luận văn công nghệ thực phẩm NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG THIẾT BỊ THANH TRÙNG BIA KIỂU BẢN MỎNG”

Phan Quang Minh CKBQ – K51
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề Tài:

“NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH
CỦA HỆ THỐNG THIẾT BỊ THANH TRÙNG BIA KIỂU BẢN
MỎNG”
Giáo viên hướng dẫn: Ths.Phạm Đức Nghĩa
Sinh viên thực hiện: Phan Quang Minh
Lớp: BQCB- K51

HÀ NỘI – 2011
MỤC LỤC
1
Phan Quang Minh CKBQ – K51
Yêu cầu kỹ thuật và phân loại 30
a) Yêu cầu kỹ thuật 30
2
Phan Quang Minh CKBQ – K51
ĐẶT VẤN ĐỀ
Khi nhu cầu sống của con người được cải thiện thì nhu cầu ăn uống ngày
càng cao, không những về số lượng mà cả về chất lượng, không những ăn no mà
phải ngon. Vì vậy việc có những thực phẩm vừa đáp ứng được thị hiếu, Vừa đáp
ứng dinh dưỡng là vấn đề cần thiết, cũng từ đó mà ngành công nghệ thực phẩm
đã ra đời và ngày càng phát triển. Cùng với sự phát triển về kinh tế, nhu cầu về
thực phẩm và đồ uống của người tiêu dùng ngày càng tăng. Trong đó Bia là một
loại nước giải khát có nhiều lợi ích cho sức khỏe con người.
Bia là loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao
và có độ cồn thấp, mùi vị thơm ngon và bổ dưỡng. Bia chứa khoảng 3,5- 5,5%
alcohol, trong bia có khoảng 17 loại acid amin (chất đạm) và một hệ men khá

phong phú, nhất là men tiêu tinh bột amylase. Ngoài ra bia còn có nhiều giá trị
dinh dưỡng như kích thích tiêu hóa, ăn uống ngon miệng, tăng điều kiện bổ
dưỡng, đặc biệt có khả năng làm tăng nhịp tim, tăng sức co bóp cơ tim làm tăng
lưu thông máu.
Trong những năm gần đây, nhu cầu uống bia của con người ngày một tăng
nhanh, cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học, công nghệ sản xuất bia có
những bước tiến nhảy vọt. Nhiều cải tiến về công nghệ đã được áp dụng vào
sản xuất bia, đã nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết
bị, và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Ngày nay ngành sản xuất bia Việt Nam
cũng như các nhà máy bia liên doanh hay cỏc hóng bia nước ngoài luôn không
ngừng mở rộn, cải tiến xây dựng các nhà máy mới phù hợp và nâng cao chất
lượng nhằm đáp ứng nhu cầu chung, với xu hướng cạnh tranh và chiếm lĩnh thị
trường.
Trước đây ở Việt Nam chỉ có hai nhà máy bia lớn ở Sài Gòn và Hà Nội, sản
lượng hàng năm hàng triệu lít. Trong những năm đổi mới nhiều nhà máy bia của
nước ngoài hoặc liên doanh với Việt Nam, có công nghệ và thiết bị tiên tiến đã
3
Phan Quang Minh CKBQ – K51
ra đời. Đồng thời, hầu như các tỉnh đều có cơ sở sản xuất bia cỡ trung và cỡ nhỏ,
đã làm cho sản lượng chung tăng lên rất nhiều và đã đáp ứng được nhu cầu
người tiêu dùng.
Trong quy trình cụng nghờ sản xuất bia, khâu thanh trùng đóng vai trò quan
trọng, quyết định chất lượng, thời gian bảo quản sản phẩm, giúp sản phẩm
không bị hư hỏng mà vẫn giữ được chất lượng, hương vị mong muốn. Các thiết
bị thanh trùng được sử dụng tiêu diệt các loại vi khuẩn có hại trong sản phẩm
làm tăng thời hạn bảo quản sản phẩm.
Để tìm hiểu sâu sắc hơn về công nghệ cũng như thiết bị sản xuất bia và xuất
phát từ nhu cầu thực tiễn. Tôi mạnh dạn thực hiện đề tài: “NGHIấN
CỨU,TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA THIẾT BỊ
THANH TRÙNG BIA KIỂU BẢN MỎNG”

4
Phan Quang Minh CKBQ – K51
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Tầm quan trọng của việc thanh trùng bia
Thanh trùng là khâu rất quan trọng, quyết định chất lượng và thời gian bảo
quản sản phẩm. Nhờ tác dụng của nhiệt độ cao, vi sinh vật và enzyme trong bia
bị tiêu diệt, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Đây là phương pháp cất giữ
thục theo nguyên lý tiêu diệt mầm mống gây hư hại thực phẩm (nguyên tắc đình
chỉ sự sống) bằng nhiều phương pháp khỏc: dựng dòng điện cao tần, tia ion hóa,
siêu âm, lọc thanh trùng, tác dụng của nhiệt.
Các thiết bị thanh trùng được sử dụng tiêu diệt các loại vi khuẩn có hại trong
sản phẩm nhằm làm tăng thời hạn bảo quản sản phẩm. Khi thanh trùng bằng
nhiệt thì thanh trựng cũn nhằm mục đích làm chín thực phẩm thay thế cho quá
trình nấu chín.
Thanh trùng được áp dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp sản xuất đồ
hộp rau quả, thịt cá, sữa và công nghiệp sản xuất bia rượu, nước giải khát,
Việc thanh trùng được thực hiện trước hoặc sau khi chế biến, có thể trực tiếp
hoặc gián tiếp. Thanh trựng giỳp thực phẩm có thể bảo quản được lâu hơn,
không bị hư hỏng mà vẫn giữ được chất lượng, hương vị như lúc đầu.
1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm bia ở trong và ngoài
nước
 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm bia ở trên thế giới.
Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia
được sử dụng như một thứ nước giải khát thông dụng. HIện nay trên thế giới cú
trờn 25 nước sản xuất bia với sản lượng trên 100 tỷ lớt/năm, trong đó, Mỹ, Đức,
mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lớt/năm, Trung Quốc 7 tỷ lớt/năm
5
Phan Quang Minh CKBQ – K51
Thống kê bình quân mức tiêu thụ hiện nay ở một số nước công nghiệp tiến
tiến trong năm 2004 như sau: Cộng hòa Czech hơn 150 lớt/người/năm, Đức 115

