Thiết kế nhà máy bia lên men dịch đường nồng độ cao, năng suất 38 triệu lít bia/năm

Đồ án tốt nghiệp

1

Thiết kế nhà máy bia

MỞ ĐẦU
Bia là một loại đồ uống có gas, có tác dụng giải khát với độ cồn thấp. Được
lên men từ ngũ cốc và đặc biệt rất giàu giá trị dinh dưỡng. Bia ngoài việc cung cấp
một lượng calo khá lớn cho cơ thể con người thì còn có tác dụng làm tăng quá trình
trao đổi chất, tăng khả năng tiêu hóa thức ăn, giải nhiệt. Trong thành phần bia còn
có nhiều chất hòa tan và một số vitamin, enzyme, đường, đạm có tác dụng bổ dưỡng
và kích thích tiêu hóa, cung cấp năng lượng cho cơ thể.
Chính sự kết hợp hài hòa giữa các loại nguyên liệu malt, hoa houblon,
nguyên liệu thay thế, nước,… đã tạo nên hương vị rất riêng của bia. Có lẽ vậy mà
bia đã thu hút được thị hiếu của người tiêu dùng bởi hương thơm đặc trưng của
malt, vị đắng dịu của hoa houblon, cùng với sự hấp dẫn bởi lớp bọt trắng mịn và
giúp con người giải khát.
Khi nền Kinh tế - Xã hội phát triển thì nhu cầu của con người lại không
ngừng tăng lên. Các nhà sản xuất kinh doanh đã tung ra thị trường với nhiều loại
thương hiệu phong phú. Mà mỗi loại bia đều mang mẫu mã, chất lượng khác nhau
hấp dẫn người tiêu dùng. Sự cạnh tranh rộng lớn trên thị trường đã tạo nên sự đa
dạng của các loại bia, mà chất lượng luôn là tiêu chí hàng đầu. Ngày nay, bia đã trở
thành một loại nước giải khát khá phổ biến.
Để tăng hiệu quả kinh tế, đáp ứng nhu cầu và thị hiếu của người tiêu dùng thì
sử dụng thêm một số nguyên liệu khác để thay thế một phần malt đại mạch như:
Ngô đã tách phôi, đường saccarose,... Việc sản xuất được một loại bia có chất lượng
cao và giá thành sản phẩm ổn định, nhằm đẩy mạnh xuất khẩu đang được quan tâm.
Có nhiều phương pháp sản xuất bia, trong đó sản xuất bia theo phương pháp lên
men dịch đường nồng độ cao – cho phép tăng được năng suất thiết bị, giảm chi phí
sản xuất, tiêu tốn ít năng lượng, cho phép lên men dịch đường có tỷ lệ nguyên liệu

thay thế cao.
Trên cơ sở đó tôi được phân công: "Thiết kế nhà máy bia lên men dịch
đường nồng độ cao, năng suất 38 triệu lít bia/năm".

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

2

Thiết kế nhà máy bia

Chương 1
LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT
Nghệ An là tỉnh nằm ở trung tâm vùng Bắc Trung Bộ, trên tuyến giao lưu
Bắc Nam và Đông Tây. Nơi hội tụ các tuyến đường giao thông đường bộ, đường
sắt, đường biển, đường thủy nội địa; là cầu nối hai miền Bắc Nam và là cửa ngõ ra
biển Đông của Trung Lào và vùng Đông Bắc Thái Lan qua cảng Cửa Lò.
Là quê hương của chủ tịch Hồ Chí Minh – Danh nhân văn hóa thế giới, điểm
khởi đầu của "Con đường di sản Miền Trung", với nhiều bãi biển đẹp, khu dự trữ
sinh quyển phía Tây. Nghệ An với nhiều khu rừng nguyên sinh và vùng sinh thái
hấp dẫn, một trọng điểm du lịch của cả nước và khu vực. Nơi đây là trung tâm đào
tạo của khu vực Bắc Miền Trung và cả nước, nơi cung cấp nguồn nhân lực dồi dào,
có chất lượng đầu tư, phát triển và là thị trường lớn cho mọi hàng hóa, dịch vụ.
Cùng với chính sách mở cửa, hội nhập kinh tế Việt Nam, kinh tế - xã hội
Nghệ An tiếp tục phát triển tương đối khá và toàn diện. Nghệ An có tiềm năng phát
triển không những ngành du lịch, dịch vụ mà còn cả các ngành kinh tế khác. Là thị
trường lớn, mặc dù đã có một nhà máy bia ở trung tâm thành phố nhưng để đáp ứng
nhu cầu thì xây dựng thêm một nhà máy bia trên địa bàn của tỉnh là phù hợp.

