Quy trình công nghệ sản xuất bia

MỤC LỤC
Trang
PHẦNI : MỞ ĐẦU
PHẦN II: NỘI DUNG ĐỒ ÁN
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
I. Sơ lược về lịch sử phát triển và sản xuất bia…… ………………….….3
II. Các loại bia chủ yếu hiện nay………………………………………….4
III. Quy trình chung về sản xuất bia………………………………………5
CHƯƠNG II : LẬP LUẬN KINH TẾ
CHƯƠNG III : CHỌN NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT BIA
1. Malt đại mạch …… ……………………………… ………….…….8
2. Hoa houblon ………………………………………………….……10
3. Nước………………………………………………………….………11
4. Gạo ….………………………………………………………….……12
5. Nấm men giống … …………………………………………….… 13
6. Một số các chất phụ khác …………………………………….….… 13
CHƯƠNG IV : QUY TRèNH CễNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
I. Sơ đồ dây truyền công nghệ sản xuất bia theo công nghệ lên men mét
pha…………………………………………………………………… 15
II. Thuyết minh quy trình sản xuất……………… …………………….17
A. Phân xưởng nấu… ……………………………………………… 17
1. Nghiền nguyên liệu…………………………………………………17
2. Nấu và đường hoỏ nguyờn liệu ………………………………… 20
3. Lọc dịch đường…………………………………………………… 23
4. Nấu hoa…………………………………………………………… 23
5. Lắng trong và làm nguội sơ bộ dịch đường……… ………………24
6.Lạnh nhanh………………………………………………………….25
B.Phõn xưởng lên men…………………………………… ………… 25
1. Quá trình chuẩn bị men giống………………………………………25
2. Quá trình lên men…………………………………….……………28

A. Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm……………………………………31
a. Quy trình rửa chai… ……………………………………………….33
b. Quy trình chiết chai và dập nỳt…………………………………… 34
c. Thanh trùng bia…………………………………………………… 34
d. Dán nhãn và dập hạn sử dụng……………………………………….35
e. Đóng kết và vận chuyển vào kho………………………………… 35
I. Đánh giá chất lượng bia thành phẩm…………………………….36
CHƯƠNG V : TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM
I.Tớnh cân bằng vật liệu cho 100 lít bia thành phẩm.……………… …… 38
1. Số lượng chai để chứa bia……………………………….……… 38
2. Lượng bia trước khi chiết chai…………………………… ……38

1

3. Lượng bia trước khi bão hoà CO2……………………… ……….38
4. Lượng bia trước khi lọc trong…………………………… …… 39
5. Lượng dịch đường đưa vào thùng trước khi lên men…….…….…39
6. Lượng dịch đường trước khi đưa vào thiết bị lạnh nhanh…… ….39
7. Lượng dịch đường ở 1000C………………………………… … 39
8. Lượng dịch đường trước khi đưa vào thùng lắng Wirhlpool… …39
9. Lượng dịch đường trước khi đưa vào thùng đun hoa………… …40
10. Khối lượng của dịch đường trước khi đun hoa………….……… 40
11. Khối lượng chất chiết trong dịch đường 12oBX………………….40
12. Lượng chất chiết từ malt và gạo………………………………….40
II. Tính lượng nguyên liệu……………………………………………… 40
1. Khối lượng malt………………………………………… … 40
2. Khối lượng gạo……………………………………….….……41
3. Lượng hoa houblon cần dựng………………………… …… 41
II. Tính lượng bã thải………………………………………… ……41
1. Lượng bã thải malt…………………………………………….…….41

2. Lượng bã gạo……………………………………………………… 42
3. Tính lượng bã hoa………………………………………………… 42
IV. Tính lượng nước…………………………………………………… …42
1. Trong nồi hồ hoỏ…………………………………………………….42
2. Trong nồi nấu malt………………………………………………… 43
III. Tính lượng mem giống….……………………………… ………44
IV. Một số nguyên liệu phụ khỏc…………………………….………44
1. Diatomit…………………………………………………………… 44
2. Lượng chế phẩm Termamyl…………………………………………44
3. Chất sát trùng Na2SiF6……………………………………………….45
4. Lượng oxy để cung cấp cho dịch đường…………………….……….45
5. Lượng nước vệ sinh thiết bị lên men……………………….……… 45
6. Lượng NaOH và lượng H2SO4……………………………….………45
7. Lượng nót chai cần dùng để đóng 100 lít bia……………… ………46
8. Nhãn chai……………………………………………………………46
9. Lượng hồ dán nhón………………………………………….………46
10. Lượng két đựng bia…………………………………………………46
CHƯƠNG VI : TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ
I. Các thiết bị trong phân xưởng nấu……………………….………48
1. Cõn………………………………………………………….……….48
2. Máy nghiền malt…………………………………………………….48
3. Máy nghiền gạo……………………………………………….…….50
4. Thùng chứa bột malt và gạo…………………………………………51
5. Gầu tải……………………………………………………….………54

2

6. Nồi hồ hoỏ…………………………………………………….…… 55
7. Nồi đường hoỏ……………………………………………….………61
8. Thiết bị lọc dịch đường……………………………………….…… 67

