thiết kế phân xưởng nấu bia với năng suất 600 lít dịch đường/ngày

LỜI MỞ ĐẦU
Bia là loại nước giải khát lên men có độ cồn thấp (hàm lượng rượu khoảng
3,5% - 5,5% tuy thuộc vào từng loại sản phẩm), có ga (hàm lượng CO 2 khoảng 4,5 5,5 gam/lít), ngoài ra bia còn chứa một số chất có giá trị dinh dưỡng cao. Hương vị
đặc trưng của bia là nhờ chất chiết từ malt đại mạch và hoa houblon. Các chất đó
một phần được giữ lại, một phần biến đổi qua quá trình lên men tạo ra rượu Etylic,
CO2 và các sản phẩm phụ cùng với các chất phụ gia tạo hương vị hài hoà cho bia.
Thành phần chính chủ yếu của bia là nước chiếm khoảng 80 - 90% còn lại
rượu chiếm 3 - 6%, CO2 khoảng 0,4 - 0,5%... Ngoài ra trong bia còn chứa một
lượng vitamin B1, B2… Bia cung cấp một lượng giá trị dinh dưỡng lớn tốt cho cơ
thề. Đặc biệt trong bia còn chứa một lượng CO2 nằm dưới dạng liên kết và tự do
nên khi uống vào cơ thể có tác dụng thu nhiệt làm giảm nhanh cơn khát, hơn nữa
hàm lượng cồn thấp trong bia có khả năng kích thích tiêu hoá của dạ dày.
Lịch sử và phát triển của ngành bia ra đời cách đây 7000 năm trước công
nguyên, những người dân đã biết sản xuất bia từ malt đại mạch. Công nghệ này
được lan truyền đến Ai Cập, Ba Tư, các nước lân cận rồi tràn xuống phía Nam.
Ngày nay một số bộ phận của Ethyopia vẫn còn sản xuất bia theo phương pháp này
của người dân Babilon.
Ngày nay khoa học kỹ thuật đã phát triển với tốc độ nhanh, cùng với sự phát
triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ sinh học ngày càng phát triển và chiếm vị trí
quan trọng trong tương lai. Trong công nghệ lên men nói chung, kỹ thuật sản xuất
bia nói riêng ở trên thế giới đã có những bước nhảy vọt về kỹ thuật công nghệ cũng
như sản lượng ngày càng cao đáp ứng được nhu cầu của xã hội một cách hợp lý
.Các nước có sản lượng bia lớn như: Đức, Mỹ , Đan Mạch…đặc biệt là Đức và Mỹ
mỗi năm sản xuất trên 10 tỷ lít và có 25 nước sản xuất trên 1 tỷ lít/năm. Sản lượng
bình quân đầu người/năm của một số nước như Đức khoảng 180 - 220
lít/người/năm. Tiệp Khắc khoảng 160 - 180 lít/người/năm. Từ những con số trên
cho chúng ta thấy nhu cầu sử dụng loại đồ uống này là rất cao.

i

Ở nước ta hiện nay, ngành sản xuất bia không mới tuy nhiên nhưng năng lực
sản xuất của các nhà máy trong nước vẫn chưa đáp ứng hết nhu cầu ngày càng tăng
nhanh của người tiêu dùng, cụ thể là trong năm 2013, theo Hiệp hội Bia rượu nước
giải khát Việt Nam (VBA) sản lượng sản xuất bia toàn ngành đạt 2,9 tỷ lít, tăng gần
2,5%; sản lượng bia tiêu thụ đạt trên 3 tỷ lít, tăng gần 12%, như vậy có thể thấy
mức tăng trưởng giữa nhu cầu tiêu thụ và sản lượng có sự chênh lệch khá lớn, cụ
thể nhu mức tăng trưởng của nhu cầu lớn hơn 9,5% so với mức tăng trưởng của sản
lượng sản xuất được của toàn ngành. Miền Nam có Tổng công ty Bia Rượu NGK
Sài Gòn với năng suất khoảng trên 1,7 tỷ lít/năm. Miền Bắc có Tổng công ty Bia
Rượu NGK Hà Nội năng suất 916 tỷ lít /năm, ngoài ra còn có các nhà máy vừa và
nhỏ ở các tỉnh như: Huế, Đà Năng, Thanh Hoá, Nghệ An, Nam Đinh Quảng Bình…
Tuy nhiên sản lượng này vẫn đang còn khá thấp so với quy hoạch của Bộ Công
Thương, theo đó đến năm 2015 Việt Nam sẽ sản xuất và tiêu thụ 4,2 - 4,4 tỷ lít bia,
bình quân 45 - 47 lít/người/năm. Mười năm sau đó, mức bình quân mỗi người Việt
tiêu thụ bia sẽ đạt 60 - 70 lít/năm.
Xuất phát từ mục tiêu thực tiễn, mục tiêu đề ra và lợi ích của việc phát triển
công nghệ sản xuất bia thì thấy rằng việc xây dựng các nhà máy bia có cơ cấu tổ
chức chặt chẽ, được trang bị hiện đại nhằm cung cấp cho người tiêu dùng loại sản
phẩm có chất lượng nhưng giá thành hợp lý là rất cần thiết. Việc xây dựng nhà máy
bia có công xuất 20 triệu lít/ năm là phù hợp với tình hình phát triển ở nước ta và
thuận lợi cho sản xuất, lắp đặt và vận hành thiết bị trong đây chuyền sản xuất.
Đồ án tốt nghiệp của chúng em có nhiệm vụ là thiết kế phân xưởng nấu bia
với năng xuất 600 lít dịch đường/ngày. Bao gồm:
Phần I.
Phần II.
Phần III.
Phần IV.
Phần V.
Phần VI.

Lập luận kinh tế kỹ thuật - xây dựng.
Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ.
Tính cân bằng sản phẩm.
Tính chọn thiết bị sản xuất và thiết bị vệ sinh nhà xưởng.
Tính nhiệt-hơi-nước lạnh.
Tính điện năng – tính kích thước phân xưởng nấu.

