Đồ án tốt nghiệp:Công nghệ sản xuất bia

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Độc lập - tự do - hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên
Khoá
Viện
Ngành

:
:
:

1. Đầu đề thiết kế:
“ Thiết kế nhà máy sản xuất bia hơi và bia chai năng suất 6 triệu lít/năm”
2. Các số liệu ban đầu:
- Nồng độ dịch đường trước lúc lên men là: 120Bx.
- Nguyên liệu gạo thay thế là: 10%
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
Phần I:
Phần II:
Phần III
Phần IV:
Phần V:

Phần VI:
Phần VII:
Phần VIII:

Lập luận kinh tế
Quy trình và thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất
Lập kế hoạch sản xuất và tính cần bằng sản phẩm
Tính và chọn thiết bị
Tính hơi – lạnh – nước – điện
Tính xây dựng
Tính kinh tế
Vệ sinh an toàn lao động

Tài liệu tham khảo.
4. Các bản vẽ.

SVTH:

1


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ ( 1 bản A1)
2. Phân xưởng nấu nhà máy sản xuất bia hơi, bia chai ( 1 bản A1)
3. Phân xưởng lên men nhà máy sản xuất bia hơi, bia chai ( 1 bản A1)
4. Phân xưởng hoàn thiện nhà máy sản xuất bia hơi, bia chai ( 1 bản A1)
5. Sơ đồ đường cung cấp lạnh của khu lên men ( 1 bản A1)

6. Tổng mặt bằng nhà máy ( 1 bản A1)
5. Cán bộ hướng dẫn:
Phần
Công nghệ
Kinh tế
Xây dựng

:
:
:
:

Họ và tên cán bộ hướng dẫn
PGS.TS.Phạm Công Thành
Th.S Dương Văn An
Th.S Lương Thuý Nga

Chữ ký
………………………
………………………
……………………...

6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:
7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
Ngày…tháng…năm 2010
Chủ nhiệm bộ môn
( ký và ghi rõ họ tên)

Ngày…tháng…năm 2010
Cán bộ hướng dẫn

( ký và ghi rõ họ tên)

Kết quả đánh giá

Sinh viên đã hoàn thành
Ngày…tháng…năm 2010
( ký và ghi rõ họ tên)

Ngày…tháng…năm 2010
Chủ tịch hội đồng
( ký và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC
...................................................................................6
LỜI MỞ ĐẦU..........................................................6
PHẦN I: LẬP LUẬN KINH TẾ.............................................7

I: Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và ở Việt Nam.........7
II. Lựa chọn địa điểm xây dựng:..................................................................8
SVTH:

2


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

1. Giao thông vận tải:.................................................................................8
2. Vùng nguyên liệu:...................................................................................8

3. Nguồn cung cấp điện nước, lạnh:........................................................9
4. Nguồn cung cấp nhiên liệu:...................................................................9
5. Nguồn nhân lực:......................................................................................9
6. Vùng tiêu thụ sản phẩm:........................................................................9
PHẦN II: QUY TRÌNH VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.........10

A: Sơ đồ và quy trình công nghệ:..............................................................10
B: THUYẾT MINH QUI TRÌNH SẢN XUẤT:............................................11
I. NGUYÊN LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT BIA.........................................................11
1. Malt đại mạch......................................................................................11
2. Nguyên liệu thay thế ( gạo):................................................................13
.................................................................................................................13
3. Hoa houblon...........................................................................................14
4. Nước:.....................................................................................................15
5. Nấm men...............................................................................................16
6. Các nguyên liệu phụ khác....................................................................17
II. Qúa trình sản xuất...................................................................................18
1. Nghiền malt: .........................................................................................18
2. Nghiền gạo:...........................................................................................20
3. Hồ hoá:..................................................................................................20
4. Qúa trình đường hoá:........................................................................21
5. Lọc dịch đường....................................................................................23
6. Qúa trình nấu hoa.................................................................................24
7. Lắng trong dịch ( lắng xoáy):..............................................................26
8. Làm lạnh nhanh và bổ xung oxi cho dịch đường:...........................26
9. Nhân giống:..........................................................................................27
10. Qúa trình lên men:..............................................................................28
11. Qúa trình thu hồi men........................................................................33
12. Lọc trong bia:......................................................................................34
13. Thu hồi và xử lý CO2.........................................................................35

14. Bão hoà CO2:......................................................................................35
15. Hoàn thiện sản phẩm:.......................................................................36
PHẦN III: LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT VÀ TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM..39

.................................................................................................................39
A. TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM:................................................................39
B. LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT:..................................................................53
PHẦN IV: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ...................................56

I: PHÂN XƯỞNG NẤU:................................................................................56
1. Cân nguyên liệu:...................................................................................56
2. Gầu tải:..................................................................................................56
3. Máy nghiền malt: .............................................................................56
4. Máy nghiền gạo:...................................................................................57
SVTH:

3


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

5. Nồi hồ hóa:............................................................................................58
6.Tính chọn nồi đường hóa:...................................................................62
7. Tính thùng lọc đáy bằng.....................................................................66
8. Tính chọn nồi nấu hoa.........................................................................67
9.Tính chọn thùng lắng xoáy...................................................................70
10. Tính thiết bị làm lạnh nhanh dịch đường.......................................71
11. Tính thiết bị đun nước nóng:............................................................71

12. Tính hệ thống CIP nhà nấu:.............................................................73
II. PHÂN XƯỞNG LÊM MEN......................................................................74
1. Thiết bị lên men: ..................................................................................74
2. Thiết bị nhân giống men......................................................................76
3. Thiết bị rửa men....................................................................................79
4. Hệ thống CIP.........................................................................................80
III. Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm:.......................................................81
1. Thiết bị lọc bia:.....................................................................................81
2. Thiết bị chứa bia và bão hoà CO2......................................................81
3. Máy rửa chai, máy rửa block...............................................................82
4. Máy chiết:..............................................................................................83
5. Hệ thống thanh trùng:...........................................................................83
6. Máy dán nhãn, in hạn sử dụng cho chai.............................................84
7. Máy xếp ket:..........................................................................................84
8. Máy rửa két:..........................................................................................84
PHẦN V: TÍNH HƠI - LẠNH - NƯỚC - ĐIỆN.......................................................85

A. TÍNH HƠI:................................................................................................85
I. Tính lượng nhiệt cần cung cấp cho một mẻ nấu:.................................85
1.Lượng nhiệt cung cấp cho nồi hố hoá:................................................85
2. Tính nhiệt độ cho nồi đường hóa:.....................................................86
3. Tính nhiệt cho nồi nấu hoa :...............................................................87
4. Nhiệt để đun nước nóng :...................................................................88
5. Tính lượng nhiệt cho phân xưởng hoàn thiện :................................89
6. Tính hơi:................................................................................................90
7. Tính chọn nồi hơi:................................................................................91
8. Tính nhiên liệu cho nồi hơi:................................................................91
B. TÍNH LẠNH CHO NHÀ MÁY:................................................................92
1. Tính lạnh cho máy làm lạnh nhanh (tính cho một mẻ):..................92
2. Tính lạnh cung cấp trong quá trình lên men chính ........................92