lớt/người/năm, Úc khoảng 110 lớt/người/năm
Tổng lượng tiêu thụ trên thế giới năm 2003 khoảng 144,296 triệu kl, năm
2004 khoảng 150,392 triệu kl (tăng 4,2%). Lượng bia tiêu thụ tăng hầu khắp cỏc
vựng, ngoại trừ vùng Địa Trung Hải, đẩy lượng tiêu thụ trên toàn thế giới tăng
lên. Nhưng lượng tăng đáng kể nhất là Trung Quốc, Thái Lan, Philipin với tốc
độ tăng đến 11,2%.
Châu Á là một trong những khu vực có lượng bia tiêu thụ đang tăng nhanh,
các nhà nghiên cứu thị trường bia của thế giới nhận định rằng Châu Á đang dần
giữ vị trí dẫn đầu về tiêu thụ bia trên thế giới.
Trong khi sản xuất bia ở Châu Âu có giảm, thì ở Châu Á, trước kia nhiều
nước có mức tiêu thụ trên đầu người thấp, đến nay đã tăng bình quân 6,5%/năm.
Thái Lan có mức tăng bình quân cao nhất 26,5%/năm, tiếp đến là Philipin
công nghiệp bia Châu Á. Từ năm 1980 đến năm 1990 sản lượng bia tăng từ
22,2%/năm, Malaysia 21,7%/năm, Indonesia 17,7%/năm. Đây là những nước có
tốc độ tăng nhanh trong khu vực. Các nước xung quanh ta như Singapore đạt 18
lit/người/năm, Philipin đạt 20 lớt/người/năm (theo số liệu của Viện rượu - bia -
nước giải khát Việt Nam).
Công nghiệp bia của Trung Quốc phát triển là nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy
sự tăng trưởng của ngành 69,8 triệu lớt lờn 1230 triệu lít, tức là tăng 17 lần.
6
Phan Quang Minh CKBQ – K51
Hình 1.1 Biểu đồ phân chia lượng bia tiêu thụ theo vùng (2004)
(Nguồn từ Kirin news – Nhật Bản)
Thời kỳ từ 1981 đến 1987, mức tăng trưởng trên 20% (theo số liệu của Viện
rượu - bia - nước giải khát Việt Nam). Đến năm 2004, tổng lượng bia tiêu thụ ở
Trung Quốc là 28.640 triệu lít, xếp thứ hạng đầu tiên trên thế giới.
Tổng lượng bia tiêu thụ của các nước khu vực Châu Á trong năm 2004 đạt
43.147 triệu lít, tăng 11,2% so với năm 2003. Do thị trường bia trên thế giới
đang phát triển một cách năng động, các hãng bia sử dụng các chiến lược kinh
doanh khác nhau. Tại Mỹ và Châu Âu, do thị trường bia đã ổn định, chiến lược

kinh doanh bia là dành thị phần giảm chi phí sản xuất. Ngược lại, tại Trung
Quốc là nơi thị trường đang tăng trưởng (nhất là đối với các loại bia chất lượng
cao) chiến lược là phát triển sản xuất, tăng sản lượng và nâng cao chất lượng.
 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm bia tại Việt Nam
Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của Nhà
máy Bia Sài Gòn và Nhà máy Bia Hà Nội, như vậy ngành bia Việt Nam đó có
lịch sử trên 100 năm.
Năm năm trở lại đây, do tác động của nhiều yếu tố như tốc độ tăng trưởng
GDP, tốc độ tăng dân số, tốc độ đô thị hóa, tốc độ đầu tư mà ngành công
nghiệp bia đã phát triển với tốc độ tăng trưởng cao. Chẳng hạn như năm 2003,
sản lượng bia đạt 1290 triệu lít, tăng 20,7% so với năm 2002, đạt 79% so với
7
Phan Quang Minh CKBQ – K51
công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầu người đạt 16 lớt/năm, nộp ngân sách
nhà nước khoảng 3650 tỷ đồng.
Số lượng cơ sở sản xuất giảm xuống so với những năm cuối thập niên 1990,
đến năm 2003 chỉ còn 326 cơ sở sản xuất so với 469 cơ sở tính từ năm
1998. Điều này là do yêu cầu về chất lượng bia, về mức độ vệ sinh an toàn thực
phẩm ngày càng cao, đồng thời do sự xuất hiện của nhiều doanh nghiệp bia lớn
có thiết bị hiện đại, công nghệ tiên tiến nờn cú sự cạnh tranh gay gắt, nhiều cơ
sở sản xuất quy mô nhỏ, chất lượng thấp không đủ khả năng cạnh tranh đã phá
sản hoặc chuyển sang sản xuất sản phẩm khác. Trong các cơ sở sản xuất bia đú,
cú Sabeco chiếm năng suất trên 200 triệu lớt/năm, Habeco năng suất trên 100
triệu lớt/năm, 15 nhà máy bia có năng suất trên 15 triệu lớt/năm và khoảng 165
cơ sở sản xuất có năng lực dưới 1 triệu lớt/năm.
Hai tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội và Sài Gòn là hai đơn
vị đóng góp tích cực và giữ vai trò chủ đạo trong ngành bia. Theo báo cáo của
các tỉnh thành phố trực thuộc trung ương và của hai tổng công ty, riêng năm
2003, doanh thu của ngành Bia Rượu Nước giải khát đạt 16.497 tỷ đồng, nộp
ngân sách nhà nước 5000 tỷ đồng, tạo điều kiện việc làm và thu nhập ổn định