LỜI CÁM ƠN

ii


Trước tiên, chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành, sâu sắc tới các thầy, cô
giáo trong trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm TP. Hồ Chí Minh nói chung và
các thầy, cô giáo trong khoa Công nghệ Thực phẩm nói riêng đã tận tình giảng dạy,
truyền đạt cho chúng em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho chúng em
trong suốt thời gian học tập tại trường.
Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Phan Vĩnh Hưng, thầy đã tận
tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình làm đồ án
tốt nghiệp này. Trong thời gian làm việc với thầy, em và bạn của mình không ngừng
tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ
nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả của thầy, đây là những điều rất quý báu
và cần thiết cho chúng em trong quá trình học tập và làm việc sau này.
Chúng em xin chân thành cám ơn!

iii


LỜI NHÂN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

iv


LỜI NHÂN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

v


MỤC LỤC
MỤC LỤC.......................................................................................................................................vi
PHẦN I. LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT – XÂY DỰNG......................................................1
I.Ý nghĩa thành lập phân xưởng.....................................................................................................1
1.Giới thiệu về bia:.....................................................................................................................1
2.Tình hình sản xuất bia trên thế giới........................................................................................2
3.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam........................................................................2
4.Vai trò của bia trong đời sống.................................................................................................3
II.Chọn địa điểm xây dựng nhà máy...............................................................................................4

PHẦN II. CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ....................................7
A.THÀNH PHẦN VÀ CÁC CHỈ TIÊU NGUYÊN LIỆU............................................................................7
I.Nguyên liệu chính....................................................................................................................7
II.Nguyên liệu phụ....................................................................................................................16
B.CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ.................................................................18
I.Chọn quy trình công nghệ......................................................................................................18
II.Thuyết minh quy trình công nghệ.........................................................................................21
PHẦN III. TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM................................................................................36
I.Lập kế hoạch sản xuất................................................................................................................36
II.Tính cân bằng sản phẩm cho 1 mẻ............................................................................................36
II.1.Tính lượng dịch qua các công đoạn....................................................................................36
II.2.Tính nguyên liệu malt và gạo.............................................................................................38
II.3.Tính khối lượng bã ẩm.......................................................................................................38
II.4.Tính lượng hoa houblon cần dùng.....................................................................................39
II.5.Tính nước...........................................................................................................................41

vi


II.6.Tính bã hoa và bã lắng.......................................................................................................43
PHẦN IV. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ SẢN XUẤT VÀ THIẾT BỊ VỆ SINH NHÀ XƯỞNG....44
I.Tính chọn thiết bị hồ hóa...........................................................................................................45
II.Tính chọn thiết bị đường hóa...................................................................................................46
III.Tính và chọn thiết bị lọc...........................................................................................................47
IV.Tính và chọn thiết bị nấu hoa...................................................................................................47
V.Tính và chọn thùng lắng lắng trong...........................................................................................49
VI.Tính và chọn thiết bị làm lạnh nhanh.......................................................................................49
VII.Tính và chọn thùng nước nóng...............................................................................................50
VIII.Tính và chọn hệ thống CIP.....................................................................................................51
PHẦN V. TÍNH NHIỆT-HƠI-NƯỚC LẠNH.............................................................................52

I.Tính nhiệt và hơi cấp cho quá trình hồ hóa................................................................................52
II.Tính nhiệt và hơi cấp cho quá trình đường hóa........................................................................55
III.Tính nhiệt và hơi cấp cho quá trình nấu hoa............................................................................58
IV.Tính nhiệt và hơi cấp cho thiết bị đun nước nóng....................................................................60
V.Tính hệ thống làm lạnh.............................................................................................................62
VI.Tính nước dùng cho phân xưởng nấu......................................................................................64
I.Tính điện năng...........................................................................................................................65
1.Tính phụ tải chiếu sáng.........................................................................................................65
2.Tính phụ tải động lực............................................................................................................66
3.Tính phụ tải tính toán............................................................................................................67
4.Tính công suất và dung lượng bù..........................................................................................68
5.Chọn máy biến áp.................................................................................................................69
II.Tính kích thước phân xưởng nấu..............................................................................................69

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT

Trang

Bảng 1. Các chỉ tiêu chất lượng của nước dùng trong sản xuất bia..........................8
Bảng 2. So sánh thành phần hóa học của đại mạch và Malt đại mạch. (Tính theo %
trọng lượng chất khô).................................................................................................9
Bảng 3. Chỉ tiêu hóa lý và cơ học của Malt đại mạch.............................................11
Bảng 4. Bảng chỉ tiêu đánh giá chất lượng gạo.......................................................12
Bảng 5. Chỉ tiêu hoa Houblon.................................................................................13
Bảng 6. Chỉ tiêu houblon cho sản xuất.....................................................................15
Bảng 7. Nhóm các chất phụ gia sử dụng trong nhà máy.........................................17

Bảng 8. Thông số kỹ thuật nguyên liệu...................................................................37
Bảng 9. Phần trăm tổn thất nguyên liệu qua các công đoạn...................................37
Bảng 10. Tính lượng dịch bia qua 3 công đoạn cuối..............................................38
Bảng 11. Tổn thất qua các công đoạn khi làm lạnh................................................40
Bảng 12. Bảng cân bằng vật chất của bia chai 120Bx............................................46
Bảng 13. Tổn thất lượng nước bay hơi và lượng dịch ở các giai đoạn nhiệt..........55
Bảng 14. Tổn thất lượng nước bay hơi và lượng dịch ở các giai đoạn nhiệt..........58
Bảng 15. Bảng tính công suất phụ tải sản xuất.....................................................70

viii


DANH MỤC CÁC HÌNH
STT

Trang

Hình 1. Nguyên liệu Malt đại mạch..........................................................................8
Hình 2. Hình thế liệu gạo.........................................................................................12
Hình 3. Houblon viên..............................................................................................14
Hình 4. Houblon cao................................................................................................15
Hình 5. Sơ đồ quy trình sản xuất dịch đường.........................................................21

ix


PHẦN I. LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT – XÂY DỰNG

I.

