Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy bia 30 triệu lítnăm

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia 30 triệu lít / năm
MỤC LỤC
1
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
LỜI MỞ ĐẦU
Trong các loại đồ uống giải khát hiện nay bia rất được ưa chuộng, được phổ
biến rộng rãi trên thế giới và sản lượng tiêu thụ lớn và ngày càng tăng. Ở các nước
phát triển như Đức, Đan Mạch, Mỹ ngành công nghiệp sản xuất bia rất phát triển,
sản lượng bia của Đức, Mỹ đã đạt trên 10 tỷ lít/năm. Công nghệ sản xuất bia cũng
như sản phẩm bia của các nước này đã thâm nhập vào thâm nhập vào thị trường của
rất nhiều nước trên thế giới trong đó có cả Việt Nam.
Bia xâm nhập vào nước ta sau thời kì Pháp xâm lược năm 1858. Nhà máy bia
đầu tiên được xây dựng ở Việt Nam do một người chủ tư bản Pháp xây dựng ở Hà
Nội năm 1890. Bia được sản xuất lúc đó nhằm đáp ứng nhu cầu của quân đội và
kiều dân Pháp ở Việt Nam. Có thể nói được rằng ở miền Bắc nước ta đến năm 1990
chỉ có nhà máy bia lớn là nhà máy bia Hà Nội. Từ sau năm 1990 thì sản xuất bia bắt
đầu phát triển nhanh và mạnh. ngành bia Việt nam đã có những bước nhảy vọt. Với
cơ chế mới, ngành sản xuất và kinh doanh bia đã có nhiều những thuận lợi và cơ hội
phát triển. Hiện nay các nhà máy bia đã xuất hiện ở hầu khắp các tỉnh trong cả
nước, sản lượng của các nhà máy cũng ngày càng tăng. Hiện nay tổng năng suất của
các nhà máy bia trong cả nước lên tới trên 2 ti lít/năm nhà máy bia Hà Nội đã đạt
trên 100 triệu lít/năm và đang tiếp tục tăng năng suất tới 200 triệu lít/năm vào năm
2013, năng suất của nhà máy bia Sài Gòn đã đạt trên 350 triệu lít/năm và dự kiến sẽ
là 780 triệu lít/năm vào năm 2013. Bên cạnh đó rất nhiều thương hiệu bia ngoại đã
xuất hiện ở nước ta như Tiger, Heineken Mức tiêu thụ bia bình quân ở Việt Nam
hiện còn thấp khoảng 28 lít/người/năm và sẽ hứa hẹn nhiều tiềm năng để ngành sản
xuất bia phát triển.
Với nhưng tương lai rộng mở của ngành bia, em xin lập bản thiết kế nhà máy
sản xuất bia với năng xuất 30 triệu lít trên năm.
2

Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
2
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
PHẦN I: LUẬN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT
1.1 Lập luận kinh tế
Thị trường nhà máy hướng đến là khu vực đông đân cư, miền bắc việt nam
sau đó là toàn bộ lãnh thổ Việt Nam.
Theo thống kê và dự báo về đân số, hiện nay dân số Việt Nam là 87,8 triệu
người, năm 2050 đân số sẽ đạ mức tối đa, đạt 103,9 triệu người. Năm 2020 đân số sẽ
đạt 96,4 triệu người và là giai đoạn có số người trong độ tuổi lao động cao nhất, só
người trong độ tuổi từ 15 tới 64 tuổi đạt 71% (68 triệu người) [1] Những người ở độ
tuổi này có nhu cầu, và khả năng chi trả cho uống bia nhiều nhất.
Hình 1.1: Đồ thị biểu diễn cơ cấu dân số Việt Nam
Hơn nữa, mức độ tiêu thụ bia bình quân đầu người của việt nam còn thấp (28
lít/người/năm) so với người Czech (131.7 lít bia/người/năm) người Finland (82.7
lít/người/năm), Người Trung Quốc (31.5 bia/người/năm) (số liệu năm 2011) Vì vậy
chắc chắn nhu cầu còn rất lớn. Theo các số liệu mức độ tiêu thụ bình quân đầu theo
đầu người của Việt Nam liên tục tăng, từ năm 2001- 2007 ngành bia phát triển rất
nhanh, trung bình 13,11% hằng năm và còn tiếp tục đà tăng trưởng này. Dự kiến
năm 2015 mức độ tiêu thụ bia bình quân là 45- 47 (lít/người/năm) [2]
Hình 1.2: Lượng tiêu thụ bia bình quân đầu người Việt Nam
Từ những căn cứ trên có thể dự báo ngành bia sẽ còn phát trển mạnh trong
mười năm tới, cụ thể năm 2007 sản lượng bia tiêu thụ là 2,1 tỷ lít, năm 2010 là 2,65
tỷ lít, theo dự báo của ngành thì năm 2015 ngành bia sẽ đạt 4,2 đến 4,4 tỷ lít.
Hinh 1.3: Lượng tiêu thị bia của Việt Nam.
Trong hoạt động công nghiệp, ngành bia - rượu - nước giải khát được đánh
giá là có hiệu quả kinh tế cao so với các ngành khác. Từ năm 2001-2015, lợi nhuận
ngành đã tăng gấp 4 lần với tốc độ tăng trung bình đạt 32,12%/năm. Trong đó, tính
theo chuyên ngành thì sản xuất bia có lợi nhuận cao nhất.[3]
3

Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
Do mặt hàng bia phải chịu thuế tiêu thụ đặc biệt nên hầu hết các địa phương
đều mong muốn có nhà máy bia để tăng thu ngân sách. Hiện nay cơ hội phát triển
ngành bia trong cả nước nói chung và miền bắc nói riêng là rất lớn. Tỉnh Bắc Ninh
đã có quy hoạch phát triển ngành bia và nước giải khát.
Với những phân tích như trên, nhà máy sẽ được thiết kế với công suất 30
triệu lít. Sản phẩm là bia vàng với 2 loại sản phẩm chính là bia chai 70% và bia hơi
30%. Nhà máy sẽ sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo chiếm 20% và vẫn dữ được
chất lượng cao của sản phẩm và giảm giá thành. Nồng độ dịch đường trước lên men
là 12
o
Bx với bia chai, và 10,5
o
Bx với bia hơi.
4
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
4
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
1.2 Địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thị trường
1.2.1 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy
Địa điểm chọn để xây dựng nhà máy là tại khu công nghiệp Từ sơn, tọa lạc
tại huyện Từ Sơn thuộc tỉnh Bắc Ninh, Tỉnh Bắc Ninh nằm trong vùng kinh tế trọng
điểm khu vực phía bắc, Khu công nghiệp chỉ cách thủ đô Hà Nội khoảng 30km, là
một trung tâm Kinh tế - Khoa học kỹ thuật – Văn hóa của cả nước.
Bắc Ninh là một tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng với dân số hơn một triệu
người. Tỉnh giáp với Thành phố Hà Nội, Thái Nguyên, Bắc Giang, Hải Dương, là
những tỉnh phát triển, hứa hẹn là thị trường tiêu thụ rộng lớn. Bắc Ninh có hệ thống
giao thông rất thuận lợi với quốc lộ 1, và mạng lưới các cơ sở hạ tầng đang được đầu

tư, hoàn thiện. Bắc Ninh cũng chỉ cách cảng Hải Phòng 85 km,cách sân bay nội bài
28km, thuận lợi cho việc nhập khẩu các nguyên liệu cho quá trình sản xuất, và xuất
khẩu. Với điều kiện thuận lợi về giao thông như vậy sẽ đáp ứng cho nhu cầu lưu
thông hàng hóa.
Với định hướng chở thành tỉnh công nghiệp hóa vào năm… Bắc Ninh có định
hướng mở rộng công nghiệp, dịch vụ nói chung và ngành bia nói riêng. Hiện nay
tỉnh có một cơ sở sản xuất malt năng suất 120 000 tấn, một viện nghiên cứu Rượu
Bia sẽ có nhiều thuận lợi cho việc nhập nguyên liệu và sản xuất,Việc xây dựng nhà
máy bia tại đây là phù hợp với qui hoạch chung của tỉnh cũng như khu công nghiệp.
Nằm sát Hà Nội, nơi có nhiêu trường đại học uy tín, cũng như điều kiện sinh
hoạt thuận lợi ở tỉnh này, vì vậy nhà mấy sẽ có nguồn nhân lực rồi rào và chất lượng
cao.
Khu công nhiệp hoàn thiện từ khá lâu vì vậy nguồn điện và nguồn nước đã
được ổn định. Khi xây dựng và đưa vào vận hành nhà máy sẽ có nhiều thuận lợi, vì
nhu cầu nước của nhà máy là rất lớn, và quan trong. Vì vậy sẽ cần có khu xử lý
nước riêng.
1.2.2 Nguồn nguyên liệu
Các nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch nguyên liệu thay thế
là gạo và hoa houlon.
5
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
5
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
Malt có thể nhập từ các nước như Đức, Úc, Trung quốc , hoặc từ nhà máy sản xuất
malt trong tỉnh.
Hoa houblon nhập từ Tiệp Khắc, Trung Quốc dưới dạng cao hoa và hoa viên.
Gạo có thể mua ngay trong tỉnh hay mua từ trong tỉnh và các tỉnh lân cận Hưng
Yên,Băc Giang, Thái Bình với giá thành hợp lý, chất lượng đảm bảo.
1.2.3 Vùng tiêu thụ sản phẩm
Trước tiên nhà máy sẽ cung cấp sản phẩm chủ yếu trong tỉnh và các tỉnh lân

