Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................................5
Phần I: Lập luận kinh tế kỹ thuật.................................................................................................7
I. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và tại Việt Nam........................................7
II. Chọn loại sản phẩm, địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thị trường..........................7
1. Lựa chọn loại bia sản xuất...............................................................................................7
2. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy.............................................................................8
3. Vùng nguyên liệu.............................................................................................................9
4. Vùng tiêu thụ sản phẩm...................................................................................................9
5. Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh....................................................................................9
6. Nguồn cung cấp nhiên liệu............................................................................................10
7. Nguồn nhân lực..............................................................................................................10
8. Giao thông vận tải..........................................................................................................10
II.2.3 Đường hóa................................................................................................................17
II.2.4 Lọc dịch đường........................................................................................................20
II.2.5 Nấu hoa....................................................................................................................22
II.2.6. Lắng xoáy................................................................................................................23
II.2.7. Lạnh nhanh và bổ sung khí O2 cho dịch lên men...................................................24
II.2.8. Lên men...................................................................................................................24
II.2.9 Lọc trong bia............................................................................................................34
II.2.10 Bão hòa CO2..........................................................................................................35
II.2.11 Hoàn thiện sản phẩm..............................................................................................36
Phần III: Lập kế hoạch sản xuất và tính cân bằng sản phẩm.....................................................40
A. Lập kế hoạch sản xuất.......................................................................................................40
B. Tính cân bằng sản phẩm....................................................................................................42
I. Tính cân bằng sản phẩm cho 100l bia chai.....................................................................42
1. Tính lượng gạo và lượng malt........................................................................................42
2. Lượng bã gạo và bã malt................................................................................................44
3. Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã...........................................................................44
4. Lượng hoa houblon sử dụng..........................................................................................46

5. Các nguyên liệu khác.....................................................................................................46
II. Tính cân bằng sản phẩm cho 1000l bia hơi...................................................................51
1. Tính lượng gạo và lượng malt........................................................................................51
2. Lượng bã gạo và bã malt................................................................................................52
3. Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã...........................................................................53
4. Lượng hoa houblon sử dụng..........................................................................................54
5. Các nguyên liệu khác.....................................................................................................55
III. Hoá chất vệ sinh:..........................................................................................................58
1. Hóa chất vệ sinh các nồi nấu:........................................................................................58
2. Hóa chất vệ sinh các thiết bị lên men, tàng trữ bia:.......................................................59
Phần IV: Tính và chọn thiết bị...................................................................................................60
I. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng nấu.........................................................................60
1. Cân, gầu tải....................................................................................................................60
2. Máy nghiền....................................................................................................................61
3. Nồi hồ hoá......................................................................................................................61
4. Nồi đường hoá...............................................................................................................62

1


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm
5. Thùng lọc đáy bằng........................................................................................................63
6. Nồi nấu hoa....................................................................................................................65
7. Thùng chứa trung gian...................................................................................................66
8. Thùng lắng xoáy............................................................................................................67
9. Thiết bị lạnh nhanh và sục khí.......................................................................................68
10. Thùng nước nóng.........................................................................................................72
11. Hệ thống cip nấu..........................................................................................................73
II. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng lên men.................................................................74
1. Tank lên men..................................................................................................................74

2. Thiết bị nhân giống cấp II..............................................................................................75
3. Thiết bị nhân giống cấp I...............................................................................................76
4. Thiết bị rửa men sữa kết lắng.........................................................................................76
5. Thiết bị hoạt hoá men....................................................................................................77
6. Hệ thống cip lạnh:..........................................................................................................78
III. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng hoàn thiện............................................................78
1. Thiết bị lọc trong bia......................................................................................................78
2. Thùng tàng trữ và bão hoà CO2.....................................................................................79
3. Hệ thống chiết bock.......................................................................................................79
4. Hệ thống chiết chai........................................................................................................80
Phần V: Tính toán và thiết kế về xây dựng của nhà máy..........................................................85
A. Phân tích và lựa chọn địa điểm xây dựng.........................................................................85
B. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy.......................................................................................86
C.Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy........................................................................................88
1/Kho nguyên liệu:............................................................................................................88
2/Nhà sản xuất chính..........................................................................................................88
3/Khu lên men....................................................................................................................90
4/Nhà hoàn thiện sản phẩm................................................................................................90
5/Kho chứa bia thành phẩm...............................................................................................92
6/Kho chứa bock và két.....................................................................................................92
7/Nhà để xe:.......................................................................................................................93
8/Gara ôtô:.........................................................................................................................93
9/Nhà hành chính-hội trường-phòng họp:.........................................................................93
10/Bếp-nhà ăn:...................................................................................................................94
11/Nhà vệ sinh:..................................................................................................................94
12/Trạm biến áp:................................................................................................................94
13/Phân xưởng cấp khí nén và thu hồi CO2:.....................................................................94
14/Xưởng cơ điện:.............................................................................................................95
15/Phòng KCS...................................................................................................................95
16/Khu chứa bã:.................................................................................................................95

17/Khu xử lý nước sạch:....................................................................................................95
18/Khu xử lý nước thải:.....................................................................................................95
19/Phân xưởng hơi:............................................................................................................95
20/Bãi than:........................................................................................................................95
21/Phòng bảo vệ:................................................................................................................96
22/Nhà giới thiệu sản phẩm:..............................................................................................96
23/Phòng y tế:....................................................................................................................96
D. Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy........................................................................97
2


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm
1.Vùng trước nhà máy:......................................................................................................97
2.Vùng sản xuất:................................................................................................................98
3.Vùng sau nhà máy:..........................................................................................................98
4. Thiết kế phân xưởng sản xuất chính..............................................................................98
5. Tính các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.................................................................................100
Phần VI: Tính toán nhu cầu năng lượng, nhu cầu nước của nhà máy.....................................102
I. Tính nhiệt lạnh..................................................................................................................102
1. Lượng nhiệt lạnh cần cấp cho thiết bị lạnh nhanh.......................................................102
2. Lượng nhiệt lạnh cấp cho khu tank lên men................................................................103
3. Lượng nhiệt lạnh cấp cho hệ thống cấp men giống.....................................................105
b. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để nhân men.......................................................................107
4. Lượng nhiệt lạnh cấp cho phân xưởng hoàn thiện.......................................................109
5. Hệ thống lạnh...............................................................................................................110
II. Tính hơi...........................................................................................................................112
1. Lượng hơi cấp cho nồi hồ hoá.....................................................................................112
2. Lượng hơi cấp cho nồi đường hoá...............................................................................113
3. Lượng hơi cấp cho nồi nấu hoa....................................................................................114
4. Lượng hơi cấp cho thiết bị đun nóng nước..................................................................115

