Thiết kế nhà máy bia làm việc theo phương pháp lên men cổ điển với năng suất 42 triệu lít bianăm

- 1 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
LỜI MỞ ĐẦU
Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, có mùi thơm đặc trưng và vị đắng
dịu của hoa houblon. Ngoài khả năng làm thỏa mãn nhu cầu giải khát, bia còn
cung cấp một lượng lớn năng lượng cho cơ thể con người.
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là: malt đại mạch, hoa houblon và
nước. Ngoài ra để làm tăng hiệu quả kinh tế hoặc để đáp ứng nhu cầu và thị hiếu
của người tiêu dùng, thì các nhà máy còn sử dụng thêm một số nguyên liệu khác
để thay thế một phần malt đại mạch như: đại mạch chưa nẩy mầm, gạo, ngô đã
tách phôi Bia được sản xuất với nhiều phương pháp (phương pháp lên men
hiện đại, phương pháp liên tục, phương pháp cổ điển…) và với nhiều loại nguyên
liệu thay thế khác nhau nên có nhiều loại bia và mỗi loại bia cũng có chất lượng
khác nhau. Mỗi loại bia được đặc trưng bởi mùi vị, màu sắc, độ rượu khác nhau.
Vì là loại nước uống có giá trị dinh dưỡng cao, có khả năng kích thích tiêu
hoá và thuận tiện trong sử dụng nên bia được sản xuất và tiêu thụ rộng rãi ở hầu
hết các nước với sản lượng ngày càng cao. Ngày nay bia là một trong những loại
nước giải khát phổ biến nhất trên khắp thế giới và sản lượng của nó không ngừng
tăng lên gắn liền với tên tuổi của những hãng bia lớn như: Heineken (Hà Lan),
Carlberg (Đan Mạch), Tiger (xingapore),… với tổng sản lượng hàng tỉ lít bia mỗi
năm, đã tạo việc làm cho nhiều lao động và thu về những lợi nhuận cao.
Ở nước ta, ngoài các nhà máy bia lớn như nhà máy bia Hà Nội, nhà máy
bia Sài Gòn, với tổng công suất hàng trăm triệu lít/năm, thì đã xuất hiện rất nhiều
nhà máy và các xưởng sản xuất bia ở các tỉnh và thành phố trong cả nước. Các
nhà máy này cùng với các cơ sở sản xuất bia đã tạo ra việc làm cho nhiều lao
động và phần nào đáp ứng nhu cầu thị hiếu của người dân. Tuy nhiên, nhu cầu
tìm kiếm công ăn việc làm và nhu cầu giải trí, giải khát của người dân không
ngừng tăng lên, đặc biệt với nguồn lợi nhuận to lớn mà ngành công nghiệp bia có
thể mang lại.
Chính vì thế việc xây dựng thêm nhà máy bia làm việc theo phương pháp
lên men cổ điển với năng suất 42 triệu lít bia/năm là điều cần thiết và phù hợp

với tình hình hiện nay.
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


- 2 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
CHƯƠNG I: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
1.1. Tính cấp thiết của sự đầu tư
Đà Nẵng là thành phố trẻ, năng động. Trong những năm gần đây Đà Nẵng
phát triển rất nhanh chóng về kinh tế, cơ sở hạ tầng, du lịch và được xác định là
thành phố đóng vai trò hạt nhân tăng trưởng, tạo động lực thúc đẩy phát triển cho
cả khu vực miền Trung và Tây Nguyên. Thành phố Đà Nẵng là một đầu mối giao
thông quan trọng của khu vực miền Trung - Tây Nguyên và cả nước với hệ thống
sân bay quốc tế, cảng biển nước sâu, các tuyến đường bộ, đường sắt Bắc Nam đã
phát triển hoàn chỉnh và thuận lợi. Cùng với tiến trình đô thị hóa, sự tăng trưởng
kinh tế trong những năm qua đã giúp cho đời sống vật chất và tinh thần của
người dân Đà Nẵng không ngừng được cải thiện. Với những thuận lợi đó Đà
Nẵng đã và đang thu hút các nhà đầu tư trong và ngoài nước. Việc xây dựng
thêm một nhà máy bia trong thành phố sẽ góp phần thúc đẩy nền sản xuất công
nghiệp của thành phố phát triển, làm phong phú thêm loại bia trên thị trường tiêu
dùng và có thể tăng sức cạnh tranh để chiếm lĩnh thị trường ở những vùng lân
cận, cả nước và xuất khẩu, làm nền kinh tế thành phố phát triển.
1.2. Cơ sở kinh tế kỹ thuật
1.2.1. Vị trí nhà máy và điều kiện tự nhiên
Về vị trí nhà máy: địa điểm xây dựng nhà máy tại khu công nghiệp Đà
Nẵng. Nằm cách cảng biển Tiên Sa 6km về phía Nam, cách sân bay Đà Nẵng
5km về phía Đông, cách trung tâm thành phố Đà Nẵng gần 2km.
Về điều kiện tự nhiên: thành phố nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió
mùa, nhiệt độ trung bình hàng năm là 25,7
0

C, độ ẩm trung bình là 80%, hướng
gió chủ đạo là hướng Đông Nam [12].
1.2.2. Hệ thống giao thông vận tải
Khu công nghiệp Đà Nẵng có hệ thống đường nội bộ hoàn chỉnh. Có quốc
lộ 1A nối trung tâm thành phố với các tỉnh khác, đến các nước láng giềng như
Lào, Campuchia. Về đường thủy, Đà Nẵng có cảng Tiên Sa, cảng Sông Hàn, rất
thuận tiện khi lưu thông hàng hóa với các tỉnh trong nước và nước ngoài.
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


- 3 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
1.2.3. Nguồn nguyên liệu
Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước.
Ngoài ra, nhà máy còn dùng nguyên liệu thay thế như là: gạo, đường.
Do khí hậu, đất đai nước ta không trồng được đại mạch và cây hoa
houblon nên hai nguyên liệu này được nhập từ nước ngoài. Nguyên liệu thay thế là
gạo, đường được mua từ các vùng trong tỉnh và các tỉnh lân cận như: Quảng Nam,
Quảng Ngãi
1.2.4. Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia qua máy biến áp
riêng của nhà máy. Dòng điện nhà máy sử dụng có hiệu điện thế 220V. Ngoài ra,
để đảm bảo quá trình sản xuất được liên tục, nhà máy có trang bị thêm máy phát
điện dự phòng dùng trong các thời điểm cao điểm và phòng khi mất điện.
1.2.5. Nguồn cung cấp hơi và nhiên liệu
Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng được lấy từ lò hơi riêng của
nhà máy. Các loại nhiên liệu như dầu FO dùng cho lò hơi, xăng dùng cho ôtô,…
được mua từ các trạm xăng dầu trong thành phố.
1.2.6. Nguồn cung cấp nước
Nước được sử dụng rất nhiều với các mục đích khác nhau. Nhà máy lấy

nước từ nguồn của nhà máy nước cung cấp cho khu công nghiệp Đà Nẵng.
1.2.7. Hệ thống thoát nước
Phần lớn nước thải của nhà máy đều chứa các chất hữu cơ, là môi trường
thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật nên khi thải ra ngoài sẽ gây ảnh hưởng
xấu đến môi trường sinh thái. Vì vậy, toàn bộ nước thải của nhà máy được cho
qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy trước khi thải ra ngoài.
Nước thải sau khi được xử lý sẽ theo đường ống dẫn đến nơi chứa nước
thải đã xử lý của khu công nghiệp, sau đó được dẫn ra sông.
1.2.8. Nguồn tiêu thụ sản phẩm
Thị trường tiêu thụ trong nước, đặc biệt là thị trường miền Trung. Bên
cạnh đó, các nước như Indonesia, Malaysia, Philipin là các thị trường có triển
vọng lớn.
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