cận như Hà Nội, Hải phòng, sau đó là toàn bộ các tỉnh miền bắc. Sản phẩm sau chiết
chai, chiết bock sẽ được vận chuyển bằng ô tô của công ty, cung cấp trực tiếp tới các
đại lý, cửa hàng. Có thể gia công, sản xuất bia xuất khâu theo đơn đặt hàng
1.2.4 Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh
Nguồn điện: Sử dụng điện lưới của mạng lưới điện quốc gia chạy qua khu
vực.
Nguồn nước: nước được lấy hệ thống nước của khu công nghiệp và từ hệ
thống giếng khoan. Trong nhà máy nước được dùng vào các mục đích khác nhau: xử
lý nguyên liệu, nước nấu nguyên liệu, nước rửa chai, nước vệ sinh thiết bị, vệ sinh
nhà máy Nước nấu bia cần đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu cho công nghệ sản xuất
bia. Do đó nước phải đi qua một hệ thống xử lý đúng kỹ thuật trước khi cấp cho sản
xuất.
Bên cạnh đó xây dựng khu xử lý nước thải để xử lý nước thải của nhà máy
tránh gây ô nhiễm đến môi trường xung quanh.
Nhà máy cũng đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO
2
và cấp khí nén phù
hợp với công suất của nhà máy đủ để cấp lạnh cho hoạt động sản xuất của nhà máy.
Hệ thống lạnh có thể sử dụng tác nhân lạnh là NH
3
hay Freon, chất tải lạnh sử dụng
nước glycol hay nước muối.
Ngoài ra còn có khu chứa chất tẩy rửa,khử trùng như xút, HNO
3
…
1.2.5 Nguồn cung cấp nhiên liệu
Nhiên liệu sử dụng trong nhà máy là cho nồi hơi phục vụ cho các mục đích
khác nhau như nấu nguyên liệu, thanh trùng Nhà máy sử dụng nhiên liệu là dầu.
Được mua dễ dàng từ các đại lý xăng đầu.
6

Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
6
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
1.2.6 Nguồn nhân lực
Địa điểm xây dựng nhà máy cách không xa các khu dân cư, gần các tuyến
giao thông, gần thủ đô Hà Nội nên có nguồn nhân lực dồi dào, chất lượng cao. Các
cán bộ, kỹ sư có trình độ tổ chức chuyên môn phải được đào tạo đủ trình độ quản lý,
điều hành. Các công nhân có thể tuyển chọn lao động phổ thông, học nghề ở các
vùng dân cư xung quanh để đảm bảo được yêu cầu về nơi ở, sinh hoạt.
1.2.7 Giao thông vận tải
Như đã chình bày ở trên, khu công nghiệp Từ Sơn Bắc Ninh nằm trên quốc
lộ 1, có điều kiện giao thông hết sức thuận lợi. Mạng lưới giao thông đã được đầu tư
tốt. Thuận lợi cho việc nhập nguyên liệu, xuất sản phẩm, cũng như đi lại của cán bộ
nhà máy.
7
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
7
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
PHẦN II: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN
CÔNG NGHỆ
2.1 Lựa chọn loại bia sản xuất
Sản phẩm bia sản xuất ra phải đảm bảo đạt được các tiêu chuẩn sau:
Chỉ tiêu cảm quan:
TT Tên chỉ tiêu Chất lượng
1 Màu sắc Màu vàng sáng
2 Trạng thái
Dạng lỏng, trong suốt, không có cặn, không lẫn
tạp chất
3 Độ bọt
Bọt trắng, nhỏ, mịn, có độ bám dính thành cốc

4 Mùi
Có mùi thơm của Malt đại mạch và hoa Houblon,
không có mùi lạ.l
5 Vị Có vị đắng nhẹ đặc trưng của hoa Houblon
Chỉ tiêu hóa lý:
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Bia hơi Bia Chai
1 Hàm lượng chất tan ban đầu % khối lượng 10,5 oBx 12 oBx
2 Hàm lượng Etanol %v/v 4,0 ± 0,2 5,0±0,2
3 Hàm lượng CO2 g/l 4,7 ± 0,2 4,7 ± 0,2
4 Độ axit
Số ml NaOH
0,1N /10ml bia
1,3 ± 0,1 1,3 ±0,1
8
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
8
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
5 pH 4,4 ± 0,2 4,4 ±0,2
6 Hàm lượng chất đắng mg/l 18÷2 22÷2
7 Hàm lượng Diaxetyl mg/l ≤ 0,2 ≤ 0,1
Các chỉ tiêu vi sinh :
[4]
Bia chai:
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Mức chất lượng
1 Tổng số VSV hiếu khí CFU/ml sản phẩm 10
2 E. coli, CFU/ml sản phẩm 0
3 Staphylococcus aureus CFU/ml sản phẩm 0
4 Streptococci faecal CFU/ml sản phẩm 0
5 Pseudomonas aeruginosa CFU/ml sản phẩm 0
6 Clostridium perfringens CFU/ml sản phẩm 0