Qnấu = Qhh + Qđh + Qhoa + Qn = 1444. 103 + 2879,3.103 + 3841.103+ 2412.103 =
10576,3. 103(kJ)..............................................................................................................115
5. Lượng hơi cấp cho phân xưởng hoàn thiện.................................................................116
6. Lượng nhiên liệu cho nồi hơi.......................................................................................116
III. Tính nước.......................................................................................................................118
1. Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu.......................................................................118
2. Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men................................................................118
3. Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện............................................................118
4. Lượng nước dùng cho các hoạt động khác của nhà máy.............................................119
IV. Tính điện........................................................................................................................120
1. Phụ tải chiếu sáng........................................................................................................120
2. Phụ tải sản xuất............................................................................................................122
3. Xác định các thông số của hệ thống điện.....................................................................123
4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm................................................................................124
a. Điện năng thắp sáng hàng năm....................................................................................124
b. Điện năng tiêu thụ cho sản xuất hàng năm..................................................................124
c. Điện năng tiêu thụ cả năm............................................................................................124
Phần VII: Tính toán kinh tế.....................................................................................................125
A. Phân tích thị trường.........................................................................................................125
B. Tính các chỉ tiêu dự án đầu tư.........................................................................................126
I. Nhu cầu vốn đầu tư.......................................................................................................126
II. Tính giá thành sản phẩm.............................................................................................133
III. Tính dòng tiền và một số chỉ tiêu hiệu quả của dự án...............................................138
Phần VIII: Vệ sinh an toàn lao động........................................................................................142
I. Vệ sinh..............................................................................................................................142
1. Vệ sinh cá nhân............................................................................................................142
2. Vệ sinh thiết bị nhà xưởng...........................................................................................142
II. An toàn lao động.............................................................................................................144
1. Chống khí độc trong nhà máy......................................................................................144
3

Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm
2. Chống ồn và rung động................................................................................................144
3. An toàn khi vận hành thiết bị.......................................................................................144
4. An toàn về điện............................................................................................................144
5. Phòng cháy chữa cháy.................................................................................................145
Tài liệu tham khảo chính..........................................................................................................146

4


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

LỜI NÓI ĐẦU
Bia là một loại đồ uống giải khát hiện rất được ưa chuộng ở nước ta cũng như
trên thế giới. Bia có màu sắc, hương vị đặc trưng, dễ dàng phân biệt với các loại đồ
uống khác. Được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa hublon... bia
đem lại giá trị dinh dưỡng, một lít bia cung cấp 400 – 450kcal, bia có khả năng kích
thích tiêu hoá, giúp cơ thể khoẻ mạnh khi dùng với liều lượng thích hợp và đặc biệt còn
có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống nhờ đặc tính bão hoà CO 2.
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, bia ra đời từ khoảng 7000 năm trước
Công nguyên, bắt nguồn từ các bộ lạc cư trú ven bờ sông Lưỡng Hà, sau đó được
truyền sang các châu lục khác thông qua quá trình trao đổi, buôn bán giữa các bộ lạc.
Trong quá trình tìm kiếm nguyên liệu phụ để tăng chất lượng cho bia, người ta nhận
thấy hoa houblon mang lại cho bia hương vị rất đặc biệt và nhiều đặc tính quý giá.
Hiện nay, hoa hublon vẫn là nguyên liệu không thể thay thế trong sản xuất bia. Đến thế
kỷ XIX Louis Pasteur xuất bản cuốn sách về bia đã tạo ra ngành công nghiệp sản xuất
bia dưới ánh sáng khoa học, cùng với sự phát triển của các ngành khoa học khác quy
trình công nghệ sản xuất bia đang ngày càng trở nên hoàn thiện. Chính vì vậy, bia đã

trở thành loại đồ uống được ưa chuộng nhất hiện nay, được sản xuất và tiêu thụ ngày
nhiều trên phạm vi toàn thế giới.
Ở Việt Nam, bia xuất hiện chưa lâu lắm (chỉ khoảng 100 năm), ngành công
nghiệp sản xuất bia vẫn còn rất nhiều tiềm năng phát triển. 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 số lượng. Hơn nữa bia là một ngành công nghiệp
có nhiều đóng góp to lớn cho ngành kinh tế quốc dân vì nó là ngành sản xuất đem lại
lợi nhuận cao, khả năng thu hồi vốn nhanh, và là nguồn thu quan trọng cho 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 thêm các nhà máy bia với cơ cấu tổ chức chặt chẽ
cùng các thiết bị công nghệ 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.
Trong bản đồ án này em trình bày thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu
lít/năm. Đây là một nhà máy với năng suất trung bình, nếu được trang bị và tổ chức

5


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

hợp lý sẽ có khả năng thích ứng linh hoạt với qui mô sản xuất trung bình, cũng như có
khả năng mở rộng qui mô sản xuất.

6


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

Phần I: Lập luận kinh tế kỹ thuật
I. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và tại Việt Nam
Trong các loại đồ uống giải khát hiện nay bia rất được ưa chuộng, được phổ
biến rộng rãi trên thế giới và sản lượng tiêu thụ lớn và ngày càng tăng. Ở các nước phát
triển như Đức, Đan Mạch, Ba Lan, Mỹ... ngành công nghiệp sản xuất bia rất phát triển,
sản lượng bia của Đức, Mỹ đã đạt 10 tỷ lít/năm. Công nghệ sản xuất bia cũng như sản
phẩm bia của các nước này đã thâm nhập vào thâm nhập vào thị trường của rất nhiều
nước trên thế giới trong đó có cả Việt Nam. 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 của Đức, Mỹ.
Ở Việt Nam bia mới chỉ xuất hiện từ đầu thế kỉ 20, nhưng là một nước nằm
trong vùng nhiệt đới cận xích đạo đã tạo điều kiện thuận lợi để ngành công nghiệp bia
tồn tại và ngày càng phát triển. Từ ban đầu chỉ có các nhà máy bia nhỏ là nhà máy bia
Hà Nội và nhà máy bia Sài Gòn, hiện nay các nhà máy bia đã xuất hiện ở hầu khắp các
tỉnh trong cả nước, sản lượng của các nhà máy cũng ngày càng tăng. Hiện nay năng
suất của nhà máy bia Hà Nội đã đạt trên 100 triệu lít/năm và đang tiếp tục tăng năng
suất tới 200 triệu lít/năm vào năm 2010, năng suất của nhà máy bia Sài Gòn đã đạt trên
350 triệu lít/năm và dự kiến sẽ là 780 triệu lít/năm vào năm 2010. Bên cạnh đó rất
nhiều thương hiệu bia ngoại đã xuất hiện ở nước ta như Tiger, Heineken... Mức tiêu
thụ bia bình quân ở Việt Nam hiện còn thấp khoảng 15 lít/người/năm và sẽ hứa hẹn
nhiều tiềm năng để ngành sản xuất bia phát triển.