9. Nồi nấu hoa………………………………………………….………68
10. Thùng lắng Wirhpool………………………………………….…….69
11. Nồi đun nước núng………………………………………….………70
12. Thùng chứa bã malt và gạo……………………………………… 71
13. Thiết bị lạnh nhanh…………………………………………………71
II. Các thiết bị trong phân xưởng lên men.………… …………… 73
1. Các tank lên men………………… ……………………………… 73
2. Thùng chứa men thu hồi…………………………………………… 74
3. Máy lọc bia………………………………………………………… 76
4. Thiết bị bão hoà CO2……………………………… ………………77
5. Thiết bị gây men giống cấp II……………………… …………… 77
6. Thiết bị gây men giống cấp I……………………………………… 79
III. Các thiết bị trong phân xưởng hoàn thiện sản phẩm………….…80
1. Máy chiết chai và dập nỳt………………………………………… 80
2. Máy rửa chai…………………………………………………… ….81
3. Thiết bị thanh trựng…………………………………………… … 82
4. Mỏy dỏn nhón…………………………………………………….…82
5. Máy dập hạn sử dụng…………………………………………… …82
6. Chọn bơm………………………………………………………… 83
CHƯƠNG VII : TÍNH TOÁN ĐIỆN – HƠI – NƯỚC
A. Tính hơi nước dùng trong nhà mỏy……………………………….…85
I. Tính nhiệt cho phân xưởng nấu………………………………… 85
1. Lượng nhiệt cung cấp cho nồi hồ hoỏ…………………………… 85
2. Lượng nhiệt cung cấp cho nồi đường hoỏ……………………… …88
3. Nồi nấu hoa……………………………………………………….…91
4. Nhiệt dùng để đun nước núng…………………………………….…92
II. Tính lượng nhiệt cho quá trình thanh trùng và gây men…… ….93
1. Lượng nhiệt dùng để thanh trùng bia…………………………… …93
2. Lượng nhiệt dùng để hấp vỏ chai và thanh trùng đường ống, thiết bị.93
3. Tổn thất nhiệt do rửa thiết bị lên men giống…………………….… 93

B. Tính nước dùng cho nhà mỏy…………………………………….….96
1. Tính nước cho phân xưởng nấu…………………………………… 96
2. Lượng nước để làm lạnh dịch đường…………………………… …97
3. Nước để vệ sinh bộ phận lên men……………………………… ….97
4. Lượng nước dùng cho gây men, rửa men …………………… ……98
5. Nước dung cho phân xưởng hoàn thiện……………………… ……98

3

6. Nước dùng cho nồi hơi……………………………………… …… 99
7. Nước dùng cho các việc khỏc………………………………… ……99
8. Tính đường ống và bể chứa nước…………………………… …… 99
C. Tính hơi lạnh dùng trong nhà mỏy…………………………… ….100
1. Lượng nhiệt cần cung cấp cho thiết bị lạnh nhanh…………… ….100
2. Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình lên men để duy trì nhiệt độ lên
men……………………………………………………………………101
3. Nhiệt cho quá trình tàng trữ………………………………….…….103
4. Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình lên men giống…….…… 103
5. Lượng nhiệt cần thiết để hạ nhiệt độ dịch đường từ 70C xuống 10C sau
khi lọc và duy trì nhiệt độ trong thùng chứa bia thành phẩm…………….105
D. Tính lượng điện tiêu thụ cho toàn nhà mỏy…………………… 107
I. Tính phụ tải chiếu sỏng………………………………… …… 107
I.1. Cách bố trí đốn…………………………………………………… …107
I.2. Tính toán đèn chiếu sỏng………………………………………… …108
1. Đèn chiếu sáng phân xưởng nấu………………………………….……108
2. Đèn chiếu sáng phân xưởng lên men……………………………….….108
3. Phân xưởng hoàn thiện…………………………………………………108
4. Kho nguyên liệu………………………………………………… ……109
5. Kho sản phẩm…………………………………………………….……109
6. Xưởng cơ điện…………………………………………………….……110

7. Nhà nồi hơi……………………………………………………….…….110
8. Bãi than, xỉ………………………………………………………….….111
9. Trạm biến thế……………………………………………………….….111
10. Kho vá chai……………………………………………………….… 111
11. Nhà để xe………………………………………………………….….112
12. Nhà xử lý nước…………………………………………………… 112
13. Nhà hành chớnh………………………………………………….……112
14. Hội trường câu lạc bộ…………………………………………………113
15. Nhà ăn…………………………………………………………………113
16. Nhà giới thiệu sản phẩm………………………………………… ….113
17. Nhà vệ sinh, tắm giặt, thay quần ỏo……………………………… …114
18. Phòng bảo vệ và phòng trực ban………………………………… ….114
19. Đèn chiếu sáng đường đi trong nhà mỏy………………………… …114
II. Tính phụ tải động lực……………………………………………….…115
III. Xác định phụ tảI tớnh toỏn…………………………………… 116
IV. Xác định công suất và dung lượng bự………………………… 116
1. Xác định hệ số cos
ϕ
………………………………………… … 116
2. Tín dung lượng bự…………………………………………… … 117
V. Chọn máy biến ỏp………………………………………….… 118

4

VI. Tính điện tiêu thụ hàng năm……………………………………119
1. Điện năng dùng cho thắp sỏng……………………………… … 119
2. Điện động lực……………………………………………… …….119
3. Tổng công suất tiêu thụ cả năm……………………………… … 120
CHƯƠNG VIII : TÍNH TOÁN XÂY DỰNG
I. Địa điểm xây dựng nhà mỏy………… ……………………….121