Bia hơi:
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Mức chất lượng
1 Tổng số VSV hiếu khí CFU/ml sản phẩm 1000
2 E. coli, CFU/ml sản phẩm 0
9
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
9
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
3 Clostridium perfringens CFU/ml sản phẩm 0
4 Tổng số nấm men và nấm mốc CFU/ml sản phẩm 100
10
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
10
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
2.2 Chọn nguyên liệu
Nguyên liệu chính dùng cho sản xuất bia trong nhà máy là malt đại mạch, và
nguyên liệu dùng để thay thế cho malt là gạo với tỷ lệ 20% nhằm giảm giá thành sản
phẩm, hoa houblon tạo hương vị đặc trưng cho bia,nước và các chất phụ trợ khác
2.2.1 Malt đại mạch
Hạt đại mạch trải qua quá trình ngâm, ươm mầm sẽ trở thành hạt malt tươi;
hạt malt tươi lại tiếp tục qua quá trình sấy, tách rễ và đánh bóng sẽ trở thành hạt malt
khô tiêu chuẩn có thể bảo quản dài ngày trong điều kiện khô, mát và được sử dụng
để sản xuất bia. Trong quá trình xử lí hạt đại mạch để trở thành hạt malt hoàn thiện
hệ enzyme trong hạt đã được hoạt hóa và tăng cường hoạt lực, đặc biệt là hệ enzyme
thủy phân thực hiện quá trình chuyển hóa các chất cao phân tử để tạo ra chất chiết
của dịch đường.
Nhà máy sử dụng loại malt có nguồn gốc từ đại mạch hai hàng, chủ yếu được nhập
từ Úc hoặc một số nước châu Âu như: Đức, Đan Mạch
Nhà máy sản xuất bia vàng lên nguyên liệu là malt vàng, ta chọn loại malt có chất
lượng tốt thỏa mãn những chỉ tiêu sau:

Chỉ tiêu cảm quan:
TT Tên chỉ tiêu Chất lượng
1 Màu sắc Hạt malt có màu vàng rơm, sáng óng ánh
2 Mùi vị
Vị đặc trưng cho malt vàng là vị ngọt nhẹ hay ngọt dịu,
có hương thơm đặc trưng, không được có mùi vị lạ.
3 Độ sạch
Malt cho phép là 0,5% hạt gãy vỡ, 1% các tạp chất khác.
11
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
11
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
Chỉ số hóa học lý:
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Chất lượng
1 Hàm ẩm % ≤ 7
2 Thời gian đường hóa phút ≤ 15
3 Độ hòa tan % ≥ 78
4 pH ≤5,5
5 Hoạt lực amylaza
o
WK ≥ 250
2.2.2 Gạo
Có nhiều nguyên liệu thay thế như đại mạch chưa ươm mầm, ngô… cũng có
khi người ta dùng các loại đường (gluco, saccaro, malto ) để làm nguyên liệu thay
thế. Tất cả với cùng mục đích hạ giá thành sản phẩm, cải tiến mùi vị
Nhà máy sử dụng gạo là nguyên liệu dạng hạt được dùng để thay thế một
phần malt vì gạo là nguyên liệu rẻ, nhiều, dễ dàng chọn lựa và mua tại Việt Nam, sẽ
giúp tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp Hàm lượng chất chiết của gạo rất cao, tinh bột
nhiều vì vậy sẽ giảm được lượng malt đáng kể. Gạo sẽ làm bia nhẹ và trung tính.
Các chỉ tiêu kỹ thuật của gạo:

Chỉ tiêu cảm quan:
TT Tên chỉ tiêu Chất lượng
1 Hình thái Đồng nhất về kích thước, không có cám
12
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
12
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
2 Mùi vị
Vị đặc trưng cho malt vàng là vị ngọt nhẹ hay ngọt
dịu, có hương thơm đặc trưng, không được có mùi
vị lạ.
3 Độ sạch
Tạp chất không quá 2%
Chỉ số hóa lý :
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Chất lượng
1 Độ ẩm % ≤ 13
2 Độ hoà tan % ≥ 87
2.2.3 Hoa houblon
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản đứng thứ hai (sau đại mạch) của công
nghệ sản xuất bia. Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc
trưng làm tăng khả năng tạo và giữ bền bọt, làm tăng độ bền keo và độ ổn định
thành phần sinh học của sản phẩm do co tính kháng khuẩn. Do những đặc tính cực
kì đặc biệt như vậy nên hoa houblon vẫn giữ một vai trò độc tôn và là nguyên liệu
không thể thay thế trong ngành sản xuất bia. Vì nước ta không trồng được hoa
houblon, nhà máy chí sử dụng hai loại chế phẩm hoa houblon là hoa viên và cao hoa
với tỷ lệ 80/20.
2.2.3.1 Dạng hoa viên
Để sử dụng thuận tiện dỡ tốn kém trong thời gian bảo quản và vận chuyển,
người ta nghiền nát cánh hoa khô thành dạng bột. Sau đó cho qua máy ép viên định
hình để thu gọn và được bọc trong giấy đặc biệt có nạp thêm khí trơ như hoa cánh

khô. Giá trị chất lượng được tính theo α-axit đắng của hoa cánh và hoa viên như
nhau. Song hoa viên có hiệu quả sử dựng cao hơn nên tiết kiêm tốt hơn. Loại hoa
viên được sủ dụng là loại hoa viên nén 90 có các chỉ tiêu sau
a. Chỉ tiêu cảm quan:
13
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
13
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
TT Tên chỉ tiêu Chất lượng
1 Màu săc Xanh lá mạ hơi vàng
2 Mùi vị Mùi thơm đặc trưng, vị đắng dịu.
3 - Hình dạng
Viên đùn không vỡ vụn.
b. Chỉ tiêu hoá học.
Hàm lượng axit đắng 6 ±1%.
2.2.3.2 Dạng cao hoa
Hỗn hợp các chất đắng được chiết tách từ hoa và đem cô đặc lại. Tuy nhiên
khi chỉ dùng loại này ta không trích ly được polyphenol. Không có lợi cho độ bền
của bia nhưng chất lượng chất đắng được bảo quản tốt hơn, đồng thời việc sử dụng
khi nấu với dịch đường sẽ thuận lợi và hiệu quả hơn nhiều. Thông thường giá trị sử
dụng trong 1kg cao hoa tương đương 5÷6kg hoa cánh hoặc hoa viên.
Chỉ tiêu cảm quan:
TT Tên chỉ tiêu Chất lượng
1 Màu săc Dạng keo màu vàng hổ phách.
2 Mùi vị Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi. Vị đắng rõ rệt.
Chỉ tiêu hoá học:
- Hàm lượng α axit đắng 40±1 %.
- Tan hết và có thể tạo kết tủa lắng nhanh khi
đun sôi với nước hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu.
2.2.4 Nước