- 4 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
1.2.9. Nguồn nhân lực
Đà Nẵng có nguồn nhân lực dồi dào (nguồn lao động chiếm hơn 50% dân
số thành phố), chủ yếu là trẻ, khỏe. Số lao động có chuyên môn kỹ thuật đã qua
đào tạo chiếm gần một phần tư lực lượng lao động. Chi phí lao động ở Đà Nẵng
thấp hơn so với một số thành phố khác trong nước.
1.2.10. Hợp tác hoá
Hiện nay trong khu công nghiệp Đà Nẵng có rất nhiều xí nghiệp, nhà máy
do vậy sẽ dễ dàng cho việc hợp tác hoá và liên hợp hoá giữa nhà máy với các nhà
máy khác. Điều đó sẽ thuận lợi cho việc sử dụng chung những công trình cung
cấp điện, nước, hơi, công trình giao thông vận tải… cũng như vấn đề tiêu thụ sản
phẩm và phế phẩm như bã malt, nấm men bia là nguồn nguyên liệu cho nhà máy
sản xuất thức ăn gia súc, các cặn lắng, bã hoa là nguyên liệu cho nhà máy sản
xuất phân bón… làm giảm bớt vốn đầu tư, chi phí của nhà máy và làm cho giá

thành sản phẩm giảm xuống, tăng khả năng cạnh tranh của nhà máy.
1.2.11. Thiết bị
Nhà máy chủ yếu nhập thiết bị từ nước ngoài để đảm bảo tính công nghệ.
Bên cạnh đó, để giảm chi phí đầu tư ban đầu thì một số thiết bị mà nó không ảnh
hưởng đến công nghệ được mua từ các nhà máy sản xuất trong nước.
Tóm lại, với những điều kiện thuận lợi về vị trí địa lí, giao thông vận tải,
nguồn lao động, tiêu thụ sản phẩm… thì việc xây dựng nhà máy bia tại địa điểm
này là hoàn toàn hợp lí, hứa hẹn sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


Hình 2.1. Malt đại mạch
- 5 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN
2.1. Sản phẩm bia
Bia là loại thức uống giải khát rất giàu dinh dưỡng. Nếu được sử dụng
đúng với hàm lượng thích hợp, bia sẽ giúp cho cơ thể cảm thấy thoải mái, dễ chịu
và tăng sức lực cho cơ thể. So với trà và cà phê, bia không chứa các kim loại gây
hại, so với rượu thì hàm lượng cồn trong bia rất thấp (3
÷
6%v/v). Trong bia nước
chiếm trên 90%, hàm lượng CO
2
khoảng 3
÷
4 g/l, có bọt mịn xốp, có hương vị
thơm ngon đặc trưng.
Bên cạnh công dụng giải khát, bia còn cung cấp cho con người các giá trị
dinh dưỡng nhất định: cung cấp nguồn năng lượng cho cơ thể hoạt động, cung

cấp các vitamin và khoáng chất, giúp tiêu hoá nhanh thức ăn và ăn uống ngon
miệng, giảm mệt mỏi, tăng phần tỉnh táo nếu sử dụng một liều lượng thích hợp.
Một lít bia có thể cung cấp từ 400
÷
800 kcal (tuỳ theo từng loại bia) trong
khi năng lượng cần thiết cho cơ thể của con người bình thường là 3000
÷
3500
kcal/ngày. Do vậy, nếu ta sử dụng đúng mức thì sẽ tiết kiệm được năng lượng lấy
từ những nguồn thực phẩm dinh dưỡng khác ( thịt, trứng, sữa, bánh mì…).
Bia do nhà máy sản xuất là loại bia vàng với độ bia 12,5
0
được sản xuất
theo phương pháp lên men cổ điển, có hương thơm và vị đắng dịu.
2.2. Nguyên liệu sản xuất bia
Nguyên liệu chính dùng để nấu bia gồm: malt đại mạch, hoa houblon và
nước. Ngoài ra có nguyên liệu thay thế là gạo, đường.
2.2.1. Malt đại mạch
Malt là sản phẩm được chế biến từ các
loại hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu mạch,
thóc, ngô v.v. sau khi cho nảy mầm ở điều
kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với
điều kiện bắt buộc.
Malt là một loại bán thành phẩm và
giàu chất dinh dưỡng: 16
÷
18% chất thấp
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh

- 6 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
phân tử dễ hòa tan và hệ enzyme đặc biệt phong phú, chủ yếu là amylaza và
proteaza.
Trong số các loại malt thì malt từ lúa đại mạch (Hordeum vulgare) được
sử dụng rộng rãi nhất do nó chứa nhiều enzyme amylaza, là một loại enzyme
tiêu hóa giúp cho việc phá vỡ tinh bột để chuyển nó thành đường.
Vai trò
Malt cung cấp toàn bộ lượng glucid (chủ yếu dưới dạng tinh bột) để
chuyển hóa thành đường, và từ đường chuyển hóa thành cồn và các chất khác.
Để giảm giá thành, người ta có thể sử dụng ngũ cốc làm thế liệu và lượng tối đa
là 50% chứ không thể thay thế hoàn toàn malt.
Malt chứa đầy đủ enzyme amilaza để thủy phân tinh bột. Nếu sử dụng
thế liệu nhiều thì lượng enzyme này cung cấp không đầy đủ và ta buộc phải bổ
sung enzyme từ bên ngoài vào, chủ yếu là enzyme từ vi sinh vật.
Malt cung cấp khá đủ lượng protein và có chứa hệ enzyme proteaza để
thủy phân chúng. Trong giai đoạn ươm mầm, hệ enzyme này được hoạt hóa
mạnh mẽ. Khi chuyển sang giai đoạn nấu, chúng thủy phân protein tạo thành các
phức chất có khả năng giữ CO
2
tốt, tạo vị bia đặc trưng [13].
Bảng 2.1. Các chỉ tiêu chất lượng của malt [13]
STT Chỉ tiêu kiểm tra Tiêu chuẩn
1 Ngoại quan
Màu vàng rơm, không mốc, không
sâu mọt
2 Độ ẩm ≤5%
3 Độ hòa tan trên chất khô xay nhuyễn ≥80%
4 Protein tổng 9,5 - 11%
5 Hoạt lực 260 - 320WK