II. Chọn loại sản phẩm, địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thị
trường
1. Lựa chọn loại bia sản xuất
Để sản phẩm sản xuất ra có thể tiêu thụ được đặc biệt là sản phẩm bia chai có
thể chiếm lĩnh được thị trường rộng thì sản phẩm bia phải có chất lượng cao đáp ứng

7


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

được yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Do đó em lựa chọn sản xuất loại bia
có chất lượng cao, thuộc loại bia vàng là loại bia đang rất được ưa chuộng hiện nay.
Sản phẩm bia sản xuất ra phải đảm bảo đạt được các tiêu chuẩn sau:
* Các chỉ tiêu cảm quan:
- Độ bọt: Khi rót bia ra cốc, bia phải có bọt trắng mịn, từ đáy cốc luôn có các
bọt khí li ti nổi dần lên bề mặt. Chiều cao lớp bọt > 2cm, thời gian giữ bọt 5 – 15 phút.
- Mùi và vị: Bia phải có độ đắng đặc trưng và hương thơm dịu nhẹ của hoa
houblon, không quá nhạt, không có mùi vị lạ.
- Màu sắc và độ trong: Bia phải có màu vàng rơm sáng óng ánh, trong suốt,
không được có cặn hay vẩn đục.
* Các chỉ tiêu hoá học:
- Độ cồn: 4,6 ± 0,2
- Hàm lượng đường sót: 1 – 2%
- Hàm lượng CO2: 4,5 – 5 g/l
- Hàm lượng diacetyl: ≤ 0,2 mg/l
- Chất khoáng: 0,14 – 0,38%
- Đạm tổng: 3,5 – 5 g/l
- Este: 15 – 50 mg/l
- Aldehyt: 10 – 15 mg/l
2. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy
Địa điểm được lựa chọn cần đáp ứng được yêu cầu sau:
- Phù hợp với qui hoạch chung của tỉnh, thành phố.
- Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và thị trường tiêu thụ sản phẩm.
- Thuận tiện về mặt giao thông.

- Đảm bảo các nguồn điện, nước, nhiên liệu.
- Nguồn nhân lực không quá khan hiếm.
Dựa vào những yêu cầu trên em chọn địa điểm xây dựng nhà máy nằm trong
khu công nghiệp Quang Minh, thuộc huyện Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc. Đây là một khu
công nghiệp mới có diện tích rộng và đang tiếp tục được phát triển, có nhiều tiềm năng
để phát triển kinh tế xã hội. Các khu dân cư và đô thị xung quanh đang được xây dựng
và mở rộng. Bên cạnh đó hệ thống giao thông gần khu công nghiệp đã và đang được
xây dựng, cải tạo và hoàn thiện như đường cao tốc Bắc Thăng Long - Nội Bài, đường

8


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

quốc lộ 2, quốc lộ 3, quốc lộ 18, tuyến đường sắt Hà Nội – Lào Cai là những tuyến
giao thông quan trọng nhờ thuận lợi trong vận chuyển nguyên liệu và phân phối sản
phẩm. Mạng lưới điện quốc gia ở đây cung cấp cho cả khu công nghiệp rất ổn định và
thuận lợi.
3. Vùng nguyên liệu
Nguyên liệu chính đầu tiên để sản xuất bia là malt đại có thể nhập ngoại 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, Nam Định, Thái Bình với giá thành hợp lý, chất lượng đảm bảo vận
chuyển về nhà máy chủ yếu bằng ô tô.
Trong nhà máy còn thiết kế một hệ thống lấy nước từ giếng khoan xử lý lọc và
làm mềm nước dùng cho nấu bia và các hoạt động khác của nhà máy.
4. Vùng tiêu thụ sản phẩm
Bia nhà máy sản xuất ra cung cấp cho các cửa hàng trong tỉnh và các tỉnh lân
cận như Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hà Tây, Nam Định, Phú Thọ, Thái Nguyên...
Sản phẩm sau chiết chai, chiết bock được chuyên chở bằng ô tô, nếu số lượng ít có thể

sử dụng các phương tiện khác.
5. Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh
Nguồn điện: Sử dụng điện lưới của mạng lưới điện quốc gia chạy qua khu vực.
Mạng lưới điện này 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 giếng khoan. Trong nhà máy nước
được dùng vào các mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nước nấu nguyên liệu, nước
rửa chai, nước vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà máy... Nước nấu bia cần đáp ứng đầy đủ các
chỉ tiêu cho công nghệ sản xuất bia. Do đó nước phải đi qua một hệ thống xử lý đúng
kỹ thuật trước khi cấp cho sản xuất.
Bên cạnh đó cần phải xây dựng khu xử lý nước thải để xử lý nước thải của nhà
máy tránh gây ô nhiễm đến môi trường xung quanh.
Nhà máy cũng cần đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO 2 và cấp khí nén phù
hợp với công suất của nhà máy đủ để cấp lạnh cho hoạt động sản xuất của nhà máy. Hệ

9


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

thống lạnh có thể sử dụng tác nhân lạnh là NH 3 hay Freon, chất tải lạnh sử dụng nước
glycol hay nước muối.
6. Nguồn cung cấp nhiên liệu
Nhiên liệu sử dụng trong nhà máy là cho nồi hơi phục vụ cho các mục đích khác
nhau như nấu nguyên liệu, thanh trùng... Nhà máy sử dụng nhiên liệu là than.
7. Nguồn nhân lực
Địa điểm xây dựng nhà máy cách không xa các khu dân cư, gần các tuyến 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.
8. Giao thông vận tải
Nhà máy nằm gần trục giao thông nên thuận tiện cho vận chuyển nguyên nhiên
vật liệu đến nhà máy, và vận chuyển sản phẩm phân phối cho các đại lý, cửa hàng tiêu
thụ bằng đường bộ.