3. Tính nhiệt làm lạnh nước rửa men sữa :...........................................94
4. Tính nhiệt lạnh bảo quản sữa men:...................................................94
5. Tính lạnh để hạ nhiệt bia non từ nhiệt độ lên men chính xuống
nhiệt độ lên men phụ:..............................................................................95
6. Tính lạnh cho quá trình lên men phụ :...............................................95
7. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để nhân men cấp II :..............................96
8. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để nhân men cấp I..................................97
9. Tính lạnh cho quá trình bão hoà C02:...............................................98
SVTH:

4


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

10. Tổng nhiệt lạnh cần cung cấp cho toàn nhà máy :.........................99
11. Chọn máy lạnh :..................................................................................99
C. TÍNH NƯỚC:..........................................................................................100
1. Lượng nước dùng trong phân xưởng nấu gồm:..............................100
2. Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men....................................100
3. Nước cho phân xưởng hoàn thiện sản phẩm :................................100
4. Nước dùng cho nồi hơi và sinh hoạt:...............................................101
5. Nước dùng cho cán bộ, công nhân viên trong nhà máy :................102
6. Tổng lượng nước dùng hàng ngày:..................................................102
D: TÍNH ĐIỆN CHO TOÀN NHÀ MÁY......................................................102
A. Đèn chiếu sáng cho phân xưởng chính...............................................103
22. Đèn chiếu sáng đi trong nhà máy:..................................................109
B. TÍNH ĐIỆN ĐỘNG LỰC ......................................................................110

C. PHỤ TẢI TOÀN NHÀ MÁY:....................................................................111
D: CHỌN MÁY BIẾN ÁP.............................................................................111
E: TÍNH ĐIỆN TIÊU THỤ HÀNG NĂM.....................................................112
A: Phân tích và lựa chọn địa điểm xây dựng.........................................113
B. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy:.......................................................115
I. Khu vực sản xuất:...................................................................................116
1. Phân xưởng nấu:.................................................................................117
b. Khu tank lên men:...............................................................................118
c, Phân xưởng hoàn thiện:.....................................................................119
II. Kho chứa:................................................................................................120
a. Kho chứa nguyên liệu:........................................................................120
b. Kho chứa thành phẩm........................................................................120
c. Kho để chai, bock...............................................................................122
* Kho để bock:........................................................................................122
III. Các phân xưởng phụ trợ khác:............................................................122
1. Trạm biến áp......................................................................................122
2. Xưởng cơ điện:..................................................................................122
3. Nhà cấp lạnh, nén khí, thu hồi khí CO2.........................................122
4.Nhà xử lý nước cấp...........................................................................122
5. Khu xử lý nước thải...........................................................................123
6. Phân xưởng hơi...................................................................................123
7. Bãi để than .........................................................................................123
8. Bãi để xỉ than......................................................................................123
9. Nhà để xe của nhân viên...................................................................123
10. Gara ôtô..............................................................................................124
11. Nhà hành chính................................................................................124
12. Nhà giới thiệu sản phẩm.................................................................124
13. Hội trường, nhà ăn, căng tin. ........................................................125
14. Nhà bảo vệ.......................................................................................125
15. Nhà vệ sinh ......................................................................................125

IV: Bố trí các hạng mục công trình.........................................................126
IV) Tính toàn chỉ tiêu kinh tế....................................................................128
SVTH:

5


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

1) Hệ số xây dựng: Kxd......................................................................128
2) Hệ số sử dụng: Ksd......................................................................128
PHẦN VII: TÍNH KINH TẾ.........................................129

I. Vốn cố định:............................................................................................129
II: Vốn lưu động:........................................................................................131
III. Tính chi phí sản xuất:.........................................................................133
IV. Giá thành sản phẩm:............................................................................137
...............................................................................................................................138
Bảng : Hoạch toán kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh hàng năm....................138

V. Thời gian hoàn vốn:...............................................................................138
PHẦN VIII: VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG..............................141

I. Vệ sinh :...................................................................................................141
II. AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ......................143
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................146

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngành công nghệ nói
chung và ngành công nghệ thực phẩm nói riêng không ngừng phát triển. Các sản
phẩm thực phẩm được sản xuất ra ngày càng đa dạng và phong phú. Nói đến ngành
công nghệ lên men không thể không nói đến công nghệ sản xuất bia. Bia là một loại
đồ uống giải khát có truyền thống lâu đời có gía trị dinh dưỡng cao một lít bia cung
cấp 400 – 450kcal và có độ cồn thấp, mùi vị thơm ngon bổ dưỡng. Bia có khả năng
kích thích tiêu hoá giúp cơ thể khỏe mạnh khi dùng với liều lượng thích hợp, đặc
biệt còn có tác dụng giảm nhanh cơn khát nhờ đặc tính bão hoà CO2.
Bia ra đời khoảng từ 7000 năm trước công nguyên, bắt nguồn từ các bộ lạc cư
trú ven bờ sông Lưỡng Hà sau đó được truyền sang các châu lục khác thông qua
trao đổi buôn bán giữa các bộ lạc. Đến thế kỷ XIX Louis Pasteur xuất bản cuốn
sách về bia đã tạo ra ngành công nghệ sản xuất bia dưới ánh sáng khoa học.
Bia được chế biến từ malt đại mạch, nguyên liệu thay thế (gạo…), hoa houblon,
nước, nấm men. Hương thơm và vị của bia là do các hợp chất chiết từ nguyên liệu,
từ quá trình lên men dịch đường sinh ra CO 2, rượu và các sản phẩm lên men khác.
SVTH:

6


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

Nhờ những ưu điểm này bia đã trở thành loại đồ uống được ưa chuộng nhất hiện
nay, được sản xuất và tiêu thụ ngày càng nhiều trên phạm vi toàn thế giới.
Trong những năm gần đây nhu cầu sử dụng bia ở nước ta ngày càng tăng, rất
nhiều nhà máy cũng như cơ sở sản xuất bia được thành lập trên khắp cả nước nhưng
vẫn chưa đáp ứng hết được nhu cầu thị trường cả về chất lượng cũng như về số
lượng. Công nghệ sản xuất bia có nhiều đóng góp to lớn cho ngành kinh tế quốc

dân, vì nó đem lại lợi nhuận cao, khả năng thu hồi vốn nhanh, và là nguồn thu quan
trọng trong ngân sách quốc gia.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề ra và lợi ích của việc phát triển công
nghệ sản xuất bia nên việc xây dựng các nhà máy bia với cơ cấu tổ chức chặt chẽ,
thiết bị hiện đại để cung cấp cho người tiêu dùng các loại bia có chất lượng cao, giá
thành phù hợp là vô cùng cần thiết.
Chính vì vậy em đã được phân công làm đồ án thiết kế nhà máy sản xuất bia hơi,
bia chai. Năng suất 6 triệu lít/ năm. Nồng độ dịch đường trước lúc lên men 12 0Bx,
có sử dụng gạo thay thế 10%.
PHẦN I: LẬP LUẬN KINH TẾ
I: Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và ở Việt Nam
Trong các loại đồ uống giải khát hiện nay bia rất được ưa chuộng, 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, Ba Lan, Mỹ… ngành công nghiệp sản xuất bia rất phát triển,
sản lượng bia của Đức, Mỹ đạt 10 tỷ lít/năm. Công nghệ sản xuất bia cũng như sản
phẩm bia của các nước này đã thâm nhập vào thị trường của rất nhiều nước trên thế
giới trong đó có cả Việt Nam. Mức tiêu thụ bia bình quân ở các nước này khá cao
khoảng 100 lít/người/năm.
Các nước Á Đông tuy hiện tại có mức tiêu thụ bia chưa cao bình quân khoảng 20
lít/người/năm ngoại trừ một số nước như Nhật Bản đạt 50 lít/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 ở Mỹ, Đức.
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

SVTH:

7

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

Hà Nội và nhà máy bia Sài Gòn, hiện nay các nhà máy bia đã xuất hiện ở hầu hết
các tỉnh trong cả nước, sản lượng ngày càng tăng. Bên cạnh đó nhiều thương hiệu
bia ngoại đã xuất hiện như Tiger, Heineken…
Do nền kinh tế ngày càng phát triển nên nhu cầu của người dân ngày càng tăng
cao. Sản lượng bia ở Việt Nam vẫn chưa đủ để đáp ứng nhu cầu của người tiêu
dùng. Do vậy, việc đầu tư xây dựng thêm các nhà máy bia là rất cần thiết.
II. Lựa chọn địa điểm xây dựng:
Để thiết kế và xây dựng một nhà máy bia hoạt động có hiệu quả, việc đầu tiên
là phải chọn được địa điểm xây dựng thích hợp, thuận tiện về giao thông, để dễ vận
chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, vật liệu và sản phẩm. Phải gần nguồn cung cấp
nước, có hệ thống xử lý nước thải hoàn thiện do nước thải của nhà máy bia chứa rất
nhiều hợp chất hữu cơ nếu không được xử lý triệt để thì nguy cơ gây ô nhiễm môi
trường rất cao sẽ ảnh hưởng đến sức khoẻ người dân trong vùng. Phải gần nơi đông
dân cư để có nguồn nhân lực dồi dào, tiêu thụ sản phẩm thuận lợi.
Căn cứ vào các yêu cầu đối với nhà máy sản xuất bia em chọn đặt nhà máy bia
tại khu công nghiệp Quang Minh, thuộc Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc. Địa điểm này
đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn nêu trên đồng thời có những lợi thế riêng.
1. Giao thông vận tải:
Đây là một khu công nghiệp mới, có diện tích rộng, có nhiêu tiềm năng để phát
triển kinh tế và xã hội. Các khu dân cư và đô thị xung quanh đang được xây dựng
và mở rộng. Bên cạnh đó khu công nghiệp nằm trên đường cao tốc Bắc Thăng Long
– Nội Bài, đường quốc lộ 2, quốc lộ 18 tuyến đường sắt Hà Nội – Lào Cai là những
tuyến giao thông quan trọng thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu và phân
phối sản phẩm. Mạng lưới điện quốc gia cung cấp cho cả khu công nghiệp rất ổn
định và thuận lợi.

2. Vùng nguyên liệu:
Nguyên liệu chính đầu tiên trong sản xuất bia là malt đại mạch được nhập từ
Đức, Úc … Hoa houblon nhập từ Tiệp Khắc dưới dạng cao hoa và hoa viên.
Nguyên liệu thay thế là gạo có thể mua ngay trong tỉnh hay mua từ các tỉnh lân cận
Hà Tây, Hưng Yên, Hải Dương, Thái Bình… với giá thành hợp lý, chất lượng đảm
bảo vận chuyển về nhà máy chủ yếu bằng đường ô tô.

SVTH:

8


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

3. Nguồn cung cấp điện nước, lạnh:
Nguồn điện sử dụng điện lưới của mạng lưới điện quốc gia chay qua khu vực.
Mạng lưới điện cung cấp 24/24 giờ trong ngày nhưng để đề phòng sự cố mạng lưới
nhà máy bố trí một trạm biến thế và sử dụng thêm máy phát điện dự phòng.
Nguồn nước: nước được lấy từ hệ thống nước giếng khoan. Trong nhà máy nước
được dung vào các mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, 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 được xử lí đúng kĩ thuật
trước khi đưa vào sản xuất.
Bên cạnh đó cần phải xây dựng khu xử lý nước thải để xử lý nước thải của nhà
máy tránh ô nhiễm đến môi trường xung quanh.
Nhà máy đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO 2 và cấp khí nén phù hợp với
công suất của nhà máy. Hệ thống lạnh có thể sử dụng tác nhân lạnh là NH 3 hay
Freon, chất tải lạnh là nước glycol hay nước muối.

4. Nguồn cung cấp nhiên liệu:
Nhiên liệu sử dụng trong nhà máy cho nồi hơi phục vụ cho các mục đích khác
nhau như nấu nguyên liệu, thanh trùng… Nhà máy sử dụng nhiên liệu là than.
5. Nguồn nhân lực:
Địa điểm xây dựng nhà máy cách không xa các khu dân cư, gần các tuyến đường
giao thông đi tới các vùng đô thị trung tâm như thành phố Hà Nội nên có nguồn
nhân lực dồi dào. 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.
6. Vùng tiêu thụ sản phẩm:
Bia nhà máy sản xuất ra cung cấp cho các cửa hang trong tỉnh và các tỉnh lân cận
như Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hà Tây, Nam Định, Thái Nguyên… Sản phẩm
sau khi sau khi chiết chai, chiết bock được chuyên chở bằng ô tô, nếu số lượng ít có
thể sử dụng các phương tiện khác.

