ra thị trường làm thức ăn gia súc.
3.6. Nấu hoa houblon
Là quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon.
 Mục đích:
+ Chuyển các chất của hoa houblon vào trong dịch đường, ví dụ các chất đắng,
chất thơm…
+ Thanh trùng dịch đường.
+ Kết tủa protid nhờ nhiệt độ cao và nhờ tanin của hoa và của malt. Dưới tác
dụng của nhiệt độ cao protide bị mất nước, biến tính keo tụ mặt khác các tanin tác
dụng với protide ở nhiệt độ cao tạo thành các tanat kết tủa.
+ Vô hoạt enzym.
+ Ổn định các thành phần, nồng độ của dịch đường.
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
22

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
 Tiến hành:
Dịch đường trong liên tục được bơm vào nồi đun hoa đi bên trong các ống
chùm. Hơi được cấp vào lúc đầu đi trong ống trung tâm sau đó tỏa ra xung quanh
vùng không gian giữa các ống chùm thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với dịch
đường. Dịch đường nhận nhiệt sôi lên và phụt ra khỏi ống chùm đập vào nón phân
phối ở trên và tăng bề mặt bốc hơi. Ta phải dự trù sao cho khi quá trình rửa bã malt
kết thúc thì dịch đường trong thiết bị đun hoa cũng vừa sôi.
Hoa houblon được nạp vào dưới dạng chế phẩm là cao hoa và hoa viên. Bắt
đầu bổ sung hoa lần đầu tiên là cao hoa 45% khi nhiệt độ trong nồi nấu hoa đạt
95
0
C,. Nâng nhiệt độ lên 100
0
C đóng bớt van hơi lại sao cho lượng mở là 11% và để
dịch sôi trong vòng 50 phút và cho nốt hoa viên thơm 7% đồng thời bổ sung thêm
axit lactic để điều chỉnh pH, cho ZnCl
2
vào nhằm bổ sung ion Zn
2+
tạo điều kiện
thuận lợi cho quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm mchúng tôi sau này và cho
caramel nhằm tăng độ màu cho dịch nha.Và tiếp tục để sôi trong vòng 20 phút.
Việc bổ sung hoa làm hai lần nhằm mục đích tạo hương tốt hơn cho bia, bởi
vì trong quá trình đun hoa lượng tinh dầu thơm sẽ tổn hao là 80 - 90% vì vậy việc bổ
sung làm hai lần như vậy sẽ giảm tổn thất.
Thời gian thực hiện quá trình houblon hóa là 90 phút. Kết thúc quá trình đun hoa tiến
hành ngắt hơi để đo thể tích, lấy mẫu đo độ đường và độ pH. Độ pH yêu cầu của dịch
nha là 5,4 - 5,6.

3.7. Lắng trong:
 Mục đích
Tách bã hoa, làm trong dịch đường và loại bỏ những cặn thô đảm bảo cho quá
trình kết lắng của nấm men sau này.
 Tiến hành
Trước khi làm việc thùng lắng xoáy được vệ sinh bằng nước nóng và chỉ tháo
khi bơm dịch vào lắng xoáy. Vì đây là công đoạn rất dễ nhiễm vi sinh vật. Sau khi
nấu hoa dịch đường được bơm sang thùng lắng xoáy, dịch đi vào lắng xoáy theo
phương tiếp tuyến với thành thiết bị. Nhờ lực ly tâm và sự chênh lệch trọng lượng
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
23

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
riêng mà các phần tử rắn và cặn sẽ lắng xuống dưới đáy thiết bị đồng thời nhờ có các
thanh định hướng mà các cặn này sẽ tập trung vào phần tâm của thiết bị.
Nhiệt độ của dịch ra khỏi thùng lắng là khoảng 90
0
C. Ban đầu dịch cũng lấy ra
theo phương tiếp tuyến, còn về sau thì được lấy ở ngần đáy. Kết thúc lắng xoáy thì vệ
sinh thiết bị bằng nước nóng. Sử dụng thiết bị lắng xoáy có độ nghiêng là 1 độ, khi
dịch đưa vào tại thành thùng thì nó tạo ra một dòng chảy và tạo ra lực hướng tâm. Cửa
lấy bã ở cuối góc nghiêng, bã được lấy ra ở cuối giai đoạn lắng. Khi dịch ra thì nhiệt
độ của dịch vào khoảng 90
0
C được đưa ngay vào máy lạnh nhanh.
3.8. Làm lạnh nhanh.
 Mục đích:
Làm lạnh dịch đường tới nhiệt độ lên men. Yêu cầu giảm nhanh nhiệt độ dịch
đường xuống nhiệt độ lên men, để hạn chế sự nhiễm tạp vi sinh vật, đồng thời bão hoà