10


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

PHẦN II : THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG
NGHỆ
II.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

11


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

Gạo(20%)

Nghiền

Dịch hóa

Malt

Nghiền

Đường hóa
Lọc dịch đường

Nước

Hoa houblon
Men giống

Nhân giống

Nước

Bã

Nấu dịch đường với hoa
houblon
Lắng xoáy

Bã hoa

Làm lạnh nhanh

Men sữa

Lên men chính

Rút men,
rửa men

Lên men phụ

Chai

Lọc trong bia

Rửa chai

Bão hòa CO2

Thu CO2

Xử lí

CO2 tinh khiết

Bock
Chai sạch

Chiết chai
Rửa bock
Dập nắp
Chiết bock

Làm khô,dán nhãn

Thanh trùng

Bia chai thành phẩm

Bia hơi thành phẩm

12

Bock sạch


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

II.2. Thuyết minh quy trình công nghệ
II.2.1 Nghiền
II.2.1.1 Nghiền malt
* Mục đích:
Mục đích của nghiền malt là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp
xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần chất của nội nhũ
nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủy phân khác nhanh và
triệt để hơn.
*Nguyên tắc nghiền:
Bảo đảm yêu cầu thu nhận được nhiều chất hòa tan nhất nhưng thể tích bột
nghiền vã bã malt cũng đạt giá trị cao nhất trong điều kiện có thể đạt được. Vỏ malt
phải càng lớn càng tốt bởi lẽ trong vỏ malt có chứa nhiều lanin nên nếu nghiền quá nhỏ
, lanin sẽ dễ hòa tan gây ảnh hưởng tới chất lượng bia. Ngoài ra, vỏ nhỏ khó lọc sẽ dễ
gây tắc đường ống.
Thông thường có 3 phương pháp nghiền malt: Nghiền khô, nghiền ẩm, và
nghiền ướt.
+ Nghiền khô: Malt đạt yêu cầu sau khi cân được đưa máy nghiền và nghiền
trong trạng thái khô.
- Ưu điểm: Có thể nghiền mịn được khối hạn.
Kéo dài thời gian sử dụng (Nghiền trước khi nấu lâu được).
Thiết bị đơn giản, dễ vận hành.
- Nhược điểm: Không bảo toàn vỏ trấu được, khi nghiền có nhiều bụi bay ra

ngoài nhiều. Ảnh hưởng đến quá trình lọc và chất lượng của bia.
+ Nghiền ướt: Malt được nghiền với nước theo tỉ lệ phối trộn nhất định
- Ưu điểm: Nghiền ướt làm cho độ rỗng của khối bã tắng nên làm rút ngắn được
thời gian lọc bã khoảng 10-20% .
- Nhược điểm: Đòi hỏi kỹ thuật tốt, nguyên tắc nghiền phức tạp, khó xác định
các pha trong thành phần cơ học để có tỷ lệ phối trộn nhất định.

13


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

Chi phí đầu tư thiết bị lớn,nghiền không tốt những loại malt
chưa nhuyễn.
+ Nghiền ẩm: Malt đạt yêu cầu được phun ẩm bằng nước ấm trước khi đi vào
máy nghiền. Phun ẩm bằng nước ấm để trong 5- 10 phút để vỏ trấu được làm ẩm
khoảng 20%. Mục đích của việc phun ẩm: làm cho vỏ ẩm để bảo toàn trạng thái sau
nghiền, làm trương nở các hạt sợi keo của nội nhũ.Phương pháp nghiền ẩm khắc phục
được nhược điểm của hai phương pháp trên: vỏ trấu được bảo toàn, nghiền được malt
có độ nhuyễn thấp,ít bội,chi phí máy móc không lớn. Có thể áp dụng cho mọi phân
xưởng từ nhỏ tới lớn, từ thủ công tới tự động.
So sánh 3 phương pháp trên, ta chọn chế độ nghiền malt theo phương pháp
nghiền ẩm.
Ta chọn máy nghiền bốn trục một sàng. Thiết bị thường được sử dụng trong
trường hợp malt có độ nhuyễn tốt hoặc sản xuất các loại bia phổ thông.Thiết bị không
cồng kềnh,dễ lắp đặt, vệ sinh và chi phí đầu tư không lớn.
* Cách tiến hành :
Công nhân vận chuyển từng tải malt vào phễu chứa. Sau đó malt được gầu tải
chuyển lên xilô, và tại đây, có cân điện tử cân và báo về bảng hệ thống điều khiển.
Tiếp theo, malt được gầu tải vận chuyển lên phễu chứa malt và malt được phun

ẩm bằng nước ở nhiệt độ 60oC trong 60s
Sau đó, malt được chuyển vào máy nghiền malt loại máy nghiền hai bộ trục
một sàng và tại đây malt được nghiền tới kích thước yêu cầu rồi chuyển lên thùng nấu
malt
*Yêu cầu malt sau khi nghiền:
• Vỏ trấu

: 15 - 18%

• Tấm thô

: 18 - 22%

• Tấm mịn

: 30 - 35%

• Bột

: 25 - 35%

( Bột + Tấm mịn ≥ 2 ÷ 3 lần tấm thô )
II.2.1.2 Nghiền gạo
*Mục đích :

14


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

Làm tăng bề mặt tiếp xúc với enzym, giúp quá trình trương nở và hoà tan tốt
hơn. Tăng việc phá vỡ cấu trúc màng tế bào của gạo.
* Nguyên tắc nghiền:
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 hạt tinh bột tạo điều kiện cho enzyme tiếp xúc
với hạt tinh bột, thuỷ phân tinh bột thành chất chiết của dịch đường.
Do đó ở đây chọn phương pháp nghiền khô bằng máy nghiền búa
* Cách tiến hành :
Từng tải gạo được vận chuyển tới phễu chứa. Tại đây, nguyên liệu được gầu
tải chuyển tới xilô chứa gạo chưa nghiền, trong đó có cân định lượng để xác định
lượng nguyên liệu trong một mẻ.
Gạo được chảy xuống máy nghiền. Và gạo được nghiền theo đúng kích thước
nhất định.
Gạo sau khi nghiền chứa trong xilô và sau đó được gầu tải vận chuyển xuống
phễu chứa gạo và nghiền nhờ vít tải vận chuyển gạo sang nồi hồ hoá.
Hệ thống có thêm phần tách bụi bằng xyclon.
* 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

: ≤ 10%

• Tấm nhỏ : ≥ 35%
• Bột mịn

: ≥ 55%

II.2.2 Hồ hóa
*Mục đích:
Làm trương nở, hòa tan tinh bột của gạo. Nhằm phá vỡ cấu trúc màng tế bào
tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân cắt của enzyme.
Trong giai đoạn này chủ yếu sử dụng nhiệt độ để làm trương nở và hòa tan tinh
bột của gạo. Khi tinh bột bắt đầu trương nở và hòa tan thì độ nhớt tăng nhanh và đạt
cực đại, nhiệt độ tại thời điểm này gọi là nhiệt độ hồ
15