1.1. Đặc điểm tự nhiên:
Nhà máy được xây dưng tại khu công nghiệp Nam Cấm, xã Nghi Lộc, Thành
Phố Vinh, tỉnh Nghệ An. Mặt bằng xây dựng là một khu đất rộng và bằng phẳng,
nằm gần đường quốc lộ, cách trung tâm thành phố Vinh khoảng 3 km. Xét thấy, vị
trí này rất thuận tiện cho việc thu nhận nguồn nguyên liệu sản xuất, vận chuyển sản
phẩm đến nơi tiêu thụ trong và ngoại tỉnh.
Nghệ An nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Nhiệt độ trung bình
24oC, độ ẩm trung bình 85%, hướng gió chủ đạo là hướng Đông Nam.
1.2. Nguồn cung cấp và xử lý nước:
Để xây dựng một nhà máy bia, việc đầu tiên là phải khảo sát nguồn nước.
Công việc này đặc biệt quan trọng, dù lấy nguồn nước của thành phố hay nguồn
nước lấy từ giếng khoan thì thành phần và tính chất của chúng cũng rất ít khi đáp
ứng hoàn toàn yêu cầu của nước để sản xuất bia. Ở đây nhà máy sử dụng nguồn

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

3

Thiết kế nhà máy bia

nước cấp là nước máy của thành phố. Trước khi đưa vào sản xuất, nước cần được
xử lý nhằm đảm bảo các chỉ tiêu hóa học, sinh học.
Ngoài ra, nhà máy có trang bị giếng khoan để phòng bị khi nhà máy không
cung cấp đủ nước (do mất điện).
Bởi nước là thành phần chính của bia, tham gia vào các quá trình đường hóa,
lên men, lọc, chiết rót, cấp cho lò hơi, cấp cho các thiết bị trao đổi nhiệt, vệ sinh nhà
xưởng, cấp cho sinh hoạt... Như vậy xử lý nước có đảm bảo thì chất lượng bia mới

tốt. Nước thải của quá trình sản xuất bia chứa lượng lớn chất hữu cơ, chủ yếu là cặn
protein, xác men bia, tinh bột, đường, bã hoa,… Đây là môi trường rất thuận lợi cho
vi sinh vật gây thối hoạt động và phát triển. Chính vì vậy cần phải xử lý nước thải
để tránh gây ô nhiễm môi trường tại nơi làm việc và môi trường xung quanh.
1.3. Nguyên liệu:
Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và
nước. Ngoài ra còn sử dụng nguyên liệu thay thế là ngô (đã tách phôi) và đường.
Malt đại mạch và hoa houblon được nhập về từ nước ngoài về cảng biển Cửa
Lò, rồi vận chuyển về nhà máy bằng đường bộ. Ngô được thu mua ở các huyện
trong tỉnh như: Nghĩa Đàn, Quỳnh Lưu, Thanh Chương, Diễn Châu, Nghi Lộc…
Còn đường sử dụng là đường mía từ nhà máy đường của huyện Nghĩa Đàn.
1.4. Hệ thống giao thông vận tải:
Nhà máy được xây dựng gần đường quốc lộ, nối các huyện trong tỉnh và
Nghệ An với các tỉnh ngoài Bắc Nam. Chính vì vậy rất thuận lợi cho việc thu nhận
nguyên liệu và phân phối sản phẩm. Gần đường sắt Bắc Nam, với ga Vinh nằm ở
trung tâm thành phố. Cách cảng Cửa Lò khoảng 20 km. Do đó, việc vận chuyển
trang thiết bị, nguyên liệu và sản phẩm rất thuận lợi, bằng đường bộ, đường sắt hoặc
đường thuỷ.
1.5. Nguồn cung cấp điện:
Nguồn điện mà nhà máy sử dụng được lấy từ mạng lưới điện quốc gia thông qua
trạm biến áp riêng. Để đảm bảo quá trình sản xuất được liên tục, nhà máy có trang
bị thêm máy phát điện để dự phòng khi mất điện.
1.6. Nguồn cung cấp hơi và nhiên liệu:
Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng trong nhà máy được lấy từ lò
hơi riêng của nhà máy. Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu FO được mua từ các trạm