cho trên 20.000 lao động. Sản lượng bia tiêu thụ toàn quốc đạt 1290 triệu lít, đạt
78,8% công suất thiết kế, trong đó Habeco và Sabeco đạt 472,28 triệu lít (chiếm
36,61% toàn ngành bia). Hai tổng công ty đã phát huy hết năng suất, phải gia
công tại một số địa phương nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người
tiêu dùng.
Nếu xét theo địa phương, năng lực sản xuất bia chủ yếu tập trung vào các
thành phố lớn như Thành phố Hồ Chí Minh chiếm 23,2% tổng năng lực sản xuất
bia toàn quốc, thành phố Hà Nội chiếm 13,44%, thành phố Hải Phòng chiếm
7,47%. Các nhà máy bia được phân bố trên 49 tỉnh thành của cả nước, trong đó
có 24 tỉnh thành có sản lượng trên 20 triệu lớt/năm. Đến nay còn một số tỉnh
thành chưa có nhà máy bia như: An Giang, Bạc Liêu, Bến Tre, Đồng Tháp
8
Phan Quang Minh CKBQ – K51
Những thương hiệu bia sản xuất tại Việt Nam đang chiếm ưu thế, đứng vững
trên thị trường và có khả năng tiếp tục phát triển mạnh trong quá trình hội nhập,
đó là: Sài Gòn, Sài Gòn special, 333, Hà Nội, Heineken, Tiger, Halida Lượng
bia thuộc các thương hiệu này đạt 713,8 triệu lít chiếm 55,24% thị phần tiêu thụ.
Mảng thị trường bia cao cấp cũng đã xuất hiện một số loại bia nhập khẩu và các
nhà hàng bia tươi (tại Hà Nội, cũng như thành phố Hồ Chí Minh cú trờn 10 nhà
hàng bia tươi) với sản lượng nhỏ nhưng đang ngày càng được ưa chuộng.
Các nhà máy bia có công suất trên 100 triệu lớt/năm đều có hệ thống thiết bị
hiện đại, tiên tiến, nhập khẩu từ các nước có nền công nghiệp sản xuất bia phát
triển mạnh như: Đức, Đan Mạch Các nhà máy bia có công suất trên 20 triệu
lớt/năm cho đến nay đã đầu tư chiều sâu, đổi mới thiết bị, tiếp thu trình độ công
nghệ tiên tiến vào sản xuất.
Năm 2003, kim ngạch nhập khẩu nguyên liệu cho ngành sản xuất bia (chủ
yếu là malt và hoa houblon) khoảng 76 triệu USD. Tổng công ty Habeco đã thử
nghiệm trồng thử đại mạch ở một số nơi nhưng chưa có kết quả do sự không phù
hợp về thổ nhưỡng và về khí hậu. Hiện tại đó cú một nhà máy sản xuất malt đại
mạch với công suất trên 50.000 tấn/năm và có khả năng mở rộng lên 100.000

tấn/năm (trích dẫn từ báo cáo tổng kết hoạt động nhiệm kỳ II từ 3/2001 đến
3/2005 của Hiệp hội Rượu Bia Nước giải khát Việt Nam).
Các nước Á Đông tuy hiện tại có mức tiêu thụ bia chưa cao bình quân
khoảng 20 lớt/người/năm ngoại trừ một số nước như Nhật Bản đạt 50
lớt/người/năm. Nhưng đây là một thị trường đông dân cư, sản lượng bia ở
Trung Quốc và Nhật Bản cũng gần bằng sản lượng bia của Đức, Mỹ. Ở Việt
Nam bia mới chỉ xuất hiện từ đầu thế kỉ 20, nhưng là một nước nằm trong vùng
nhiệt đới cận xích đạo đã tạo điều kiện thuận lợi để ngành công nghiệp bia tồn
tại và ngày càng phát triển. Từ ban đầu chỉ có các nhà máy bia nhỏ là nhà máy
bia Hà Nội và nhà máy bia Sài Gòn, 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
9
Phan Quang Minh CKBQ – K51
tăng. Hiện nay năng suất của nhà máy bia Hà Nội đã đạt trên 100 triệu lớt/năm
và đang tiếp tục tăng năng suất tới 200 triệu lớt/năm vào năm 2010, năng suất
của nhà máy bia Sài Gũn đó đạt trên 350 triệu lớt/năm và dự kiến sẽ là 780 triệu
lớt/năm vào năm 2010. 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 15lớt/người/năm và sẽ hứa hẹn nhiều tiềm năng để ngành
sản xuất bia phát triển.
 Định hướng phát triển nền công nghiệp bia Việt Nam đến năm
2020
Do mức sống ngày càng tăng, mức tiêu thụ ngày càng cao. Không kể các
nước Châu Âu, Châu Mỹ có mức tiêu thụ bia theo đầu người rất cao do cú thúi
quen uống bia từ lâu đời, các nước Châu Á tiêu dùng bình quân 17
lớt/người/năm.
Truyền thống văn hóa dân tộc và lối sống tác động đến mức tiêu thụ bia,
rượu. Ở các nước có cộng đồng dân tộc theo đạo hồi, không cho phép giáo dân
uống rượu bia nên tiêu thụ bình quân đầu người ở mức thấp. Việt Nam không bị
ảnh hưởng của tôn giáo trong tiêu thụ bia nên thị trường còn phát triển. Theo

