Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp hiện đại với năng suất 60 triệu lít bianăm

Đồ án tốt nghiệp 1 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
MỞ ĐẦU
Bia là một loại nước giải khát phổ biến, là một loại nước uống có độ rượu nhẹ,
có mùi thơm đặc trưng và vị đắng dễ chịu của hoa houblon. Nếu sử dụng đúng mức,
bia sẽ giúp cho con người thấy thoải mái, dễ chịu và tăng sức lực cho cơ thể. Bia được
sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là nước, malt, hoa houblon. Ngoài ra, để làm
tăng hiệu quả kinh tế và làm phong phú thêm hương vị, các nhà máy còn sử dụng thêm
một số nguyên liệu khác để thay thế một phần malt đại mạch như: gạo, ngô, lúa mì để
sản xuất bia.
Ở nước ta, ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và ngành công nghiệp sản
xuất bia nói riêng đang phát triển không ngừng và tạo sự cạnh tranh lớn trong xã hội.
Hiện nay, có nhiều loại bia và mỗi loại bia được đặc trưng bởi mùi vị, màu sắc, độ
rượu khác nhau vì quá trình sản xuất bia là phức tạp và dao động một cách đáng kể
giữa các nhà sản xuất, tuy nhiên trong suốt quá trình hình thành và phát triển, quy trình
công nghệ sản xuất bia vẫn luôn giữ được các nét đặc trưng riêng của mình.
Với nhu cầu của thị trường về loại nước giải khát này đang rất cao, cả thị
trường trong nước và quốc tế. Vì vậy, nước ta cần sản xuất được một loại bia có chất
lượng cao và giá thành sản phẩm ổn định, thúc đẩy cạnh tranh và hướng tới xuất khẩu.
Việc xây dựng thêm các nhà máy bia trong thời gian này là rất hợp lí và cần thiết.
Với mục đích trên, tôi được phân công đề tài: “ Thiết kế nhà máy bia lên men
bằng phương pháp hiện đại với năng suất 60 triệu lít bia/năm”.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 2 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
Chương 1
LẬP LUẬN KINH TẾ -KỸ THUẬT
Qua tìm hiểu về vị trí địa lý, khí hậu, hệ thống giao thông vận tải và các điều
kiện khác, tôi quyết định xây dựng nhà máy bia tại khu kinh tế Lao Bảo, nằm tại thị
trấn Lao Bảo, huyện Hướng Hoá, tỉnh Quảng Trị.
1.1. Đặc điểm tự nhiên:
Việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với quy hoạch chung và
đảm bảo sự phát triển chung về kinh tế của địa phương, phải gần nguồn nguyên liệu để

giảm giá thành vận chuyển, giảm hao hụt nguyên liệu, từ đó giảm giá thành sản phẩm.
Nhà máy phải đặt gần nguồn cung cấp năng lượng như điện, hơi, nước, gần trục
đường chính để đảm bảo sự hoạt động bình thường và chú ý đến nguồn nhân lực địa
phương. Từ đó nhà máy được thiết kế xây dựng nằm trong khu công nghiệp Lao Bảo
nằm tại thị trấn Lao Bảo, nằm cách cửa khẩu Lao Bảo 1 km, cách thành phố Đông Hà
80km, có sông SêPhôn chảy qua 3 nước Việt Nam, Thái Lan, Lào. Rất thuận lợi cho
giao thông, vận chuyển vật tư- hàng hoá, cũng như xuất- nhập khẩu hàng hoá.
Khu công nghiệp Lao Bảo được xây dựng trên nền kết cấu địa chất ổn định, độ
cao sàn nền bình quân 13m, đảm bảo tránh mọi nguy cơ lũ lụt. Bởi vậy, khu công
nghiệp Lao Bảo là địa điểm lý tưởng để xây dựng các nhà máy sản xuất công nghiệp,
các công trình cao tầng.
1.2. Nguyên liệu:
Nguyên liệu dùng để sản xuất bia tại nhà máy là malt đại mạch, ngô, hoa
houblon Do điều kiện khí hậu ở nước ta không thích hợp với việc trồng đại mạch và
hoa houblon nên hai loại nguyên liệu này phải nhập từ nước ngoài.
Ngô là nguyên liệu sẵn có tại địa phương cũng như ở các tỉnh lân cận do vậy
việc thu mua rất đơn giản, dễ dàng. Việc sử dụng nguyên liệu thay thế là ngô mang lại
lợi ích kinh tế lớn trong việc thu mua nguyên liệu của địa phương, cũng như vận
chuyển và hạ giá thành sản phẩm.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 3 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
1.3. Nguồn cung cấp điện:
Điện dùng trong nhà máy với nhiều mục đích: cho các thiết bị hoạt động, chiếu
sáng trong sản xuất và dùng trong sinh hoạt.
Đồng thời nhà máy cũng cần lắp thêm một máy phát điện dự phòng để đảm bảo
sản xuất liên tục khi có sự cố mất điện.
1.4. Nguồn cung cấp hơi:
Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng được lấy từ lò hơi riêng của nhà
máy. Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu FO.
1.5. Nguồn cung cấp nước:

Nước được sử dụng trong nhà máy rất lớn, với nhiều mục đích khác nhau.
Nguồn nước được lấy từ hệ thống nước ngầm, nguồn nước máy thành phố. Nước trước
khi đưa vào sử dụng phải được xử lý đạt các yêu cầu để sản xuất.
1.6. Thoát nước:
Nước thải trong các phân xưởng chảy ra sẽ được qua hệ thống xử lý nước thải
của nhà máy trước khi thải ra đường cống nước thải chung của khu kinh tế.
1.7. Hệ thống giao thông vận tải:
Hệ thống giao thông ở khu công nghiệp Lao Bảo gồm giao thông đối nội, đối
ngoại. Có cửa khẩu thuận tiện cho việc xuất khẩu sản phẩm. Nằm gần đường mòn Hồ
Chí Minh và quốc lộ 1A, có nhu cầu để vận chuyển hàng hoá đi tiêu thụ
Để đáp ứng kịp thời nhu cầu xuất sản phẩm và nhập nguyên liệu thì nhà máy
phải có số lượng ôtô nhất định.
1.8. Hợp tác hoá:
Trong sản xuất bia có một lượng lớn phế phẩm giàu chất dinh dưỡng như bã
malt, men bia. Bã malt là nguồn nguyên liệu rất tốt để sản xuất thức ăn gia súc, có giá
trị đối với nông nghiệp. Men bia rất giàu chất dinh dưỡng, làm thức ăn cho gia súc.
Các sản phẩm cặn lắng, bã hoa còn là nguyên liệu làm phân bón tốt.
1.9 . Nguồn nhân lực:
Công nhân được chọn trong địa bàn tỉnh để tận dụng nguồn nhân lực địa
phương do đó giảm đầu tư nhà ở, sinh hoạt công nhân
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 4 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
Đối với đội ngũ lãnh đạo nhà máy, tỉnh đáp ứng đầy đủ các kỹ sư, cử nhân tốt
nghiệp từ các trường đại học trong cả nước. Đặc biệt Huế, Đà Nẵng, Quảng Trị có đủ
kiến thức, năng lực nghiệp vụ để lãnh đạo và điều hành nhà máy tốt.
1.10. Thị trường tiêu thụ sản phẩm:
Bia thành phẩm của nhà máy sản xuất sẽ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của nhân
dân địa phương, tiêu thụ trong nước và hướng tới xuất khẩu ra nước ngoài.
1.11. Thiết bị:
Nhà máy sử dụng phần lớn các thiết bị trong nước chế tạo nhằm giảm chi phí,