Ý nghĩa thành lập phân xưởng

1. Giới thiệu về bia:
Bia là một loại nước giải khát khá phổ biến, được tiêu thụ rộng rãi trên khắp
thế giới và có lịch sử phát triển rất lâu đời. Từ thời xa xưa, người Babilon đã sản
xuất bia từ quá trình lên men bánh mì ẩm. Cách đây khoảng 5000 năm, người Ai
Cập cổ đại đã sử dụng lúa mạch để sản xuất bia. Bia đã trở thành một thực phẩm
quan trọng trong các bữa ăn kiêng hàng ngày của người Ai Cập lúc đó. Người Hy
Lạp đã học cách sản xuất bia từ người Ai Cập. Các bộ tộc của Đức đã biết sản xuất
bia từ lâu trước khi có sự xâm chiếm của đế chế La Mã. Ban đầu người ta sử dụng
các loại thảo mộc và gia vị khác vào việc sản xuất bia. Tuy nhiên vào khoảng 1000
năm trước công nguyên bia mới thâm nhập vào các tu viện và các tu sĩ đã sử dụng
hoa houblon thay cho các thảo mộc vào quá trình sản xuất bia. Bia thật sự được trở
nên phổ biến nhờ vào các tu viện. Các tu sĩ là những người đầu tiên đã xây dựng
các nhà máy bia. Họ cung cấp nơi ở, thức ăn và bia cho những người đi hành hương
và những người đi du lịch. Cho đến giữa thế kỷ XVI, bia chỉ được sản xuất chủ yếu
trong các gia đình và còn chưa mang tính thương mại. Từ năm 1833, nhờ các
nghiên cứu của Pasteur về quá trình lên men rượu vang, Hansen đã đề nghị phương
pháp nhân giống nấm men từ một tế bào thuần khiết ban đầu trong canh trường.
Đến năm 1881 – 1883 nấm men đã được đưa vào sử dụng sản xuất bia lần đầu tiên
ở Đan Mạch. Từ đó đến nay ngành công nghiệp bia ngày càng được hoàn thiện,
phát triển và đã đạt được nhiều thành tựu rực rỡ.
Bia là sản phẩm của quá trình lên men ethanol từ dịch nha, không qua chưng
cất, dịch nha được nấu từ malt đại mạch, các hạt giàu tinh bột, protein…(như gạo,
ngô, đại mạch,…), hoa houblon và nước.

1


2. Tình hình sản xuất bia trên thế giới

Sản lượng bia trên thế giới hơn 120 tỉ lít / năm. Đặc biệt ờ các nước phát
triển tỉ lệ lượng bia tieu thụ bình quân đầu người là rất cao. Điển hình là CHLB Đức
: 170L/năm. Có nhiều hãng bia hàng đầu thế giới như:











Anheuser busch (Mỹ)
Heineken (Hà Lan)
Miller (Mỹ)
Kirin (Nhật)
Foster’s (Úc)
Danone (Pháp)
Carlsberg (Đan mạch)
Brahma ( brazin)
Gruiness (Anh)
SAB ( Nam Phi)

3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam

Hiện tại cả nước có khoảng 20 nhà máy bia có năng suất lớn( trên 50 triệu
lit/năm). Còn lại là các nhà máy bia có năng suất nhỏ 20 triệu lit/ năm và 10 triệu
lit/năm.( khó thông kê do nhiều nhà máy địa phương không tham gia Hiệp Hội Bia

Rượu Việt Nam)
Theo Hiệp Hội, hiện nay tổng công suất của các nhà máy bia trong cả nước
đã lên tới 2,9 tỷ lít/năm. Riêng 10 tỉnh miền Trung là trên 500 triệu lít. Nhưng một
số địa phương vẫn đang chuẩn bị triển khai những dự án sản xuất bia tương đối lớn,
quy mô từ 100 đến 150 triệu lít/năm.
Từ các thông tin trên ta thấy nhu cầu thị trường cho việc tiêu thụ bia trong
nước là khá lớn, đó là chưa kể đến tiềm năng xuất khẩu sang các nước trong khu
vực. Một số công ty sản xuất bia trong nước hiện đang có kế hoạch tăng năng suất,
mở rộng quy mô sản xuất.
Công ty Bia Huế đang có kế hoạch tăng năng suất lên 100 triệu lít/năm và
bên cạnh đó là hợp tác với nhà máy Bia Đông Hà (Quảng Trị) để tăng năng suất của
nhà máy này lên 30 triệu lít/năm. Tại Nghệ An một dự án sản xuất bia với năng suất
trên 100 triệu lít/năm sắp đi vào hoạt động.

2


Một nhà sản xuất bia lớn trong nước là Tổng Công ty Bia - Rượu - Nước giải
khát Sài Gòn (Sabeco) cũng đang chuẩn bị tăng công suất trên cơ sở hiện có và xây
dựng cơ sở mới, với năng suất tăng thêm khoảng 100 triệu lít/năm và dự kiến tăng
lên 200 triệu lit/ năm trong vài năm tới.
Ở Việt Nam, hiện nay, lượng bia tiêu thụ trên 3 tỷ lít/ năm. Vậy bình quân
đầu người chưa đến 32 lít/ năm. Thua xa các nước Châu Á như Nhật, Trung Quốc
nếu so với các nước châu âu thì còn kém xa nữa. Theo quy hoạch của Bộ Công
Thương, theo đó đến năm 2015 Việt Nam sẽ sản xuất và tiêu thụ 4,2 - 4,4 tỷ lít bia,
bình quân 45 - 47 lít/người/năm. Mười năm sau đó, mức bình quân mỗi người Việt
tiêu thụ bia sẽ đạt 60 - 70 lít/năm.
Trước tình hình chung của việc sản xuất bia trong cả nước, nhu cầu của
người tiêu dùng và quy hoạch của Bộ Công thương, thì dự án thiết kế phân xưởng
nấu bia có năng suất 600 lít /ngày, để cung cấp nguyên liệu chuẩn bị cho quá trình

lên men ở các nhà máy bia nhằm tăng sản lượng cho các nhà máy, cung cấp cho thị
trường tiêu thụ chủ yếu tại Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận trong khu
vực miền Đông Nam Bộ, khu vực đồng bằng sông Cửu Long và các tỉnh miền
Trung, là hoàn toàn phù hợp với nhu cầu thực tế của nước ta.
4. Vai trò của bia trong đời sống
So với các loại thức uống khác bia có nhiều ưu điểm như:
-