II. Tổng quan thiết kế mặt bằng nhà mỏy…………………… … 122
III. Tính toán phân xưởng…………………………………… ……124
A. Giải pháp khối mặt bằng khu sản xuất chớnh………………… … 124
1. Phân xưởng nấu……………………………………………….……124
2. Phân xưởng lên men………………………………………….…….124
3. Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm…………………………….…….125
B. Giải pháp mặt bằng các phân xưởng phụ trợ……………………….126
1. Kho nguyên liệu……………………………………………… ….126
2. Kho sản phẩm……………………………………………….…… 127
3. Xưởng cơ điện……………………………………………….…… 128
4. Nhà nồi hơi………………………………………………… …… 128
5. Bãi than, xỉ…………………………………………………………129
6. Trạm biến thế………………………………………………………129
7. Kho chứa vỏ chai…………………………………………… ……129
8. Nhà để xe…………………………………………………… ……129
9. Nhà hành chớnh……………………………………………….……130
10. Hội trường, câu lạc bộ……………………………………….…….130
11. Nhà ăn…………………………………………………………… 130
12. Nhà giới thiệu sản phẩm…………………………………… ……131
13. Nhà vệ sinh, thay quần ỏo…………………………………….……131
14. Phòng bảo vệ và phòng giao ca……………………………………131
15. Nhà để máy phát điện…………………………………………… 131
16. Nhà khỏch…………………………………………………………131
CHƯƠNG IX : TÍNH KINH TẾ
A. Mục đích và ý nghĩa………………………………………… ……133
B. Nội dung phần tính kinh tế………………………………… …… 133
I. Chi phí tài sản cố định…………………………………… ……133
1. Vốn đầu tư cho công trình xây dựng………………………….……133
2. Vốn đầu tư thiết bị…………………………………………………134
3. Tổng chi phí đầu tư của nhà mỏy………………………………… 136

4. Chi phí nguyên liệu chớnh………………………………………….136
5. Nguyên liệu phụ……………………………………………………136
6. Chi phí nhiên liệu và động lực……………………………… ……136
7. Tiền lương…………………………………………………….……136

5

8. Bảo hiểm xã hội…………………………………………… …… 139
9. Chi phí bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị, nhà xưởng………… …….139
10. Tính tổng chi phí một năm………………………………… …….139
11. Tính giá thành toàn bộ…………………………………… ………139
II. Đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả………………………….………140
1. Tổng doanh thu của nhà mỏy……………………………… …….140
2. Doanh thu thuần…………………………………………… …….140
3. Đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả……………………………… … 142
CHƯƠNG X : VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG
1. Vệ sinh nhà mỏy……………………………………………………145
2. Vệ sinh cỏ nhõn…………………………………………….………145
3. Vệ sinh thiết bị…………………………………………………… 145
4. Vệ sinh công nghiệp……………………………………………… 146
I.Bảo hộ an toàn lao động……………………………………… ……146
1. Chống tiếng ồn và tiếng động…………………………………… ……147
2. Chống khí độc trong sản xuất…………………………………… ……147
3. An toàn về điện…………………………………………………… … 147
4. An toàn khi thao tác và vận hành thiết bị………………………… … 148
5. An toàn phũng chỏy và chữa chỏy……………………………… …….148
PHẦN KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHẦN I : MỞ ĐẦU

6

Bia là một loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu chất dinh dưỡng, tạo cảm giác
sảng khoái, mát và bổ. Nó được coi như mét loại nước giải khát. Ngoài ra uống
bia còn cung cấp một lượng lớn calo cho người uống, theo tính toán thì 1 lít bia
cung cấp từ 400 800 kcal cho người sử dụng nã. Trong bia còn chứa một hệ
enzim phong phú, đặc biệt là hệ enzim tiờu hoỏ, cỏc chất khoáng vi lượng, đa
lượng, các vitamin, đặc biệt là các vitamin không thay thế.
Được sản xuất từ loại nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon và
nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có tính chất cảm
quan rất hấp dẫn đối với mọi người : hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, líp bọt
trắng mịn, màu vàng tươi, hàm lượng CO
2
(5g/l) giúp cơ thể con người giải khát
một cách triệt để khi ta uống. Vì vậy mà ngày nay bia là loại đồ uống được dùng
rất phổ biến trên thế giới và có xu thế ngày càng tăng. Hơn nữa bia là loại đồ
uống có giá cả rất rẻ nên ngày càng kích thích người tiêu dùng sử dụng nó.
Trong khoảng 10 năm trở lại đây, nghành công nghiệp thực phẩm nói
chung và nghành công nghiệp sản xuất bia nói riêng ở nước ta đó cú diện mạo
mới. Năm 1997 sản lượng bia cả nước ta đạt 670 triệu lớt/năm. Với mức sản xuất
này thì tiêu thụ bình quân đầu người chỉ đạt 7 8 lớt/người/năm. Đây là một tỷ
lệ cũn khỏ thấp so với các nước trong khu vực và trên thế giới. Một số nước phát
triển trên thế giới con số này là khoảng 130 200 lít/ người/năm như ở Mỹ,
Séc, Hà Lan, Pháp, Đức, ý…sản lượng bia sản xuất hằng năm của nước ta không
ngừng gia tăng với tốc độ cao trong những năm gần đõy đó góp phần thu hẹp
khoảng cách chênh lệch này. Để góp phần vào việc xây dựng nhiều nhà máy sản
xuất bia có chất lượng quốc tế góp phần đáp ứng cho nhu cầu trong nước và tiến
tới xuất khẩu thì việc học hỏi kinh nghiệm của các nước có nền công nghệ tiên
tiến trong lĩnh vực này kết hợp với việc chuyển giao công nghệ và việc tạo ra sự
đặc trưng cho loại bia của nước ta là hết sức cần thiết, nó đòi hỏi sự cố gắng, nỗ