ngoài ra có thể nhập một vài thiết bị từ nước ngoài để đảm bảo qui trình công nghệ.
Kết luận: từ những phân tích thực tế trên, việc xây dựng nhà máy bia tại khu
kinh tế Lao Bảo, thuộc tĩnh Quảng Trị là hoàn toàn hợp lý. Với năng suất 60 triệu
lít/năm có thể đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng. Việc xây dựng nhà máy phù hợp với
yêu cầu thực tế hiện nay.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 5 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. Giới thiệu sản phẩm:
Theo các tài liệu cổ, loài người đã biết uống bia từ thiên niên kỷ thứ 5 trước
công nguyên (TCN) và những người cổ ở khu vực Iran ngày nay là những người đầu
tiên biết đến loại đồ uống phổ biến này. Sau khi được phát minh, bia trở nên thiết yếu
với tất cả các nền văn minh trồng ngũ cốc ở thế giới phương Tây, đặc biệt là Ai Cập và
Lưỡng Hà.
Trong quá khứ, dù bia được sản xuất qua nhiều thế kỷ nhưng công thức chỉ bao
gồm nước, lúa mạch và hoa bia. Mãi đến năm 1857, Louis Pasteur mới phát minh ra
vai trò của men bia trong quá trình lên men giúp cho các nhà sản xuất bia kiểm soát
nồng độ cồn, ngăn chặn vị chua của bia.
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại bia khác nhau. Sự khác nhau chủ yếu
là do tỉ lệ khác nhau của nguyên liệu đem nấu. Tỉ lệ nguyên liệu đem nấu bia khác
nhau, tạo ra nhiều loại bia, rất phong phú. Đồng thời giảm chi phí sản xuất khi sử dụng
nguyên liệu phụ.
Sản phẩm của nhà máy được sản xuất từ những nguyên vật liệu chính như malt,
hoa houblon có chất lượng cao của các hãng cung cấp hàng đầu thế giới. Bên cạnh đó,
nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế là ngô, nguyên liệu rất phổ biến trong nước,
nhằm tạo ra loại bia có hương vị mới, giá thành thấp, có thể đáp ứng nhu cầu của hầu
hết người tiêu dùng.
Phương pháp sản xuất bia là phương pháp lên men hiện đại, với phương pháp
này sẽ giảm bớt tổn thất, chi phí cho quá trình sản suất và thời gian lên men cũng được

rút ngắn.
2.2. Nguyên liệu:
2.2.1. Malt đại mạch:
2.2.1.1. Vai trò:
Malt là hạt hoà thảo nảy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhất định. Malt
đại mạch cho bia có hương vị đặc trưng so với các loại malt khác.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 6 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc

Hình 2.1: malt đại mạch [16]
Dùng malt đại mạch trong sản xuất bia có 2 mục đích chính vừa là nguyên liệu
vừa là tác nhân đường hoá vì nó cho một tỉ lệ enzym cân đối thích hợp cho công nghệ
sản xuất bia, ngoài ra vỏ malt đại mạch dai nên nghiền ít nát và tạo lớp trợ lọc rất xốp.
2.2.1.2. Thành phần hoá học:
- Độ ẩm của malt không quá 6%.
- Thời gian đường hoá: từ 10÷20 phút/70
o
C.
- Chất hoà tan: trung bình 65÷82 % chất khô.
- Cường độ màu: lấy màu chuẩn cho malt vàng là màu của 0,3÷0,16 mg iod/1lít
H
2
O .
- Độ acid: pH của dịch đường = 5,5÷6,5.
Bảng 2.1: Các thành phần chính của malt khô: [1- 30]
Trong thành phần hoá học của malt, quan trọng nhất là hàm lượng tinh bột.
Hàm lượng tinh bột càng cao càng tốt nhưng hàm lượng protêin phải nằm trong giới
hạn cho phép từ 9÷12%. Nếu hàm lượng protein cao thì bia dễ bị đục, khó bảo quản,
nếu thấp hơn thì bia sẽ kém bọt và có hương vị kém đậm đà.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo

Thành phần % chất khô
Tinh bột 58
Pentozan hoà tan 1
Hexozan và Pentozan không tan 9
Cellulo 6
Saccaroza 5
Đường khử 4
Protid 10
Protid hoà tan 3
Chất béo 2,5
Chất khoáng 2,5
Đồ án tốt nghiệp 7 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
2.2.2. Hoa houblon:
2.2.2.1. Vai trò của hoa houblon:

Hình 2.2: Hoa houblon [17]
Hoa houblon là nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất bia bởi vì:
- Hoa houblon truyền mùi thơm và vị đắng cho bia.
- Tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt cho bia.
- Tăng khả năng sát trùng cho bia vì vậy làm tăng độ bền cho bia.
Có nhiều dạng hoa houblon dùng cho sản xuất bia như: hoa nguyên cánh, hoa
viên, cao hoa, dung dịch đồng phân nhưng tại nhà máy chỉ sử dụng cao hoa và hoa
nguyên cánh.
2.2.2.2. Thành phần hoá học của hoa houblon:
Thành phần hoá học của hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau, nhưng các
chất có giá trị trong công nghệ sản xuất bia là nhựa hoa houblon, các tanin và tinh dầu.
Ngoài ra trong hoa còn chứa một số các chất khác như: protein, mỡ, sáp, các tạp chất
phi protein.
Bảng 2.2: Thành phần hoá học của hoa houblon [3- 33]
2.2.2.3. Biện pháp bảo quản hoa:

Để bảo quản hoa được tốt cần giữ hoa trong các điều kiện sau:
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Thành phần Hàm lượng chất khô (%)
Nước 11 ÷ 13
Chất đắng 15 ÷ 21
Polyphenol 2,5 ÷ 6
Protein 15 ÷ 21
Xenluloza 12 ÷ 14
Chất khoáng 5 ÷ 8
Tinh dầu thơm 0,3 ÷ 1
Các loại chất khác 26 ÷ 28
Đồ án tốt nghiệp 8 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
- Ngăn chặn sự xâm nhập của không khí vào hoa bằng cách bảo quản trong thùng
kín hoặc trong môi trường khí trơ.
- 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 của vi sinh vật
2.2.3. Nước:
2.2.3.1. Vai trò trong công nghệ sản xuất bia:
Hàm lượng nước trong bia thành phẩm chiếm trung bình khoảng 90%. Nước là
một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Nước có ảnh hưởng lớn đến
tiến trình công nghệ và chất lượng sản phẩm.
2.2.3. Yêu cầu chất lượng:
Nước nấu bia phải trong suốt, không màu, vị dễ chịu, không có mùi vị lạ và
không chứa các vi sinh vật gây bệnh.
Độ cứng trung bình 5- 6mg đương lượng/ lít, có pH= 6,8- 7,3, độ oxy hóa
không vượt quá 1- 2mg/ lít, hàm lượng cặn khô không vượt quá 600mg/ lít. Hàm
lượng các kim loại:
- Sắt không quá 0,3 mg/ l - Đồng không quá 3 mg/ l

- Mangan không quá 0,05 mg/ l - Kẽm không quá 5 mg/ l
- Magie không quá 125 mg/ l - Flo không quá 1 mg/ l
- Chì không quá 0,1 mg/ l - Asen không quá 0,05 mg/ l
- Nitrat không quá 35 mg/ l
- Sunphat 60- 80 mg/ l và không vượt quá 250 mg/ l
Trong nước nấu bia không được có xianit, Hg, Ba, Cr, NH
3
, photphat, nitrit.
2.2.4. Nguyên liệu thay thế:
2.2.4.1. Vai trò:
Trong sản xuất bia, để giảm giá thành sản phẩm người ta có thể thay thế một
phần malt đại mạch bằng các loại nguyên liệu khác. Nguyên liệu này có thể dạng hạt
hay dạng đường.
Tại nhà máy, nguyên liệu thay thế được dùng là ngô với tỷ lệ 35% so với tổng
lượng nguyên liệu.
Ngô có các loại hạt như: ngô răng ngựa, ngô đá và ngô bột. Hạt ngô có màu
vàng, trắng, đỏ hoặc hồng. Trong công nghệ sản xuất bia, ngô dùng để thay malt đại
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 9 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
mạch chủ yếu là loại trắng đục (hàm lượng tinh bột cao, protein thấp), đã tách phôi,
được sử dụng dưới dạng đã nghiền nhỏ.
Ngô được thu mua ở những vùng lân cận, và đã được tách phôi.
2.2.4.2. Thành phần của hạt ngô:
- Hạt ngô bao gồm các thành phần sau:
+ lớp vỏ quả: 5÷7% khối lượng hạt
+ lớp vỏ hạt: 2% khối lượng hạt
+ lớp alơron: 6÷8% khối lượng hạt
+ phôi: 10÷11% khối lượng hạt
+ nội nhũ: 75% khối lượng hạt
Trong thành phần của phôi có 33÷45% chất béo, 20% protein, 75% đường và

tro, 4% xenluloza, gần 5% tinh bột.
Trong thành phần của nội nhũ có 77÷84% tinh bột, 7÷11% protein, 1% chất
béo, 0,3÷0,8% tro, 1% đường, 0,5% xelluloza.
2.2.4.3. Những yêu cầu cơ bản của ngô dùng để nấu bia:
- Có màu trắng đục, kích thước hạt đồng đều.
- Hạt ngô sạch, được tách phôi hoàn toàn.
- Trước khi nấu phải được nghiền mịn.
2.3. Chất hỗ trợ kĩ thuật:
2.3.1. Chế phẩm enzym Termamyl:
Công dụng: Chế phẩm enzym này có bản chất là α-amylaza, dùng để bổ sung
vào nồi ngô hỗ trợ cho quá trình thủy phân tinh bột tạo ra sản phẩm là glucose và
dextrin. Nhờ quá trình phân cắt này mà độ nhớt của dịch cháo nhanh chóng giảm
xuống.
Là chế phẩm lấy từ vi khuẩn Baccillus licheniformis.
Màu sắc: từ màu sáng cho đến nâu tối.
Hoạt độ: 120 KNU-T/g
Độ nhớt:1÷25 cPs.
Tỉ trọng: 1,26 g/ml
pH ở 25
o
C là 5,5÷7.
Chất ổn định: Methionine, Sodium chloride, Sucrose.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 10 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
2.3.2. Nấm men bia:
Trong công nghệ sản xuất bia người ta sử dụng các chủng nấm men:
+ Saccharomyces cerevisiae: thuộc loại lên men nổi.
+ Saccharomyces carlsbergensis: thuộc loại lên men chìm.
Ở đây ta sử dụng nấm men chìm.
Thành phần hoá học của tế bào chứa khoảng 75% nước, protêin 15- 45%,

cacbonhiđrat 25- 35%, chất béo 4- 7%, chất vô cơ 8- 9%.
Chủng nấm men này có chứa enzym melibiaza nên lên men được hoàn toàn
đường rafinose.
Chủng nấm men chìm lên men ở nhiệt độ 6-10
0
C và nó sẽ ngừng lên men khi
nhiệt độ dưới 0
0
C. Vào thời kỳ cuối của lên men chính, chủng nấm men chìm lắng
xuống đáy thiết bị lên men và tạo thành kết tủa đặc, đồng thời cũng kéo theo những
chất lơ lững góp phần làm trong bia.
Khi sử dụng men chìm, một phần nấm men bị yếu và nó kết tủa kém cho nên có
thể làm cho bia có mùi men. Do đó phải thường xuyên thay men. Tuy nhiên men chìm
ít bị nhiễm khuẩn. [10- 56]
2.3.3. Các chất hỗ trợ kĩ thuật khác:
- Axit lactic, H
2
SO
4
điều chỉnh pH cho khối cháo.
- CaCl
2
, ZnCl
2
: cung cấp chất dinh dưỡng cho nấm men hoạt động.
- Chất màu caramen: dùng để điều chỉnh màu.
2.4. Các quá trình sinh hoá quan trọng:
Trong công nghệ sản xuất bia có nhiều quá trình sinh hoá xảy ra, nhưng quan
trọng nhất là các quá trình xảy ra ở công đoạn nấu và lên men bia.
2.4.1. Các quá trình xảy ra khi nấu:

Các quá trình xảy ra trong khi nấu được chia làm 2 nhóm là: quá trình enzym và
quá trình phi enzym.
a) Quá trình enzym:
Sự thuỷ phân tinh bột:
Tinh bột dưới tác dụng của hệ enzym amylaza sẽ bị thuỷ phân thành đường và
các dextrin với phân tử lượng khác nhau. Đường có ý nghĩa lớn với quá trình lên men
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 11 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
còn các dextrin tuy không lên men được nhưng nó góp phần quan trọng vào việc hoàn
thiện vị của bia.
Sự thuỷ phân protein:
Dưới tác dụng của enzym proteaza thì protein bị thủy phân thành các axit amin
và các sản phẩm có phân tử lượng lớn hơn như peptit, peptone, polypeptit. Các sản
phẩm thấp phân tử của quá trình thuỷ phân như axit amin và peptit là nguồn dinh
dưỡng nitơ cho nấm men, còn pha có phân tử lượng trung bình như pepton và
polipeptit tạo vị đậm đà, tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt cho bia. Tuy nhiên nếu
hàm lượng của chúng quá cao sẽ làm cho bia dễ bị đục và khó bảo quản.
Sự thuỷ phân fitin:
Dưới tác dụng của hệ enzym fitaza xảy ra sự thuỷ phân fitin tạo thành axit
phosphoric và các sản phẩm khác. Axit phosphoric là nguồn dinh dưỡng cung cấp cho
nấm men và đóng vai trò quan trọng trong việc tạo môi trường đệm thích hợp cho các
enzym hoạt động.
Sự thuỷ phân hemixenluloza và một số các chất khác:
Dưới tác động của enzym xitaza dẫn đến sự thuỷ phân hemixenluloza và một số
chất khác của nguyên liệu để tạo thành glucose, xilose, arabinose. Sự thuỷ phân này
mang 2 ý nghĩa là vừa bổ sung chất hoà tan cho dịch đường, vừa phá bỏ hàng rào
chắn, tạo điều kiện thuận lợi cho các enzym khác dễ dàng tác động.
b) Quá trình phi enzym:
Sự kết lắng và biến tính của protein:
Dưới tác động của nhiệt độ cao, một phần protein bị biến tính và đông tụ. Đây

là yếu tố có lợi cho công nghệ sản xuất bia vì sẽ loại được những protein dễ bị biến
tính ra khỏi dịch đường làm tăng độ bền keo của bia tức là giảm được khả năng gây đục.
Sự tạo thành melanoid:
Đây là một phản ứng đặc biệt quan trọng trong công nghệ sản xuất bia. Tuy
phản ứng này gây ra hao tổn axít amin và đường khử nhưng với một lượng melanoid
vừa phải lại góp phần nâng cao giá trị cảm quan cho sản phẩm sau này. Quá trình tạo
thành melanoid đã xảy ra một cách mạnh mẽ ở giai đoạn sấy malt, đến giai đoạn
đường hoá, điều kiện về nhiệt độ và các yếu tố khác chưa tối ưu cho quá trình trên
nhưng dù sao thì một lượng đáng kể melanoid cũng được tạo thành.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 12 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
Ngoài ra trong quá trình nấu còn xảy ra phản ứng giữa các muối của nước và
photphat có trong khối cháo, xảy ra sự hoà tan các thành phần dễ hoà tan của malt vào
dung dịch.
2.4.2. Các quá trình xảy ra khi lên men:
2.4.2.1. Lên men chính:
Quá trình sinh lý:
Thể hiện sự sinh sản của nấm men, nấm men sinh trưởng mạnh trong thời kỳ
đầu của quá trình lên men chính. Lúc đó xảy ra đồng thời sự sinh sản của nấm men và
sự lên men. Trong điều kiện lên men bình thường thì sự sinh sản của nấm men kết thúc
xa trước khi lên men chính kết thúc xong.
Quá trình sinh hóa:
Là sự chuyển hóa các chất nhờ tác động của enzym trong tế bào nấm men. Cơ
bản là sự chuyển hóa thành rượu và CO
2
.
Trong quá trình lên men, nấm men thông qua con đường trao đổi chất và năng
lượng trong các điều kiện kỹ thuật thích hợp để chuyển các gluxit phân tử lượng thấp
(các đường, dextrin ) thành rượu, CO
2

theo sơ đồ phản ứng: [5- 230]
C
6
H
12
O
6
C
2
H
5
OH + CO
2
+ H
2
O + Q
Đồng thời có các quá trình sinh hoá xảy ra do sự xúc tác sinh học của các
enzym được hình thành trong quá trình lên men, một số phản ứng phụ cũng hình thành
như các axit hữu cơ, các este, các rượu bậc cao, andehyt, glyxerin
Quá trình hóa lý:
+ Sự thay đổi độ chua và năng lực đệm.
+ Sự thay đổi thế oxy hóa khử và cường độ màu.
+ Sự hòa tan CO
2
và tạo bọt.
2.4.2.2. Lên men phụ và tàng trữ:
Mục đích chính của giai đoạn này là lên men phần đường còn sót lại để bổ sung
thêm CO
2
cho bia và hoàn thiện chất lượng bia. Trong giai đoạn này, các quá trình xảy

ra giống như giai đoạn lên men chính nhưng với tốc độ chậm hơn vì nhiệt độ thấp hơn
(0÷1
o
C) và lượng nấm men cũng ít hơn.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 13 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
Chương 3
DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia:
Malt Ngô
Làm sạch Làm sạch
Nghiền 10% malt lót Nghiền
Nước ấm Hoà Hoà bột Nước ấm Chế phẩm E
Hơi Đạm hoá Hồ hoá và nấu chín Hơi
Hội cháo
Hơi Đường hóa
Nước Lọc dịch đường và rửa bã Bã
Hoa houblon Houblon hoá
Hơi
Tách bã hoa Bã hoa
Chất tải lạnh Lắng trong và làm lạnh Cặn và bã hoa
Nấm men Nuôi cấy Men giống Lên men chính CO
2
Sữa men
Hoạt hoá Xử lý Lên men phụ và tàng trữ Xử lí
Lọc bia Cặn
Bia trong Nạp bình