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

4

Thiết kế nhà máy bia

xăng dầu địa phương. Để đảm bảo cho quá trình sản xuất, nhà máy còn trang bị
thêm kho chứa nhiên liệu dự trữ.
1.7. Nguồn nhân lực:
Để giải quyết công ăn việc làm cho người lao động trong tỉnh, cũng như
thuận tiện trong vấn đề nhà ở thì nhà máy tuyển và đào tạo chủ yếu là các công
nhân trong tỉnh. Còn các cán bộ quản lý và kỹ thuật là các kỹ sư đã được đào tạo từ
các trường đại học như: Vinh, Hà Nội, Huế, Đà Nẵng…
1.8. Nguồn tiêu thụ sản phẩm:
Nghệ An hiện có tiềm năng phát triển kinh tế, du lịch nên việc tiêu thụ sản
phẩm trong tỉnh là rất khả quan. Đặc biệt thị trường tiêu thụ tại miền Trung cũng
đang tăng mạnh. Dần dần sản phẩm của nhà máy sẽ thâm nhập vào các tỉnh phía
Nam và Bắc, các nước láng giềng và các nước khác.
1.9. Hợp tác hóa:
Việc hợp tác hóa có tác dụng tăng cường sử dụng những công trình cung cấp
điện, nước, hơi, công trình giao thông vận tải, công trình phúc lợi tập thể và phục vụ
công cộng, vấn đề tiêu thụ sản phẩm và chế phẩm nhanh. Nhờ vậy sẽ giảm thời gian
xây dựng, vốn đầu tư và hạ giá thành sản phẩm. Hiện nay, tại các tỉnh khác đã và
đang mở các khu công nghiệp nên việc hợp tác hóa giữa các khu công nghiệp cũng
như các nhà máy sản xuất bia là rất tốt. Hơn nữa việc liên doanh với các công ty
nước ngoài cũng góp phần thúc đẩy sự phát triển của nhà máy.
1.10. Năng suất nhà máy:
Nhà máy được thiết kế với năng suất 38 triệu lit bia/năm, có độ cồn là
4,5%V.
Kết luận: Qua việc phân tích như trên, việc thiết kế và đầu tư xây dựng nhà
máy bia tại khu công nghiệp Nam Cấm, thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An là hợp lý và

cần thiết. Với năng suất 38 triệu lit bia/năm sẽ đáp ứng được nhu cầu trong tỉnh,
ngoại tỉnh và các nước khác.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

5

Thiết kế nhà máy bia

Chương 2
NGUYÊN LIỆU VÀ CHẤT HỖ TRỢ KỸ THUẬT
Trong sản xuất bia ta sử dụng 4 nguồn nguyên liệu chính là malt đại mạch,
hoa houblon, nước và nấm men. Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào chất lượng của
nguyên liệu. Trong công nghệ bia hiện nay, để giảm giá thành sản phẩm ta sử dụng
nguồn nguyên liệu thay thế là ngô (đã được tách phôi), đường. Ngoài ra còn sử
dụng thêm một số chất hỗ trợ kỹ thuật để nâng cao chất lượng của bia, rút ngắn chu
kỳ lên men, đa dạng hóa sản phẩm nhằm phù hợp với nhu cầu của người tiêu dùng.
2.1. Nguyên liệu:
2.1.1. Malt đại mạch:
2.1.1.1. Vai trò trong sản xuất bia:
Malt là hạt hòa thảo nảy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhân tạo xác
định. Là sản phẩm rất giàu dinh dưỡng và đặc biệt có hệ enzyme phong phú (chủ
yếu là proteaza và amylaza).
Trong sản xuất bia, malt vừa là tác nhân đường hóa, vừa là nguyên liệu.
Thường dùng malt đại mạch vì dễ điều khiển quá trình ươm mầm, cho tỷ lệ enzyme
cân đối, vỏ tạo lớp trợ lọc xốp, cho bia có hương vị đặc trưng hơn các malt khác.
2.1.1.2. Các chỉ tiêu chất lượng của malt bia:

- Phải sạch, có mùi thơm đặc trưng của malt, có vị ngọt, màu vàng sáng đều.
- Không được có mùi vị lạ, không mốc và không hôi khói.
- Kích thước hạt phải đều và đạt theo quy định.
- Độ chiết của malt 75÷82%. Thời gian đường hóa từ 10÷35 phút.
- Thành phần hóa học của malt phải đảm bảo theo yêu cầu. Trong malt phải
chứa các hệ enzyme thủy phân như proteaza, amylaza , phitaza, xitaza…
2.1.1.3. Nguồn thu nhận và phương pháp bảo quản:
Do khí hậu của nước ta không thích hợp để trồng malt đại mạch, do vậy phải
nhập từ nước ngoài về bằng đường bộ và đường thủy.
Malt được bảo quản trong các silo chứa, thời gian bảo quản là một tháng.
Trong quá trình bảo quản chú ý theo dõi độ ẩm của malt.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

6

Thiết kế nhà máy bia

2.1.2. Hoa houblon:
2.1.1.1. Vai trò trong sản xuất bia:
Hoa houblon là loại nguyên liệu cơ bản thứ hai trong công nghệ sản xuất bia
và là nguyên liệu không thay thế được trong sản xuất bia. Nó truyền mùi thơm và vị
đắng cho bia, tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt, tăng khả năng sát trùng cho bia.
2.1.1.2. Các chất có giá trị của hoa houblon trong bia:
Thành phần hóa học của hoa gồm nhiều chất, trong sản xuất bia thì các chất
có giá trị là: chất đắng, tinh dầu và tanin.
- Các chất đắng: Truyền cho bia vị đắng dịu, tăng cường sức căng bề mặt của

bia do đó góp phần giữ cho bọt lâu tan và có tính kháng khuẩn nên tăng độ bền sinh
học cho bia.
- Tinh dầu: Tinh dầu của hoa houblon hòa tan vào dịch đường, tồn tại trong
bia tạo nên mùi thơm đặc trưng, nhẹ nhàng và dễ chịu. Trong quá trình đun sôi dịch
đường với hoa houblon thì nó chỉ tồn tại còn khoảng 2%.
- Tanin: Tanin của hoa dễ hòa tan trong nước và trong dịch đường. Trong
quá trình houblon hóa các tanin hòa tan vào dịch đường và dễ dàng kết hợp với
protein cao phân tử tạo thành các phức chất không hòa tan nên loại trừ được các cấu
tử protein khó biến tính và kết lắng khỏi dịch đường. Tanin dễ bị oxy hóa nên bảo
vệ nhựa houblon khỏi bị oxy hóa, đồng thời tham gia vào hoàn thiện vị cho bia [7].
Yêu cầu hoa:
Hoa viên: Màu vàng xanh, không vụn nát, không mốc, mùi thơm đặc trưng.
Cao hoa: Màu xanh tươi, có mùi thơm vị đắng đặc trưng.
2.1.1.3. Nguồn thu nhận và phương pháp bảo quản:
Hoa houblon có thể sử dụng ở nhiều dạng như hoa nguyên cánh, cao hoa,
hoa viên hoặc đồng phân. Nó cũng được thu mua từ nước ngoài rồi vận chuyển về
bằng đường bộ và đường thủy. Nhà máy sử dụng cao hoa và hoa viên.
Để giữ chất lượng cho hoa nên bảo quản hoa trong những điều kiện sau [7]:
- Bảo quản ở nhiệt độ thấp (gần 0 0C) nhằm kìm hãm các quá trình hóa học và
sự phát triển của vi sinh vật.
- Ngăn chặn sự xâm nhập của không khí vào hoa, cách ẩm tốt.
- Dùng các chất thích hợp để diệt trùng cho hoa (thường xông hơi lưu huỳnh).
Ở đây nhà máy sử dụng phương pháp bảo quản ở 00C.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