7

lực hết sức của các nhà khoa học trong nước về lĩnh vực này và sự đầu tư thoả
đáng của các cơ quan nhà nước có liên quan.
Chớnh vì những yêu cầu và sự cần thiết trên mà trong kỳ tốt nghiệp này
em được giao thiết kế nhà máy sản xuất bia chai giành cho xuất khẩu. Đây là một
nhiệm vụ rất mới đối với em, nó đòi hỏi em phải cố gắng nghiên cứu tài liệu,
tổng hợp kiến thức từ các lần đi thực tập vừa qua, cùng với sự hướng dẫn, chỉ
bảo tận tình của các thầy cô giáo trong viện Công nghệ sinh học & công nghệ
thực phẩm Trường đại học Bách Khoa hà nội. Đặc biệt là thầy giáo Ts.Khuất
Hữu Thanh, em tin là mình sẽ hoàn thành được bản đồ án này theo cỏc yờu cầu
đặt ra. Tuy nhiên cũng không tránh khỏi được các thiếu sót. Kính mong sự
hướng dẫn góp ý của các thầy cô giáo và bạn bè để em có thể thực hiên tốt hơn
bản đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn.
PHẦN II : NỘI DUNG ĐỒ ÁN
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
I. Sơ lược về lịch sử phát triển và sản xuất bia

8

Theo các dấu tích tìm được trờn đỏ cỏc nhà khoa học đã chứng minh được
bia đã xuất hiện vào khoảng 7000 năm trước công nguyên, nguồn gốc của bia
vốn là lên men dịch chỏo ngũ cốc và rất được ưa chuộng ở Babilon, Sumeric, Ai
cập…Với các tên gọi về bia khác nhau ở các địa danh khác nhau như : Sikanu,
Shekar hay Zythum…Kỹ thuật sản xuất bia sau thời kỳ này được các tầng líp
giáo sĩ ở Châu Âu tiếp thu vào thế kỷ XIII sau công nguyên. Họ đã đưa ra công
nghệ cùng sự cải tiến là sử dụng hoa houblon để cải thiện hương thơm và mùi vị
thay thế cho các gia vị khác tạo ra tính chất đặc trưng của bia mà đến tận ngày

nay vẫn chưa có một loại nguyên liệu nào thay thế được.
Năm 1875 nhà bác học người Pháp Louis Pasteur đã khám phá và khẳng
định nấm men là vi sinh vật duy nhất mà hoạt động sống của nó làm nên quá
trình lên men bia. Từ đó công nghệ, thiết bị sản xuất bia luôn luôn được cải tiến,
đã có nhiều công nghệ mới ra đời nhờ ứng dụng của khoa học kỹ thuật như : sử
dụng máy làm lạnh, phân lập và nuôi cấy nấm man thuần khiết, sử dụng cỏc hoỏ
chất, các máy móc để tăng thời gian bảo quản bia như : acid ascorbic, H
2
O,
dietyl cacbonat, enzim hỗn hợp glucooxydaza, catalaza…
Trong khoảng 10 năm trở lại đây, nghành công nghiệp thực phẩm nói
chung và nghành công nghiệp sản xuất bia nói riêng ở nước ta đó cú diện mạo
mới. Năm 1997 sản lượng bia cả nước ta đạt 670 triệu lớt/năm. Với mức sản xuất
này thì tiêu thụ bình quân đầu người chỉ đạt 7 8 lớt/người/năm. Đây là một tỷ
lệ cũn khỏ thấp so với các nước trong khu vực và trên thế giới. Một số nước phát
triển trên thế giới con số này là khoảng 130 200 lít/ người/năm như ở Mỹ,
Séc, Hà Lan, Pháp, Đức, ý…sản lượng bia sản xuất hằng năm của nước ta không
ngừng gia tăng với tốc độ cao trong những năm gần đây đã góp phần thu hẹp
khoảng cách chênh lệch này. Để góp phần vào việc xây dựng nhiều nhà máy sản
xuất bia có chất lượng quốc tế góp phần đáp ứng cho nhu cầu trong nước và tiến