Ổn định bia

Chai tiêu chuẩn Chiết chai và đóng nắp
Nắp Thanh trùng
Thành phẩm
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 14 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
3.2. Thuyết minh dây chuyền:
3.2.1. Nhập nguyên liệu:
Malt và ngô trước khi nhập vào kho chứa phải qua khâu kiểm tra chất lượng,
đảm bảo chất lượng bia sau này.
Malt và ngô được vận chuyển vào các xilo để bảo quản nhằm tránh những tác
hại do vi sinh vật hay tác động của môi trường.
3.2.2. Làm sạch:
3.2.2.1. Mục đích
Malt và ngô dùng sản xuất bia cần phải làm sạch nếu không sẽ ảnh hưởng đến
chất lượng của bia.
3.2.2.2. Cách tiến hành
Malt từ xilo chứa cho qua máy sàng tự động để làm sạch bụi, loại hạt lép, mầm,
rễ malt còn sót lại trong nguyên liệu cũng như loại bỏ các tạp chất nặng. Sau đó để loại
bỏ các tạp chất kim loại, malt được đưa qua hệ thống nam châm.
Ngô trước khi sử dụng cũng được làm sạch bụi, kim loại, sâu mọt.
3.2.3. Nghiền nguyên liệu:
3.2.3.1. Mục đích nghiền:
Nghiền nhỏ nguyên liệu nhằm phá vở cấu trúc của hạt để tăng bề mặt tiếp xúc
với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần của nội nhũ dễ hơn, thúc
đẩy quá trình đường hoá và các quá trình thuỷ phân khác nhanh và triệt để hơn.
3.2.3.2. Cách tiến hành:
Có ba phương pháp nghiền malt là
nghiền khô, nghiền ẩm và nghiền ướt. Chọn
nghiền khô cho cả malt và ngô vì phương pháp

này đơn giản, dễ thực hiện.
- Malt đại mạch: sử dụng máy nghiền 2 cặp
trục để nghiền malt
. Hình 3.1. Thiết bị nghiền malt 2 đôi trục. [5-160]
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 15 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
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.
Nguyên lý hoạt động: Malt từ trục cấp liệu xuống đôi trục nghiền 3. Thành phần
hỗn hợp sau khi nghiền lần 1 gồm: vỏ 30%, tấm thô 50%, bột mịn 20%. Phần bột mịn
lọt qua lỗ sàng 5 đi ra ngoài theo 9. Tách bột ra khỏi vỏ khi qua đôi trục thứ hai 4.
Sau khi nghiền hai lần, thành phần bột nghiền như sau: vỏ 20%, tấm 50%, bột mịn
30%. [5 - 160]
- Ngô: cần tiến hành nghiền nhỏ để trong quá
trình nấu các chất tinh bột, protein,… chuyển sang
dạng hòa tan nhanh hơn.
Nghiền ngô bằng thiết bị nghiền búa.
1. Phễu chứa nguyên liệu.
2. Trục phân phối nguyên liệu.
3. Máng trượt.
4. Roto.
5. Sàng.
6. Không khí vào. Hình 3.2. Thiết bị nghiền búa. [5-164]
7. Hạt vào bộ phận nghiền.

8. Búa.
9. Bột nghiền ra.
10. Sàng chống rung.
3.2.4. Nấu nguyên liệu:
3.2.4.1. Mục đích:
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 16 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
Mục đích của quá trình nấu là chuyển các chất có trong malt và nguyên liệu thay thế
từ trạng thái không hoà tan sang trạng thái hoà tan nhờ tác động của enzym thuỷ phân.
3.2.4.2. Tiến hành nấu:
Nhà máy có sử dụng nguyên liệu thay thế là ngô với tỉ lệ 35% nên chọn phương
pháp kết hợp giữa ngâm và đun sôi một lần là thích hợp nhất.
Biểu đồ nâng và giữ nhiệt của quá trình nấu:
452550 180
175150
140
110
95
75
70
65
Hoi chao
Noi malt
Noi ngo
5
25
10
15
20
5

5
20
30
20
nhietdo
ts
75
78
65
67
60
5
50
52
55
thoigian
30
15
20
Hình 3.3. Sơ đồ nâng và giữ nhiệt của quá trình nấu
- Nồi ngô:
Tỷ lệ phối trộn ngô : nước nấu = 1kg : 5lít
Bột ngô đã nghiền mịn cùng với 10% bột malt lót (so với tổng lượng ngô cần
dùng cho một mẻ nấu) được đem phối trộn với nước ở 52
o
C trong nồi phối trộn có
cánh khuấy trong 5 phút. Nhiệt độ chung của khối nấu sẽ hạ xuống khoảng 50
o
C. Bổ
sung axit lactic để hạ pH xuống còn 5,6. Sau đó nâng nhiệt độ khối nấu lên 67

o
C
trong 20 phút và bổ sung chế phẩm enzym Termamy, giữ ở 67
o
C trong 20 phút để hồ
hóa dịch bột. Sau đó nâng khối nấu lên nhiệt độ sôi trong 30 phút và giữ sôi trong 20
phút.
- Nồi malt:
Tỷ lệ phối trộn nguyên liệu : nước nấu = 1kg : 4,5lít
Khi nồi ngô chuẩn bị nâng nhiệt để đun sôi thì tại nồi đường hóa cũng cho
nước có nhiệt độ 52
o
C vào trước rồi tiến hành xuống bột hòa malt trong 5 phút. Dùng
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 17 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
axit lactic để hạ pH của khối nấu xuống 5,6 rồi sau đó tiến hành nâng nhiệt lên 55
o
C và
giữ 20 phút để thực hiện quá trình đạm hóa.
Phải tính toán để khi nồi ngô kết thúc quá trình đun sôi thì nồi malt cũng đạm
hóa xong. Sau đó bơm cháo từ nồi ngô sang nồi malt. Sau khi hội cháo xong thì nhiệt
độ chung của toàn khối nấu phải đạt 65
o
C, giữ 30 phút để tạo điều kiện cho enzim β-
amylaza thuỷ phân tinh bột. Sản phẩm chủ yếu của quá trình này là maltoza và một ít
dextrin. Tiếp tục nâng nhiệt độ của khối nấu lên 75
o
C trong 10 phút và giữ 25 phút để
enzim α-amylaza thủy phân tinh bột. Sản phẩm chủ yếu của quá trình này là dextrin và
một ít maltoza. Cuối cùng nâng nhiệt của toàn khối nấu lên 78