SVTH:

9


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

Gạo

Malt

Nghiền

Malt
lót

Nước

Hồ hóa

Nghiền
Đường hoá

Nước

PHẦN II: QUY TRÌNH VÀ THUYẾT MINH
Bã NGHỆ
chăn nuôi
Lọc QUY TRÌNH CÔNG
A: Sơ đồ và quy trình công nghệ:
Nấu hoa
Bã hoa
Khí vô trùng
Men

SVTH:

Men tái sử dụng

Làm lạnh nhanh

Rửa men

Nhân giống

Lên men chính

Rút men

Xả cặn

Lên men phụ

Chai
Rửa chai

Lắng xoáy

Hoa houblon

Chiết chai

Lọc trong bia

Thu hồi CO2

Bão hoà CO2

Xử lý CO2

Dập nút chai

Chiết Block

Rửa Block

Thanh trùng

Bảo quản lạnh

Block

Dán nhãn

Bia hơi

Xếp két
Bia chai

10


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

B: THUYẾT MINH QUI TRÌNH SẢN XUẤT:
I. NGUYÊN LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT BIA.
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia chủ yếu là Malt đại mạch, hoa houblon,
nước và nấm men. Malt và hoa houblon không sản xuất được trong nước mà phải
nhập khẩu từ nước ngoài. Vì vậy trong công nghiệp sản xuất bia để giảm giá thành
của sản phẩm, mà vẫn đảm bảo chất lượng sử dụng nguyên liệu thay thế cho một

phần Malt bằng gạo.
1. Malt đại mạch.
Malt là nguyên liệu chính để sản xuất bia, là sản phẩm được chế biến từ hạt đại
mạch, sau khi cho nảy mầm và sấy đến độ ẩm nhất định với những điều kiện bắt
buộc đảm bảo cho quá trình sản xuất bia, rồi được tách rễ làm sạch vì trong rễ malt
có chứa nhiều hoá chất có thể gây ra vị đắng cho bia. Đại mạch thuộc họ Hordeum
Sativum, có một số ít thuộc họ H.Muvirum, H.Jubatum, thường được gieo trồng vào
mùa đông hay mùa xuân, trồng nhiều ở Nga, Mỹ, Canada, Pháp, Nga, Trung
Quốc…Nước ta thường nhập malt từ Trung Quốc, Mỹ, Australia, Liên Xô…
Trong malt chứa nhiều chất dinh dưỡng , các chất có phân tử lượng thấp dễ hoà
tan chủ yếu là đường đơn giản, dextrin, các axit amin, các chất khoáng, các nhóm
vitamin và đặc biệt có hệ Enzim phong phú chủ yếu là Enzim amylaza và proteaza

SVTH:

11


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

có tác dụng phân cắt hợp chất cao phân tử thành chất chiết của dịch đường để nấm
men chuyển hoá thành bia non, tạo hương vị chất lượng màu sắc cho bia thành
phẩm.Thành phần chất lượng của malt có tính quyết định đến màu sắc, hương vị và
giá trị cảm quan của bia.
Có hai loại malt: malt vàng và malt đen trong dây chuyền này ta chọn malt vàng
để sản xuất bia.
Malt đưa vào sản xuất phải đảm bảo các chỉ tiêu sau đây:
* Chỉ tiêu cảm quan:

• Màu sắc: Màu vàng sáng.
• Mùi: Có mùi thơm tự nhiên, đặc trưng của malt, không có mùi chua mốc
• Vị: ngọt dịu.
• Kích thước hình dáng: Phải đồng đều.
• Độ sạch: Có độ sạch tinh khiết, không lẫn tạp chất.
• Tỷ lệ hạt gẫy cho phép tối đa là 0,5%.
* Chỉ tiêu hoá học:
• Độ ẩm: 3,8 – 5% chất khô.
• Hàm lượng chất chiết: 80% chât khô.
• PH: 5,7 – 5,8%.
• Nitơ hoà tan: 3,5 – 4% chất khô.
• Các chất chính trong malt: tinh bột (60 – 65%), protein (7 – 8%).
• Chỉ số Kolback: 35 – 41
• Thời gian đường hoá: 10 – 15 phút.
* Chỉ tiêu vật lý:
• Dung trọng: 500 – 580 g/l
• Trọng lượng tuyết đối: 28 – 38g/1000 hạt.
• Kích thước hạt: Chiều rộng > 2,5mm.
• Chiều dài mần: 2/3-3/4 chiều dài hạt.
• Độ trắng: 2,5 – 5%.

SVTH:

12


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

2. Nguyên liệu thay thế ( gạo):
Trong công nghệ sản xuất bia, nhằm đảm bảo tính kinh tế giảm giá thành sản
phẩm, cải thiện thành phần dịch chiết cải thiện mùi vị của bia và để bảo quản được
lâu dài có thể sử dụng nguyên liệu thay thế một phần malt, trong điều kiện nước thì
gạo là loại nông sản phổ biến, giá thành rẻ, thành phần hoá học tương ứng với thành
phần hoá học của malt vì vậy ta chọn gạo là loại nguyên liệu thay thế lí tưởng nhất.
Nhờ thế mà ta thu được bia có giá thành rẻ hơn, chất lượng của bia thành phẩm
không giảm đáng kể. Tuy nhiên lượng gạo thay thế chỉ sử dụng với một tỉ lệ nhất
định không được quá nhiều nếu không sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và tính chất
đặc trưng của bia. Ở quy trình sản xuất này em chọn 10% nguyên liệu gạo thay thế.
Chỉ tiêu kỹ thuật của gạo:
* Chỉ tiêu cảm quan:
• Kích thước: đồng nhất.
• Màu sắc: trắng trong
• Mùi: không có hạt bị mốc, mối, mọt, mùi hôi.
• Tạp chất: không lẫn tạp chất.
* Tính chất vật lý:
• Dung trọng: 660 – 700 g/l.
• Độ ẩm: 12% - 14%.
• Độ hoà tan: 80% - 85%.
* Tính chất hoá học:
STT
1
2
3
4
5

Thành phần
Tinh bột

Protein
Chất béo
Celuloza
Chất khoáng

Chất khô %
75
6–8
1 – 1,5
0,5 – 0,8
1 – 1,2

3. Hoa houblon.
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản đứng vị trí thứ hai trong công nghệ sản xuất
bia. Hoa houblon tạo cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả

SVTH:

13


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

năng tạo và giữ bọt, tăng độ bền và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. Vì
vậy hoa houblon vẫn giữ vai trò độc tôn, là nguyên liệu không thể thay thế trong
công nghệ sản xuất bia.
Những chất quyết định đến chất lượng của bia trong hoa bao gồm:
• Chất đắng: là thành phần trong hoa ngoài tác dụng tạo vị đắng nó còn có tác

dụng sát khuẩn mạnh giúp bia bảo quản được lâu hơn.
• Tinh dầu của hoa houblon hoà tan vào dịch đường, tồn tại trong bia, tạo cho
bia có mùi thơm đặc trưng, rất nhẹ và dễ chịu.
• Tanin có tác dụng kết tủa protein không tan ra khỏi dịch đường, ổn định
thành phần và tăng độ bền keo của bia.
Hoa houblon thường được sử dụng dưới ba dạng: Hoa cánh, hoa viên và cao hoa:
- Hoa cánh: Hoa houblon tươi, nguyên cánh được sấy khô đến hàm ẩm 11% sau đó
được phơi phân loại rồi xông hơi ( SO2) để hạn chế sự oxi hoá và sự phát triển của
vi sinh vật.
- Hoa viên: Hoa houblon sau khi sử lý sơ bộ được nghiền và ép thành các viên
nhỏ, xếp vào túi polyetylen hàn kín miệng để tiện cho việc bảo quản cũng như vận
chuyển.
- Cao hoa: Trích ly các tính chất trong hoa bằng các dung môi hữu cơ ( toluen,
bezen…) Sau đó cô đặc để lấy chế phẩm dạng cao.
* Hoa houblon thường được nhập từ Úc, Tiệp, Đức dưới dạng hoa viên và cao hoa.
Hoa houblon được đóng gói cẩn thận, bảo quản kho lạnh 0,2 – 0,5 0C, nếu để ở nhiệt
độ cao, không khí ẩm ánh sáng mặt trời sẽ làm giảm chất lượng của hoa.
Yêu cầu chất lượng của hoa houblon:
* Hoa viên
* Chỉ tiêu cảm quan:
• Màu sắc : hoa cánh có màu vàng hơi xanh.
• Mùi

: Mùi thơm đặc trưng không hắc,dễ nhận mùi.

• Vị

: Vị đắng dịu.

• Hình dáng : Viên không vỡ vụn.

* Chỉ tiêu hoá học: Có khả năng tạo kết lắng nhanh khi đun sôi với nha, làm trong
nước nha,hương thơm rõ rệt, có vị đắng dịu.
SVTH:

14


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

* Cao hoa:
* Chỉ tiêu cảm quan:
• Màu sắc : dạng keo vàng.
• Mùi

: Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi.

* Chỉ tiêu hoá học:
• Hàm lượng axit đắng 30%
• Tan hết và tạo kết lắng nhanh khi đun sôi với nước, hương thơm rõ rệt, có vị
đắng dịu.

Thành phần hoá học của hoa ( Tính theo % chất khô)
STT
1
2
3
4
5

6
7
8
9

Thành phần
Nước
Chất đắng
Polyphenol
Protein
Xenluloza
Tinh dầu thơm
Este
Các hợp chất khác
Độ ẩm

Chất khô %
11 – 13
15 – 31
2,6 – 6
15 – 21
12 – 14
0,3 – 1
0,4
26 – 28
10 – 12

4. Nước:
Nước là thành phần chủ yếu trong bia, nước chiếm 80 – 90%. Nước được dùng
trong tất cả các công đoạn sản xuất bia. Vì vậy thành phần và tính chất của nước

ảnh hưởng đến nhiều quá trình như hồ hoá, đường hoá, lọc…là dung môi hoà tan
muối và đi vào thành phần của dịch đường, ảnh hưởng đến mùi vị và tính chất của
bia.
Vậy nước trước khi đưa vào sản xuất cần được xử lý đảm bảo các yêu cầu kỹ
thuật, để xử lý nước có thể dùng hệ thống trao đổi ion, lắng trong và lọc, làm mền
SVTH:

15


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

nước và cải tạo thành phần sinh học của nước, giảm các chất không có lợi xuống
mức thấp nhất.
Yêu cầu đối với nước để sản xuất bia:
• Nước trong suốt, không màu, mùi vị lạ, không chứa vi sinh vật gây bệnh.
• Hàm lượng muối cacbonat không quá 50mg/l
• Hàm lượng muối clorua từ 75 – 150mg/l
• Hàm lượng muối Mg2+ không quá 100mg/l
• Hàm lượng CaSO4 từ 150 – 200 mg/l
• Không có NH3, NO2.
• Hàm lượng ion Fe3+ không quá 0,3 mg/l
• Vi sinh vật không quá 100TB/ml
• Không có kim loại nặng.
5. Nấm men.
Nấm men dùng để chuyển hoá các chất chiết trong dịch đường thành rượu, CO 2
và một số sản phẩm trung gian khác. Nấm men được sử dụng là chủng
Saccaromyces carlsbergensis để thực hiện lên men chìm. Nấm men sử dụng phải

đảm bảo các yêu cầu sau đây:
• Tốc độ lên men nhanh.
• Sử dụng đường có hiệu quả, tạo độ cồn cao.
• Có khả năng chịu độ cồn, áp suất thẩm thấu, oxy, nhiệt độ.
• Có khả năng kết bông hoặc kết lắng tốt.
• Có khả năng sống sót cao cho mục đích tái sử dụng.
• Sản phẩm tạo ra bao gồm các hợp chất hương và vị cho bia.
• Đặc tính di truyền ổn định cao.
6. Các nguyên liệu phụ khác.
a: Ezim:
Sử dụng Enzim Termamyl đây là loại chế phẩm α- amylaza được sản xuất từ vi
khuẩn Bacillus licheniformis. Enzim này có khả năng chịu được nhiệt độ cao, nó có
khả năng thuỷ phân tinh bột ở mối liên kết α – 1,4 glucozit trong phân tử amyloza
SVTH:

16


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

và amylopectin. Vì vậy tinh bột sẽ nhanh chóng bị thuỷ phân thành các dextrin có
phân tử lượng thấp, hoà tan trong nước.
Nhiệt độ tối ưu là: 90 – 950C. Điều này rất thuận lợi cho dịch hóa tinh bột gạo vì
nhiệt độ hồ hoá gạo là 860C.
Hàm lượng sử dụng là: 0,1% so với nguyên liệu thay thế. Sử dụng enzim có tác
dụng:
• Tăng hiệu suất thu hồi chất hoà tan.
• Tăng tỷ lệ nguyên liệu thay thế, giảm giá thành sản phẩm.

b. Nguyên liệu phù trợ:
Là tất cả các chất phụ khác được sử dụng để đạt yêu cầu kỹ thuật cần thiết cho
mục đích quá trình sản xuất.
• Nhóm các chất điều chỉnh pH: H2SO4, H3PO4, axit lactic…
• Nhóm các chất sát trùng, tẩy rửa vệ sinh thiết bị: Dung dịch clo, NaOH,
HNO3, Trimeta HC…
• Axit lactic: điều chỉnh pH = 5,3 – 5,5 khi đường hóa.
• Nhóm các chất dùng cho thu hồi CO2: Than hoạt tính, H2SO4
• Bột trợ lọc: Sử dụng bột trợ lọc Diatomit với định lượng nhất định dùng để
lọc bia sau khi lên men xong. Loại bột này được sản xuất chế biến ở nhiều
nước trên thế giới: Đức, Mỹ, Nhật… Do tính chất phân tán cao diatomid có
nhiều lỗ rỗng tạo ra bề mặt tiếp xúc lớn, nhẹ, tỷ trọng lớn: 2000 – 2200
kg/cm3, độ phân tán dịch 92%, khả năng hút nước 3 – 5 lần.
II. Qúa trình sản xuất.
1. Nghiền malt:
* Mục đích: Phá vỡ cấu trúc của hạt, nghiền hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt
tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần của nội nhũ
nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thuỷ phân khác triệt để
hơn.
SVTH:

17


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

* Nguyên tắc: nếu malt được nghiền càng mịn thì khả năng hoà tan càng cao

nhưng nếu vỏ nghiền càng nhỏ lượng chất chát và chất đắng càng dễ hoà tan vào
dịch đường, mặt khác sẽ gây khó khăn cho quá trình lọc.
* Yêu cầu của malt sau khi nghiền là:
• vỏ trấu: 15% – 18%,
• Tấm thô: 18% - 22%
• Tấm mịn: 30% - 35%
• Bột: 30% - 35%.
* Lựa chọn phương pháp nghiền malt.
- Về phương pháp:
Hiện nay thường sử dụng 3 phương pháp nghiền malt đó là:
a, Nghiền khô: nghiền malt ở trạng thái khô.
Ưu điểm:
• Bột nghiền nhỏ và mịn, thuận lợi cho quá trình đường hoá.
• Nghiền tốt với các loại malt có độ nhuyễn kém.
• Áp dụng mọi phân xưởng từ nhỏ đến lớn, từ thủ công đến tự động.
Nhược điểm:
• Vỏ quả cũng bị nghiền nhỏ, dễ tan vào dịch đường làm ảnh hưởng tới chất
lượng của bia.
• Bột nghiền nhỏ gây khó khăn cho công đoạn lọc.
• Kích thích hạt khô không đồng đều phải qua nhiều thiết bị sàng tuyển.
b, Nghiền ẩm.
Trong quá trình nghiền bổ sung thêm nước ấm để trong 5 – 10 phút hoặc phun ẩm
để độ ẩm của vỏ malt tăng lên 15% – 20% do đó khi nghiền lớp vỏ sẽ không bị nát
mà còn làm trương nở các sợi keo của nội nhũ.
* Ưu điểm:
• Vỏ được bảo quản ở trạng thái sau khi nghiền.
• Nghiền được malt có độ nhuyễn thấp.
• Làm trương nở các sợi keo của nội nhũ.

SVTH:

18


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

* Nhược điểm:
• Một phần nội nhũ dính vào vỏ không thể tách triệt để được.
• Bột nghiền không được để lâu.
• Vệ sinh khó khăn, nguy cơ bị ăn mòn thiết bị.
c. Nghiền ướt:
Nghiền ướt gồm có nghiền ướt không ngâm và nghiền ướt có ngâm.
Malt được trộn với nước theo tỷ lệ phối trộn nhất định, phun nước theo tỷ lệ
0,7l/100kg malt. Nhiệt độ của nước là 30 – 37 0C ngâm trong 20 phút hàm ẩm đạt
25% – 35% sau đó đem đi nghiền.
* Ưu điểm:
• Vỏ trấu được bảo toàn.
• Rút ngắn thời gian lọc bã khoảng 10 – 20%.
* Nhược điểm:
• Nghiền không tốt những loại malt kém nhuyễn.
• Thiết bị phức tạp, đầu tư ban đầu lớn.
• Khó vệ sinh thiết bị.
• Bột nghiền xong phải nấu ngay.
Căn cứ vào ưu điểm của các phương pháp trên chọn phương pháp nghiền khô:
- Về thiết bị:
Nghiền malt là công đoạn đòi hỏi kỹ thuật nên cần phải lựa chọn phương pháp
nghiền thích hợp để tránh ảnh hưởng đến quá trình công nghệ và nâng cao hiệu suất
chung của quá trình. Thông thường sử dụng máy nghiền trục.

* Nguyên lí làm việc của máy nghiền 4 trục.
Malt sau khi được nghiền qua cặp rulo thứ nhất, bột nghiền được đổ xuống sàng.
Lọt qua lỗ sàng là bột và tấm bé. Hai pha này được thu gom vào thùng tạm chứa,
còn vỏ và tấm lớn nằm lại trên sàng được đổ vào cặp rulo thứ hai để nghiền lại một
lần nữa.
2. Nghiền gạo:
* Mục đích:

SVTH:

19


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

Làm tăng bề mặt tiếp xúc với enzim, giúp quá trình trương nở và hoà tan tốt hơn.
Tăng việc phá vỡ cấu trúc màng tế bào của gạo.
Gạo là nguyên liệu có cấu trúc rất cứng và khó bị phân huỷ để tạo chất chiết cho
dịch đường, do vậy phải nghiền gạo thật nhỏ để phá vỡ cấu trúc của tinh bột tạo
điều kiện cho sự hút nước, trương nở tinh bột, enzim tiếp xúc với tinh bột được dễ
dàng, thuỷ phân tinh bột thành chất chiết của dịch đường.
Do đó chọn phương pháp nghiền khô bằng máy nghiền búa.
* Cách tiến hành:
Gạo cân đinh lượng cho từng mẻ sau đó nghiền bằng máy nghiền búa quay trên
roto lắp nhiều đĩa, trên mỗi đĩa được gán nhiều lưỡi dao bằng thép, các lưỡi dao sẽ
chém hạt nát vụn, ngoài các đĩa được bao bởi một sàng có lỗ 0,5 – 0,7 mm với mật
độ 20 lỗ/cm2 sàng.

* Yêu cầu gạo sau khi nghiền:
Gạo chứa 70 – 75% hàm lượng tinh bột so với lượng chất khô nên cần nghiền
mịn, nghiền càng mịn thì quá trình dịch hoá và đường hoá càng đạt hiệu quả cao.
Gạo sau khi nghiền cần đạt tiêu chuẩn kỹ thuật:
• Tấm lớn : ≤ 20%
• Tấm nhỏ : ≥ 35%
• Bột mịn : ≥ 75%
3. Hồ hoá:
* Mục đích: dùng nhiệt độ và enzim Termarmyl nhằm phá vỡ cấu tạo màng tế bào
của tinh bột chuyển tinh bột từ trạng thái không tan về trạng thái hoà tan, tạo điều
kiện cho quá trình phân cắt các mạch tinh bột của enzim.
Thực chất của quá trình là thuỷ phân tinh bột và protein. Sản phẩm thu được là
các maltose và axit amin, cùng với các sản phẩm trung gian của quá trình thủy
phân.
• Tinh bột → Dextrin → Maltoza
• Protein → Các sản phẩm trung gian → axit amin.
* Cách tiến hành:
SVTH:

20


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

Trước khi tiến hành hồ hoá phải vệ sinh thiết bị bằng nước nóng. Bột gạo
được phối trộn với nước ấm để đạt nhiệt độ dịch khoảng 40 0C cho vào nồi
bật cánh khuấy, cho malt lót vào nồi với lượng bằng 10% bột gạo, phối trộn
theo tỉ lệ

(gạo + malt)/nước = 1/5, bổ sung Enzim Terarmyl (0,1% so

với lượng bột gạo). Cấp hơi để nâng từ từ nhiệt độ của khối dịch lên 52 0C
và giữ ở nhiệt độ này trong 20 phút, để chuyển hoá một phần protein thành
polypeptid và axitamin.
Tiếp tục tăng nhiệt độ của khối dịch lên 86 0C và giữ trong 30 phút, đây là nhiệt độ
trương nở tối ưu của tinh bột cũng là nhiệt độ thích hợp cho Enzim Termarmyl hoạt
động. Sau đó tăng nhiệt độ của khối dịch lên 100 0C giữ ở nhiệt độ này trong vòng
30 phút để hồ hoá những hạt bột lớn còn sót. Dịch cháo sau khi nấu xong được làm
nguội đến 700C - 750C để bơm sang nồi đường hoá.
* Yêu cầu chung:
• Khi nâng nhiệt độ cánh khuấy để chế độ khuấy nhanh, giữ nhiệt thì chuyển
cánh khuấy về tốc độ chậm.
• Điều chỉnh áp suất hơi vào khu vực nồi nấu là 4 at.
4. Qúa trình đường hoá:
* Mục đích: Tạo điều kiện cho hệ enzim amylaza, proteaza có sẵn trong nội nhũ
của malt hoạt động, chuyển hoá các chất không tan trong malt thành các chất hoà
tan, tạo môi trường thuận lợi cho quá trình thuỷ phân hợp chất cao phân tử thành
hợp chất thấp phân tử, dễ hoà tan bền vững vào nước, tạo thành các chất chiết của
dịch đường.
* Cách tiến hành:
Trước khi tiến hành phải vệ sinh thiết bị bằng nước nóng, mở van xả đáy để xả
nước ra ngoài. Trong thời gian dịch cháo trong nồi hồ hoá sôi, tại nồi đường hoá
tiến hành cho nước nóng 400C – 430C vào nồi cùng với toàn bộ lượng malt theo tỷ
lệ nguyên liệu/ nước = 1/5. Bật cánh khuấy hoạt động để bột malt hòa tan hoàn toàn
không bị vón cục. Sau khi hòa bột malt vào nước nhiệt độ của dịch giảm xuống
350C, ở nhiệt độ này ngâm trong vòng 30 phút để hoạt hoá các enzim trong malt.
Để các Enzim hoạt động tốt trong quá trình đường hoá phải điều chỉnh pH của hỗn
hợp xuống 5,4 – 5,5 bằng cách sử dụng axit lactic.

SVTH:

21


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

Sau khi ngâm malt tiến hành nâng nhiệt độ của hỗn hợp từ từ lên theo 3 giai đoạn:
- Bơm dịch ở nồi hồ hoá sang nồi đường hoá đến khi lượng dịch cháo bằng 25% so
với dịch trong nồi đường hóa nhiệt độ khối dịch đạt 50 0C – 520C, duy t, trì ở nhiệt
độ này trong 30 phút đây là nhiệt độ thích hợp cho Enzim proteaza hoạt động phân
cắt protit thành các hợp chất có khối lượng phân tử nhỏ như: Albumin, peton,
polypeptid, peptid, axit amin. Trong đó axit amin và peptit dùng làm thức ăn cho
nấm men. Albumin, pepton, polypeptit với mức độ nhất định sẽ giúp bia có độ đậm
đà giữ được bọt lâu. Nhưng với hàm lượng cao quá thì nó sẽ là nguyên nhân gây
đục bia sau này, nên phải khống chế thời gian. Sau đó bơm hết lượng dịch hồ hoá
còn lại sang nồi đường hoá, nâng nhiệt độ lên đến 57 0C duy trì ở nhiệt này trong 10
phút để tạo các sản phẩm trung gian: Albumoza và pepton.
- Nâng nhiệt độ của hỗn hợp lên 620C – 650C duy trì ở nhiệt độ này trong 30 – 45
phú. Đây là nhiệt độ tối ưu cho Enzim β- amylaza hoạt động, phân cắt amylopectin
thành dextrin bậc cao.
- Tiếp theo nâng nhiệt độ lên 70 0C – 720C: duy trì ở nhiệt độ này khoảng 15 – 20
phút để enzim để enzim α-amylaza phân cắt tinh bột thành dextrin phân tử lượng
thấp. Rồi nâng đến 760C duy trì ở nhiệt độ này cho tới khi tinh bột được đường hoá
hoàn toàn.
- Sau khi nâng đến 760C được 10 – 15 phút tiến hành thử bằng iot cứ 5 phút thử một
lần. Nếu iot không chuyển màu dung dịch thì quá trình đường hoá đã xảy ra hoàn
toàn. Qúa trình đường hoá kết thúc

* Chú ý: Để quá trình đường hoá xảy ra 1 cách triệt để cần phải điều chỉnh nhiệt độ
và pH cho phù hợp để điều chỉnh pH phải bổ sung H3PO4 vào nồi nhằm ngăn cản sự
giảm độ chua ngoài ra việc điều chỉnh nhiệt độ và pH còn có tác dụng giúp quá
trình thuỷ phân protit xảy ra dễ dàng hơn
- Quan sát dịch cháo trong nồi nấu phải sôi to, liên tục, không bị trào, nhiệt kế đồng
hồ đo thời gian đảm bảo kỹ thuật.
5. Lọc dịch đường.
* Mục đích: Tách dịch đường ra khỏi bã malt và các tạp chất không tan khác.
Trong quá trình lọc các phần tử rắn nhỏ sẽ tạo ra một lớp nguyên liệu lọc phụ làm
cho dịch lọc trong hơn.

SVTH:

22


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

* Chọn thiết bị:
Có thiết bị thùng lọc đáy bằng.
* Nguyên tắc: Dựa vào sự chênh lệch áp suất ở phía trên và dưới màng lọc dịch
đường sẽ tự chảy qua lớp lọc để thoát ra ngoài.
Quá trình lọc bã malt tiến hành theo 2 bước:
• Bước 1: Ép tách dịch cốt
• Bước 2: Rửa bã để chiết rút tất cả những phần dinh dưỡng còn lại trong bã.
* Cách tiến hành
- Trước tiên bơm nước có nhiệt độ là 76 oC vào đầy phần không gian giữa đáy giả
và đáy thật.Lượng nước bơm vào phải ngập đáy giả 1 -2 cm.