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

hóa.
*Cách tiến hành
Tỉ lệ bột gạo / nước là 1/5.
Trước khi nhập liệu bột gạo, cho nước vào trước nhằm chống cháy malt (lúc này
cánh khuấy trong nồi bắt đầu hoạt động). Sau đó cho một lượng malt lót vào (bằng 10%
trọng lượng gạo) và được chia làm hai lần.
Lần thứ nhất cho khoảng 50% tổng số malt lót giúp cho sự hồ hóa tinh bột dễ
dàng hơn. Vì trong malt có hệ enzyme amylaza, đặc biệt là ở giai đoạn đầu có enzyme αamylase, enzyme này cắt phân tử tinh bột thành những phần mạch ngắn hơn, làm cho nồi
gạo không bị vón cục, tránh khê, khét. Thời gian xuống malt lót khoảng 1 phút. Sau khi
xuống malt lót xong tiến hành nhập liệu gạo. Gạo và nước được xuống cùng một lúc
với áp lực mạnh nhằm hòa tan bột gạo trong nước, tránh hiện tượng gạo bị vón cục.
Nhiệt độ của nồi gạo sau khi xong công đoạn pha bột gạo, nhiệt độ khoảng 43 oC. Do
trong công thức nấu tỷ lệ bột gạo là 20% nên pH dịch bột tăng lên, do đó bổ sung H 2SO4
(2%) để điều chỉnh pH dịch bột về khoảng 5,2÷5,6, là pH tối ưu cho enzime amylase
hoạt động, rút ngắn thời gian lọc, nâng cao hiệu suất đường hoá, đồng thời làm cho quá
trình kết tủa protein sau này triệt để hơn.
Nâng dần nhiệt độ lên khoảng 72 oC trong thời gian khoảng 11 phút. Trong
khoảng thời gian này hạt tinh bột sẽ bắt đầu hút nước và trương nở lên, làm tăng độ nhớt

của dịch bột. Giữ ở nhiệt độ 72 oC trong thời gian khoảng 10 phút để tác dụng lên các
phân tử amylose và amylopectin. Kết quả là sau một thời gian ngắn, các phân tử polymer
của tinh bột sẽ bị cắt thành những phân tử có số gốc glucose ít hơn, tập hợp thành những
dạng dextrin khác nhau. Lúc này tinh bột đã được dịch hoá một phần.
Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 83oC trong 13 phút và giữ ở nhiệt độ này trong 30 phút
để tiếp tục hồ hoá tinh bột. Kết thúc giai đoạn này, phần lớn tinh bột đã được hồ hoá.
Tuy nhiên ở nhiệt độ này phần lớn enzim α-amylaza đã bị vô hoạt.
Thêm nước để hạ nhiệt độ xuống 72 oC trong khoảng 4 phút. Khi thời gian hạ
nhiệt độ xuống được 2 phút (khoảng 72oC) thì đồng thời xuống malt lót lần thứ 2 (nốt chỗ
malt lót còn lại) để cung cấp thêm enzyme α-amylaza giúp cho quá trình hồ hoá triệt để
hơn, vì nhiệt độ tối ưu của enzyme này là (72÷75 oC), làm giảm độ nhớt của nồi cháo,
giúp cho quá trinh đun sôi dễ dàng hơn.

16


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

Tiếp theo nâng nhiệt độ lên 100oC trong thời gian 30 phút (khi nhiệt độ nồi gạo
lên 88oC thì nồi malt bắt đầu hoạt động) và giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 30 phút để
hồ hoá hoàn toàn tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hoá và quá trình
lọc sau này.
Sau đó ta chuyển nồi cháo sang nồi đường hóa làm hai lần bằng thiết bị bơm.
Trong khi dịch cháo bơm sang nồi malt thì cánh khuấy của nồi cháo và nồi malt hoạt
động liên tục.
*Những biến đổi của nguyên liệu sau khi hồ hóa:
Sau quá trình hồ hóa, gạo được hồ hóa gần như hoàn toàn.Tinh bột trương nở và
dưới tác dụng của Enzym Tecmamyl tinh bột bị phân tách thành các dextrin thấp phân
tử.
*Yêu cầu:

Dịch cháo phải đồng đều, không bị cháy khét hay vón cục. Có độ nhuyễn tốt.
II.2.3 Đường hóa
* Mục đích.
Đường hóa là quá trình chuyển tối đa những chất không hòa tan dự trữ trong
malt, thông qua hệ enzym có sẵn trong hạt malt bằng con đường thủy phân.
Thực hiện quá trình đường hoá nhằm tạo các điều kiện thuận lợi cho hệ enzym
có sẵn trong malt như amylaza, proteaza, amilophosphataza... xúc tác quá trình thuỷ
phân các hợp chất cao phân tử như protein, tinh bột, các hợp chất chứa phospho...
thành các hợp chất thấp phân tử: tinh bột → dextrin, đường; protein → peptit, axit
amin... Đây là chất chiết của dịch đường sau này.
* Các phương pháp đường hóa.
Có hai nhóm phương pháp để tiến hành đường hóa: đường hóa phân đoạn và
đường hóa toàn khối, đều là phương pháp cổ điển.
Đường hóa theo phương pháp toàn khối.
- Đặc điểm: toàn bộ khối cháo malt được đường hóa cùng một lúc, từ điểm đầu đến
điểm cuối ở nhiệt độ 750C, không có giai đoạn đun sôi.

17


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

- Có hai phương án đường hóa toàn khối: phương án tăng dần nhiệt độ và phương án
giảm dần nhiệt độ.
Tính ưu việt của hai phương án thể hiện ở chỗ:
• Chế độ công nghệ đơn giản, dễ cơ giới hóa và tự động hóa.
• Chi phí vốn đầu tư thiết bị ít.
• Thời gian thực hiện quá trình ngắn.
Với phương án tăng dần nhiệt độ được áp dụng trong trường hợp malt phải có độ
nhuyễn trên mức trung bình.