So với các loại rượu uống thì bia có nồng độ cồn rất thấp (2 – 6%). Do đó

nếu sử dụng bia đúng mức sẽ giúp cơ thể cảm thấy thoải mái, dễ chịu và tăng sức
lực cho cơ thể.
- So với trà, cà phê thì bia không có chứa các kim loại có hại.
Bia là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể, 1 lít bia có thể cung cấp cho
cơ thể 400 – 800 KCal.
Với hàm lượng CO2 khá cao (4 – 5g/l), bia giúp cơ thể giảm nhanh cơn khát,
kích thích quá trình tiêu hóa tốt hơn.
Khoảng 80% chất hòa tan trong bia là glucid, 8 – 10% là các hợp chất chứa
nitơ, 3 – 4% là các chất khoáng. Ngoài ra trong bia còn có chất chát, chất đắng,
glycerin, acid hữu cơ, một số vitamin như B1, B2, PP.

3


Ngoài ra, những nghiên cứu gần đây nhận thấy rằng nếu uống một lượng bia
vừa phải mỗi ngày thì sẽ có tác dụng tốt cho tim mạch và não, giúp cơ thể hưng
phấn hơn và hiệu quả làm việc cao hơn.
Nhờ có những ưu điểm này mà bia được sản xuất ở khắp nơi trên thế giới với
sản lượng và chất lượng ngày càng được nâng cao.
II.

Chọn địa điểm xây dựng nhà máy
Địa điểm chọn để xây dựng nhà máy là tại khu công nghiệp Loteco, tọa lạc

tại Thành phố Biên Hòa - thuộc tỉnh Đồng Nai. Tỉnh Đồng Nai nằm trong địa bàn
kinh tế trọng điểm phía Nam là trọng điểm đầu tư của chính phủ. Trung tâm của
tỉnh là Thành phố Biên Hòa, cách TP. Hồ Chí Minh 30 km về phía Tây, một trung
tâm Kinh tế - Khoa học Kỹ thuật - Văn hoá Giáo dục lớn của cả nước.
Đồng Nai là tỉnh thuộc miền Đông Nam Bộ, có diện tích 5.862,37 km 2 chiếm
1,76% diện tích tự nhiên cả nước và 25,5% diện tích tự nhiên vùng Đông Nam Bộ.
Đồng Nai có hệ thống giao thông rất thuận lợi với các quốc lộ 1, 51, 20 với tổng
chiều dài 244,5 km đã và đang được mở rộng nâng cấp theo tiêu chuẩn đường cấp I,
II đồng bằng (Quốc lộ 1, 51), cấp III đồng bằng (Quốc lộ 20) có nhiều tuyến đường
liên tỉnh, tuyến đường sắt Bắc - Nam và hệ thống các cảng ở Đồng Nai cùng với
cảng ở TP. Hồ Chí Minh, Bà Rịa - Vũng Tàu và sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất....
đáp ứng tốt cho nhu cầu lưu thông hàng hoá.
Đồng Nai nằm trong vùng phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam:
-

Đông giáp tỉnh Bình Thuận.
Đông Bắc giáp tỉnh Lâm Đồng.
Tây Bắc giáp tỉnh Bình Dương và Bình Phước.
Nam giáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu.
Tây giáp TP. Hồ Chí Minh.

 Khu công nghiệp Loteco
- Diện tích: 200 ha, 100 ha dùng cho giai đoạn đầu gồm cả 40 ha của khu chế
xuất trong khu công nghiệp. Diện tích dùng cho thuê 72 ha.
- Vị trí: Phường Long Bình, TP Biên Hòa.
- Kết cấu hạ tầng: Giao thông nội bộ và mương thoát nước hoàn chỉnh. Hệ

thống đường nội bộ:

4


o Đường chính rộng 32 m, các đường nội bộ tiêu chuẩn rộng 28 m và
24 m.
o Khả năng chịu tải lên tới 50 tấn/m2.
-

Kết cấu địa chất: Đất xây dựng chịu được tải trọng 10 tấn/m 2 trong phạm vi

tiêu chuẩn độ sâu dưới mặt đất cho xây dựng nhà xưởng (cao độ đất nền: từ 1 m –
1.5 m), nền đất phù hợp cho mọi loại ngành nghề kinh doanh. Nền đất vững chắc
nên tiết kiệm chi phí xây dựng khi đầu tư vào LOTECO.
-

Cấp điện: trạm biến áp 3,2 MW, điện lưới quốc gia 6 MW. Sẽ nâng lên

40MVA.
- Cấp nước: 6.000 m3/ngày từ Công ty cấp nước Đồng Nai (với công suất
30.000m3/ngày) và nhà máy nước Thiện Tân (với công suất 100.000m3/ngày) và
một tháp nước với sức chứa 300m 3 đặt tại Khu Công Nghiệp. Đáp ứng theo nhu
cầu.
-

Thông tin liên lạc: thuận tiện trong và ngoài nước. 600 line điện thoại nội

hạt và quốc tế luôn sẵn sàng để phục vụ với tốc độ đường truyền ADSL. Dịch vụ
toàn cầu suốt 24/24 giờ.