6
Cỡ hạt >2,5 mm ≥85%
Cỡ hạt <2,2 mm ≥1,5%
7 Độ trong ≤ 5 EBC
8 Thời gian đường hoá < 15phút
9 Tốc độ lọc Bình thường
10 Độ màu 3,0 - 4,5 EBC
11 pH 5,6-6
12 Protein hòa tan 4,0 - 4,7%
13 Chỉ số Kolbatch 38 - 43
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


Hình 2.2. Hoa houblon
- 7 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
Các loại enzym trong malt gồm có: α-amylase, β-amylase và
milophosphatase, phần lớn chúng tập trung ở phôi mầm và một ít được phân bố ở
phần dưới của nội nhũ hoặc trong màng ngăn giữa vỏ trấu và nội nhũ.
2.2.2. Hoa houblon
Hoa houblon là thực vật dạng dây leo
(Humulus lupulus), sống lâu năm (30
÷
40
năm), có chiều cao trung bình từ 10
÷
15m.
Hoa houblon có hoa đực và hoa cái riêng
cho từng cây. Trong sản xuất bia chỉ sử
dụng hoa cái chưa thụ phấn [14].

2.2.2.1.Vai trò
Cung cấp vị đắng để cân bằng vị ngọt của đường mạch nha.
Tạo ra hương vị từ mùi hoa cho tới mùi cam quít hay mùi thảo mộc.
Hoa bia có các hiệu ứng kháng sinh giúp cho hoạt động của men bia tốt
hơn trước các loại vi sinh vật không mong muốn.
Việc sử dụng hoa bia giúp cho việc duy trì thời gian giữ bọt lâu hơn (tạo
ra bởi các chất cacbonat hóa bia).
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của hoa houblon [14]
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


STT Thành phần hóa học Phần trăm (%)
1 Nước 11 - 13
2 Chất đắng 15 - 21
3 Polyphenol 2,5 - 6
4 Protein 15 - 21
5 Cellulose 12 - 14
6 Tinh dầu thơm 0,3 - 1
7 Chất khoáng 5 - 8
8 Các hợp chất khác 26 - 28
- 8 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
2.2.2.2. Bảo quản hoa
Để bảo quản tốt cần giữ hoa trong các điều kiện sau:
Ngăn chặn sự xâm nhập của không khí vào hoa bằng cách bảo quản trong
thùng kín hoặc môi trường khí trơ.
Xông SO
2
để hạn chế sự oxi hoá và phát triển của vi sinh vật.
Bảo quản ở nhiệt độ thấp (gần 0

0
C) vì ở nhiệt độ thấp có tác dụng kiềm
chế các quá trình hoá học, hạn chế sự phát triển vi sinh vật.
Cách ẩm tốt [14].
2.2.3. Nước
Nước là thành phần chủ yếu của sản phẩm bia. Nước được cung cấp cho
nhà máy sản xuất bia chứa một phần nhỏ các khoáng chất cùng chất hữu cơ cũng
như một phần các chất khí hòa tan trong nó. Thành phần của nước đưa vào sản
xuất bia sẽ còn lại trong bia thành phẩm. Chính vì lẽ đó chúng ta cần quan tâm
đến loại nguyên liệu chiếm số lượng nhiều nhất này nhằm đáp ứng các yêu cầu
về công nghệ và các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm (hương thơm, mùi vị, độ
trong…).
Chức năng và nhiệm vụ của nước trong sản xuất bia
Nước ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm bia: đây là lượng nước có trong
bia thành phẩm vì vậy nước này cần phải được xử lý theo tiêu chuẩn. Tỉ lệ sử
dụng 2,7 : 1
Nước trong quá trình sản xuất: dùng để vệ sinh đường ống, thiết bị, dụng
cụ chứa sản phẩm. Chúng cần phải được xử lý theo tiêu chuẩn nước uống và
được thanh trùng hoặc làm lạnh. Tỉ lệ sử dụng 2,1 : 1.
Nước dùng cho các mục đích khác: nước dùng cho vệ sinh nhà xưởng,
phục vụ phòng thí nghiệm, văn phòng… Nước này có thể được xử lý tại chỗ. Tỉ
lệ sử dụng 1:1.
Nước dùng cho phục vụ: bao gồm nước sôi, nước dùng cho lò hơi…
Chúng cần được làm mềm để tránh đóng cặn thiết bị, tỉ lệ sử dụng 0,2:1. Vậy để
có 1 đơn vị thể tích bia chúng ta cần phải sử dụng một lượng nước gấp 6 lần [15].
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


- 9 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc

2.2.4. Nguyên liệu thay thế
2.2.4.1. Nguyên liệu gạo
Nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo. Gạo là loại thế liệu được sử
dụng phổ biến trong các nhà máy sản xuất bia. Gạo được sử dụng dưới dạng đã
tách trấu, cám và mầm. Tuy nhiên trong quá trình loại bỏ các thành phần trên chú
ý giảm tỉ lệ hình thành tấm thực tế để giảm giá thành công nghệ, chấp nhận tỉ lệ
tấm 30%.
Gạo dùng trong sản xuất bia sẽ cho hương thơm và vị trung tính, sản
phẩm có màu sáng và trong. Không phải tất cả các loại gạo đều có thể dùng sản
xuất bia, do có những lọai gạo có độ nhớt cao khi hồ hóa dẫn đến việc khó khăn
khi bơm dịch.
Theo các nhà nghiên cứu nếu gạo có thời gian dịch hóa khi đun sôi trong
thời gian 15 phút có thể dùng làm thế liệu sản xuất bia. Trong quá trình hồ hóa để
tạo điều kiện thuận lợi trong giai đoạn đường hóa và dịch hóa gạo người ta thêm
vào lượng malt lót từ 5
÷
10% với mục đích sử dụng lượng enzyme có trong malt
để làm giảm khối lượng mạch tinh bột [15].
2.2.4.1. Nguyên liệu đường
Một lượng nhỏ đường saccarozo bổ sung vào nồi houblon nhằm tăng độ đường
cho dịch lên men sau này. Đường là chất hòa tan có thể lên men được.
Độ ẩm của đường: 0,05
÷
0,07%
Tạp chất trong đường: 1
÷
2%
2.3. Các chất hỗ trợ kỹ thuật
2.3.1. Chế phẩm Enzyme Termamyl
Nhà máy sử dụng chế phẩm Termamyl 120L (α-amylaza) của hãng Novo