9

tới xuất khẩu thì việc học hỏi kinh nghiệm của các nước có nền công nghệ tiên
tiến trong lĩnh vực này kết hợp với việc chuyển giao công nghệ và việc tạo ra sự
đặc trưng cho loại bia của nước ta là hết sức cần thiết, nó đòi hỏi sự cố gắng, nỗ
lực hết sức của các nhà khoa học trong nước về lĩnh vực này và sự đầu tư thoả
đáng của các cơ quan nhà nước có liên quan.
II. Các loại bia chủ yếu hiện nay
Hiện nay trên thế giới sản xuất ra rất nhiều loại bia từ các nguyên liệu

khác nhau. Nhưng phần lớn bia hiện nay được sản xuất từ malt sau khi đã qua
giai đoan ươm mầm thường gọi là malt đại mạch, thêm vào đó là hoa houblon để
tạo hương vị và màu sắc đặc trưng cho bia và một số các phụ gia khác.
Phân loại then nguyên liệu sản xuất:
- Nếu bia được sản xuÊt từ malt vàng thì gọi là bia vàng.
- Nếu bia sản xuất từ malt đen gọi là bia đen.
Phân loại theo phương thức sản xuất ta có thể chia ra các loại bia như :
- Bia chai.
- Bia hơi.
- Bia lon …
Ngoài ra ở cỏc vựng khác nhau, các quốc gia khác nhau khi sản xuất bia
người ta có cho thêm vào đó một số hương liệu đặc biệt cộng thêm những cách
thức làm bia riêng của họ nên tạo ra một số loại bia đặc trưng và có tên gọi theo
cách của nhà sản xuất.

10

III. S chung v cỏc giai on sn xut bia.
IV. Cỏc yờu cu i vi bia chai ginh cho xut khu
i vi bia chia ginh cho xut khu nh sn xut phi t c mt s
cỏc yờu cu chớnh sau :
- Bia sn xut ra phi t cht lng cao yờu cu ginh cho xut khu.

Nguyên liệu
Nấu
Làm lạnh
Nấu hoa
Lọc bã
Lên men
Lọc trong

Bão hoà CO
2
Hoàn thiện sản phẩm
Kho bảo quản
Các đại lý
Ng ời tiêu dùng
11

- Phải tìm hiểu sở thích và khẩu vị của người tiêu dùng ở nước mà nhà
máy có dự định xuất sang để từ đó cú cỏc điều chỉnh về hương vị, màu sắc …
cho phù hợp.
- Cần chọn phương án sản xuất để đáp ứng đủ nhu cầu cho khách hàng
đúng thời hạn và chất lượng.
- Cần phải có chính sách giá phù hợp và cạnh tranh với các loại bia đang
được tiờu thụ tại thị trường đó.
- Ngoài ra nhà sản xuất còn cần phải dó các dịch vụ khách hàng như :
khuyến mãi, quảng cáo, tài trợ cho các hoạt động văn hoá, nhân đạo tại quốc gia
đó để từ đó quảng bá sản phẩm của mình.
CHƯƠNG II : LẬP LUẬN KINH TẾ
Xuất phát từ tình hình phát triển bia trong nước và trên thế giới hiên nay,
cũng như giá trị ding dưỡng do bia mang lại thì việc thiết kế một nhà máy bia là
một việc làm có hiệu quả.
Việc sản xuất bia chai giành cho xuất khẩu là một ý tưởng rất mới của các
nhà máy bia hiện nay. Vì đa số các nhà máy bia ở nước ta gồm các nhà máy bia

12

quốc doanh, các nhà máy bia liên doanh và các nhà máy bia của doanh nghiệp tư
nhân chỉ sản xuất phục vụ nhu cầu tiêu thụ trong nước. Nên việc sản xuất bia
giành cho xuất khẩu ở nước ta bõy giờ cũn nhiều bất cập trong công tác sản xuất

và tiêu thụ sản phẩm nên có tính rủi do cao. Nhưng không phải vì vậy mà nước
ta không thể khai thác được thị trường ngoài nước. Theo em nghĩ nếu các nhà
sản xuất trong nước đầu tư vào việc tìm hiểu các thị trường quốc tế thì hướng tới
nước ta có thể xuất khẩu được bia ra nước ngoài.
Trong đồ án tốt nghiệp này của em thiết kế một nhà máy sản xuất bia có
chất lượng cao nên có thể đạt được yêu cầu đối với xuất khẩu. Ban đầu công suất
của nhà máy chỉ là 2 triệu lít một năm, nếu thông qua thị trường tiêu thụ tốt thì
có thể nâng năng suất của nhà máy lên được 5 triệu lít năm hoặc hơn nữa.
Em tin tưởng rằng việc sản xuất bia giành cho xuất khẩu là một ý tưởng
hay và sẽ thu được thành công và mở ra một hướng mới cho các nhà máy sản
xuấ bia trong nước hiện nay.
Do vậy việc thiết kế xây dựng một nhà máy bia chai giành cho xuất khẩu
tại nước ta là dự án có khả thi và hiệu quả.
CHƯƠNG III : CHỌN NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT BIA
Các loại nguyên liệu chính trong sản xuất bia bao gồm : malt đại mạch đã
được ươm mầm, hoa họublon, nấm men, nước. Ngoài ra cũn cú nguyên liệu thay
thế một phần malt như : gạo và một số loại ngò cốc khác, cùng một số chế phẩm
enzim và các chất tẩy rửa và chất trợ lọc phục vụ trong quá trình sản xuất bia.
1. Malt đại mạch

13

Malt đại mạch là sản phẩm của malt được tiến hành cho nảy mầm ở những
điều kiện thích hợp. Thành phần hoá học của malt đại mạch rất phức tạp nó phụ
thuộc vào giống malt, điều kiện đất đai, khí hậu, điều kiện canh tỏc…, thành
phần chủ yếu của malt đại mạch gồm :
- Nước(thuỷ phần).
- Gluxit (tinh bét, xelluloza, hemixelluloza, các hợp chất pectin và
các chất dạng keo, saccharid thấp phân tử).
- Các hợp chất chứa nitơ (protit, các chất chứa nitơ phi protit).