Trong quá trình sản xuất bia, nước được sử dụng rộng rãi trong mọi khâu, từ
các công đoạn chính như nấu, lọc đến các khâu vệ sinh. Trong thành phần bia,
14
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
14
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
nước cũng chiếm một lượng lớn (80 – 90%), góp phần hình thành nên hương vị của
bia. Bởi vậy, nước dùng trong sản xuất bia phải có chất lượng tốt, đáp ứng được các
chỉ tiêu quan trọng:
Chỉ tiêu cảm quan:
Nước trong, không mùi vi, có thể uống được.
Chỉ số sinh hóa:
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Chất lượng
1 CaSO
4
mg/l 170± 10
2 Mg2+ mg/l ≤70
3 Fe+2, Fe+3 mg/l ≤0,2
4 Muối cacbonat mg/l ≤50
6 Cl
-
mg/l 100 ± 20
7 Khí NH3 và các muối NO3 NO2 mg/l 0
8 Độ cứng
o
H ≤ 10
9 pH 6,5 ÷ 7
10 Vi sinh vật tổng số tế bào/ml ≤100
11 Coliform tổng số tế bào/100ml ≤ 50
12 E.coli tế bào/ml 0

[5]
Ngoài ra nhà may còn cần nước cho nhiều công đoạn khác.
Không trực tiếp có mặt trong thành phần của sản phẩm nhưng rất cần thiết trong quy
trình sản xuất và cũng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Nước này
sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như: nước nồi hơi, nước vệ sinh thiết bị,
nước vệ sinh nhà xưởng, nước thanh trùng. Mỗi mục đích đòi hỏi chất lượng riêng,
nước được sử lý theo yêucầu sử dụng.
15
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
15
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
Do phải tri một tri phí khá lớn cho việc sử dụng nước, trung binh 6hl nước để
sản suất 1hl bia, nhà máy kết hợp sử dụng hệ thống nước của khu công nghiệp và
nước ngầm. Dù là nước nào thì vẫn cần phải xử lý để đạt yêu cầu cho sản xuất.Tùy
mức độ sạch của nước mà ta xử lý theo 4 giai đoạn:
- Loại bỏ các chất huyền phù.
- Loại bỏ các chất hòa tan
- Diệt vi sinh vật
- Cải thiện thành phần nước
2.2.5. Nấm men bia
Trong ngành sản xuất bia, các giống nấm men đựơc chia thành 2 nhóm:
Nhóm nấm men nổi với các đặc tính :
- Nhiệt độ lên men: 15÷25oC
- Lên men mạnh, quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của môi trừơng.
- Khi quá trình lên men kết thúc, các tế bào kết chùm, chuỗi, tạo thành lớp dày trên
bề mặt cùng với bọt bia, bia tự trong chậm.
- Khả năng lên men đừơng tam (rafinase) kém (chỉ đạt 33%).
Nhóm nấm men chìm với các đặc tính:
- Nhiệt độ lên men:6÷10oC
- Quá trình xảy ra trong lòng môi trừơng nên khả năng lên men tốt.

- Có khả năng lên men hoàn toàn (vì có thể lên men đường rafinosse hoàn toàn).
- Khi lên men xong, các tế bào kết thành chùm hoặc chuỗi kết lắng xuống đáy thùng
lên men rất nhanh, nhờ vậy bia chóng tự trong hơn hên men nổi.
Nhà máy sử dụng nấm men chìm Saccharomyces carlsbergensis với đầy đủ các đặc
tính của chủng nấm men chìm và nhiều ưu điểm vuợt trội:
16
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
16
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
- Lên men mạnh trong lòng môi trường; khi hết nguồn cacbon trong môi trường, có
xu hướng kết chùm, chuỗi và lắng nhanh xuống đáy thùng lên men, làm trong bia
nhanh.
- Lên men được glucose, mannose, galactose, fructose, saccharose, malttose.
- Đặc biệt rafinose và các dextrin đơn giản,được lên men tốt, thậm chí ở nhiệt độ
thấp từ 6÷10
o
C.
- Không lên men được các đường: lactose, inulin…
- Ngoài ra chủng nấm men này còn có khả năng tái sử dụng tốt (6-8 đời), tỷ lệ tế bào
chết <10%.
- Hiện nay đựoc sử dụng khá phổ biến ở các nhà mày bia trên thế giới. Sinh sản tốt ở
8-25
o
C. Ở nhiệt độ thấp (2÷8
o
C) chúng sinh sản chậm, nhưng vẫn lên men mạnh vì
khả năng tạo bào tử của nấm men này yếu. Trong môi trừơng có đầy đủ vitamin (đặc
biệt là vitamin B6) chúng sẽ phát triển tốt nhưng ảnh hưởng của từng loại vitamin
lên nấm men là không giống nhau. Khả năng kết lắng của nấm men phụ thuộc vào
nhiều yếu tố: cấu tạo thành tế bào nấm men, hàm lựơng nitơ hòa tan trong môi