để hỗ trợ cho việc dịch hoá trong khi nấu dịch đường được dễ dàng. Enzyme
termamyl là chế phẩm lỏng, chịu được nhiệt độ cao và được sản xuất từ vi sinh
vật Bacillus lichenifomis. Termamyl là một endo-amylaza, có tác dụng thuỷ phân
mối nối 1-4,α-glucozit thành amyloza và amylopectin, với cơ chất tinh bột dưới
tác dụng của termamyl sẽ nhanh chóng tạo thành dextrin và oligo saccharit tan
trong nước.
Enzyme termamyl dễ dàng tan trong nước ở mọi nồng độ trong điều kiện
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


Hình 2.3. Nấm men bia
- 10 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
thường dùng. Độ vẩn đục có thể xảy ra trong chế phẩm enzyme nhưng không ảnh
hưởng tới hoạt tính chung hoặc tính năng của sản phẩm. Sản phẩm này không
cháy và hoàn toàn hoà tan trong nước. Do độ ổn định nhiệt cao của enzyme, quy
trình nấu có thể được đơn giản hoá. Nhờ thế, việc gia tăng tỉ lệ các phụ gia cũng
có thể thực hiện được.
Enzim này hoạt động tốt ở: T
0
tối thích
= 90
0
C, pH
tối thích
= 6 [3, tr.110, 190].
2.3.2. Nấm men bia
Nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào. Nấm men trong công nghệ sản xuất
bia thường là chủng thuộc giống Sacchromyces, thuộc họ Saccharomycetaceae,
ngành Ascomycota và thuộc giới nấm. Gồm có nấm men chìm và nấm men nổi.

Nấm men chìm (lager): hầu hết các tế bào quan sát khi nảy chồi thì đứng
riêng lẻ hoặc cặp đôi. Hình dạng chủ yếu là
hình cầu.
Nấm men nổi (ale): tế bào nấm men
mẹ và con sau khi nảy chồi thường dính lại
với nhau tạo thành chuỗi tế bào nấm men.
Hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc ovan
với kích thước 7
÷
10 micromet.
Tuy nhiên nhà máy sử dụng nấm men
chìm, giống này chịu được áp suất thẩm thấu
cao, lên men ở nhiệt độ 6
÷
12
0
C và ngừng
lên men khi nhiệt độ 0
0
C, có khả năng lên men tốt đường rafinose, fructose,
disaccarit, melibiose. Quá trình xảy ra trong lòng môi trường. Khi lên men xong,
các tế bào kết thành chùm hoặc chuỗi lắng xuống đáy thùng lên men rất nhanh.
Do đó bia nhanh chóng tự trong hơn so với lên men nổi.
Các yêu cầu công nghệ với giống men bia:
Khả năng và tốc độ lên men trong điều kiện nhiệt độ thấp với dịch đường malt.
Khả năng kết lắng đối với những loài lên men chìm.
Hàm lượng các sản phẩm bậc hai tạo thành trong lên men cao.
Tính ổn định trong sản xuất [16].
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh

- 11 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
Tạo ra hương vị và chất lượng sản phẩm đặc trưng.
2.3.3. Các loại hóa chất
- Dùng axit lactic để điều chỉnh pH.
- Dùng glycol để làm lạnh nước.
- Dùng xút để rửa chai, vệ sinh thiết bị
2.4. Một số quá trình sinh hóa quan trọng trong sản xuất bia
Trong sản xuất bia xảy ra nhiều quá trình nhưng các quá trình xảy ra trong 2
công đoạn nấu và lên men là quan trọng nhất vì có sự biến đổi các thành phần lớn
nhất: nấu (chuyển hóa tinh bột thành đường), lên men (chuyển hóa đường thành
rượu).
2.4.1. Các quá trình xảy ra khi nấu [5, tr.76]
Các quá trình xảy ra khi nấu bia có thể chia làm 2 nhóm: quá trình enzyme
và quá trình phi enzyme.
2.4.1.1. Quá trình enzim
Dưới tác động của các enzyme, các chất có trong nguyên liệu bị thủy phân
và chuyển sang trạng thái hòa tan.
Dưới tác dụng của enzyme
α
-amylaza, tinh bột sẽ chuyển thành các loại
đường khác nhau và dextrin.
Dưới tác dụng của hệ enzyme proteaza, protein sẽ bị thủy phân thành axit
amin và các polipeptit bậc thấp.
Dưới tác động của enzyme phitaza, phitin bị thủy phân và giải phóng
H
3
PO
4

.
Dưới tác động của hệ enzyme xitaza dẫn đến sự thủy phân hemixenluloza
và 1 số chất khác của nguyên liệu để tạo thành glucoza, xiloza, arabinoza và các
dextrin.
2.4.1.2. Quá trình phi enzyme
Sự kết lắng và biến tính protein: dưới tác động của nhiệt độ cao, một phần
protein biến tính và đông tụ.
Xảy ra phản ứng tạo thành melanoid.
Phản ứng giữa các muối của nước và photphat có trong khối cháo.
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


- 12 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
Hòa tan các thành phần dễ hòa tan của malt vào dung dịch.
2.4.2. Các quá trình xảy ra khi lên men [5, tr. 82]
Lên men bia là một quá trình phức tạp và dẫn tới nhiều biến đổi sâu sắc
trong dịch đường. Quá trình lên men bia chia làm hai giai đoạn: lên men chính và
lên men phụ. Các quá trình cơ bản xảy ra trong quá trình lên men là:
2.4.2.1. Quá trình sinh lý
Quá trình này được thể hiện bằng sự sinh sản của nấm men và nó chỉ xảy
ra trong thời kì đầu của quá trình lên men chính. Lúc đó, trong dịch lên men xảy
ra đồng thời sự sinh sản của nấm men và sự lên men. Nhưng trong điều kiện lên
men bình thường sự sinh sản của nấm men kết thúc xa trước khi lên men chính
xong.
2.4.2.2. Quá trình sinh hóa
Quá trình sinh hóa cơ bản trong lên men là sự chuyển hóa đường thành
rượu và CO
2
. Phần lớn các chất chiết được trong dịch lên men là hydratcacbon,

trong đó chứa: fructoza, glucoza, saccaroza, maltoza, mantotrioza, mantotetraoza,
dextrin. Như vậy, phần lớn chất chiết (75%) là đường lên men được. Phần không
lên men được chủ yếu là dextrin, protein và chất khoáng.
Sự chuyển hóa đường thành rượu và CO
2
xảy ra chủ yếu trong thời kì lên
men chính, còn trong lên men phụ nó diễn ra chậm chạp với một hàm lượng
đường nhỏ. Ngoài rượu và CO
2
, trong quá trình lên men còn tạo ra nhiều sản
phẩm phụ. Những sản phẩm phụ này đều có vai trò quan trọng trong việc hình
thành hương và vị của bia. Vai trò có thể tích cực mà cũng có thể là tiêu cực. Các
sản phẩm phụ bao gồm: glyxerin ( làm “mềm” vị và tăng độ đậm đà cho sản
phẩm); axit hữu cơ; ester (hình thành vòng thơm của bia); rượu bậc cao; aldehyt
(ở mức độ vừa phải 10
÷
15mg/l, aldehyt làm thăng thêm hương cho bia nhưng
nếu cao quá thì vai trò của chúng lại trở nên tiêu cực) và nhiều sản phẩm khác
ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bia (axetoin, mecaptan, hydrosunfua,…).
2.4.2.3. Các quá trình hóa lí
Sự thay đổi độ chua và năng lực đệm: trong giai đoạn lên men chính có sự
thay đổi lớn về độ chua. Sở dĩ có sự tăng đó là do sự tạo thành CO
2
và một số các
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