thêm một lượng oxy (oxy được bão hoà vào dịch khi được bơm trên đường ống) để
cung cấp cho nấm men sinh trưởng phát triển trong giai đoạn đầu.
 Tiến hành
Dịch đường sau khi tách cặn sẽ được hạ nhiệt nhanh bằng 2 thiết bị làm lạnh
nhanh kiểu bản mỏng. Ban đầu dịch được hạ nhanh xuống 14 – 15
o
C với tác nhân làm
lạnh là nước lạnh 2
o
C. Rồi tiếp tục qua thiết bị làm lạnh thứ hai để hạ nhiệt độ xuống
đến nhiệt độ lên men là 8
o
C với tác nhân làm lạnh là glycol (-3 ÷ -4
o
C ).
3.9. Lên men
 Mục đích
Chuyển hóa dịch đường thành bia dưới tác dụng của nấm men thông qua hoạt
động sống của chúng.
• Quá trình lên men được thực hiện qua hai giai đoạn:
 Lên men chính: chuyển hóa đường và destrin thành ethanol, CO
2
,
cùng các sản phẩm phụ khác như: rượu bậc cao, ester, andehyd, acid hữu cơ…
C
6
H
12
C
6

→ 2C
2
H
5
OH + 2CO
2
+ 28 calo
 Lên men phụ: lên men lượng đường còn lại (chủ yếu là maltose), bão
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
24

Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế DCSX bia năng suất 50 triệu lít/năm
hòa CO
2
cho bia, ổn định hương, vị, độ trong cho sản phẩm. Đồng thời thực hiện quá
trình chín cho bia, cũng như đưa về nhiệt độ thấp để hạn chế sự xâm nhập của vi sinh
vật lạ.
Cả hai quá trình lên men được thực hiện trong cùng một thiết bị tank out door (TOD).
 Cách tiến hành:
3.9.1. Lên men chính
Dịch nha được châm vào tank lên men nhiều lần
để tạo điều kiện thích nghi
dần cho nấm men. Đồng thời việc châm
dịch nha nhiều lần còn giúp pha trộn các
mẻ nấu với nhau, làm cho thành phần môi trường lên men ổn định.
Bổ sung O
2
và nấm men ngay trên đường ống dẫn dịch nha trong lần châm
vào tank .

Nhiệt độ bắt đầu lên men đối với men thu hồi là 6
0
C và men mới là 8
0
C
.
Đối
với tank hàng ngày l
ấy
mẫu được kiểm tra mỗi ngày.
Quá trình lên men chính được phân xưởng lên men kiểm soát chủ yếu bằng
hàm lượng đường sót và nhiệt độ. Ngoài ra, các thông số khác như pH, độ trong,
lượng
sinh khối tế bào nấm men, khả năng kết lắng, độ lên men, hàm lượng CO
2
, vi
sinh vật
lạ… cũng được kiểm tra ở phòng kỹ thuật nhằm điều khiển quá trình lên
men cũng như xác định thời điểm kết thúc quá trình lên men chính. Thời gian lên
men chính kéo dài từ 7 – 12 ngày.
3.9.2. Lên men phụ
Khi độ đường dịch lên men đạt 3
0
P thì chuyển chế độ lên men phụ, hạ lạnh
để rút men. Đặt nhiệt độ 5
0
C, thời gian hạ là 2 – 4 ngày. Khi nhiệt độ đạt 5
0
C thì
tiến hành tháo men kết lắng.

Sau đó, hạ nhiệt độ từ 5
0
C xuống 2
0
C. Cứ 2 ngày xả men 1 lần.
Tiến hành lên men phụ và tàng trữ bia trong khoảng 7 – 21 tùy từng loại bia.
Ở giai đoạn này lượng nấm men còn lại rất ít, hoạt lực giảm mặt khác do nhiệt độ
rất thấp nên quá trình chuyển hoá các hợp phần của khối dịch rất chậm.
Khi kết thúc quá trình lên men phụ, xả cặn lên men phụ thải ra ngoài sau đó
bia được chuyển sang khâu hoàn thiện sản phẩm.
SVTH : Nguyễn Trọng Luyện Lớp 48K - CNTP
Võ Đức Thuấn
25