o
C trong 5 phút rồi sau
đó bơm dịch đi lọc. Thời gian thực hiện một mẻ nấu là 180 phút.
Thiết bị nấu: sử dụng nồi nấu thân trụ đáy chỏm cầu.
3.2.5. Lọc dịch đường và rửa bã:
3.2.5.1. Mục đích:
Lọc: Tách các phần tử không tan và các phần kết tủa trong quá trình đun sôi ra
khỏi dịch đường.
Rửa bã: nhằm thu hồi các chất còn sót lại trong bã.
3.2.5.2. Tiến hành lọc dịch đường:
Nhà máy sử dụng thiết bị lọc ép khung bản để lọc dịch đường. Thiết bị này có
ưu điểm là lọc kiệt, năng suất lớn và chu kì ngắn hơn so với thùng lọc nhưng cũng có
một số nhược điểm là lao động phức tạp và vất vả hơn vì sau khi lọc phải tháo bã, vệ
sinh sát trùng và lắp thiết bị lại. Mặt khác do thiết bị lọc kiệt nên một số chất không
cần thiết lẫn vào dịch đường làm chất lượng dịch không tốt bằng thiết bị lọc thùng.
Quá trình lọc được tiến hành ở 75÷78
o
C. Để rửa bã người ta dùng nước nóng
78
o
C để thu hồi các chất còn sót lại trong bã. Không nên dùng nước lớn hơn 78
o
C để
rửa bã vì nước nóng sẽ làm vô hoạt các hệ enzyme amylaza, đình chỉ quá trình thuỷ
phân tinh bột đồng thời tinh bột sót bị hồ hoá làm tăng độ nhớt của dịch lọc. Kết quả
làm cho dịch đường khó lọc và bị đục. Quá trình rửa bã ngừng khi nồng độ chất khô
trong nước rửa bã còn khoảng 0,5% là được. Thời gian lọc và rửa bã không quá 2 giờ.
Sau khi lọc xong bã được tháo ra ngoài để vệ sinh máy móc chuẩn bị cho mẻ sau.
3.2.6. Houblon hóa:
3.2.6.1. Mục đích:

Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 18 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
- Truyền cho bia mùi, vị của hoa houblon.
- Ổn định thành phần dịch đường.
- Thanh trùng dịch đường.
- Làm cho dịch đường có nồng độ thích hợp theo yêu cầu.
- Làm keo tụ protein và vô hoạt các enzym.
3.2.6.2. Tiến hành houblon hóa:
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.
Vật liệu chế tạo tốt nhất là thép không gỉ.
Tiến hành: Dịch đường và nước rửa bã từ thiết bị lọc chuyển vào nồi houblon
hóa. Dịch đường lấp đầy đáy nồi thì bắt đầu cung cấp nhiệt để nhiệt độ dịch đường
luôn giữ ở 70÷75
o
C. Duy trì ở nhiệt độ này để enzym α-amylaza tiếp tục thủy phân
tinh bột sót. Khi nước rửa bã chảy vào nồi houblon hóa gần kết thúc thì bắt đầu nâng
nhiệt đun sôi.
Đối với hoa nguyên cánh: chia lượng hoa ra làm 3 phần:
+ 1/2 lượng hoa sử dụng cho vào thiết bị houblon hoá khi dịch đường vừa lấp
đáy nồi.
+ 1/4 lượng hoa cho vào trước khi quá trình sôi kết thúc 1 giờ.
+ 1/4 còn lại cho vào trước khi kết thúc quá trinh sôi 15 phút.
Đối với cao hoa:
+ Cho vào dịch đường sau khi sôi 30 phút.
3.2.7. Tách bã hoa:
3.2.7.1 Mục đích:
Hoa houblon sử dụng trong quá trình houblon hoá là hoa nguyên cánh và cao
hoa. Vì vậy phải tách bã hoa sau khi houblon để đảm bảo chất lượng của bia thành
phẩm.

3.7.2.2 Cách tiến hành:
Sau khi houblon hoá, dịch đường sẽ được chuyển qua thiết bị tách bã hoa, là
một thiết bị hình trụ, có tấm lưới để lọc và giữ được bã hoa ở trên lưới. Tấm lưới cách
mặt trên của thiết bị 0,2m. Sau đó dịch đường được bơm qua thiết bị lắng trong.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 19 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
3.2.8. Lắng trong và làm lạnh dịch đường:
3.2.8.1. Mục đích:
- Hạ nhiệt độ của dịch đường đến nhiệt độ lên men.
- Bão hòa O
2
cho dịch lên men.
- Kết tủa các huyền phù, làm trong dịch đường.
3.2.8.2. Phương pháp tiến hành:
Tiến hành lắng trong và làm lạnh qua hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1: 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
o
C).
1. Cửa tháo sau khi lắng 1
2. Cửa tháo sau khi lắng 2
3. Cửa tháo sau khi lắng 3
4. Vòi phun nước để rửa
thiết bị sau khi lắng
5. Cửa nạp nguyên liệu
Hình 3.4. Thiết bị lắng Whirlpool
Khi quá trình hupblon hoá kết thúc, dịch nấu sẽ được chuyển vào thiết bị lắng,
do cửa vào được bố trí theo đường tiếp tuyến với thành trong của thiết bị nên dòng vào
sẽ được tạo thành dòng chảy xoáy, kết tủa sẽ được đẩy vào trung tâm của thiết bị lắng

nhờ lực hướng tâm mạnh. Khi đã nhập liệu vào đầy thiết bị lắng, quá trình lắng trong
thiết bị lắng diễn ra khoảng 20 phút.
- Giai đoạn 2: 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
o
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.
Thực hiện làm lạnh ở trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm với tác nhân lạnh là
nước lạnh ở 3-6
0
C. Nhiệt độ dịch đường sau làm lạnh khoảng 9-10
0
C, của nước
khoảng 78
0
C.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 20 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc


Hình 3.5. Thiết bị làm lạnh bản mỏng [18]
3.2.9. Lên men:
3.2.9.1. Mục đích:
Nhằm lên men rượu các loại đường có trong dịch lên men dưới tác dụng của hệ
enzym của nấm men.
3.2.9.2. Chuẩn bị giống:
+ Nuôi cấy men giống thuần khiết:
Nấm men giống thuần khiết được nuôi cấy qua hai giai đoạn: giai đoạn nuôi cấy
trong phòng thí nghiệm và giai đoạn nuôi cấy sản xuất.