- Các chất không chứa nitơ (polyphenol và chất đắng, fitin, vitamin,
chất khoáng).
- Chất béo và lipoid.
- Enzim (hydrolaza, decmolaza…).
Malt đưa vào sản xuất bia phải đạt đủ tiêu chuẩn của nhà sản xuất. Chỉ tiêu
chất lượng của malt như sau:
+ Cảm quan :
- Màu sắc : màu vàng tươi, vàng sáng.
- kích thước hạt : tương ứng với hạt malt ban đầu.
- Tỷ lệ hạt gãy : ≤ 0,5%.
- Tỷ lệ hạt gãy : ≤ 1,0%.
- Hạt có vết cắt trắng trong từ : 2,5 5%.

14

+ Các chỉ tiêu cơ học :
- Dung trọng : 45 60 kg/ hl.
- Trọng lượng khô tuyệt đối : trung bình từ : 28 38 g/1000 hạt
(theo trọng lượng).
- Từ 25 37 g/1000 hạt (theo chất khô tuyệt đối).
- Độ cứng, độ nhuyễn : 50 000 g.cm/g.
+ Các chỉ tiêu hoá lý học :
- Độ Èm : w ≤ 7%.
- Độ hoà tan trung bình : 75 80%. (theo % chất khô).
- Cường độ màu: Malt vàng từ : 0,16 0,25ml iod 0,1N/100ml H
2
0
- Hàm lượng maltoza : 75 80% chất hoà tan.
- Độ axít : pH dung dich thí nghiệm : 5,5 6,5.
*Các thành phần chính của malt (theo % chất khô) :

- Tinh bét : 58%.
- Pentoza : 10%.
- Xelluloza : 6%.
- Đường khử : 4%.
- Chất béo : 2,5%.

15

- Protein : 9 10%.
- Hoạt lực diastaza: 200 250
0
WK hay thời gian đường hoá malt vàng
từ : 10 20 phót/70
0
C.
2. Hoa houblon
Hoa houblon là loại nguyên liệu quan trong thứ hai trong sản xuất bia sau
malt đại mạch. Nó được con người biết đến và sử dụng khoảng 3000 năm trước
công nguyên.
Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng làm
tăng khă năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh
học của bia, đồng thời từ hoa chiết ra nhòng chất có khả năng sát trùng. Do
những tính năng cực kỳ như vậy của hoa houblon cho nên qua mấy thiờn niên kỷ
tồn tậi của nghành sản xuất bia hoa houblon vẫn giữ được vai trò độc tôn và là
loại nguyên liệu không thể thay thế trong ngành công nghiệp sản xuất bia hiện
nay.
Hoa houblon thường dùng trong sản xuất bia cú cỏc chỉ tiêu sau:
- Nước (độ Èm) : 11 13%.
- Chất đắng : 15 21%.
- Polyphenol : 2,5 6%.

- Protein : 15 21%.
- Xelluloza : 12 14%.
- Chất khoáng : 5 8%.

16

- Tinh dầu thơm : 0,3 1%.
- Các chất khác : 26 28%.
Các chất có giá trị nhất trong hoa houblon là chất đắng, tinh dầu thơm và
polyphenol.
Các chỉ tiêu cảm quan :
Hoa nguyờn cỏnh sử dụng trong sản xuất bia thì rất tốt nhưng chiếm
thể tích lớn cồng kềnh, khó bảo quản, hiệu quả sử dụng thấp. Nên người ta
thường chế biến hoa houblon thành các chế phẩm của nó để tiện cho sử dụng và
bảo quản thường dưới các dạng sau:
- Bét humulon (hoặc viên).
- Homulom chiết ly.
- Humulon đồng phân.
Các chế phẩm của hoa houblon đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới
chiếm 40% lượng hoa trong sản xuất bia.
3. Nước
Nước là một trong những nguyên liệu chính vô cùng quan trọng trong suốt
quá trình sản xuất bia, nó chiếm một tỷ lệ lớn trong thành phẩm. Nên ảnh hưởng
trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm. Do vậy nước trong sản xuất bia phải đạt
dược các yêu cầu sau :
- Độ cứng : nằm trong khoảng nườc mềm đến nước trung bình từ 0 
8
0
H hoặc từ 0 2,8 meq/l.

17

- Độ pH : 6,5 7,2.
- Hàm lượng muối cacbonat : < 50 mg/lớt.
- Hàm lượng muối NH
3
và NO
2
: 0 mg/lớt.
- Hàm lượng muối clorua : 70 100 mg/lớt.
- Hàm lượng muối CaSO
4
: 130 180 mg/lớt.
- Hàm lượng Mg : < 100 mg/lớt.
- Vi sinh vật tổng sè : < 100 vsv/ml.
- Chỉ sè E.coli : ≤ 3vsv/ml.
- Khối lượng cặn dao động : : 250 500 mg/lớt.
Ngoài các yêu cầu hoá học trờn thỡ nước dùng trong sản xuất bia cần thêm
một số yêu cầu sau:
- Không có mùi vị lạ.
- Màu trong suốt.
4. Gạo
Gạo là một phần nguyên liệu dùng làm nguyên liệu thay thế cho một phần
malt nhằm mục đích hạ giá thành sản phẩm, phù hợp hơn với khẩu vị của người
tiêu dùng, tăng chất lượng và tạo sự khỏc biờt với một số loại bia của nước
ngoài.