7

Thiết kế nhà máy bia

2.1.3. Nước:
2.1.3.1. Vai trò trong sản xuất bia:
Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Thành
phần cũng như tính chất của nước đều ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ tiến trình
công nghệ và chất lượng thành phẩm.
Trong bia thành phẩm nước chiếm 77÷90%. Nước ngoài việc dùng để nấu thì nó
còn được dùng để xử lý nguyên liệu, trao đổi nhiệt, vệ sinh sát trùng thiết bị…
2.1.3.2. Yêu cầu của nước trong sản xuất bia [7, tr 71]:
Nước trong nấu bia không những đòi hỏi đầy đủ các tính chất của nước uống
mà cần phải có những yêu cầu riêng đối với công nghệ sản xuất bia:
- Nước phải trong suốt, có vị dễ chịu, không màu, không có mùi vị lạ và
không chứa các vi sinh vật gây bệnh. Chuẩn độ coli là 300 ml và chỉ số coli là 3.
- Nước nấu bia có độ cứng trung bình 5÷6 mg/l, pH= 6,8÷7,3, độ oxi hóa
không vượt quá 1÷2mg/l, hàm lượng cặn khô không vượt quá 600mg/l.
- Nước sử dụng để nấu bia không được có xianit, thuỷ ngân, bari, crôm,
ammoniac, photphat, sunfuahydro, nitrit.
- Nước rửa bã cần phải điều chỉnh độ kiềm < 50 mg/l và độ pH = 6,5 để
không chiết các chất không mong muốn từ bã. pH của dịch đường trước khi nấu
phải là 5,4 để thu được dịch đường sau khi nấu có pH = 5,2.
2.1.3.3. Nguồn thu nhận:
Nguồn nước sử dụng là nước máy từ thành phố. Ngoài ra, để dự trữ và bổ
sung khi thiếu nước thì trong nhà máy có thể có thêm giếng khoan. Nước trước khi
đưa vào sản xuất phải kiểm tra và xử lý theo yêu cầu kỹ thuật sản xuất.
2.1.4. Nguyên liệu thay thế:
2.1.4.1. Ngô:
Ngô sử dụng trong sản xuất bia phải được tách phôi và dưới dạng bột đã
nghiền nhỏ. Trong sản xuất bia, ngô được dùng là loại trắng đục vì loại này có hàm

lượng tinh bột cao, protein thấp [4, tr 27].
Ngô được bảo quản trong silo chứa, với thời gian khoảng 10 ngày.
2.1.4.2. Đường:
Đường là chất hòa tan và có thể lên men được. Được bổ sung trực tiếp vào
trong quá trình houblon hóa, khoảng 10 phút trước khi kết thúc thời gian nấu hoa.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

8

Thiết kế nhà máy bia

Đường có thể sử dụng ở dạng: Đường mía, đường củ cải, đường glucose, mật
tinh bột… Ở đây nhà máy sử dụng đường mía, hàm lượng 3%. Không nên sử dụng
đường với tỷ lệ cao để thay thế malt trong nấu bia vì nó làm thay đổi lớn tỷ số giữa
các chất đường và không đường nên sẽ làm giảm chất lượng bia, phá vỡ tiến trình
lên men và trong sản phẩm sẽ tạo ra nhiều rượu bậc cao [7, tr 72; 4, tr 28].
2.2. Các chất hỗ trợ kỹ thuật:
Ngoài các nguyên liệu chính có trong sản xuất bia, còn phải kể đến nhiều
nguyên liệu phụ khác có vai trò không kém phần quan trọng.
Các nguyên liệu phụ này có thể kể đến là các hóa chất sử dụng trong công
đoạn tẩy rửa hay sử dụng để tăng hiệu quả các công đoạn sản xuất như: các loại bột
trợ lọc, các chất ổn định và đặc biệt là các enzyme sử dụng trong công đoạn sản
xuất dịch đường lên men và lên men.
2.2.1. Chế phẩm enzyme [1, tr 110]:
2.2.1.1. α-amylaza (Fungamyl):
Chế phẩm enzyme này của hãng Novo, sản xuất từ nấm mốc Aspergillus