một số nghiên cứu của nước ngoài, bia hiện nay chiếm khoảng từ
50% đến 96% tổng mức tiêu thụ các loại đồ uống có cồn trên thị trường các
nước Đông Nam Á.
Năm 1995 dân số Việt Nam là 74 triệu người, năm 2000 có khoảng 81 triệu
người và đến năm 2005 có thể là 89 triệu người. Do vậy dự kiến mức tiêu thụ
bình quân theo đầu người vào năm 2005 cũng chỉ đạt 13 lớt/người/năm, sản
lượng bia đạt khoảng 1300 triệu lít, bình quân tăng 18%/năm. Năm 2005 mức
tiêu thụ bình quân 17 lớt/người/năm, sản lượng 1,5 tỷ lít và năm 2020 đạt mức
tiêu thụ 25 lớt/người/năm.
1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm bia tại Viện Công Nghiệp
Thực Phẩm.
10
Phan Quang Minh CKBQ – K51
Viện Công Nghiệp Thực Phẩm nghiên cứu, ứng dụng và chuyển giao công
nghệ về các sản phẩm liên quan đến thực phẩm, cũng như thiết bị máy móc của
bộ công nghiệp Việt Nam. Nghiên cứu triển khai khoa học công nghệ chế biến
nông sản, thực phẩm,đặc biệt là công nghệ sinh học trong công nghiệp thực
phẩm (bao gồm cả đồ ăn và đồ uống), xưởng bia của viện công nghiệp thực
phẩm nghiên cứu ứng dụng và phát triển sản phẩm mới để thực hiện chức năng
nghiên cứu kỹ thuật bia, rượu, nước giải khát và đào tạo chuyên ngành. Xưởng
bia của viện cú cỏc nhiệm vụ sau: Hệ thống Pilot được sử dụng trong triển khai
sản xuất thử nghiệm sản phẩm mới, các đề tài nghiên cứu phát triển. Các kết quả
nghiên cứu trước hết được ứng dụng sản xuất ở quy mô Pilot. Sau khi kết quả
sản phẩm được khẳng định phù hợp với mục tiêu và yêu cầu đề ra sản phẩm mới
sẽ được triển khai áp dụng vào sản xuất. Tổ chức nghiên cứu phát triển kỹ thuật
lĩnh vực bia, rượu, nước giải khát theo kế hoạch của Bộ Công Nghiệp và các đề
tài nghiên cứu của Viện, theo kế hoạch và hợp đồng ký kết Nghiên cứu ứng
dụng tiến bộ kỹ thuật công nghệ, thiết bị, vật liệu. Thực hiện chuyển giao và
phối hợp giám sát chất lượng việc sản xuất sản phẩm. Tổ chức và thực hiện công
tác đào tạo chuyên sâu cho cán bộ kỹ thuật, nghiệp vụ và công nhân, thường trực

Quỹ hỗ trợ khoa học kỹ thuật do Viện lập. Bia sản xuất tại xưởng bia của viện
Công Nghiệp Thực Phẩm sẽ được tiêu thụ tại chỗ, cung cấp trực tiếp cho các
nhà hàng, quán giải khát. Sản lượng bia sản xuất tại viện Công Nghiệp Thực
Phẩm phụ thuộc theo mùa, vào mùa đông xưởng bia gần như không sản xuất mà
chỉ sản xuất cầm chừng, vào mùa hè, khả năng tiêu thụ bia lớn lên quá trình sản
xuất bia tại xưởng bia gần như liên tục.
1.1.3. Đặc điểm của bia
1.1.3.1 Thành phần hóa học trong bia
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, bia ra đời từ khoảng 7000 năm
trước Công nguyên, bắt nguồn từ các bộ lạc cư trú ven bờ sông Lưỡng Hà,
11
Phan Quang Minh CKBQ – K51
sau đó được truyền sang các châu lục khác thông qua quá trình trao đổi, buôn
bán giữa các bộ lạc. Trong quá trình tìm kiếm nguyên liệu phụ để tăng chất
lượng cho bia, người ta nhận thấy hoa houblon mang lại cho bia hương vị rất
đặc biệt và nhiều đặc tính quý giá. Hiện nay, hoa hublon vẫn là nguyên liệu
không thể thay thế trong sản xuất bia. Đến thế kỷ XIX Louis Pasteur xuất bản
cuốn sách về bia đã tạo ra ngành công nghiệp sản xuất bia dưới ánh sáng khoa
học, cùng với sự phát triển của các ngành khoa học khác quy trình công nghệ
sản xuất bia đang ngày càng trở nên hoàn thiện.
So với những loại nước giải khát khác, bia có chứa một lượng cồn thấp (3– 8
0
)
và nhờ có CO2 giữ được trong bia nên tạo nhiều bọt khi rót, bọt là đặc tính ưu
việt của bia, là yếu tố để phân biệt bia với những loại nước giải khát khác. Về
mặt dinh dưỡng, một lít bia có chất lượng trung bình tương đương với 25 gram
thịt bò hoặc 150 gram bánh mỳ loại một, hoặc tương đương với nhiệt lượng là
500 kcal, bằng 2/3 năng lượng được cung cấp từ cùng một thể tích sữa. Ngoài
ra, trong bia còn chứa vitamin B1, B2, B5, B6, rất nhiều vitamin PP và các axit
amin cần thiết cho cơ thể, các chất khoáng và nguyên tố vi lượng khác. Theo

Hopkins, trong 100 ml bia 10% chất khụ cú: 2,5 – 5mg vitamin B
1
, 35 – 36mg
vitamin B
2
và PP.Chính vì vậy từ lâu bia đã trở thành thứ đồ uống quen thuộc
được rất nhiều người ưa thích.
Bia thích hợp dùng cho người lớn, khi uống với lượng vừa phải sẽ mang đến
cho người sự sảng khoái, dễ chịu, trợ giúp cho tiêu hóa và tăng sức đề kháng cho
cơ thể. Với xu thế hiện nay người tiêu dùng sử dụng bia ngoài chức năng là
nước giải khát mà còn là chất có giá trị dinh dưỡng cao, tăng hàm lượng
vitamin, chất chống oxi hóa là nhờ nấm men có trong bia. Chính vì vậy. Trong
những năm gần đây, nhu cầu uống bia của con người ngày một tăng nhanh, cùng
với sự phát triển của ngành công nghệ sinh học, công nghệ sản xuất bia đó cú
những bước tiến nhảy vọt. Nhiều cải tiến về công nghệ đã được áp dụng vào sản
12
Phan Quang Minh CKBQ – K51
xuất bia, đã nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị,
và mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Bia là sản phẩm của quá trình lên men rượu ở nhiệt độ thấp dịch đường.
Nguyên liệu là malt đại mạch và các hạt giàu tinh bột, protein chưa qua giai
đoạn ươm mầm, nước và hoa houblon. Tất cả các loại bia đều chứa một lượng
cồn từ 1,8 ữ 7% so với thể tích và khoảng 0,3 ữ 0,5% khí CO
2
tính theo trọng
lượng. Đây là hai sản phẩm thu được khi lên men rượu từ các loại dịch đường đã
được houblon hóa; được tiến hành do nấu men Saccharomyces. Ngoài ra, trong
bia cũn cú cỏc sản phẩm bậc hai. Các cấu tử trên đều tham gia trực tiếp vào định
hình hương, vị và nhiều chỉ tiêu chất lượng của bia thành phẩm.
Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt như: đại mạch, tiểu mạch,