- 13 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
axit hữu cơ trong quá trình lên men. Tuy nhiên sự giảm mạnh pH (từ trên 5,5

giảm xuống còn dưới 4,5) không thể giải thích bằng sự tạo thành các axit hữu cơ
vì chúng sinh ra với hàm lượng ít và khả năng phân li yếu. Hiện tượng này chỉ
giải thích bằng sự phá vỡ hệ thống đệm trong dung dịch đường. Khả năng đệm
của dịch đường được hình thành và ổn định là nhờ các muối photphat bậc 1 và
bậc 2 (chúng ổn định pH trong khoảng 5,67
÷
7,07). Trong thời kì lên men, một
phần muối photphat bị nấm men hấp thụ, do đó năng lực đệm của hệ thống này
giảm đi một cách nhanh chóng. Thay thế vào đó là hệ thống “photphat bậc 1,
bicacbonat, axit cacbonic tự do”. Song song với nó, trong bia non lại được hình
thành hệ thống đệm thứ 2 “axit hữu cơ, muối của axit hữu cơ”. Cả hai hệ thống
này đều tạo ra lực đệm ở khoảng pH = 4,27
÷
5,67 và trong quá trình lên men
khả năng đó của chúng được gia tăng.
Sự thay đổi thế oxy hóa – khử và cường độ màu: trong giai đoạn lên men
chính, thế oxy hóa – khử của hệ thống cũng bị biến đổi đáng kể. Sở dĩ như vậy vì
trong quá trình lên men chính hàm lượng oxy chứa trong dịch lên men giảm dần
và có sự tạo thành các chất có tính khử.
Cường độ màu của dịch đường trong những ngày lên men cũng bị giảm
đáng kể. nguyên nhân là do các hợp chất polyphenol dễ bị oxy hóa, bị khử và sau
đó bị kết lắng.
Sự hòa tan CO
2
và tạo bọt: CO
2
tạo ra trong quá trình lên men sẽ được hòa
tan vào bia. Trong bia non chứa 0,2% CO
2
. Trong quá trình lên men phụ nó sẽ được

bổ sung và bảo đảm cho hàm lượng CO
2
có trong bia thành phẩm không nhỏ hơn
0,3%.
Ở giai đoạn đầu của quá trình lên men, lượng CO
2
tạo ra chưa nhiều, lại
ở nhiệt độ thấp cho nên chúng hòa tan hết vào dịch lên men. Ở giai đoạn sau của
quá trình, lượng CO
2
tạo ra nhiều hơn và trong dịch lên men đã hòa tan một
lượng đáng kể, cho nên CO
2
tạo thành lúc này sẽ thoát ra ngoài dưới dạng những
bong bóng nhỏ li ti. Trên bề mặt của những bong bóng này hình thành một lớp
sức căng bề mặt của các chất như protein, polyphenol. Chính do có lớp sức căng
bề mặt này mà bong bóng khí CO
2
không thể giải thoát mà chúng bị liên kết, hấp
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


- 14 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
thụ lại với nhau để tạo thành bọt.
Sự kết màng của các tế bào nấm men: hiện tượng này xảy ra suốt thời kì
lên men chính, nhưng đặc biệt nhiều là ở những ngày cuối cùng, khi mà lượng
CO
2
tạo ra đã ít đi và một phần khá lớn các loại cặn đã kết tủa xuống đáy thùng

lên men. Khi kết tủa, các tế bào nấm men sẽ kéo theo sự kết tủa của một số các
chất khác nên làm cho bia trở nên trong hơn.
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


- 15 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
CHƯƠNG III: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


Gạo
Giữ nhiệt 30 phút
Gia nhiệt 55
0
C
Định lượng
Làm sạch
Hòa nước 42
0
C/10p
Nghiền
Giữ nhiệt 30 phút
Gia nhiệt 55
0
C
Định lượng
Làm sạch
Hòa nước 42

0
C/10p
Nghiền
Malt
Đun sôi 30 phút
Chế
phẩm
Termamy
l
Hội cháo
Đường hóa
Lọc dịch đường và rữa bã
Houblon hóa
Lắng trong
Nước 78
0
C
Chất tải lạnh
Đường
Làm lạnh
Rót và đóng nắp
Ổn định bia
Lọc bia
Lên men phụ và tàng trử
Lên men chính
Tách bã hoa
Thu CO
2
Xữ lý
Nạp bình

Nuôi cấy
Bỏ cặn
Chai đạt
tiêu
chuẩn
Nắp
Thanh trùng
Dán nhãn
Sản
phẩm
10% malt lót
Sữa men
Hoạt hóa
Xữ lý
Men
giống
Bã
- 16 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
3.2. Thuyết minh quy trình
3.2.1. Nguyên liệu
Malt, gạo và đường trước khi nhập vào kho chứa phải qua khâu kiểm tra chất
lượng.
3.2.2. Định Lượng
Nhằm đảm bảo đủ lượng nguyên liệu cho sản xuất.
Cân định lượng được làm bằng thép không rỉ. Nguyên liệu được chuyển
đến cân nhờ hệ thống vận chuyển và cân đủ lượng nguyên liệu đưa vào nghiền.
3.2.3. Làm sạch
3.2.3.1. Mục đích
Malt và gạo dùng sản xuất bia cần phải làm sạch để hạn chế ảnh hưởng

đến chất lượng của bia sau này.
3.2.3.2. Cách tiến hành
Sử dụng thiết bị sàng rung để phân loại và làm sạch malt và gạo.
Cấu tạo
Nguyên tắc hoạt động
Nguyên liệu được đưa vào qua phễu số (1), dưới sự điều chỉnh của con
quay (7) nguyên liệu được phân phối đều xuống sàng rung. Sàng rung gồm có 2
ngăn. Ở ngăn trên cùng sàng có kích thước lỗ lưới lớn nên khi nguyên liệu chịu
tác động của sàng rung thì gạo (malt) và tạp chất bé sẽ lọt qua lỗ sàng xuống
ngăn thứ 2, còn tạp chất lớn được giữ lại ở ngăn thứ nhất và được vận chuyển
theo đường ống (2) ra ngoài. Tại ngăn thứ 2 với kích thước lỗ sàng nhỏ hơn so
với ngăn thứ nhất sẽ tiến hành phân loại tạp chất bé và gạo (malt). Gạo (malt) với
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh



Hình 3.1. Thiết bị sàng rung
1. Phễu nạp liệu
2. Ống dẫn tạp chất lớn
3. Cyclon
4. Tạp chất bé
5. Nguyên liệu sạch
6. Quạt hút bụi
7. Con quay điều chỉnh hạt
Hinh 3.2. Thiết bị nghiền trục
- 17 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
kích thước lớn hơn được giữ lại ở ngăn thứ 2 và được vít tải chuyển đến bộ phận
nghiền. Các tạp chất có kích thước nhỏ sẽ rơi xuống ngăn cuối và được vận
chuyển ra ngoài. Để tách bụi và các tạp chất dạng lơ lửng người ta sử dụng quạt

hút và hút ra ngoài qua cyclon. Trên đường nguyên liệu xuống sàng, có hệ thống
nam châm tách tạp chất kim loại [5, tr.77].
3.2.4. Nghiền
3.2.4.1. Mục đích
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.
3.2.4.2. Cách tiến hành
Nghiền có nhiều phương pháp: nghiền khô, nghiền ướt, nghiền ẩm.
Nghiền ẩm, nghiền ướt nhằm để giữ nguyên vỏ malt để rút ngắn thời gian lọc.
Tuy nhiên, phương pháp nghiền khô thực hiện khá đơn giản, tiết kiệm năng
lượng nên nhà máy chọn phương pháp này.
- Đối với nghiền malt: chọn thiết bị nghiền trục.
- Đối với nghiền gạo: chọn thiết bị nghiền búa.
Thiết bị nghiền trục
Cấu tạo

Nguyên lý hoạt động
Malt từ trục cấp liệu xuống đôi trục nghiền. Thành phần hỗn hợp sau khi
nghiền lần 1 gồm: vỏ 30%, tấm thô 50%, bột mịn 20%. Phần bột mịn lọt qua lỗ
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


1.Trục cấp liệu
2. Malt vào
3. Đôi trục nghiền thô
4. Đôi trục nghiền lại vỏ
5. Sàng rung
6. Hệ thống truyền động
7. Hỗn hợp sau khi nghiền thô

8, 9. Bột mịn
Hình 3.3. Thiết bị nghiền búa
Cấu tạo
1 - Phễu chứa nguyên liệu
2 - Trục phân phối nguyên liệu
3 - Máng trượt
4 - Roto
5 - Sàng
6 - Không khí vào
7 - Hạt vào bộ phận nghiền
8 – Búa
9 - Bột nghiền ra
10 - Sàng chống rung
- 18 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
sàng đi ra ngoài. Tách bột ra khỏi vỏ khi qua đôi trục nghiền. Sau khi nghiền hai
lần, thành phần bột nghiền như sau: vỏ 20%, tấm 50%, bột mịn 30% [3, tr. 59].
Thiết bị nghiền búa
Nguyên lý hoạt động
Gạo được cho qua phễu chứa, vào trục phân phối nguyên liệu rồi vào
buồng. Các búa quay xung quanh trục roto với vận tốc 60
÷
100 vòng/phút do vậy
mà hạt bị dập nhỏ ra ở đây có quạt thông gió thổi mạnh. Buồng nghiền có thể đặt
đứng hoặc nằm ngang, gạo trước khi vào buồng nghiền cần đảm bảo sạch các tạp
chất như đá, sỏi Gạo được nghiền thành bột mịn sao cho các hạt bột chui qua lỗ
sàng vào đều dọc theo chiều dài của trục quay. Theo thời gian chiều dài trục có
thể đảo ngược tự động để tránh bị mòn một bên. Khi sử dụng máy nghiền búa
năng suất đường hóa tăng, cặn tạo thành ít hơn nhưng bột bị nghiền mịn nên tạo
β-glucan trong dịch đường gây khó lọc [3, tr. 163].

3.2.5. Nấu nguyên liệu
3.2.5.1. Mục đích
Mục đích chính của nấu nguyên liệu là phá vỡ màng tế bào của hạt tinh
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


- 19 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
bột, tạo điều kiện để biến chúng từ trạng thái không hòa tan về dạng hòa tan được
trong dung dịch. Tạo điều kiện thích hợp về nhiệt độ để cho các enzyme có trong
nguyên liệu tiếp xúc và thủy phân các hợp chất cao phân tử mà chủ yếu là tinh
bột và protein thành các hợp chất có phân tử lượng thấp hòa tan.
Trong quá trình nấu điều chỉnh pH xuống còn 5,3
÷
5,6 để thích hợp cho
hệ enzyme hoạt động, lên men đạt nồng độ cao, đồng thời giảm độ nhớt của dịch,
tạo điều kiện cho quá trình lọc dễ dàng hơn.
3.2.5.2. Phương pháp nấu
Quá trình nấu nguyên liệu người ta thường dùng các nhóm phương pháp
nấu cơ bản như: nhóm phương pháp nấu phân đoạn, nhóm phương pháp nấu toàn
khối, nấu có sử dụng nguyên liệu thay thế. Vì nhà máy sử dụng 45% nguyên liệu
thay thế nên tiến hành theo phương pháp nấu có sử dụng nguyên liệu thay thế và
sử dụng nồi nấu có dạng thân trụ đáy chỏm cầu.
3.2.5.3. Cách tiến hành
Sau khi nghiền xong, nguyên liệu 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. Tỷ lệ
nguyên liệu và nước nấu là: malt : nước = 1kg : 4lít; gạo : nước = 1kg : 4,5lít.
Nồi gạo
Gạo đã nghiền mịn cùng với 10% bột malt lót (so với tổng lượng gạo)
được đem vào phối trộn với nước ấm ở 42

o
C với tỷ lệ là gạo/nước = 1 kg/4,5 lít
và khuấy đều trong khoảng 10 phút, lúc này nhiệt độ khối nấu hạ xuống khoảng
40
0
C, sau đó tiến hành nâng nhiệt của khối nấu lên 55
o
C mất 10 phút và giữ nhiệt
độ này 20 phút để hồ hóa tinh bột. Trong quá trình giữ nhiệt này ta bổ sung thêm
chế phẩm enzyme termamyl cần dùng để giúp cho quá trình thủy phân tinh bột
gạo xảy ra nhanh hơn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hóa sau này.
Sau đó nâng nhiệt độ khối nấu đến nhiệt độ sôi mất 30 phút và giữ sôi trong 30
phút. Trong suốt quá trình nấu phải được khuấy trộn liên tục nhằm tránh khê sít ở
đáy nồi, vận tốc của cánh khuấy trong khoảng 30
÷
40 vòng/phút.
Nồi malt
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