- Sau đó mới bơm dịch hèm từ nồi đường hóa sang, cánh khuấy được bật với tốc
độ chậm sẽ dàn đều lớp bã.
- Sau khi hết dịch đường hệ thống cánh đảo bã được nâng lên cao.
- Dịch đường được để yên 20 phút để bã kết lắng tạo thành lớp lọc. Có thể chia lớp
bã thành 3 lớp: lớp dưới cùng gồm các phần tử nặng nhất và lớn nhất, dày khoảng
1cm; lớp giữa gồm vỏ và các phần tử nặng khác; lớp trên cùng là các phần tử mịn
và nhẹ, xám, dày khoảng 1cm.
- Sau đó mở van thu dịch đường, ban đầu dịch đường còn đục nên ta cho hồi lưu
trở lại thùng lọc trong khoảng 15 phút đầu.
- Khi dịch đường bắt đầu trong thì khoá van hồi lưu, dịch đường được đưa ngay
sang nồi nấu hoa. Nếu nồi hoa chưa sẵn sàng thì dịch đường được đưa sang nồi
trung gian có vỏ bảo ôn chứa tạm.
- Lúc đầu tốc độ lọc nhanh, về sau tốc độ lọc chậm dần do màng lọc bị bít làm tăng
trở lực khi đó cần ngừng quá trình lọc dùng hệ thống cào bã tạo lại lớp màng lọc.
Quá trình tái tạo lại lớp màng lọc như sau: Cho lưỡi dao quay một góc 15 - 20 0.
Dùng kích thuỷ lực hạ dao cào xuống vị trí thấp nhất, quay trong 15-20 phút để xáo
trộn lớp lọc. Hệ thống van tháo dịch được đóng lại. Dàn bằng bề mặt lọc: nâng hệ
thống dao cào lên ngang tầm chiều cao lớp lọc, trả dao về vị tri ban đầu, quay dao
trong 15 phút, thao tác lặp lại như lần đầu

SVTH:

23


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

6. Qúa trình nấu hoa.

* Mục đích:
- Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol các hợp chất chứa Nitơ và các thành
phần khác của hoa houblon hoà tan vào dịch đường để tạo ra hương và vị đặc trưng
cho bia.
- Làm cho dịch đường trong hơn do tạo các phức dễ kết lắng, độ bền keo của dịch
đường tăng lên và thành phần sinh học của bia được ổn định. Ngoài ra còn có tác
dụng tiêu diệt các vi sinh vật tạp nhiễm và enzim còn lại trong dịch đường
- Nấu hoa ở nhiệt độ cao xảy ra các phản ứng melanoid, phản ứng caramel hoá làm
thay đổi tính chất cảm quan của dịch đường đặc biệt là độ màu của dịch đường. Đun
sôi hoa còn có tác dụng làm bay hơi một số chất không mong muốn như
dimethy sulfua và các dẫn xuất, cô đặc dịch đường nhờ quá trình bay hơi nước, pH
dịch đường giảm từ 0,2 – 0,3.

* Cách tiến hành:
- Dịch đường sau khi lọc được chuyển ngay sang nồi nấu hoa, mở van cấp hơi để
đảm bảo nhiệt độ của khối dịch không xuống dưới 70 0C vì trong quá trình sản xuất
bia, nếu để dịch đường bị “ nguội” trong một thời gian dài sẽ tạo điều kiện cho oxy
không khí tiếp xúc với dịch đường, xảy ra phản ứng oxy hoá làm giảm chất lượng
của dịch đường.
- Để đáp ứng được yêu cầu này thì ngay từ khi bơm dịch sang nồi nấu hoa thì ta
phải cấp hơi cho dịch đường, nâng nhiệt độ lên sao cho đến khi kết thúc quá trình
rửa bã thì dịch đường trong nồi sôi.
- Khi khối dịch đường sôi thì ta giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 10 phút để kết tủa
các chất đắng, chất chá của vỏ malt đã hoà tan vào dịch đường. Việc đun sôi ở
1000C còn được coi như là quá trình khử trùng cho dịch đường trước lên men. Vì
khi đưa vào đường hoá malt chứa một lượng vi sinh vất khá lớn ở nhiệt độ đường
hoá không đủ tiêu diệt một số vi sinh vật ưa nhiệt, hơn nữa trong quá trình sản xuất

SVTH:

24


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy sản xuất bia 6 triệu lít/năm

đồng thời có một lượng vi sinh vật từ trước, không khí, thiết bị cũng xâm nhập vào
dịch đường. Do đó ta phải đun sôi dịch đường trong thời gian đun hoa.
* Qúa trình nạp hoa vào nồi nấu hoa được chia làm 2 lần:
- Lần 1: Khi dịch đường sôi 1020C, bổ sung cao hoa và đun sôi 30phút.
• Chất đắng, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của
hoa houblon được trích ly vào dịch đường.
• Protein và các chất không tan khác bị kết tủa.
• Hệ thống enzim bị vô hoạt.
• Phản ứng caramen tạo ra màu vàng đặc trưng cho bia vàng.
+ Sau khi đun hoa 30 phút.
• Kiểm tra pH, bổ sung axi lactic để điều chỉnh pH.
• Kiểm tra độ màu, bổ sung caramen nếu cần.
• Kiểm tra độ đường nếu như không đạt 120Bx thì phải tăng thời gian đun sôi.
- Lần 2: Bổ sung hoa viên đun sôi thêm 20 phút nữa kết thúc quá trình houblon
hoá. Trong giai đoạn tinh dầu trong hoa viên được trích ly vào dịch đường. Vì trong
quá trình sôi, phần lớn 77 – 88% tinh dầu sẽ bị khuyếch tán trong hơi nước và bay
ra ngoài, phần còn lại có nhiệt độ bay hơi cao hơn sẽ tồn tại trong dịch đường và
sau đó tiếp tục mất đi trong quá trình lên men ( 90 – 96%), chỉ tồn tại một lượng rất
nhỏ ở dạng khá bền và tạo cho bia có mùi thơm đặc trưng.
Tổng thời gian đun hoa (bao gồm cả thời gian kiểm tra và bổ sung phụ gia) là 70
phút sau đó dịch hoa được đưa sang thiết bị lắng xoáy để tách cặn và làm nguội sơ
bộ.
7. Lắng trong dịch ( lắng xoáy):

* Mục đích: Tách cặn thô, bã malt, bã hoa, cặn protein đông tụ , các hợp chất
polyphenol, hợp chất đắng không tan đồng thời làm lạnh sơ bộ khối dịch trước khi
làm lạnh nhanh.
Đặc biệt là cặn nóng được tạo thành từ nhiệt độ trên 600C và cần được tách bỏ
hoàn toàn vì chúng ảnh hưởng xấu tới quá trình lên men, làm bia kém chất lượng
sinh ra một số axit có hại cho độ bền của bia.
* Cách tiến hành:

SVTH:

25