trường, nhiệt độ, trị số diện tích điện của tế bào và pH của môi trường.
2.2.6 Nguyên liệu phụ trợ khác
Trong công nghệ sản xuất bia, ngoài những nguyên liệu không thể thiếu được
như malt, houblon, men, Nhà máy còn dùng đến một số nguyên liệu hay hóa chất
phụ. Tùy theo yêu cầu kỹ thuật, công nghệ, mà những nguyên phụ liệu hoặc các hóa
chất này được sử dụng với hàm lượng khác nhau, gọi chung những dạng này là phụ
gia và chia thành hai nhóm chính:
2.2.6.1 Nhóm phụ giai trực tiếp
Gồm tất cả những nguyên liệu và hóa chất có mặt trong thành phần của sản
phẩm với sự kiểm soát chặt chẽ với hàm lượng cho phép.
- Các hóa chất xử lý độ cứng, điều chỉnh độ kiềm của nước công nghệ như HCl,
Al
2
(SO
4
)
3
.16H
2
O, CaSO
4
, . . . .
- Các hóa chất đưa vào để ngăn chặn quá trình oxy hóa những thành phần trong bia
như acid ascorbic, H
2
O
2
, . . .
17
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52

17
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
- Các hóa chất dùng để điều chỉnh pH như: Acid lactic, CaCl
2
. . .
- Chất tạo màu cho bia: caramen.
2.2.6.2 Nhóm phụ gia gián tiếp
Nhóm này gồm tất cả nguyên liệu và hóa chất được sử dụng trong quy trình
công nghệ nhưng không được phép có mặt trong sản phẩm.
- Các bột trợ lọc: PVPP ( pholyvinulpyrolblidone), kizelgua, . . .
- Các hóa chất để vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng như: H
2
SO
4
, KMnO
4
,
NaOH…
- Các chất được dùng như tác nhân làm lạnh NH3, glycol, nước muối.
18
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
18
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
2.3 Chọn phương pháp nấu
Mục đích của quá trình nấu là: Hoà tan các chất có trong malt, gạo. Sử dụng hệ
enzyme của malt để thuỷ phân tinh bột thành đường, dextrin; thuỷ phân protein
thành axit amin, peptide, polypeptide bên cạnh đó còn trích ly các chất chất trong
hoa houblon để tạo hương vị đặc trưng cho bia.
Quá trình nấu bia có thể chia làm 5 giai đoạn chính.
- Nghiền nguyên liệu

- Hồ hoá và đường hoá
- Lọc dịch đường
- Nấu hoa
- Lắng xoáy và làm lạnh dịch đường houblon hoá
2.3.1 Nghiền nguyên liệu
2.3.1.1 Nghiền malt:
Có 3 phương pháp nghiền malt thường được dùng là: nghiền khô, nghiền ẩm
và nghiền ướt.
a) Nghiền khô: Là malt sau khi làm sạch được đưa vào máy nghiền mà không
bổ sung thêm nước.
Ưu điểm:
- Có thể nghiền trước khi nấu một thời gian lâu
- Nguyền tốt malt có độ nhuyễn kém.
- Dễ vệ sinh
Nhược điêm:
- Không dữ được nguyên vỏ
- Khi nghiền bụi bay ra nhiều.
b) Nghiền ẩm: Là malt sau khi làm sạch được ngâm trong nước rồi mới đem
nghiền, như vậy vỏ trấu cũng như các thành phần khác trong malt hút ẩm trở
lên mềm và dai hơn. Các thành phần trong malt dễ dàng tách khỏi vở trấu và
vỏ trấu được bảo toàn khi nghiền.
19
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
19
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
Ưu điểm:
- Phần vở trấu được bảo toàn
- Phần nội nhũ được nghiền đủ
Nhược điểm:
- Không khí xâm nhập vào dịch hèm tạo điều điện cho các phản ứng oxy hóa