- 20 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
Khi nồi gạo đã bắt đầu nâng nhiệt để đun sôi thì nồi malt cũng cho nước
ấm 42°C vào trước với tỷ lệ phối trộn malt/nước = 1 kg/4 lít rồi tiến hành xuống
bột hòa malt trong 10 phút, lúc này nhiệt độ khối nấu hạ xuống khoảng 40
0
C, tiếp
theo nâng nhiệt độ của nồi malt lên 55
o
C mất 10 phút và giữ trong 20 phút. Trong

quá trình hòa malt ta phải tính toán sao cho khi nồi cháo gạo đun sôi xong thì quá
trình giữ nhiệt ở nồi malt cũng vừa kết thúc, sau đó tiến hành hội cháo bằng cách
chuyển nồi gạo sang nồi malt bằng bơm, trong điều kiện khuấy trộn liên tục và
thời gian phối trộn 15 phút.
Sau khi hội cháo nhiệt độ của hổn hợp đạt 63
÷
65
0
C, giữ ở nhiệt độ này
trong khoảng 20 phút. Tiêp theo ta nâng nhiệt độ lên 73
÷
75
0
C mất 10 phút và
giữ trong 25 phút. Cuối cùng nâng nhiệt độ lên 78
0
C mất 5 phút và giữ trong 2
÷
5
phút rồi đem đi lọc.
Hình 3.4. Sơ đồ nâng và giữ nhiệt của quá trình nấu
3.2.6. Lọc dịch và rửa bã
3.2.6.1. Mục đích
Để tách các chất hòa tan ra khỏi các chất không hòa tan và loại khỏi dịch
chiết malt những chất không mong muốn như kim loại nặng, tanin, lipit…
Quá trình lọc dịch đường gồm 2 giai đoạn: Lọc và rửa bã.
Giai đoạn 1 – Lọc dịch đầu: giai đoạn tách dịch ra khỏi bã. Trong suốt quá
trình lọc bã đóng vai trò như một lớp vật liệu lọc.
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh

- 21 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
Giai đoạn 2 – Rửa bã: sau khi tách dịch ra khỏi bã, trong bã còn giữ lại
một lượng chất hòa tan đặc biệt là đường… nên cần rửa bả để thu hồi những chất
chiết này và dùng nước nóng 78
0
C để rửa, nước rửa bã sau khi lọc phải trong.
Chú ý: Không nên rửa kỹ quá làm cho chất đắng trong nguyên liệu chuyển
vào dịch đường do vậy làm cho bia có vị khó chịu.
3.2.6.2. Tiến hành lọc dịch đường
Quá trình lọc dịch đường được tiến hành bằng thiết bị lọc khung bản.
Trước khi lọc, ta bơm nước nóng 78
0
C vào các camera để hâm nóng thiết bị, sau
đó tháo nước nóng ra. Khối dịch sau khi đường hóa xong được bơm vào các
khung của thiết bị nhờ các lỗ thông giữa đường ống dẫn và khung. Tại đây, dịch
đường được lọc qua lớp bột trợ lọc rồi qua các tấm giấy lọc. Tiếp đến đi vào bản
và đi ra ngoài nhờ các lỗ nhỏ thông giữa bản và ống gom. Thông thường áp suất
vào luôn lớn hơn áp suất ra. Nếu áp suất vào lớn hơn 7 bar thì phải dừng lọc, lúc
này phải xả bột trợ lọc cũ thay bằng lớp bột trợ lọc mới đồng thời tiến hành vệ
sinh thiết bị. Chú ý lúc bơm cháo, các van xả dịch phải mở ở mức độ rất nhỏ để
không khí thoát ra ngoài. Lúc đầu khi dịch lọc chảy ra còn đục thì cho toàn bộ
hồi lưu về nồi cháo malt. Khi dịch chảy ra đạt độ trong cần thiết thì cho sang
thiết bị houblon hoá.
Sau khi lọc hết dịch đường ban đầu, quá trình rửa bã được tiến hành ngay
bằng nước nóng 78
0
C để thu hồi các chất còn sót lại trong bã. Không nên dùng
nước lớn hơn 78

0
C để rửa bã. Vì nước nóng sẽ làm vô hoạt các hệ enzym và các
tinh bột sót được hồ hoá nhưng không được đường hoá. Kết quả làm cho dịch lên
men bị đục và bia cũng bị đục theo. Quá trình rửa bã ngừng khi nồng độ chất khô
trong nước rửa bã còn khoảng 1% khối lượng. Thời gian rửa bã khoảng 30
÷
40
phút. Dịch lọc và nước rửa bã cho vào nồi houblon hoá, lọc xong thì tháo bã, vệ
sinh máy móc chuẩn bị cho mẻ sau.
3.2.7. Houblon hóa
3.2.7.1. Mục đích
- Ổn định thành phần dịch đường
- Làm cho dịch đường có nồng độ theo yêu cầu.
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


- 22 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
- Làm keo tụ protein để tăng độ bền cho bia.
- Truyền các chất có giá trị của hoa houblon vào dịch đường.
- Vô hoạt enzyme
- Thanh trùng dịch đường.
3.2.7.2. Tiến hành
Thiết bị houblon hóa cũng giống như thiết bị nấu nhưng có bề mặt truyền
nhiệt lớn hơn do quá trình houblon hóa cần làm bay hơi một lượng lớn nước.
Dịch đường và nước rữa bã từ thiết bị lọc chảy vào thùng chứa. Tại đây
dịch luôn giữ ở 70
÷
75
0

C để đường hóa tinh bột sót. Tiếp theo, dịch từ thùng
chứa được đưa vào nồi houblon hóa từ dưới lên. Khi dịch đường lấp đầy đáy nồi
thì bắt đầu cho vào 1/2 lượng hoa viên. Sau đó nâng dần nhiệt độ lên nhiệt độ sôi.
Tính toán sao cho khi bơm hết thì dịch cũng đạt nhiệt độ sôi. Khi dịch đường sôi
được 30 phút cho tiếp 1/4 lượng hoa viên vào. Còn 1/4 cho vào cuối của giai
đoạn đun hoa. Tổng thời gian đun hoa là 90 phút. Đường được cho vào nồi trước
khi kết thúc sôi 10
÷
15 phút.
3.2.8. Lắng trong
3.2.8.1. Mục đích
- Tách cặn
- Kết tủa các huyền phù, làm trong dịch đường.
3.2.8.2. Phương pháp tiến hành
Tiến hành lắng trong bằng thiết bị
lắng Whirlpool. Thiết bị này có ưu điểm là
đảm bảo vô trùng vì dịch đường khi đưa vào
thiết bị là vừa đun sôi, còn ra khỏi thiết bị
cũng có nhiệt độ rất cao (90
0
C).
Nguyên tắc hoạt động
Dịch đường được đưa vào nồi theo
đường ống (6), theo phương tiếp tuyến với
thành thùng, vận tốc dịch vào thùng phải đạt
10
÷
14 m/s nhằm tạo một sức đẩy mạnh,
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh

Hình 3.5. Thiết bị lắng trong
- 23 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
lực này làm cho cả cột chất lỏng đó xoáy tròn. Vì thế, dịch đường sau khi vào
thiết bị sẽ chuyển động tròn dưới tác dụng của lực hướng tâm, cặn sẽ lắng ở tâm
thiết bị. Sau khi chuyển hết dịch đường vào thiết bị, để yên trong 20 phút rồi tháo
ra ở đường trên số (3) để phần dưới tiếp tục lắng, tiếp tục tháo ra qua đường dưới
(4). Cặn hoa được cào và tháo ra ngoài qua cửa tháo bã số (5). Sau đó mở nước
theo đường ống số (7) để vệ sinh thiết bị.
3.2.9. Làm lạnh
3.2.9.1. Mục đích
- Hạ nhiệt độ của dịch đường đến nhiệt độ lên men.
3.2.9.2. Phương pháp tiến hành
Làm lạnh dịch đường trong thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng. Dịch đường
được làm lạnh đến nhiệt độ lên men chính là 9
0
C. Ưu điểm của thiết bị này là
thiết bị kín, tránh sự nhiễm khuẩn cho dịch đường. Tốc độ hạ nhiệt độ của dịch
đường nhanh nên hạn chế được sự hoạt động của vi sinh vật
Nguyên tắc hoạt động
Dịch nha có nhiệt độ 90
÷
95
0
C được bơm vào 1 mương dẫn ở phía dưới,
còn tác nhân lạnh là glycol lạnh được bơm vào 1 mương dẫn ở phía trên. Dịch
nha nóng và nước lạnh đi ngược chiều thực hiện quá trình trao đổi nhiệt, nhờ đó
mà nhiệt độ của dịch nha nóng hạ xuống đến nhiệt độ lên men 9
0

C và được đưa
ra ngoài theo mương dẫn ở phía trên, còn nước lạnh sau khi trao đổi nhiệt với
nha
nóng thành nước nóng ra khỏi máy theo mương dẫn ở phía dưới.
3.2.10. Lên men
3.2.10.1. Chuẩn bị giống
Nuôi cấy men giống thuần khiết
Giống vi sinh vật được lựa chọn và bảo quản cẩn thận trong các ống thạch
nghiêng. Để đủ lượng giống cho sản xuất ta cần phải nhân giống. Nguyên tắc của
quá trình nhân giống là đi từ nhỏ đến lớn và trải qua hai giai đoạn:
+ Giai đoạn nuôi cấy phòng thí nghiệm.
+ Giai đoạn nuôi cấy sản xuất.
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


- 24 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
Từ lượng giống trong phòng thí nghiệm tiếp tục nhân giống trong các thiết
bị chuyên dùng đặt trong phòng bên cạnh phân xưởng lên men. Phụ thuộc vào
lượng giống cần sử dụng mà quá trình này có thể tiến hành nhiều cấp. Thể tích
của cấp sau lớn hơn cấp trước 5
÷
10 lần. Trước tiên nuôi cấy trong phòng thí
nghiệm cho đến 5
÷
10 lit. Sau đó nhân giống trong các thiết bị chuyên dụng đặt
bên cạnh phân xưởng lên men. 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 phát triển ở 12
÷
15
0
C rồi tiếp tục giảm đến
8
÷
10
0
C rồi đưa vào thiết bị lên men đầu tiên. Khi nào nấm men nảy chồi mạnh
và rượu tạo thành khoảng 0,3 % coi như là được.
Xử lý sữa men
Sữa men được thu hồi vào các thùng chuyên dùng sau đó chuyển đến phân
xưởng men để xử lí. Đầu tiên sữa men được trộn với nước lạnh vô trùng khuấy trộn
đều để các cặn bẩn, xác men nổi lên trên, gạn bỏ phần bẩn và thay nước rửa nhiều
lần cho đến khi nấm men sạch. Để thực hiện người ta dùng các thiết bị rửa men có
thể lật ngược gồm 2 vỏ mà ở đó cho nước lạnh chạy xung quanh. Không nên lặp lại
quá trình rửa quá nhiều lần vì các hợp chất trong nấm men sẽ khuếch tán vào trong
nước, khi đó nấm men dễ bị thoái hóa nhanh hơn rất nhiều so với ở trong bia.
Để lên men trở lại ta tiến hành như sau: sữa men sau khi đã rửa và sát
trùng thì cho trộn với dịch lên men theo tỉ lệ 3÷6lít men/100lít dịch đường, khuấy
đều rồi để yên 1÷3giờ. Cho lên men ở nhiệt độ không vượt quá nhiệt độ lên men
chính. Khi nào nấm men nảy chồi mạnh và rượu tạo thành khoảng 0,3% coi như
là được [3, tr. 244].
3.2.10.2. Tiến hành lên men
Lên men chính

Mục đích
Chuyển hoá các chất đường và dextrin phân tử thấp 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 + 2 CO
2
+ Q
Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh


- 25 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Phan Thị Bích Ngọc
Ngoài ra, còn tạo các sản phẩm phụ như: este, acid hữu cơ, rượu bậc cao,
aldehyt, glyxerin,…hoà tan vào dịch lên men tạo thành bia non góp phần tạo nên
hương vị cho bia.

Tiến hành
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 giữ bụi cơ học và thiết bị khử trùng bằng
tia cực tím được cấp vào thùng lên men, trên đường ống cấp đó người ta có trích
thêm đường ống để bổ sung 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. Khi dịch đường chiếm 2
÷
3%
thể tích của thiết bị thì cho men giống vào với lượng men đặc khoảng 0,4
÷
0,6
lít/100ml dịch lên men.
Tiếp theo cho dịch đường vào đầy 85% thể tích của thiết bị thì ngừng và
cho lên men, theo dõi nhiệt độ, đo 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 8
÷
10
0
C, áp suất dư trong thiết
bị lên men chính là 0,2
÷
0,5 kg/cm
2
, 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
0
C, hàm lượng CO
2
trong bia non đạt 0,2%. Lên men
chính được xem là kết thúc khi cường độ lên men yếu dần: bọt giảm, chất hòa tan
giảm 0,8
÷
1%, nhiệt độ giảm xuống 3
÷
4
0
C, nấm men bắt đầu lắng xuống.
Nhà máy sử dụng phương pháp lên men cổ điển. Đối với dịch lên men có
nồng độ 12,5% thì thời gian lên men chính chọn là 8 ngày [5, tr. 88].
Lên men phụ và tàng trữ
Mục đích: thực hiện quá trình chín của bia (hoàn thiện chất lượng bia).
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.
Tiến hành

Năm 2012 Thiết kế nhà máy bia SVTH: Nguyễn Hồng Thanh