18

Trong công nghệ sản xuất bia này ta chọn gạo làm nguyên liệu thay thế

với tỷ lệ 15% tổng lượng nguyên liệu. Đây là tỷ lệ nguyên liệu thay thế thích hợp
để sản xuất loại bia có chất lượng cao đáp ứng cho nhu cầu bia xuất khẩu.
Gạo trong sản xuất bia của nhà máy phải đạt các yêu cầu sau :
- Độ Èm : 12% (%kl).
- Gạo không mốc, không thấm nước.
- Hàm lượng chất tan : 85 92%.
- Protein : 6 8%.
- Tinh bét : 75 80%.
Gao sử dụng là gạo tẻ phải có màu trắng đều tỷ lệ các hạt bị trắng bụng, bị
bệnh <5%.
5. Nấm men giống
Trong sản xuất bia cũng như các sản phẩm lên men khỏc thỡ men giống
giữ vai trò quyết định đến chất lượng của sản phẩm. Trong đồ án tốt nghiệp này
tôi chọn phương pháp lên men chìm và giống nấm men được sử dụng là
Saccharomyces Carlbergensis được nhân giống trong phòng thí nghiệm từ
chủng thuần khiết sau đó đem ra nhân giống sản xuất kết hợp với lượng men tái
sinh từ mẻ trước sau khi đã rửa sạch và hoạt hoá lại.
6. Mét số các chất phụ khác
- Axớt : H
2
SO
4
, HNO
3
, ascorbic :dùng để tẩy rửa và xử lý men và chèng oxy
hoá.

19

- Kiềm (NaOH).

- CaCl
2
:để điều chỉnh pH.
- H
2
O
2
, KMnO
4

CHƯƠNG IV : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
I. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia chai theo công nghệ lên
men mét pha.

20


Nghiền
Định l ợng
Định l ợng
Malt đại
mạch
Nghiền
Lọc dịch đ ờng
Hồ hoá
Tecmamyl
Đ ờng hoá
Nấu hoa
Lạnh nhanh
Lên men

Lắng Whirlpool
Bã thải
Bã thải
Men
giống
Hoạt
hoá
Rửa
men
Men
thu hồi
H
2
O sôi
H
2
O sôi
Hoa houblon
Gạo
21
Lọc trong bia
Sục khí CO
2
Chiết chai và rập
nút
Thanh trùng
Rán nhãnRập hạn SD
Nhập khoĐóng kétNgời tiêu dùngCác đại lý
Chất trợ lọc
Kiểm

tra
Rửa chai
Kiểm
tra
Kiểm
tra
Kiểm
tra
Cặn

Trong đồ án tốt nghiệp này tôi chọn quy trình công nghệ sản xuất bia
theo công nghệ lên men mét pha. Đây là một công nghệ lên men hiện đại đang
rất phổ biến hiện nay ở nước ta và trên thế giới. Trong công nghệ lên men cổ
điển quá trình lên men chính, phụ và tàng trữ bia là hai giai đoạn tách biệt nhau,
diễn ra ở hai loại thiết bị khác nhau, xắp sếp ở các mặt bằng khác nhau và những
điều kiện khác nhau . Người ta thường gọi công nghệ này là công nghệ lên men
hai pha. Nhưng đối với công nghệ lên men mét pha thì hai quá trình đó không có
một danh giới rõ rệt và được tiến hành trong cùng một thiết bị.

22

Thực chất công nghệ lên men mét pha cũng giống công nghệ lờn men gia
tốc cùng tiến hành trong một loại thiết bị thùng trụ đỏy cụn. Khác biệt chủ yếu
chỉ là kích thước củ thiết bị công nghệ lên men mét pha được tiến hành trong các
thiết bị có kích thước lớn gọi là tank lên men kích thước có thể dao động từ 5 m
3
đến vài trăm m
3
. Do thiết bị có kích thước lớn nên hiệu ứng của các biến đổi
thuỷ động học đến trạng thái sinh lý của nấm men và các quá trình chuyển hoá là

theo chiều tích cực. Điều đó có nghĩa là chất lượng của bia thành phẩm sẽ cao
hơn, đõy chớnh là một trong những ưu điểm của công nghệ này . Mặt khác công
nghệ lên men mét pha sẽ rút ngắn được thời gian lên men từ đó nâng cao năng
suất của các nhà máy sản xuất theo công nghệ này.
Hiện nay các nhà máy sản xuất bia theo công nghệ lên men mét pha
thường tiến hành lên men trong loại thiết bị thùng trụ đỏy cụn kiểu đứng phổ
biến từ vài chôc đến vài trăm mét khối .
II.Thuyết minh quy trình sản xuất
A. PHÂN XƯỞNG NẤU
1. Nghiền nguyên liệu
a .Malt đại mạch
Mục đích của quá trình nghiền malt là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh nhỏ
để tăng bề mặt tiếp xúc với nước làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành
phần chất của nội nhủ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hoá và các quá trình
thủy phân khác nhanh và triệt để hơn.Trong quy trình sản xuất này ta tiến hành
nghiền malt theo giải pháp nghiền khụ.Thành phần chủ yếu của hạt malt là vỏ và
nội nhò. Hai hợp này khác nhau về thành phần, tính chất vật lý, cơ lý, hóa học và
cũng khác nhau về chức năng và vai trò trong công nghệ sản xuất dịch đường.