Nấm men thuần khiết là nấm men thu nhận từ một tế bào. Trong phòng thí
nghiệm, để đảm bảo men giống người ta nuôi cấy nó trong môi trường dịch đường
10% và bảo quản ở nhiệt độ 2÷4
o
C. Sau thời gian 1÷2 tháng phải cấy chuyền một lần.
Để đưa men giống vào sản xuất, trước hết phải 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. Trong mỗi lần nhân giống, thể tích men giống tăng lên 3÷5 lần.
Men thuần khiết thường phải tuyển chọn và bắt đầu nuôi cấy ở 25
o
C. Trong
phòng thí nghiệm nó sinh sản ở nhiệt độ 18÷20
o
C. Khi đưa vào nuôi cấy sản xuất thì
cho nó phát triển ở 12÷15
o
C rồi tiếp tục giảm đến 8÷10
o
C rồi đưa vào thiết bị lên men.
+ Xử lý sữa men:
Sau khi lên men chính sữa men được thu vào các chậu chuyên dùng và chuyển
đến phân xưởng lên men để xử lý. Đầu tiên sữa men được trộn với nước vô trùng có
cùng thể tích, sau đó cho qua rây có đường kính 0,4÷0,6 mm và ngâm trong nước lạnh.
Hàng ngày phải thay nước cho nấm men và giữ nhiệt độ của nước trong thiết bị bảo
quản gần 0
o
C. Trong nước lạnh, nấm men có thể bảo quản tốt 4÷6 ngày.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 21 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
Để lên men trở lại tiến hành như sau: men cái sau khi đã rửa và sát trùng thì cho

trộn với dịch lên men theo tỉ lệ 2÷6 lit/ 1 lit men, khuấy đều rồi để yên 1÷3 giờ cho lên
men ở nhiệt độ không vượt quá nhiệt độ lên men chính đầu tiên. Khi nào nấm men nảy
chồi mạnh và rượu tạo thành khoảng 0,3% thì được. Sữa men có thể tái sử dụng nhiều
lần. Tuy nhiên số lần tái sử dụng còn phụ thuộc vào hoạt lực và sự nhiễm tạp của nó,
thường khoảng 8 lần.
3.2.9.3 Tiến hành lên men:
Phương pháp lên men hiện đại: quá trình lên men chính và phụ của bia được
tiến hành trong cùng một thiết bị. Hay còn gọi là công nghệ lên men một pha. Công
nghệ lên men một pha được tiến hành trong các thiết bị có kích thước lớn. Do thiết bị
có kích thước lớn nên hiệu ứng của các biến đổi thủy động học đến trạng thái sinh lý
của nấm men và các quá trình chuyển hóa là theo chiều hướng tích cực.
Thiết bị thân trụ đáy côn kích thước lớn là loại hình thích hợp nhất đối với công
nghệ lên men một pha. Được chế tạo từ thép không gỉ. Trên thân được trang bị từ 3÷5
áo lạnh.
Chu kỳ sản xuất bia trong thiết bị loại này là 16÷25 ngày đêm.
Công nghệ được tiến hành như sau: Dịch đường sau khi lọc và làm lạnh đến
9
o
C được thông khí bằng không khí vô trùng với 0,3÷0,4 g oxy cho 10 lit dịch lên men
và được chuyển vào thiết bị lên men.
Dịch đường đưa vào thiết bị lên men có thể chia làm 2÷3 lần trong một ngày
đêm (phụ thuộc vào năng suất phân xưởng nấu). Khi dịch đường chiếm 2÷3% thể tích
của thiết bị lên men thì cho men giống vào. Men sử dụng ở đây có độ ẩm 88% và theo
tính toán 0,09 lit men cho 10 lit dịch đường. Tiếp theo cho dịch đường vào đầy 85%
thể tích của thiết bị thì ngừng và cho lên men.
Trong 24h, kể từ lúc nạp nấm men vào tank, van xã CO
2
của nó phải mở để CO
2
tạo thành đẩy hết không khí ra ngoài. Sau đó đường ống dẫn CO

2
được nối vào mạng
để qua bộ phận thu hồi.
Khi quá trình lên men chính kết thúc thì nấm men bắt đầu kết lắng. Áo lạnh ở
phần “côn” của tank cho làm việc.Nhiệt độ của bia non vùng này hạ xuống sẽ thúc đẩy
quá trình kết lắng của nấm men nhanh hơn và chặt hơn.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 22 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
Áp suất dư trong tank lên men luôn luôn khống chế ở 1,5kG/cm
2
, với áp suất
này nấm men sẽ được kết lắng rất chặt ở phần đáy của tank . Việc thu hoạch nấm men
sản xuất được thực hiện một cách nhẹ nhàng: mở van đáy ở phần côn, sinh khối sẽ bị
đây ra, và chúng theo đường ống đến khu vực xữ lí và bảo quản ở 0
0
C. [3- 457]
Sau khi tách hết kết tủa men người ta tiến hành cacbonat hóa cho bia với 0,1kg
CO
2
cho 100 lit bia. Bia đã bão hòa CO
2
được giữ trong thiết bị lên men trong khoảng
1÷2 ngày ở nhiệt độ 0÷5
o
C. Sau đó bia được làm lạnh đến 0
o
C rồi đi lọc và rót vào
chai. Bia đưa ra khỏi thiết bị lên men phải nhờ áp lực CO
2
.

Thiết bị lên men sau khi được giải phóng phải tiến hành rửa, sát trùng và rửa
bằng nước lạnh vô trùng rồi mới lên men mẻ sau.
Tổng thời gian lên men 16 ngày.
3.2.10. Lọc trong bia:
3.2.10.1. Mục đích:
Để loại các hạt nhỏ bé như tế bào nấm men, protein…làm cho bia đạt được độ
trong cần thiết.
3.2.10.2. Cách tiến hành:
Bia được lọc bằng thiết bị lọc khung bản với chất trợ lọc là bột diatomit.
Diatomit là một loại đá trầm tích nhẹ xốp. Bột này không ảnh hưởng đến màu sắc, mùi
vị và độ pH của bia. Đầu tiên, bột diatomit được trộn với nước vô trùng theo một tỉ lệ
nhất định và tạo thành dung dịch huyền phù. Sau đó dung dịch này được bơm vào máy
lọc ép để tạo thành lớp diatomit trên vải lọc. Tiếp theo bia được lọc qua lớp diatomit
này. Sau khi ra khỏi thiết bị lọc bia được đưa vào thùng chứa.
3.2.11. Ổn định bia sau khi lọc:
Trong quá trình lọc bia bị xáo trộn, CO
2
có thể bị mất đi nên cần phải ổn định
thành phần CO
2
và bổ sung thêm CO
2
cho bia nếu cần. Để khôi phục lại sự bão hòa
CO
2
ban đầu của bia thì sau khi lọc bia phải được giữ ở một thời gian nhất định dưới
áp suất dư của CO
2
.
Ở đây ta cho bia vào thùng chứa và giữ ở nhiệt độ 0,5÷1