thúc, ngụ, …sau khi cho nảy mầm và sấy. Malt chứa nhiều chất dinh dưỡng:
đường đơn giản, dextrin, axit amin, chất khonags, vitamin và đặc biệt là hệ
enzym phong phú (chủ yếu là proteaza amylaza).
Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia. Quá trình quan
trọng nhất là sự nảy mầm. Mục tiêu lớn nhất của quá trình nảy mầm là để hoạt
hóa, tích lũy về khối lượng và hoạt lực của enzym có trong hạt. Hệ enzym tác
động phân cách các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ của hạt thành các sản
phẩm thấp phân tử, hòa tan bền vững vào nước để trở thành chất chiết của dịch
đường. Để đình chỉ sự sống của mầm non mà không ảnh hưởng tới hệ enzym,
người ta sấy malt tươi từ từ trong khoảng 24 ữ48 giờ.
Thành phần và tính chất của malt quyết định hương vị, màu sắc, khả năng tạo
bọt và độ bền của bia. Các quá trình công nghệ để sản xuất malt gồm hai bước:
Sản xuất malt tươi và sản xuất malt thành phẩm.
Thành phần hóa học của malt tính theo phần trăm chất khô
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của malt [1]
Thành phần % Chất khô
13
Phan Quang Minh CKBQ – K51
Tinh bột 58
Đường khử 4
Đường saccharose 5
Pentose hòa tan 1
Pentose và hectose không hòa tan 9
Xenlulose 6
Các chất nitơ 10
Chất béo 2,5
Chất khoáng 2,5
Đạm formol 0,7 – 1
Chất chứa nitơ không đông tụ 2,5
1.1.3.2Nước

Nước là một trong những nguyên liệu chớnh dựng để sản xuất bia. Thành
phần và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ
và chất lượng thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia cần một lượng nước rất
lớn để hồ hóa, đường hóa, rửa men, rửa thiết bị, cung cấp cho lò hơi Chất
lượng nước có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bia. Lượng nước sử dụng trong
sản xuất bia thường trong khoảng 3,7 – 10,9 hl/hl bia.
Trong việc sản xuất bia nồng độ cao, nước có ý nghĩa rất quan trọng trong
việc pha loãng bia thành các nồng độ theo yêu cầu.
Yêu cầu của nước dùng để sản xuất bia: [1]
− Độ cứng từ mềm đến trung bình
− Hàm lượng muối cacbonat không quá 50 mg/l.
− Hàm lượng muối Mg2+ không quá 100 mg/l.
− Hàm lượng muối clorua 75 – 150 mg/l.
− Hàm lượng CaSO4 150 – 200 mg/l.
14
Phan Quang Minh CKBQ – K51
− NH3 và muối NO2 không có.
− Hàm lượng ion sắt 2 không quá 0,3 mg/l.
− Vi sinh vật không quá 100 tế bào/ml.
− Số lượng tế bào E.coli không quá 3 tế bào/ml.
Đối với nước pha loãng bia (bia nồng độ cao) cần phải có thờm cỏc yếu
tố sau:
− Hàm lượng O2 hòa tan < 0,05 mg/l.
− Hàm lượng CO2 > hàm lượng CO2 trong bia cần pha loãng.
− Hàm lượng, thành phần khoáng tương đương với bia.
− Không có vi sinh vật và mùi lạ.
15
Phan Quang Minh CKBQ – K51
Bảng 1.2: Hàm lượng cỏc húa chất xử lý nước uống và dư lương cho phép
(Quy định của CHLB Đức về nước uống và nước sử dụng trong thực phẩm)

Hóa chất Mục đích
Lượng cho phép
tối đa (mg/l)
Lượng dư cho
phép (mg/l)
Cl
2
Khử trùng 1,2 0,3
ClO
2
Khử trùng 0,4 0,3
O
3
Khử trùng 10 0,5
Ag Khử trùng 10 0,03
H
2
O
2
Oxy hóa 17 0,1
KmnO
4
Oxy hóa 17 0,1
O
2
Oxy hóa 17 0,05
SO
3
Giảm tối thiểu 5 2
SO

4
Giảm tối thiểu 6,7 2,8
1.1.4. Quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm
Thuyết minh quy trình:
Nguyên liệu gồm: Malt, hoa houblon phải đảm bảo chất lượng tốt về thành phần
hóa học cũng như về các chỉ tiêu vi sinh vật.
- Cân: Sau đó định lượng các thành phần nguyên liệu.
- Tank trộn: Nguyên liệu được xác định xong rồi được đưa vào tank trộn
1.1.4.1. Quy trình dây chuyền sản xuất
Hình 1.2 Quy trình dây chuyền sản xuất.
16
Phan Quang Minh CKBQ – K51
Hồ hóa Đường hóa
Nghiền Nghiền
Nghiền ướt
Nấu hoa Lọc đáy bằng
Lắng xoáy Lạnh nhanh
Sục khí
17
Nước
Bã malt
Men giống
Nhân giống cấp I
Nhân giống cấp II
Cấp nấm men
Thu hồi CO
2
Lên men
Tàng trữ, ổn định
Bột trợ lọc