- Xử lý chất thải lỏng: Sử dụng hệ thống xử lý vi sinh hiện đại với công nghệ
xử lý của Bỉ. trong trường hợp nước thải công nghiệp từ các nhà máy trong Khu
Công Nghiệp không phù hợp với tiêu chuẩn cần phải xử lý nội bộ trước khi xả vào
hệ thống xử lý nước thải tập trung của Khu Công Nghiệp. Nhà máy xử lý hiện hữu
với công suất 2.500m3/ngày và đang xây dựng một nhà máy xử lý nước thải tập
trung thứ 2 với công nghệ của Châu Âu và Mỹ công suất lên tới 8.000m 3/ ngày.
- Hệ thống thoát nước mưa: Hoàn thiện với hệ thống đường ống được lắp đặt
ngầm dọc theo các con đường sẽ dẫn nước mưa xả trực tiếp ra suối Chùa, sau đó ra
sông Đồng Nai.
- Giá thuê đất và phí sử dụng hạ tầng : thỏa thuận vào khoảng 40USD/ m2/50
năm.
-

Giá điện : 0,075 KWh
Giá nước : 0,333 USD/m3
Giá xử lý nước thải : 0,28 USD/m3
Phí quản lý : được gộp vào phí sử dụng hạ tầng.
Hình thức thanh toán : thỏa thuận.
Tổng số dự án/quốc gia đầu tư : 38/7

5


-

Quốc gia đầu tư chính : Hàn Quốc, Nhật Bản.
Thủ tục hành chính : Thuận tiện, nhanh gọn, dịch vụ "một cửa" tại Ban

Quản lý các KCN Đồng Nai (DIZA)
- Ngành nghề thu hút đầu tư : máy tính điện tử và các thiết bị ngoại vi; chế

tạo và lắp ráp các sản phẩm cơ khí, điện, điện tử, dây dẫn, dây cáp; chế tạo phụ tùng
ô tô và các phương tiện vận tải; chế tạo xe gắn máy và các phụ tùng; công nghiệp
dệt, may, da, giày,…
- Thông tin khác : Hiện nay tỉ lệ đất cho thuê đạt 61% diện tích đất dành cho
thuê, cơ sở hạ tầng được xây dựng tốt đáp ứng nhu cầu cho nhà đầu tư.

6


PHẦN II. CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG
NGHỆ
A. THÀNH PHẦN VÀ CÁC CHỈ TIÊU NGUYÊN LIỆU
I.

Nguyên liệu chính
Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là Malt đại mạch, hoa houblon và

nước. Để hạ giá thành sản phẩm hoặc sản xuất một số loại bia thích hợp hợp với thị
hiếu người tiêu dùng bên cạnh Malt đại mạch người ta còn dùng thêm một số
nguyên liệu thay thế khác như: bột gạo, bột ngô, đường… muốn bia sản xuất ra đạt
chất lượng thì các nguyên liệu phải đạt yêu cầu kỹ thuật nhất định
1. Nước
Ta biết rằng bia thành phẩm có hàm lượng nước chiếm 88-90%, hàm lượng
các chất hòa tan trong dịch đường trước lúc lên men là 10-12%. Như vậy, trong bia
thành phẩm nước là chủ yếu, vậy nước có vai trò vô cùng quan trọng, nó là một
trong những nguyên liệu chính để sản xuất bia.
Trong quá trình sản xuất bia ngoài việc cung cấp cho các khâu sản xuất như
phối trộn nguyên liệu, hồ hóa, đường hóa, nước rửa bả…thì nước sử dụng một
lượng lớn cho việc vệ sinh thiết bị và nhà xưởng. Thành phần hóa học và chất lượng
của nước còn ảnh hưởng trực tiếp đến bia thành phẩm. Do đó việc cải tạo, xử lý

nước để có thành phẩm và tính chất thích hợp với từng mục đích sử dụng trong sản
xuất bia là điều cần thiết. Nước dùng trong sản xuất bia phải có chất lượng cao hơn
nước uống hàng ngày.
Nếu nước chứa sinh vật lạ, các tạp chất hữu cơ thì chất lượng bia sẽ thay đổi.
trong bia sẽ xuất hiện mùi lạ như mùi mốc mùi chua.
Các loại muối cacbonat có trong nước sẽ hòa tan chất đắng trong vỏ Malt,
làm cho bia có vị khó chịu.
Một phần nước dùng trong sản xuất bia là để vệ sinh nhà xưởng, nước dùng
trong quá trình này không đòi hỏi phải có chất lượng cao.

7


Bảng 1. Các chỉ tiêu chất lượng của nước dùng trong sản xuất bia
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Chỉ tiêu

Màu sắc
Mùi

Mức chỉ tiêu
Nước sạch, trong, ít chất hữu cơ
Không có mùi vị lạ, không chứa chất gây

Độ cứng tạm thời
Độ cứng vĩnh cửu
Độ pH
Hàm lượng muối CO32Hàm lượng muối Mg
Hàm lượng muối Clo
Hàm lượng muối CaSO4
Hàm lượng muối sắt
Vi sinh vật
Các kim loại nặng
Vi sinh vật gây bệnh

mùi như H2S, NH3, Clo
< 7mg đương lượng/lít
0,4-0,7 mg đương lượng/lít
6,5-7,5
< 50 mg/lít
<100 mg/lít
70-150 mg/lít
150-200 mg/lít
< 0,3 mg/lít
< 10 cm/lít
Không có
Không có

2. Malt đai mạch
Malt đại mạch là nguyên liệu
chính để sản xuất các loại bia, quá trình
quan trọng nhất mà qua đó hạt đại mạch
trở thành hạt Malt là sự nảy mầm. Tạo
điều kiện thích hợp về nhiệt độ, độ ẩm
của môi trường cho phội phát triển, hệ
enzyme trong hạt đại mạch giải phóng

Hình 1. Nguyên liệu Malt đại mạch

khỏi trạng thái liên kết trở thành trạng

Hinh 1

thái tự do. Hệ enzyme: amylaza, proteaza, sitaza,…này sẽ là động lực chủ yếu để
phân tách các hợp chất protit và gluxit cao phân tử trong nồi như đưa hạt thành
những sản phẩm thấp phân tử (chủ yếu là đường đơn giản). Dextrin loại thấp, axit
amin, albumoza pepton và nhiều chất khác hòa tan bền vững vào nước để trở thành
chất chiết của dịch đường. Sau quá trình nảy mầm đem sấy khô tách rễ, làm sạch ta
được Malt phục vụ chủ yếu cho ngành sản xuất bia.