không mong muốn xảy ra.
c) Nghiền ướt: Chia thành hai loại nghiền ướt có ngâm và không ngâm. Với
thiết bị nghiền ướt có ngâm, thì malt sẽ được ngâm trong phếu chứa với nhiệt
độ 30-50
o
C trong 10-30 phút, sau khi rút hết nước malt sẽ được nghiền nhẹ
nhàng bằng đôi trục nghiền to.
Ưu điểm:
- Vỏ trấu được bảo toàn.
- Dung tích chứa trong thùng lọc lớn.
Nhược điểm:
- Nghiền không tốt với các loại malt chưa nhiễn.
- Ngâm không đều.
- Hoạt lực emzym và hoạt lực sinh học không được kiểm soát trong thùng
ngâm.
- Chi phí đầu tư lớn.
• Với những ưu điểm kể trên nhà máy sử dụng loại nghiền ướt có ngâm với
malt cho vào nồi đường hóa và sử dụng loại nghiền khô cho malt lót.
2.3.1.2 Nghiền gạo
Nghiền gạo cũng có thể dùng các phương pháp trên, Nhưng dể đạt được hiệu
quả hồ hoá và đường hoá cao yêu cầu gạo phải được nghiền thật mịn do đó giải pháp
nghiền gạo phương pháp nghiền khô bằng máy nghiền búa là phương pháp đơn giản
mà đạt được hiệu quả cao.
20
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
20
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
2.3.2 Hồ hoá
Với mục đích hồ hóa nguyên liệu thay thế là gạo. Tạo điều kiện thuận lợi cho quá
trình đường hóa thủy phân tinh bột. Gạo được nghiền bằng phương pháp nghiền búa

rồi cho vào nồi hồ hóa là thiết bị hình trụ, có cánh khuấy được gia nhiệt. Bổ sung
malt lót với tỷ lệ 10% lượng gạo.
2.3.3. Đường hoá
Có hai phương pháp nấu bia nói chung là phương pháp ngâm, phương pháp
đun sôi từng phần.
a) Phương pháp ngâm chiết: Người ta hòa bột với nước ở một nhiệt độ xác
định, sau đó tăng giảm nhiệt độ bằng cách thêm nước nóng hoặc nước lạnh.
Nói cách khác toàn bộ khối nấu được nâng nhiệt và giữ nhiệt tại các
mứctheo yêu cầu của công nghệ (45 ÷ 50
0
C, 60 ÷ 65
0
C, 70 ÷75
0
C) trong
thời gian thích hợp,sau đó có thể nâng nhiệt độ của toàn khối nấu lên 78
0
C
và chuyển sang thiết bị lọc.
Ưu điểm:
- Thời gian nấu ngắn nên ít tốn năng lượng.
- Không cần đầu tư lớn về thiết bị.
Nhược điểm:
- Dịch nấu không được đun sôi nên đường hoá có thể không triệt để
- Không phù hợp với nhà máy có nguyên liệu thay thế.
b) Phương pháp đun sôi từng phần:
Người ta trích một phần của khối nấu đem đun sôi và sau đó trộn lẫnvới
phần chưa đun sôi nhằm mục đích nâng và giữ nhiệt độ của khối nấu qua
các mức theo các yêu cầu công nghệ. Có thể tiến hành đun sôi một lần, hai
lần hoặc ba lần.

Ưu điểm:
- Tạo ra bước nhảy nhiệt độ , tránh dừng ở các nhiệt độ trung gian.
21
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
21
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
- Đun sôi một phần của dịch đường làm tăng năng suất sử dung nguyên liệu.
- Chó phép loại bỏ kết tủa phức protein-tanin do đông tụ.
- Điều chỉnh linh hoạt.
Nhược điểm:
- Phương pháp này thường kéo dài thời gian.
- Giá thành đầu tư cao.
- Năng lượng tố kém.
• Nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế vì vậy không thể sử dụng phương
pháp ngâm chiết. Nhà máy sử dụng phương pháp pháp đun sôi từng phần
nhưng với một số biến đổi như sau:
Nguyên liệu thay thế -gạo được đun sôi trong nồi nấu hồ hóa. Mặt khác malt
được thủy phân một phần nhờ enzym của chính mình trong nồi đường hóa,
sau đó dịch cháo được bơm sang nồi malt để tiến hành đường hóa. Với
phương pháp này sẽ có ưu điểm thời gian nấu được rút ngắn mà vẫn đảm bảo
hiệu suất đường hoá.
2.3.4 Lọc dịch đường
Với mục đích tách địch đường với lớp vỏ và những phần nội nhũ hạt không tan
Lọc dịch đường có dùng nguyên phân ly hoặc lọc. Có thể dùng các loại thiết bị sau:
a) Thùng lọc (Lauteur tun):
Thường chế tạo bằng thép không gỉ, có dạng hình trụ đáy phẳng nắp hình
cầu. Xung quanh hình trị có lớp bảo ôn, Bên trong cách đấy khoảng
10÷15mm có một đáy giả , đáy giả này gồm nhiều mảnh đồng đổ ghép lại.
Hỗn hợp dịch malt sẽ được bơm vào bên trên đấy giả. Dịnh đường qua khác
rãnh nhỏ, chảy vào đường ống thu dịch. Còn bã sẽ còn lại trên đáy giả là sẽ