o
C dưới áp suất dư của
CO
2
là 0,3 at.
Thời gian ổn định bia là 24h.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 23 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
3.2.12. Chiết rót và thanh trùng:
3.2.12.1. Chiết rót bia vào chai:
a. Mục đích:
Nhằm thuận tiện trong việc vận chuyển và sử dụng.
b. Cách tiến hành:
Bia sau khi ổn định được rót vào chai màu nâu có dung tích 0,45 lít. Chai đưa
vào rót phải đảm bảo kín, nguyên vẹn, đúng kích thước và sạch. Trước khi rót chai
được rửa và sát trùng kỹ bằng nước nóng và dung dịch NaOH 2% có bổ sung stabilon
để làm bóng chai. Sau đó chai được làm nguội và rót bia vào. Rót bia theo nguyên tắc
đẳng áp nếu không sẽ không rót đầy và tổn thất nhiều CO
2
.
Sử dụng thiết bị chiết rót tự động 3 trong 1: rửa chai, chiết rót và dán nhãn.
3.2.11.2. Thanh trùng bia:
Thanh trùng để tăng độ bền cho bia. Phần lớn các vi sinh vật và nấm men có thể
bị tiêu diệt khi thanh trùng.
Hầm thanh trùng sử dụng nước nóng là tác nhân gia nhiệt: nước được xối từ trên
xuống.
Sau khi qua khỏi thiết bị thanh trùng,
chai được đưa đến thiết bị dán nhãn. Trên
đường đi của chai có rất nhiều cảm biến được
thiết kế nhằm phát hiện ra các chai khác kích

cỡ, chai chiết chưa đạt yêu cầu thì máy sẽ tự
động đẩy chai ra khỏi hệ thống.
Hình 3.6. Máy thanh trùng kiểu tunel [18]
Nhà máy sử dụng máy thanh trùng kiểu tunel phun tuyến tính với thời gian
thanh trùng là 45 phút ở 63
o
C. Các vùng nhiệt độ mà bia phải đi qua là 29
o
C, 35
o
C,
45
o
C, 63
o
C, 45
o
C, 35
o
C và 29
o
C.
3.2.12. Hoàn thiện sản phẩm:
Sau khi thanh trùng xong, chai được cho vào két và sau đó đưa vào kho bảo quản
để đưa đi tiêu thụ.
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 24 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
Chương 4
CÂN BẰNG SẢN PHẨM
4.1. Các số liệu ban đầu:

- Ðộ bia của sản phẩm: 10
0
.
- Năng suất của nhà máy: 60 triệu lít bia/năm.
- Tỉ lệ nguyên liệu dùng: Malt: 65%; Ngô: 35%
- Các thông số trạng thái ban đầu của nguyên liệu:
+ Ðộ ẩm của malt: 3,5%
+ Ðộ ẩm của ngô: 11%
+ Ðộ chiết của malt: 79%
+ Ðộ chiết của ngô: 81%
- Mức tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn:
Bảng 4.1. Bảng tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn
Công
đoạn
Làm
sạch
Nghiền Nấu
Lọc
Houblon
hoá
Lắng
trong
Làm
lạnh
Lên men
Tiêu
hao,%
1 0,5 2 1,5 1 0,5 1
Lọc
bia

Ổn
định
bia
Chiết
chai
Thanh
trùng
1 0,5 2 2
Hao hụt ở các công đoạn làm sạch, nghiền, nấu, lọc, houblon hoá, lắng trong và
làm lạnh tính theo phần trăm chất khô của nguyên liệu trước đó. Còn hao hụt trong các
quá trình lên men, lọc bia, chiết rót và thanh trùng được tính theo phần trăm thể tích
bán thành phẩm trước đó.
- Lượng hoa houblon sử dụng: 3 g/lít dịch đường đem đun sôi.
4.2. Tính cân bằng sản phẩm:
4.2.1. Chọn số mẻ nấu trong một ngày:
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo
Đồ án tốt nghiệp 25 GVHD: Th.S Phan Thị Bích Ngọc
Theo quy trình nấu đã chọn ở chương 3, thời gian thực hiện một mẻ nấu là 180
phút. Nhưng do nồi malt và nồi ngô nấu song song nên thời gian nấu thực tế là 120
phút. Nên ta chọn số mẻ nấu trong ngày là 12 mẻ.
Nghỉ các ngày lễ, tết và chủ nhật.
Nhà máy làm việc 3 ca/ngày, riêng phân xưởng chiết rót làm ngày 2 ca.
4.2.2. Biểu đồ sản xuất của nhà máy:
Bảng 4.2. Biểu đồ sản xuất của nhà máy
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Cả
năm
Số ngày làm
việc/tháng
25 21 27 24 25 26 27 26 25 27 26 27 306

Số ca làm
việc của px
nấu/tháng
75 63 81 72 75 78 81 78 75 81 78 81 918
Số ca làm
việc của px
chiết
rót/tháng
50 42 54 48 50 52 54 52 50 54 52 54 612
Số mẻ
nấu/tháng
300 252 324 288 300 312 324 312 300 324 312 324 3672
Riêng đối với phân xưởng lên men làm việc liên tục.
4.2.3. Tính cân bằng sản phẩm cho 100kg nguyên liệu ban đầu:
4.2.3.1. Lượng chất khô trong nguyên liệu:
- Malt: m
malt
=
73,62
100
)5,3100(65
=
−×
(kg)
- Ngô: m
ngô
=
15,31
100
)11100(35

=
−×
(kg)
4.2.3.2. Lượng chất khô và nguyên liệu còn lại sau làm sạch:
Chất khô:
- Malt: m
1malt
=
( )
=
−×
100
1100
malt
m
( )
1,62
100
110073,62
=
−×
(kg)
- Ngô: m
1ngô
=
( )
=
−×
100
100

ngo
m
( )
84,30
100
110015,31
=
−×
(kg)
Thiết kế nhà máy bia lên men hiện đại SVTH: Ngô Thị Thanh Thảo