23

Vỏ của hạt có cấu tạo chủ yếu từ xelluloza, linhin, các hợp chất
polyphenol, các chất khoáng. Ngoài ra còn chứa thêm một Ýt penoz, các chất
màu và chất đắng. Xelluloza và linhin là những hợp chất không hoà tan trong
nước và không hề bị thay đổi cấu trúc dưới tác dụng của hệ enzim trong malt.
Điều đó có nghĩa là từ vỏ, ta không nhận được các chất hoà tan cho dịch đường.
Chỉ có một lượng không đáng kể pentoza có thể bị thuỷ phân để tạo thành đường
đơn giản, hoà tan. Tất cả các thành phần còn lại của vỏ ở mức độ Ýt nhiều chúng
có thể hoà tan vào nước và đi vào thành phần của dịch đường. Sự có mặt của các
chất hoà tan này trong dịch đường là một dấu hiệu bất lợi vỡ chỳng sẽ làm cho

bia có vị đắng và chát khó chịu. NÕu vỏ càng nghiền nhỏ, lượng chất đắng và
chất chát càng dễ hoà tan vào dịch đường. Vì vậy xu thế trong quá trình nghiền
là càng bảo toàn nguyên vỏ bao nhiờu thỡ càng tốt bấy nhiêu. Một thực tế là sau
khi đường hoá, khối cháo phải qua khâu lọc để tỏch bó khỏi pha lỏng. Nờn lớp
vỏ đóng vai trò rất quan trọng đảm bảo tiến trình lọc đúng chế độ là líp màng lọc
. Cấu trúc của líp lọc bao gồm : bé khung là cỏc lớp vỏ trấu, lấp đầy khoảng
trống giữa cỏc lớp vỏ trấu là các hạt tấm chưa đường hoá hết, bùn từ cháo,
protein kết tủa, phức chất polyphenol – protein và nhiều tạp chất khác. Nhờ có
vỏ trấu, líp lọc được kết cấu rất chắc chắn nhưng vẫn cần đảm bảo đủ độ xốp để
tạo thành các mương mao dẫn đi theo đường ziczăc. Do chênh lệch áp suất, dịch
đường ở phía trên màng lọc sẽ chảy theo các đường ziczăc này, xuyên qua líp
lọc, đạt đến độ trong cần thiết và giải phóng khỏi hỗn hợp . Nếu các cấu tử của
vỏ trấu có kích thước quỏ bộ thỡ độ dài đường ziczăc sẽ ngắn hơn, khả năng lọc
trong sẽ kém hơn, các mương dẫn dễ bị tắc, kết quả dẫn đến hiệu quả của quá
trình lọc kém.

24

Nội nhò của malt chứa chủ yếu là tinh bét, dextrin, đường, protein, các sản
phẩm thuỷ phân của protein,…và nhiều hợp chất khỏc. Cỏc hợp phần này của
nội nhủ là nguồn chính cung cấp chất hoà tan (chất chiết) cho dịch đường. Trong
quá trình đường hoỏ chỳng phải chịu tác động của nhiều enzim để chuyển hoá
thành các hợp chất thấp phân tử, dễ hoà tan, bởi vậy sẽ rất hợp lý nếu những
phần này của nội nhò được nghiền mịn. Nhưng nghiền mịn phần nội nhò lại có
điểm bất lợi là phần cháo trong màng lọc sẽ nén rất chặt, thể tích của chúng Ýt,
sẽ cản trở việc lọc dịch và đến lúc rửa bã malt sẽ không thể nào chiết rút hết các
thành phần dinh dưừng ở trong đó . Tốc độ lọc, chất lượng của quá trình lọc, mặt
khác phụ thuộc vào thể tích của líp lọc, mà đại lượng cuối cùng này lại phụ thuộc
vào mức độ nghiền của malt. Điều này có thể được làm sáng tỏ qua số liệu ở
bảng sau:

Mức độ nghiền
Thể tích bột nghiền và bã từ 100
kg(0,18m
3
) malt,m
3
Bột nghiền Bã
Nghiền thô(20-25%) bét
Nghiền mịn(50-60%) bét
Nghiền rất mịn(80=90%) bét
0,28
0,21
0,20
0,20
0,13
0,10
Quá trình nghiền malt khụ cũn phức tạp ở chỗ là trong nội nhò của hạt,
cấu trúc của chúng ở các khu vực là không đồng nhất như nhau. Trong quá
trình ươm mầm, sự hoạt động của hệ enzim được bắt đầu từ khu vực phôi, sau
đó lan toả đến phía cuối hạt. Thông thường ở cuối mòi của hạt enzim không
xâm nhập tới nơi, ở đó không có quá trình thuỷ phân xảy ra, phần hạt này giữ
nguyên màu trắng trong tinh bột vẫn còn rất cứng. Để tận dụng hết thành phần
chất chiết, về nguyên tắc, khu vực này của nội nhò cần phải nghiền thật mịn .

25