Gạo Malt lót Malt
Bã hoa
Rửa chaiChiết chai
Lọc bia
Rửa bock
Thanh trùngChiết bock
Dán nhãn
Không khí
vô trng
Bia hơi Xếp két Rửa kétBia chai
Nước
Phan Quang Minh CKBQ – K51
1.1.4.2. Thuyết minh dây chuyền sản xuất
• Nghiền nguyên liệu
a. Nghiền malt
Mục đích: nghiền nhỏ malt để khi đường hóa thu được nhiều chất hòa tan
(chất chiết) nhất, có lợi cho sản xuất và chất lượng sản phẩm, hạn chế các chất
không có lợi tan vào dịch đường và sử dụng tốt nhất các thành phần của malt
(chất ḥoa tan, vỏ ).
b. Nghiền đại mạch
Mục đích của quá trình nghiền đại mạch: Nghiền đại mạch tương tự như
nghiền malt. Đại mạch được cõn lờn từng mẻ và được nghiền bằng máy nghiền
búa. Đại mạch được nghiền càng mịn càng tốt để tăng khả năng tiếp xúc giữa
các phần tử với enzym, tinh bột dễ chuyển thành dạng hòa tan và trương nở tốt
hơn, do vậy enzym dễ phân cắt tinh bột thành đường.
• Quá trình nấu
Đây là quá trình quan trọng nhất trong quá trình sản xuất dịch lên men. Trong
suốt quá trình đường hóa, bột malt và nước trộn với nhau, các thành phần của
malt hòa tan vào nước và ta thu được dịch đường.
Trong đại mạch, hoạt lực diastaza khoảng 37 – 42 WK, chỉ số này thấp hơn

so với malt đại mạch nhưng lại là đặc tính mà các nguyên liệu thay thế khác
không thể có được. Đặc biệt là nhiệt độ hồ hóa của đại nằm trong khoảng 55 –
56
0
C, thấp hơn rất nhiều so với gạo (80 – 85
0
C) nên dịch hóa ở nhiệt độ thấp và
có thể dùng trực tiếp với malt nên tiết kiệm năng lượng cho quá trình nấu.
a. Nồi hồ hóa
Mục đích: Việc hồ hóa tinh bột là rất cần thiết để cho enzym thủy phân
hoàn toàn tinh bột trong quá trinh đường hóa.
b. Nồi đường hóa
Mục đích: Tạo điều kiện thích hợp cho enzym hoạt động phân cắt các hợp
18
Phan Quang Minh CKBQ – K51
chất cao phân tử thành các hợp chất có phân tử lương thấp, các loại đường có
khả năng lên men và không lên men tạo thành chất chiết của dịch đường.
Các enzym hoạt đông trong giai đoạn này là:
− Hệ enzym amylaza gồm: α – amylaza, β – amylaza. Chúng phân cắt tinh
bột thành dextrin, maltoza, saccharoza tạo ra nguồn cacbon cho nấm
men sử dụng.
− Enzym proteaza thủy phân protit thành albumo, pepton, peptit, axit amin,
tạo nguồn nitơ cho nấm men, làm tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt cho bia.
Bảng 1.3 Các enzym hoạt động trong giai đoạn này
Tên enzyme Nhiệt độ tối ưu (t)C pH tối ưu (t)
Α- amylaza 70 – 75 5,6 - 5,8
Β- amylaza 60 – 65 4,8 - 5,2
Proteaza 50 – 60 5,2 - 5,6
Thông qua nhiệt độ và pH ta tận dụng tối đa hoạt động xúc tác của enzym
amylaza để thu được nhiều chất hòa tan nhất hay thay đổi độ axit để tăng độ

trong cho bia, tăng khả năng ổn định của bọt, chất lượng của bia. Chính vì vậy ta
phải dùng và duy trì ở các nhiệt độ 52
0
C, 65
0
C và 72
0
C và giữ pH = 5,2 – 5,6 để
các enzym đạt hoạt lực mạnh nhất.
• Lọc dịch đường
Mục đích: Mục đích của quá trình lọc là nhằm phân tách phần loãng riêng ra
khỏi phần đặc. Đặc trưng của cháo malt là trong đó có rất nhiều phần tử rắntrong
quá trình lọc, những phần tử này sẽ tạo thành một lớp nguyên liệu lọc phụ. Điều
này rất có ý nghĩa trong khi lọc.
• Nấu hoa
Mục đích của quá trình nấu hoa:
− Ổn định thành phần nước nha.
19
Phan Quang Minh CKBQ – K51
− Tạo mùi thơm cho nước nha.
− Tạo vị đắng cho bia.
− Trích ly bổ sung cho nước nha một số chất hòa tan khác như tinh dầu,
protein, keo, tanin.
− Làm mất hoạt tính enzym, đông tụ một số protein làm cho bia sau này
trong hơn,
− Thanh trùng và cô đặc nước nha đến nồng độ đường thích hợp với từng
loại bia.
• Quá trình lắng
Mục đích: Tạo điều kiện cho sự kết tủa của các cặn thô và cặn lắng của
dịch đun hoa nhằm tỏch cỏc chất này ra khỏi dịch để tránh cho bia khỏi bị đục.

• Làm lạnh nhanh
Mục đích: Hạ nhiệt độ của dịch đường xuống nhiệt độ thích hợp cho quá
trình lên men, tách kết tủa lạnh ra khỏi dịch đường.
• Quá trình lên men
a. Chuẩn bị men giống
Mục đích: Bia là sản phẩm của quá trình lên men nên công việc chuẩn bị
men giống là hết sức cần thiết, mục đích để tạo lượng giống đủ lên men và hoạt
hóa giống.
b. Quá trình lên men chính
Mục đích: Là quá trình chuyển hóa các chất hòa tan trong dịch đường thành
rượu etylic, CO
2
và một số sản phẩm phụ khác nhờ sự phát triển của nấm men.
Sản phẩm của quá trình lên men chính là bia non, bia non đục và có hương bị
đặc trưng tuy nhiên hàm lượng diaxetyl còn cao.
C
6
H
12
O
6
→ 2C
2
H
5
OH + 2CO
2
+ 28 calo
Đặc điểm của quá trình lên men chính là sự tiêu hao cơ chất diễn ra mạnh
20