8


Đại mạch thuộc giống Hordeum sativum - jessen, thuộc nhóm Spermophyta,
phân nhóm Angiospermae, lớp một lá mầm, họ lúa mì.
Đại mạch thuộc họ ngũ cốc vùng ôn đới, gồm có loại 2 hàng và 6 hàng
nhưng chỉ có loại 2 hàng là được dùng để sản xuất bia do hạt có kích thước lớn và

tương đối đồng nhất cũng như có các thành phần hóa học cân đối thích hợp cho
công nghệ sản xuất bia. Còn đại mạch 6 hàng được dùng chủ yếu làm thức ăn cho
gia súc và gia cầm.
Bảng 2. So sánh thành phần hóa học của đại mạch và Malt đại mạch. (Tính theo %
trọng lượng chất khô)
Thành phần
Tinh bột

Đại mạch
63 – 65

Malt đại mạch
58 – 60

1–2

3–5

0,1 – 0,2

3–4

1

2

Hemicellulose

8 – 10

6–8

Cellulose

4–5

5

Lipid

2–3

2–3

Protein

8 – 11

8 – 11

Acid amin và peptit

3–4

3–4

Các hợp chất khác

5–6

6–7

2

2,2

Đường sacharose
Đường khử
Các đường khác

Tro

 Có các hệ enzyme quan trọng như sau:
• Hệ thống enzyme amylase:
Hệ thống enzyme này gồm có: α-amylase, β-amylase và amilophosphatase,
phần lớn chúng tập trung ở phôi mầm và một ít được phân bố ở phần dưới của nội
nhũ hoặc trong màng ngăn giữa vỏ trấu và nội nhũ.
-

Với enzyme α-amylase thủy phân tinh bột và destrin, từ đó tạo ra sản phẩm

là maltose và các destrin mạch ngắn. Enzyme này hoạt động tối ưu ở pH opt = 5.8, topt
= 72 - 76 oC.

9


-

Với enzyme β-amylase, nó có trong hạt đại mạch ở dạng liên kết cũng như

dạng tự do, nhưng trong quá trình ươm mầm hoạt tính của enzyme này sẽ tăng dần.
Với sự tham gia của enzyme này, tinh bột đại mạch sẽ bị phân cắt thành đường
maltose. Enzyme này hoạt động tối ưu ở pHopt = 5.5 - 5.8, topt = 62 - 65oC.
•

Hệ thống enzyme protease:

Trong hạt đại mạch, toàn bộ hệ thống enzyme này ở trạng thái liên kết, hầu
như không hoạt động. Nhưng khi chuyển qua giai đoạn ươm mầm thì hoạt tính
chung của hệ enzyme protease tăng nhanh.
-

Proteinase: sẽ tấn công lên các phân tử protein nguyên thủy để tạo ra

các sản phẩm trung gian như: pepton, peptit, polypeptit, với pH opt = 5.1, topt =
50 -55oC.
-

Peptidase: nó sẽ phân cắt các peptit có sẵn trong hạt đại mạch và

những peptit trong Malt do proteinase phân giải để tạo thành các acid amin
trong hạt Malt, với pHopt = 7.3 - 7.9, topt = 40 - 45oC.
-

Amidase: chúng sẽ tấn công các muối amit để hình thành NH 3 và acid

amin, góp phần làm thay đổi tính chất và hàm lượng của protein trong hạt
Malt, các enzyme amidase có pHopt = 7.3 - 8.0, topt = 45 - 50oC.
• Hệ thống enzyme esterase (phosphatase):

Hệ thống enzyme esterase (phosphatase) gồm có: saccharophosphatase,
phytase, glyxerophosphatase, nucleotidase… tham gia thúc đẩy và xúc tác cho các
quá trình ester hoá trong quá trình nảy mầm.
-

Phytase: phá mối liên kết este của phytin và giải phóng ra rượu inozit và axit

phosphoric tự do. Phytase có pHopt = 5.0 - 5.5, topt = 40 - 50oC.
-

Các

enzyme

khác

như:

saccharophosphatase,

glyxerophosphatase,

nucleotidase sẽ phá các liên kết ester tượng ứng của các hợp chất hữu cơ có chứa
phosphate và giải phóng ra acid phosphoric tự do.

-

Chỉ tiêu cảm quan
Có màu vàng sáng, có mùi thơm nhẹ đặc trưng, không có mùi vị lạ.
Không bị mối mọt, không bị mốc.

Không lẫn tạp chất, hạt không bị vỡ, bị bệnh.

10


-

Hạt nảy mầm đều, khi nhấm có vị ngọt.
Bảng 3. Chỉ tiêu hóa lý và cơ học của Malt đại mạch

STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Chỉ tiêu hóa lý
Chỉ tiêu
Độ ẩm
Độ hóa tan
Tinh bột
Protit
Hemixenlluloza
Polyphenol
Các chất khoáng, tro

Các chất hữu cơ
Hoạt lực amilaza

Mức chỉ tiêu
6 - 8%
65 - 75%
56 - 58%
8 - 10%
6 - 9%
5 - 8%
2,5%
200 - 250wk (widishkolback).

10
11

Chỉ tiêu cơ học
Dung trọng
530 - 600 g/lít
Trọng lượng tuyệt đối (là trọng lượng của 1000 28 - 38 g/1000hạt

12

hạt matl)
Kích thước hạt

2,5 - 2,8mm

Để đảm bảo chất lượng Malt mua về phải tránh không để tiếp xúc với môi
trường ẩm, kho để phải khô ráo.