Với phương án giảm dần nhiệt độ chỉ áp dụng trong trường hợp malt phải có hoạt
lực amylaza rất cao và có độ nhuyễn proteaza rất tốt.
Đường hóa theo phương pháp phân đoạn.
- Đặc điểm: từng phần nhỏ riêng rẽ của khối cháo được đường hóa và đun chín một
cách có thứ tự, sau đó mới hòa chung với khối cháo chính. Phương pháp sử dụng rộng
rãi với việc sản xuất bia theo phương pháp lên men chìm.
Căn cứ vào các công đoạn được phân ra mà có các phương án đường hóa tương
ứng: nhất phân đoạn, nhị phân đoạn, tam phân đoạn. Trong quá trình thực hiện còn
phân ra: đọan nhất, đoạn nhị, đoạn tam.
-

Ưu điểm: Hiệu suất đường hóa cao.

-

Nhược điểm: Vốn đầu tư thiết bị lớn.
Thời gian đường hóa một mẻ kéo dài và năng lượng tiêu hao lớn.

Với phương pháp tam phân đoạn tổng thời gian đường hóa là 5,5 – 6h, phương
pháp nhị phân đoạn có thời gian là 4 – 4,5h, phương pháp nhất phân đoạn là 3,5h.
Qua phân tích 2 phương pháp trên, em chọn đường hóa theo phương pháp toàn khối
tăng dần nhiệt độ..
* Cách tiến hành
Sau khi vệ sinh sạch sẽ , kiểm tra đường ống, van. Cấp nước vào nồi đường
hóa, nước cấp có nhiệt độ khoảng 38-400C .Đây là nhiệt độ hồ hóa của bột malt tốt

18


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

nhất.Lượng nước đưa vào theo tỉ lệ malt : nước = 1: 5.Bổ sung axit H 3PO4 để điều
chỉnh PH tới PH hoạt động của các enzym đường hóa, đồng thời bổ sung thêm CaCl2.
- Bật cánh khuấy hoạt động, tốc độ cánh khuấy là 50v/ph.
- Xuống bột malt và ngâm 20-30 phút giúp cho bột malt hòa tan tốt vào nước.
- Mở van hơi cấp nhiệt cho nồi đường hóa đến khi nhiệt độ đạt 52˚C, giữ nhiệt
độ này trong thời gian 20 phút. Đây là nhiệt độ thích hợp cho E. Proteaza hoạt động,nó
sẽ phân cắt phân tử protein thành các hợp chất đơn giản như albumoza, pepton,
polypeptid, peptid, axit amin cung cấp nguồn thức ăn cho nấm men, tạo vị đậm đà,
tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt bia.
- Bơm dịch cháo 900C từ nồi cháo sang,khi cháo bơm sang được hòa trộn với
nồi malt khoảng 520C và nhiệt độ sẽ lên khoảng 65˚C . Nếu trong trường hợp nhiệt độ
thấp hơn thì cần mở van hơi cấp nhiệt để đảm bảo nhiệt độ theo yêu cầu. Giữ nhiệt độ
65˚C trong 45 - 60 phút.Là nhiệt độ hoạt động của enzym β - amylaza.
- Tiếp tục cấp hơi để nâng nhiệt độ của khối dịch lên 75˚C, thời gian giữ nhiệt là
20 phút, đây là nhiệt độ thich hợp cho α - amylaza hoạt động, đồng thời đây cũng là
nhiệt độ thích hợp cho quá trình lọc.
- Nâng nhiệt độ lên 76˚C, giữ trong 5 phút. Kiểm tra sự đường hoá của malt
bằng Iod 2%.
Cách kiểm tra bằng iot như sau:
Lấy gáo múc dịch 750C sau đó cho 1 lượng nhỏ trên tấm kính, lắc nhẹ cho dịch
nguội, tiếp đến nhỏ vài giọt iot vào mẫu dịch, sau 30 giây đến 1 phút quan sát thấy:
+ Dịch màu xanh tím (không biến đường)
+ Dịch màu xanh đen (biến đường kém)
+ Dịch không làm mất màu iot (biến đường tốt).
Nếu iod không đổi màu tức là tinh bột đã chuyển hóa hết thành đường, quá trình
đường hoá đã hoàn thành.Kết thúc quá trình giữ nhiệt độ dịch đường được bơm sang
thùng lọc đáy bằng.
*Những biến đổi của nguyên liệu sau trong quá trình đường hóa:

19


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

Dưới tác dụng của hệ enzym có sẵn trong dịch đường như proteaza, sitaza,
amylaza phân cắt hợp chất cao phân tử thành thấp phân tử và hòa tan trong nước tạo
thành chất chiết của dịch đường. Matl, gạo hòa tan tạo thành dịch đường.
- Nhóm enzym sitaza thủy phân hemixelluloza và các chất dạng keo thành các
đường đơn pentoza, hexoza và các sản phẩm khác.
- Hệ enzym proteaza thủy phân protein thành các các peptid nhỏ hơn và axit
amin.
- Hệ enzym amylaza gồm α- amylaza và β- amylaza phân cắt tinh bột thành
đường đơn giản và các dextrin.
*Yêu cầu của dịch đường sau khi đường hóa
Hàm lượng đường maltoza và các phân tử dextrin bậc thấp là chủ yếu. Dịch
đường không đặc quá, đồng đều và có độ nhuyễn tốt.
II.2.4 Lọc dịch đường.
* Mục đích.
Cháo malt sau khi đường hóa xong gồm hai phần: phần đặc và phần loãng. Phần
đặc bao gồm tất cả các phần tử nhỏ không hòa tan của malt, phần loãng là dung dịch
nước chứa tất cả các chất hòa tan trong mẻ nấu gọi là “dịch đường”.
Mục đích của quá trình lọc là nhằm phân tách phần loãng riêng ra khỏi phần
đặc. Đặc trưng của cháo malt là trong đó có rất nhiều phần tử rắn trong quá trình lọc,
những phần tử này sẽ tạo thành một lớp nguyên liệu lọc phụ. Điều này rất có ý nghĩa
trong khi lọc.
Mục đích của quá trình lọc bã malt là tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục các
bước tiếp theo của tiến trình công nghệ, còn pha rắn là loại bỏ các phế liệu ra ngoài.
Quá trình lọc bã malt được tiến hành theo hai bước: Bước đầu tiên là ép tách
dịch cốt và bước thứ hai là rửa bã để chiết chất hoà tan ở giai đoạn rửa bã dựa trên cơ

sở của sự khuếch tán.
* Các phương pháp tiến hành lọc dịch đường.
Giải pháp lọc dịch đường hiện nay có nhiều phương án:
+ Sử dụng thùng lọc đáy bằng
20