Phan Quang Minh CKBQ – K51
mẽ, một lượng lớn đường chuyển thành rượu, CO
2
và một số sản phẩm khác như
rượu bậc cao, glyceryl góp phần làm nên hương vị cho bia. Thời gian lên men
chính là 8 ngày.
c. Quá trình lên men phụ
Mục đích: Sau khi lên men chính hoạt động của nấm men giảm dần vì nguồn
dinh dưỡng trong môi trường giảm dần, một số sản phẩm tạo thành như axit hữu
cơ, ethanol ức chế quá trình lên men. Kết thúc quá trình lên men chính lúc này
bia non chưa chín (hương vị còn nồng, mùi nấm men đắng và ít hấp dẫn) do vậy
cần lên men phụ. Khi bia chín phản ứng lên men xảy ra chậm do chất dinh
dưỡng cạn. Tuy nhiên các phản ứng này xảy ra với tốc độ chậm, nhiệt độ thấp
hơn so với lên men chính, số lượng tế bào nấm men ít hơn và giảm đến cuối quá
trình lên men phụ là 4 – 5 triệu tế bào/ml dung dịch cấy. Lên men phụ còn có tác
dụng phân hủy diaxetyl làm cho diaxetyl giảm xuống tới mức quy định là 0,2
mg/l, đó là chỉ tiêu quan trọng để kết thúc quá trình lên men phụ. Lên men phụ
còn có mục đích để các cacboxyl hóa bão hòa bia bằng CO2 để tăng vị và khả
năng tạo bọt, ức chế sự phát triển của vi sinh vật ngoại có hại.
• Lọc trong bia
a. Quá trình pha loãng
Bia nồng độ cao thường được pha chế với nước vô trùng đã khử oxy đến
nồng độ công tương ứng với bia được sản xuất theo phương pháp truyền thống.
Các nhà máy bia có công suất nhỏ nhưng lại nhiều thiết bị lên men thì có thể pha
loãng dịch lên men nồng độ cao ngay trước khi tiến hành lên men, quá trình này
yêu cầu nhiệt độ xuống thấp, do đó phải làm lạnh trước khi phối trộn. Cũng có
thể pha loãng trước giai đoạn lọc bia, lúc này sẽ làm giảm độ nhớt, tăng tốc độ
lọc. Nhưng phổ biến nhất tại các nhà máy vẫn là pha loãng trong quá trình lọc
bia thành phẩm.
21

Phan Quang Minh CKBQ – K51
b. Lọc trong bia
Mục đích: quá trình lọc nhằm tách cặn lơ lửng, tỏch cỏc tế bào nấm men
sống và xác tế bào non để tăng giá trị cảm quan, ổn định thành phần cơ học, làm
tăng độ bền sinh học, độ bền keo của bia. Lọc bia dựa trên hai quá trình:
− Quá trình cơ học nhằm giữ lại các phẩn tử rắn kích thước to hơn các lỗ
hoặc khe của lưới lọc.
− Quá trình hấp thụ đối với các phần tử có kích thước rất bé như các chất keo
hòa tan dưới dạng phân tử, các nấm men và vi sinh vật Ngoài các chất gây đục
bia quá trình hấp thụ cũng làm giảm bớt một phần các chất protein, chất nhựa
houblon, chất màu, cồn bậc cao, este vì vậy bia được trong.
• Bão hòa CO
2
Mục đích: bão hòa CO
2
để được hàm lượng cần thiết nhằm làm tăng giá trị
cảo quan, chống oxy hóa, chống kết lắng và tạo môi trường tốt để bảo quản
bia.
• Hoàn thiện sản phẩm
a. Hoàn thiện bia hơi
Bia sau khi bão hòa CO2 được chiết vào thùng bock, trước khi chiết phải
được kiểm tra chất lượng nếu đạt yêu cầu thì mới tiến hành chiết bock. Bia
thành phẩm được chiết vào cỏc thựng bock có dung tích như sau: 100 lít, 50 lít,
25 lít để thuận tiện cho việc vận chuyển ta chọn thùng bock 50 lít.
b. Hoàn thiện bia chai
Chai đựng bia được thổi từ các loại thủy tinh chất lượng cao có màu nâu hay
xanh nhạt để ngăn cản các tia bức xạ mặt trời chiếu vào có thể gây cho bia có
mùi lạ, đồng thời gây mất màu bia. Chai dùng để chiết bia cú cỏc thể tích khác
nhau thông thường là 330 ml, 450 ml, 650 ml.
c. Chiết chai

− Phân loại chai: Chai trước khi đưa vào sản xuất cần phải phân loại nhằm
loại bỏ những chai không đúng chủng loại, không đúng tiêu chuẩn về hình dạng,
22
Phan Quang Minh CKBQ – K51
kích thước, màu sắc, loại bỏ những chai sứt vỡ, xước nhiều, loại bỏ những chai
quá bẩn.
− Dỡ két ra khỏi palet: két được giữ trên palet được chằng giữ với nhau bằng
cỏc múc, trước khi dùng xe nâng đưa palet lờn goũng vào máy dỡ palet cần phải
thỏo cỏc múc này ra. Tại máy dỡ palet, từng hàng két (9 kột/lần) được dỡ xuống
bàn máy và vận chuyển theo goũng kột tới máy gắp chai ra khỏi két.
− Gắp chai ra khỏi két: Khi két mang chai được vận chuyển theo goũng kột
tới trước máy gắp chai ra khỏi két, mỗi lần gắp tối đa 4 két, khoảng 80 chai, các
đầu gắp hút chai và đặt chỳng lờn bàn máy. Từ bàn máy, chai theo goòng chai
đến máy rửa chai.
− Máy rửa chai tự động bao gồm nhiều khu vực phun tia dung dịch xút và
nước sạch để tráng chai. Rửa chai là giai đoạng vô cùng quan trọng vỡ nú là
khâu đầu tiên thể hiện chất lượng sản phẩm. Chai sau khi rửa phải đảm bảo các
yêu cầu sau:
+ Chai phải sạch về mặt hóa lý và đảm bảo về mặt an toàn vi sinh.
+ Giảm đến múc tối thiểu mức tiêu hao năng lượng và nước.
+ Giảm việc sử dụng hóa chất.
+ Giảm thiểu sự ảnh hưởng đến môi trường.
− Máy rửa két: Sau khi máy gắp chai gắp hết chai ra, kột khụng sẽ
theo goũng kột tới máy rửa két, trên đường đi, két được lộn ngược nhằm loại bỏ
những rác bẩn bám trong két, sau đó nó đi qua máy rửa két.
− Kiểm tra chai rỗng: Chất lượng sản phẩm sẽ không được dảm bảo nếu việc
kiểm tra chai sau khi rửa không chính xác. Việc loại ra các chai không đảm bảo
yêu cầu kỹ thuật (chai bẩn, chai dính dẩu mỡ, sơn, xi măng, vôi cát, sứt mẻ,
xước toàn thân, không đúng chủng loại, còn lẫn xước, xỳt, cú dị vật ) sẽ giúp
cho việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, tránh lãng phí sản phẩm, lãng phí sức