3. Thế liệu - Gạo
Nước ta là một nước nông nghiệp vì vậy
gạo là nông sản rất phổ biến lại đảm bảo yêu cầu
có các thành phần như tinh bột, chất béo, protiđ,
đường... Do đó gạo làm nguyên liệu thay thế.
Gạo được dùng để sản xuất ở dạng tấm chứa 80%
tinh bột, 6 - 8% protein. Do gạo chứa nhiều tinh
bột, ít chất béo, hiệu suất hoà tan cao đạt 94%,
chất khô trong sản xuất đạt 80 - 85% nền ngày

Hình 2. Hình thế liệu gạo

càng được sử dụng nhiều trong sản xuất bia. Nếu

Hinh 2
ta sử dụng gạo với tỷ lệ thích hợp (khoảng 30%) thì chất lượng của bia vẫn được
đảm bảo không thua kém với sản xuất hoàn toàn bằng mặn mà giá thành lại giảm.

11


Gạo dùng để sản xuất bia cần đáp ứng 1 số nhu cầu như sau:
Bảng 4. Bảng chỉ tiêu đánh giá chất lượng gạo
STT
1
2

Chỉ tiêu

Mức chỉ tiêu

Trắng đục
Có mùi đặc trưng của gạo,

Màu sắc
Mùi

không có mùi mối, vị lạ
mùi bao.
3
4
5
6
7
8
9

Độ hòa tan
Độ ẩm
Chất béo
Protit
Các chất khoáng
Xenllulose
Tinh bột

80 - 90%
12 - 14%
1 - 1,5%
7 - 8%
1 - 1,2%
5 - 8%

70 - 75%

4. Hoa Houblon
Houblon là thực vật dạng dây leo (Humulus lupulus), sống lâu năm (30 - 40
năm), có chiều cao trung bình từ 10 - 15 m. Hoa houblon có hoa đực và hoa cái
riêng cho từng cây. Trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn.
a. Thành phần hóa học của hoa houblon.
- Nước

: 11 - 13%

- Chất đắng

: 15 - 21%

- Polyphenol

: 2,5 - 6%

- Protein

: 15 - 21%

- Cellulose

: 12 - 14%

- Tinh dầu thơm

: 0,3 - 1%

- Chất khoáng

: 5 - 8%

- Các hợp chất khác

: 26 - 28%

Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản, đứng thứ hai trong công nghệ sản xuất
bia. Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng làm tăng
khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của
sản phẩm. Hoa houblon có ba loại sau:

12


-

Loại I: màu vàng đến màu vàng óng.
Loại II: màu vàng lục.
Loại III: có màu xanh vàng đến vàng.
Bảng 5. Chỉ tiêu hoa Houblon

STT
1
2
3
4
5

6

Chỉ tiêu

Mức chỉ tiêu
10 - 12%
0,5 - 1%
15 - 21%
2,5 - 6%
10 - 21%
12 - 14%

Độ ẩm
Tinh dầu thơm
Chất đắng
Chất chát
Các chất có nitơ
Xenllulose

Những chất khó tan không có nitơ: 26 - 28%
-

Chất đắng: là thành phần thiết yếu và đặc trưng nhất của hoa houblon gồm có

hai nhóm acid đắng và nhựa đắng (do các quá trình biến đổi của acid đắng tạo ra,
trung bình trong hoa houblon 16 - 19% (acid đắng 9 - 11%, nhựa đắng 7 - 8%).
- Humolon và các đồng phân của nó (cohumulon, adhumulon) tạo ra 85 - 95%
chất đắng trong bia, nó có vị đắng mạnh. Độ hoạt động bề mặt rất lớn (tạo bọt và
giữ bọt) và tính kháng sinh mạnh (hòa tan trong nước ở nhiệt độ nóng chảy 65 oC).
Ngoài ra còn có lupulon (và đồng phân của nó, có vị đắng kém humulon nhưng tính

kháng sinh mạnh hơn (nhiệt độ nóng chảy 92oC ít hòa tan trong nước).
- Tinh dầu: có dạng nước trong, vàng sánh và có mùi thơm rất mạnh. Khi đun
sôi hoa đa phần tinh dầu hoa bay hơi và thành phần tinh dầu bị thay đổi, sản phẩm
tạo thành cùng với các thành phần không bay hơi của tinh dầu tạo ra mùi thơm dễ
chịu, đặc trưng của bia.
- Chất chát: có ý nghĩa lớn trong việc làm kết tủa các protit kém bến vững, nó
làm tăng tính ổn định cho bia. Song như vậy nó cũng làm giảm một lượng đáng kể
các protit khác nên làm tăng khả năng tạo bọt cho bia.
b. Dạng houblon sử dụng:


Dạng hoa houblon hạt,

viên:
Để sử dụng thuận tiện, đỡ tốn
kém, trong bảo quản và vận chuyển

13

Hình 3. Houblon viên


người ta có thể nghiền nát hoa khô thành dạng bột, sau đó cho qua các máy ép viên
định hình để thu gọn thể khối chúng lại, đưa đi sấy đến độ ẩm khoảng 10 - 12%, ở
nhiệt độ 40oC rồi đóng gói kín những viên houblon này trong các bọc giấy đặc biệt
có nạp thêm khí trơ nhằm hạn chế tác dụng của oxy. Giá trị chất lượng tính theo α acid đắng của hoa cánh và hoa viên như nhau, song hoa viên có hiệu quả sử dụng
cao hơn, nên sẽ tiết kiệm hơn.