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

+ Sử dụng máy lọc ép khung bản
+ Sủ dụng nguyên lý phân ly ( ví dụ : hệ Flomaho)
+ Ly tâm kiểu “vắt” ( ví dụ: hệ A.P.V)
+ Ép bằng vít tải…
Trong các giải pháp này, hai thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất, mặc dù cổ điển
nhất, nhưng cho chất lượng dịch đường cao nhất là thùng lọc đáy bằng và lọc ép kiểu
khung – bản.
Trong nhà máy, ta chọn thiết bị lọc là thùng lọc đáy bằng.
* Cách tiến hành.
Trước lúc tiến hành lọc, thiết bị lọc được rửa bằng nước, các mảnh của đáy, nắp,
sàng được ghép thật khít với nhau. Lỗ hở tròn để tháo bã malt và các van xả dịch vào
máng được đóng chặt. Sau đó ta cho nước nóng 76oC chảy vào các ống dẫn dịch đường
sao cho ngập nước so với lưới lọc khoảng 1 – 1,5cm để đuổi không khí ra ngoài, đồng
thời để chứa đầy khoảng không giữa hai lớp đáy của thùng lọc. Ngoài ra còn để hâm
nóng thiết bị để khi chuyển dịch đường từ nồi đường hóa sang không bị giảm nhiệt độ.
Tiếp theo bơm toàn bộ lượng dịch từ nồi đường hóa sang thùng lọc, khi bơm thì
bật răng cào theo chiều ngược kim đồng hồ trong khoảng 10 phút. Đầu tiên các hạt tấm
thô và lớp vỏ malt lắng xuống đáy giả trước tạo thành màng lọc dày, phía trên lớp này
là lớp rất mỏng những phần tử tinh bột rất bé, mịn, nhẹ. Sau khi để lắng 15 phút thì
dịch lọc đi qua lớp lớp lọc xuống đáy, rồi dịch lọc qua hệ thống ống góp ở đáy đi vào
bình trung gian. Tuy nhiên lúc này dịch đường thu được vẫn đục nên ta cho chạy tuần

hoàn trở lại cho đến khi đạt độ trong rồi thì tiến hành bật bơm để chuyển dịch sang nồi
nấu hoa houblon đồng thời cho một lượng dịch lọc hồi lưu trở lại thùng lọc để tăng khả
năng lọc hết dịch có trong bã và thu được dịch có độ trong đảm bảo kỹ thuật.
Thời gian lọc dịch đầu thường tiến hành trong 60 phút. Sau khi lọc dịch đầu ta
tiến hành rửa bã, nước dùng để rửa bã cũng là nước ở nhiệt độ 76 oC vì tại nhiệt độ này
thích hợp cho đường hóa tinh bột còn lại trong phần hồ malt cuối cùng. Nếu nhiệt độ
xuống thấp hơn sẽ cản trở đến tốc độ rửa bã, còn nếu nhiệt độ cao hơn sẽ xảy ra hiện
tượng hồ hóa tinh bột và trích ly môt số chất đắng và chất chát có trong vỏ trấu làm cho
bia bị đục và có vị lạ.

21


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

Đầu tiên tiến hành tưới nước nóng 76 oC cho đến khi mức nước cao hơn mức bã
khoảng 2cm, rồi tiến hành bật răng cào lần thứ nhất. Tiếp tục rửa bã lần thứ hai, lần thứ
ba tương tự như lần đầu. Tổng thời gian rửa bã khoảng 1 giờ. Quá trình rửa bã tiến
hành nhiều lần cho đến khi đạt lượng dịch cần thiết cũng như nồng độ chất hòa tan
trong nước rửa bã còn khoảng 0,3 – 0,5% thì dừng lại và xả bã ra ngoài. Bã cuối cùng
này được dùng làm thức ăn chăn nuôi.

II.2.5 Nấu hoa
*Mục đích
Nấu dịch đường với hoa houblon nhằm trích ly chất đắng, tinh dầu thơm,
polyphenol… vào dịch đường, tạo vị đắng dịu và hương thơm đặc trưng cho bia sau
này.
Tăng độ bền keo cho sản phẩm: độ bền sinh học, hóa sinh và keo: Polyphenol +
protein tạo thành chất kết tủa và kéo cặn nhỏ kết tủa theo đảm bảo độ bền keo và ổn
định thành phần bia đồng thời làm cho bia trong hơn.

Chất đắng trong hoa là những chất tạo sức căng bề mặt và có hoạt tính sinh học
cao, tham gia vào quá trình tạo bọt và giữ bọt cho bia.
Tăng màu và cô đặc dịch đường: làm cho màu sắc nước thay đổi từ nhạt sang
đậm do hiện tượng caramen hóa,sự hình thành các melanol và các chất màu của hoa
houblon chuyển từ hoa vào dịch đường.
Chất đắng ở nồng độ dù nhỏ cũng có tính kháng khuẩn đảm bảo độ bền sinh
học cho bia.
*Cách tiến hành
Trước khi nấu, vệ sinh sạch sẽ thiết bị, kiểm tra các đường ống, van xả hơi, xả
đáy.
Dịch đường được bơm từ thùng lọc đáy bằng sang nồi nấu hoa, trong quá trình
bơm phải gia nhiệt, đảm bảo nhiệt độ dịch đường lớn hơn 70 0C để enzym amylaza thủy
phân tinh bột còn sót lại. Trong quá trình rửa bã ở máy ép lọc khung bản cấp nhiệt cho
nồi hoa sao cho kết thúc quá trình rửa bã ở máy ép thì nồi hoa sôi.

22


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

Bổ xung CaCl2 và toàn bộ lượng cao hoa vào với mục đích tăng khả năng kết
lắng của các phần tử keo. Đun sôi khoảng 30 phút để tạo các phức chất protein- tanin
kết tủa và tạo vị đắng cho bia.
Tiếp tục cho 1/2 hoa viên vào trước khi kết thúc 10 phút thì cho nốt 1/2 còn lại
đồng thời khóa van hơi của hệ thống gia nhiệt trung tâm để giảm cường độ sôi để giữ
hương cho bia. Việc bổ sung hoa 2 lần nhằm mục đích tạo hương tốt hơn cho bia, bởi
vì trong quá trình đun hoa thì lượng tinh dầu thơm sẽ tổn hao là 80 – 90% vì vậy việc
bổ sung làm 2 lần như vậy sẽ làm giảm bớt tổn thất.
Lưu ý: trong giai đoạn nấu hoa, nếu nồng độ chất khô của dịch đường chưa đạt
yêu cầu thì có thể bổ xung đường maltoza vào giai đoạn cho hoa lần 2. Quá trình gia

nhiệt phải nhanh nhằm đạt hiệu suất kết tủa protein không đông tụ cao nhất và nhằm cô
đặc giảm thể tích dịch đường.