được rửa trôi qua cửa xả bã/
Ưu điểm:
- Có khả năng tách loại cặn tốt.
- Chế tạo và vận hành thiết bị đơn giản
- Có tính tự động hóa cao
22
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
22
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
Nhược điểm:
- Thiết bị cồng kềnh chiếm nhiều diện tích
b) Máy lọc ép kiểu khung bản:
Thiết bị này gồm những khung bằng gang và những tấm bản dày có những
đường rãnh trên mặt khung. Bề mặt tấm bảng được tráng một lớp đồng đỏ
mỏng. Nguyên liệu lọc là những mảnh vải thô dày bằng bông hay bằng sợi
nhân tạo. Các khung bản này được ép lại với nhau nhờ một trục vít ở giữa.
Dịch sẽ được bơm vào từng khoang, và chảy qua màng lọc chạy vào đường
ống thu dịch.
Ưu điểm:
- Lọc nhanh
- Chất lượng dịch lọc tốt, dịch trong hơn, hiệu suất hoa tan tăng 1%
- Hao tổn nước rửa bã thấp
- Chiếm ít điện tích
Nhược điểm:
- Sau mỗi lần lọc phải tháo lắp các khung bản do đó tốn nhiều sức lao động
hơn
- Tính tự dộng hóa thấp hơn.
- Thiết bị không kín nên dịch đường bị oxy hoá nhiều
- Chi phí vận hành và bảo trì cao.
• Dựa trên cơ sở ưu nhược điểm của các phương pháp. Nhà máy dùng hượng

pháp thùng lọc, vì trong quá trình nghiền, đã nghiền ướt phù phợp với
phương pháp này. Hơn nữa phương pháp này có tính tự động hóa cao hơn hai
phương pháp còn lại. Tuy lọc chậm hơn phương pháp máy ép khung bản
nhưng vì diện tích lọc lớn lên có thể đáp ứng được nhu cầu sản xuất.
2.3.5 Nấu hoa
2.3.5.1 Quá trình cấp nhiệt
23
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
23
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
Quá trình houblon hoá cần bốc hơi một lượng nước lớn (khoảng 8÷12% so
với thể tích chung của dịch đường trong một giờ) Việc cấp nhiệt cho thiết bị là hết
sức quan trọng. Có các loại thết bị đun hoa với các kiểu cấp nhiệt như sau:
a) Cấp nhiệt trực tiếp:
Là loại thiết bị cổ điển, dùng than đốt dưới đáy. Thiết bị chế tạo bằng sắt thân
hình trụ, đáy hình chỏm cầu, kiểu hở, sau chết tạo bằng dồng để tăng khẳ
năng truyền nhiệt.
Ưu điểm:
- Rẻ tiền
- Thời gian đun sôi 2-2,5h làm giảm đáng kể hơi cho phép lượng nước rửa bã
lớn.
- Tăng hiệu suất thu hồi chất chiêt.
Nhược điểm:
- Tiêu tốn nhiều năng lượng.
- Tuần hoàn và đảo trộn dịch đường kém.
- Gây ô nhiễm môi trường xung quanh.
b) Cấp nhiệt bằng hơi:
Nước đung tới áp suất 2-3 bar tạo hơi đãn vào áo hơi bao bọc xung quanh đáy
nồi nồi nấu. Hơi truyền nhiệt vào dịch đường và ngưng tụ lại trong khi dịch
đường đần đến nhiệt độ sôi.

Ưu điểm:
- Hệ thống có tính tự dộng hóa cao
- Không gây thất thoát nhiệt và ô nhiễm môi trường
Nhược điểm:
- Cần phải thiết kế nồi chịu được áp suất cao, gây tăng chi phí.
- Dễ gây nhiệt độ bề mặt đáy nồi tăng cao gây cháy dịch đường.
24
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
24
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 45riệu lít/năm
c) Nồi đun hoa với hệ thông cấp nhiệt bên ngoài:
Dịch đường liên tục cho chảy vào hệ thống đương ống trong buồn trao đổi
nhiệt, nhờ thế dịch đường được cấp nhiệt. Trong khi dịch đường còn lại được
cấp nhiệt dưới áp suất thường thì bên trong bộ trao đổi nhiệt có sự quá áp
nhẹ.
Ưu điểm:
- Thời gian đun giảm 20-30% , tiết kiệm năng lượng.
- Tăng hiệu suất chiết chất đắng từ hoa houblon.
- Protein tạo keo kết tủa hoàn toàn.
- Có thể điều chỉnh áp suất hơi nước dễ dàng.
Nhược điểm:
- Cần thêm năng lượng để bơm tuần hoàn
- Cần bảo ôn để tránh thất thoát nhiệt
d) Cấp nhiệt bên trong:
Là nhiệt được cấp nhiệt bên trong thiết bị, bộ phận trao đổi nhiệt có dạng ống
chùm, dịch đường đi qua ống, còn hơi nóng xung quanh các ống. Do đó hơi đần
nguội đi và ngưng tụ lại. Dịch đường phân tán rông ra ngoài nhờ một tấm chắn phia
trên chùm ống. Dịch tuần hoàn tốt bên trong nồi đun.
Ưu điểm:
- Giá thành đầu tư thấp hơn, không phải bảo trì, không bảo ôn.

- Không yêu cầu thêm năng lượng điện
- Không thêm bức xa nhiệt
- Có thể sử dụng sử dụng áp xuất hơi bão hòa thấp
- Dịch đường sôi không tạo bọt mà không cần rút không khí
Nhược điểm:
- Khó làm sạch nồi nấu
- Nếu hơi quá nóng, dịch đường sẽ bị quá nhiệt bởi tốc độ dịch chảy trong ốm
chậm.
25
Nguyễn Bình Minh - Thực Phẩm 2_K52
25