Dạng hoa cao trích ly:

Người ta dùng một số dung môi hữu cơ hecxan, metanol, metylen clorit hoặc
tricloetylen để trích ly chất đắng trong hoa
houblon ra dung môi, sau đó dùng các biện
pháp thích hợp để tách dung môi sẽ thu
được dung dịch cao houblon sệt có màu từ
xanh lá cây đậm đến vàng sẫm (hiệu xuất
trích ly thường > 45%), chất lượng chất
đắng được bảo quản tốt hơn, đồng thời việc
sử dụng khi nấu với dịch đường sẽ thuận
tiện và hiệu quả hơn nhiều. Thông thường
giá trị chất đắng trong 1kg cao hoa bằng 5 -

Hình 4. Houblon cao
Hinh 4

6kg hoa cánh (hoặc viên), tùy thuộc vào chất lượng cánh hoa và hiệu suất trích ly.
Sau khi thu được cao chất đắng đậm đặc, người ta có thể bổ sung đường glucose
vào để tăng độ đậm đặc của cao cho dễ định hình vào các bao bì thích hợp.
Bảng 6. Chỉ tiêu houblon cho sản xuất

Màu sắc
Mùi
α- acid

Houblon dạng viên

Houblon dạng cao

Xanh

Mùi đặc trưng
8%

Vàng sẫm
Mùi đặc trưng
30%

Nếu hoa nhập về chưa sử dụng ngay thì cần phải bảo quản trong các kho khô
ráo, tối và nhiệt độ thấp tránh tiếp xúc trực tiếp với oxy và ánh sáng mặt trời.

14


5. Nấm men
Nấm men được sử dụng để sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc
giống Saccharomyces, nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của chúng là 25 - 30 oC. Nấm
men bia ngừng hoạt động trên 40oC và có thể chết gần ở nhiệt độ này, nhưng chúng
lại chịu ở nhiệt độ thấp tốt. Kích thước trung bình 6 - 9µm. Nấm men sinh sản dưới
hình thức nẩy chồi và thuộc loại hiếu khí không bắt buộc. Trong điều kiện có oxy
chúng tiến hành quá trình tăng sinh khối là chính. Trong điều kiện không có oxy
chúng tham gia quá trình lên men để tạo C 2H5OH, các sản phẩm lên men khác như:
rượu bậc cao, ester, andehyd, acid hữu cơ… và CO2.
Căn cứ vào tính chất thể hiện qua quá trình lên men bia, người ta chia nấm
men ra làm 2 loại:
-

Giống nấm men nổi: Saccharomyces cerevisiae loại này chỉ thực hiện quá

trình lên men ở nhiệt độ tương đối cao 14 - 16 oC. Trong quá trình lên men, tế bào
nấm này nổi lơ lửng trên dịch lên men và tập chung trên bề mặt dịch. Nấm men kết

hợp thành từng mảng nổi trên bề mặt dịch đường.
- Giống nấm men chìm: Saccharomyces carlsbezgensis loài này phát triển ở
nhiệt độ thích hợp men là 6 - 8oC, hầu hết các tế bào khi quan sát riêng lẻ hoặc cặp
đôi. Hình dạng chủ yếu là hình cầu, có khả năng lên men các loại đường Trisaccarit,
nấm men chìm có khả năng đặc biệt là quá trình phát triển tế bào của chúng kết dính
vào nhau thành chùm rồi lắng xuống thành lớp chặt thuận tiện cho việc tách cặn
nấm men sau khi lên men chính, thời gian lên men lâu hơn và chủng này còn sử
dụng cả đường Rafinoza làm tăng hiệu suất lên men.
 Saccharomyces carlsbergensis có các đặc tính sau:
- Nhiệt độ lên men: 0 – 100C.
- Lên men mạnh trong lòng môi trường.
- Khi sử dụng hết nguồn Cacbon trong môi trường các tế bào nấm men kết
chùm hoặc chuỗi và lắng nhanh xuống đáy thùng, giúp bia trong nhanh hơn.
- Lên men được: glucose, mannose, galactose, fructose, saccharose, maltose,
đặc biệt lên men tốt rafinose, dextrin, melibiose.
- Không lên men được các đường: lactose, inulin, arabinose, cellobiose, manit,
sorbit ….

15


II.

Nguyên liệu phụ
Ngoài các nguyên liệu chính trong sản xuất bia, còn phải kể đến nhiều

nguyên liệu phụ khác có vai trò không kém phần quan trọng, đặc biệt là công
nghiệp sản xuất bia ngày nay. Các nguyên liệu phụ này có thể kể đến là các hóa
chất sử dụng trong công nghệ tẩy rửa hay sử dụng để tăng hiệu quả của các công
đoạn sản xuất như các loại bột trợ lọc, các chất ổn định và đặc biệt là các enzym sử

dụng trong công đoạn sản xuất dịch đường lên men và lên men.
Nhóm các chất phụ gia dùng để xử lý nước: nhóm này có thể dùng các hóa
chất để kìm mềm nước phục vụ cho sản xuât và nồi hơi,…đó là các muối Na 2CO3,
NaCl, Al2O3.
Nhóm các chất sát trùng nước và điều chỉnh pH: gồm các dung dịch Clo,
H2SO4, H3PO4. Nhóm các chất tẩy rửa sát trùng vê sinh đường ống, thiết bị sản xuất
gồm dung dịch axit, xút, ngoài ra có thể dùng nước tẩy rữa CIP.
Nhóm các chất dùng để thu hồi CO 2 như: NaOH, KMnO4, Clo khan, than
hoạt tính.
Nhóm các chất chống Oxy hóa cho bia như Acid Ascorbic.
Nhóm chất trợ lọc như: bột diatomid, kirlgua.
Bảng 7. Nhóm các chất phụ gia sử dụng trong nhà máy

Tên Acid
H2SO4
Acid lactic

Một số loại Acid sử dụng
Yêu cầu kỹ thuật
Mục đích sử dụng
D=1,84 g/l; 95-98%
Tăng khả năng hồ hóa
Diều chỉnh pH của dịch
hèm trong quá trình nấu

Tên muối
CaCl2

và đường hóa
Một số muối thường sử dụng trong sản xuất bia

Yêu cầu kỹ thuật
Mục đích sử dụng
Tinh khiết
Bổ sung vào dịch đường
hóa để bảo vệ enzyme
khỏi tác động của nhiệt độ
Kích thích nấm men tăng

ZnCl2

trưởng

16