II.2.6. Lắng xoáy
*Mục đích:
Tách các phần tử rắn, cặn, bã hoa và các kết tủa protein cao phân tử ra khỏi dịch
đường sau khi houblon hoá.
Nguyên tắc tách cặn là dựa vào lực hướng tâm của chuyển động tròn theo
phương tiếp tuyến.
*Cách tiến hành
Trước khi lắng, thiết bị phải được vệ sinh sạch sẽ và rửa bằng nước sôi vì đây là
công đoạn rất dễ nhiễm vi sinh vật. Kiểm tra đường ống,các van xả.
Bơm dịch đường hoa houblon sang thùng lắng xoáy theo phương tiếp tuyến với
vỏ thùng dưới áp lực mạnh.Chất lỏng xoay cưỡng bức, lực hướng tâm hướng cận tập
trung tâm nồi và lắng xuống đáy nồi.Thời gian bơm khoảng 30 phút.
Thời gian lắng là 30 phút.
Nhiệt độ dịch ra ngoài nồi lắng khoảng ≥ 900C và được bơm tới thiết bị làm lạnh
nhanh.
Kết thúc quá trình lắng, tháo bã và vệ sinh thiết bị.
23


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

II.2.7. Lạnh nhanh và bổ sung khí O2 cho dịch lên men
*Mục đích
Làm lạnh dịch đường tới nhiệt độ lên men. Yêu cầu giảm nhanh nhiệt độ dịch
đường xuống nhiệt độ cần thiết (10 – 14˚C), hạn chế sự nhiễm tạp VSV, đồng thời bão
hòa thêm một lượng oxi (oxi được bão hòa vào dịch khi được bơm trên đường ống) để
cung cấp cho nấm men sinh trưởng, phát triển trong giai đoạn đầu.

*Cách tiến hành.
Trước khi làm lạnh nhanh thiết bị được vệ sinh sạch sẽ, sau đó cho chạy nước
nóng có nhiệt độ gần bằng với nhiệt độ của dịch đường trong thùng lắng xoáy qua máy
lạnh nhanh tới toàn bộ đường ống dẫn vào tank lên men. Khi kiểm tra nhiệt độ của
nước thấy đạt đến nhiệt độ dịch đường cần lên men mới bơm dịch đường vào lạnh
nhanh sau khi đã xả hết nước đi, để tránh trường hợp khi qua may lạnh nhanh mà nhiệt
độ dịch đường vẫn cao quá sẽ làm chết men. Tác nhân làm lạnh là nước và glycol. Khi
làm lạnh sẽ trao đổi nhiệt gián tiếp qua các tấm bản. Nhiệt độ dịch đường vào máy lạnh
nhanh khoảng 90oC, nhiệt độ của nước ra khỏi máy lạnh nhanh khoảng 45 oC, nước này
được gia nhiệt rồi cho vào thùng nước nóng để làm nước nấu và rửa bã.
Sau khi làm lạnh xong dịch được bổ sung khoảng 6 mg/l không khí vô trùng
(khí nén qua bộ khử trùng bằng tia UV) và đưa sang tank lên men. Lượng không khí
cung cấp đủ để đảm bảo cho nấm men tạo sinh khối ban đầu, nếu lượng không khí quá
nhiều sẽ dẫn tới trường hợp nấm men sẽ sử dụng nhiều đường để tạo lượng sinh khối
không cần thiết, vì vậy sẽ làm giảm hiệu suất lên men. Nếu thiếu không khí cũng
không tốt, vì nấm men sẽ không tạo đủ lượng tế bào cần thiết cho quá trình lên men,
nấm men sẽ chóng già, xảy ra hiện tượng ỳ.
II.2.8. Lên men

II.2.8.1 Mục đích :
Chuyển hoá các chất hoà tan trong dịch lên men thành rượu etylic, CO 2 và một
24


Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

số sản phẩm phụ khác nhờ sự phát triển của nấm men. Sản phẩm của quá trình lên men
chính là bia non. Bia non đục và có hương vị đặc trưng tuy nhiên lượng diacetyl còn
cao.
C12H22O11 + H2O → 2 C6H12O6

C6H12O6→ 2C2H5OH + 2CO2 + 28 kcal
Đặc điểm của quá trình lên men chính là sự tiêu hao các chất diễn ra mạnh mẽ.
Một lượng lớn đường chuyển thành rượu, CO2 và một số sản phẩm phụ khác như rượu
bậc cao, glyceril, acid hữu cơ, ester, aldehyd, diacetyl,… góp phần làm lên hương vị
cho bia.
Trong giai đoạn này, quá trình quan trọng nhất là quá trình chuyển hoá đường
thành rượu. Tuy nhiên đây lại không phải là sản phẩm quyết định chất lượng của bia
mà lại là những sản phẩm có hàm lượng ít nhưng mang những tính chất rất đặc trưng
như các chất tạo màu, mùi, vị, độ bền... cho bia. Chất lượng của bia phụ thuộc rất nhiều
vào hàm lượng của các chất này và tỷ lệ giữa chúng. Vì vậy mục đích bản chất của quá
trình lên men là điều khiển hoạt động sống của nấm men theo hướng có lợi cho việc
hình thành một sản phẩm bia như mong muốn.
II.2.8.2 Chọn phương pháp lên men :
Có hai phương pháp lên men thường được sử dụng tại các cơ sở sản xuất bia :
Lên men theo phương pháp cổ điển và lên men theo phương pháp hiện đại.
- Lên men theo phương pháp cổ điển :
Đặc điểm chính là hai quá trình lên men chính và lên men phụ được tiến hành
trong các thiết bị riêng biệt (ở hai phòng lạnh khác nhau, có hệ thống bảo ôn lạnh
khác nhau)
Ưu điểm : Nhiệt độ lên men thấp 6 ÷ 9ºC nên thời gian lên men kéo dài, sản
phẩm thu được có hương vị đậm đà.
Nhược điểm : Tốn diện tích mặt bằng, tốn thiết bị, thời gian lên men dài, năng
suất giảm, hệ thống làm lạnh lớn, do vậy tốn chi phí đầu tư. Việc vận chuyển dịch từ
khu lên men chính sang khu lên men phụ gây tổn thất.
- Lên men gia tốc (lên men hiện đại) :
Với phương pháp này quá trình lên men chính và quá trình lên men phụ tiến
hành trong cùng một thiết bị hình trụ, đáy côn. Có hệ thống áo lạnh bên ngoài để điều
25