lao động, thời gian, đảm bảo an toàn cho máy chiết chai. − Quá trình chiết chai,
23
Phan Quang Minh CKBQ – K51
đóng nút và kiểm tra độ đầy vơi: Quá trình chiết có ảnh hưởng tới chất lượng
sản phẩm thể hiện ở thời gian bảo quản và khả
năng ổn định của bia. Do đó khi chiết cần phải đảm bảo giữ được chất lượng sản
phẩm sau khi chiết. Đối với bia, cũng như những đồ uống có ga khác, điều đầu
tiên cần quan tâm là phải chiết đẳng áp, sản phẩm chảy vào chai được dẫn tới sỏt
đỏy hoặc chảy theo thành chai xuống, tránh làm xáo trộn sản phẩm. Sự tiếp xúc
của sản phẩm với oxy không khí sẽ dẫn tới những ảnh hưởng xấu, vì vậy cần
phải đẩy hết không khí ra ngoài bằng cách hút chân không trước khi tạo áp suất
đối.
− Thanh trùng bia: Bia thành phẩm vẫn còn chứa một số tế bào còn sống (nấm
men thuần chủng, các vi sinh vật lạ khác), một số vi sinh vật ngoại lai như vi
khuẩn axetic, nhóm coli và nhiều loại khác. Không thể phát triển được trong bia
vì không có oxy. Một số loài nấm men dại, vi khuẩn lactic thuộc nhóm Sarcira
(pediococus) dễ dàng phát triển trong bia. Xử lý nhiệt là giải pháp đơn giản, hiệu
quả. Thanh trùng là gia nhiệt chai bia đến nhiệt độ thích hợp, trong khoảng thời
gian cần thiết để tiêu diệt hoàn toàn tế bào nấm men còn sót lại trong bia sau khi
lọc, đảm bảo tế bào nấm men không hoạt động trở lại (ở nhiệt độ 20 – 25
0
C) gây
đục cho bia, kéo dài thời gian bảo quản cho bia. Giá trị PU đặc trưng, đơn vị PU
thể hiện hiệu quả của quá trình thanh trùng trong một khoảng thời gian xác định.
Tuỳ theo đặc tính về công nghệ mà người ta quy định về giá trị PU đặc trưng
của từng quá trình thanh trùng khác nhau. Thông thường, giá trị PU đặc trưng
được quyết định dựa trên đặc tính của sản phẩm, dụng cụ chứa sản phẩm. Một
giá trị PU được chính thức quy định cho một quá trình thanh trùng khi đã được
thông qua các thí nghiệm cuối cùng về vi sinh vật. Tại cuối quá trình nấu, dịch
đường đã được vô trùng, do vậy, các vi sinh vật gây hư hỏng bia chỉ có thể xâm

nhập vào sản phẩm do thiếu vệ sinh trong các công đoạn từ lên men đến ra sản
phẩm cuối cùng.
24
Phan Quang Minh CKBQ – K51
- Các thao tác vệ sinh thiết bị không đảm bảo về thời gian nồng độ hóa chất
sử dụng…
- Thiết bị lọc bia không đủ kín hoặc quá tải.
- Sự nhiễm tạp của khí nén sử dụng trong quá trình chiết.
- Do người vận hành và thao tác đưa vào từ trang phục lao động của họ.
Có nhiều tác nhân liên quan đến hiệu quả của một quá trình thanh trùng.
Trong quá trình thanh trùng bia, các tác nhân đó có thể là: độ nhiễm tạp vi sinh,
chủng loại vi sinh vật, hàm lượng cồn, đường, pH, độ oxy và CO
2
hòa tan.
Một số nhóm vi sinh vật có thể gây hư hỏng cho bia:
- Nấm men dại như Saccharomyces diasticus hoặc Saccharomyces
pastorianus.
- Vi khuẩn gây hư hỏng bia: Lactobacillus brevis, Lactobacillus fridus,
Pedioccucus damnosus.
Khi xâm nhập vào bia, các vi sinh vật này phát triển một cách nhanh chóng,
thậm chi có thể làm hư hỏng sản phẩm sau vài ngày bia được chiết vào chai.
Một biện pháp được đặt ra thường xuyên mang tính chất phòng ngừa: Vệ sinh
sạch sẽ kỹ càng mọi nơi, mọi công đoạn sản xuất, làm vệ sinh dưới điều kiện vệ
sinh nghiêm ngặt.
Một số biện pháp để loại bỏ được vi sinh vật có hại trong bia thường được sử
dụng ngoài các biện pháp phòng ngừa trên đó là sử dụng nhiệt để xử lý bia trước
hoặc sau khi rót bia vào bao bì như:
- Thanh trùng nhanh.
- Chiết nóng.
- Thanh trùng tunel.

Thông thường nhiệt độ thanh trùng là 62
0
C đối với bia chai. Trước khi đi qua
vùng thanh trùng, chai bia sẽ đi qua vùng quá nhiệt (cao hơm 3 – 5
0
C so với
vùng thanh trùng) để nhiệt độ nóng vào tâm chai, tiết kiệm thời gian gia nhiệt.
Người vận hành phải thường xuyên kiểm tra chai bia sau khi ra khỏi máy thanh
25