oryzae. Fungamyl có tác dụng thủy phân cầu nối α-1,4 glucozit của amyloza và
amylopectin tạo thành lượng đường lớn maltoza.
Chế phẩm dạng lỏng, màu nâu, có tỷ trọng 1,25 g/ml. Ngoài ra còn có dạng
bột vô định hình hoặc dạng cầu. Sản phẩm thương mại thường gặp trên thị trường là
Fungamyl 800L.
Trong sản xuất bia, enzyme này được thêm vào trong quá trình nấu để tăng
khả năng đường hóa của malt. Độ lên men của bia có thể tăng 2÷5%. Điều kiện kỹ
thuật: Fungamyl 800L, pHopt = 5,3, topt = 600C. Liều lượng: 0,02÷0,05% so với tổng
nguyên liệu khi nấu.
2.2.1.2. α-Axetolactat decarboxylaza (Maturex L):
Maturex L là enzyme α-Axetolactat decarboxylaza tinh thể, được thu nhận từ
vi khuẩn Bacillus subtillis. Ở dạng dịch lỏng và có màu trắng.
Được sử dụng trong thời kỳ lên men phụ bia để ngăn ngừa tạo thành
diaxetyl, bằng cách xúc tác phản ứng decacboxyl hóa của α-Axetolactat tạo thành
axetoin. Nhờ vậy mà quá trình lên men phụ được rút ngắn.
Hàm lượng thường dùng: 1÷2 kg/100 hl dịch lên men.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

9

Thiết kế nhà máy bia

2.2.2. Hóa chất [1, tr 106]:
2.2.2.1. NaOH:
Dùng để trung hòa và vệ sinh, tẩy rửa các thiết bị trong phân xường của nhà
máy bia.

Yêu cầu kỹ thuật: NaOH ≥ 96%.
2.2.2.2. Axit:
- H2SO4: Dùng để đều chỉnh pH nước và xử lý men sữa.
Yêu cầu: H2SO4 = 95÷98%, khối lượng riêng d = 1,84 g/l.
- Axit lactic: Điều chỉnh pH dịch hèm trong quá trình nấu và đường hóa.
2.2.2.3. Muối:
- Na2CO3: Xử lý bia thành phẩm khi pH của bia quá thấp.
Yêu cầu: ≥ 95%.
- NaCl: Bổ sung vào môi trường và dịch lên men khi cần thiết, kích thích tiêu
hóa và ổn định vị của bia.
Yêu cầu: Màu trắng tinh, NaCl > 99%, H2O≤ 0,5%.
- CaCl2: Bổ sung vào dịch đường hóa để bảo vệ enzyme khỏi tác động của
nhiệt độ.
Yêu cầu: Tinh khiết.
2.2.2.4. Chất trợ lọc:
Chất trợ lọc được sử dụng phổ biến trong sản xuất bia hiện nay là diatomit và
peclit. Ở đây sử dụng diatomit để hấp phụ các hạt phân tán, các hạt dạng keo, các tế
bào nấm men chết… để bia thêm trong.
Để quá trình lọc hiệu quả, bột trợ lọc được phủ thành 3 lớp: Đắp bột sơ cấp,
đắp bột thứ cấp và bổ sung liên tục.
Yêu cầu: P = 3÷5 bar. Bột bổ sung gồm: 2/3 bột trung bình, 1/3 bột mịn.
Lượng bột bổ sung nằm trong khoảng 60÷120g/hl bia [1, tr 279].
2.3 Giống vi sinh vật [4, tr 436]:
Để sản xuất bia lên men dịch đường nồng độ cao thì nhà máy sử dụng
phương pháp lên men cổ điển. Hai chủng nấm men có thể được sử dụng:
- Nấm men nổi: Saccharomyces Cerevisiae.
- Nấm men chìm: Saccharomyces Carlsbergensis

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc

Đồ án tốt nghiệp

10

Thiết kế nhà máy bia

Nấm men nổi thích thích nghi với điều kiện sinh trưởng và phát triển ở nhiệt
độ cao, phân bố trên bề mặt môi trường và khả năng kết lắng kém.
Chính vì vậy ở đây nhà máy sử dụng nấm men chìm, thích nghi với điều kiện
sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp hơn. Phân bố chủ yếu lớp dưới tầng sâu
dịch đường, kết lắng dưới đáy thiết bị lên men. Khi quá trình lên men chính kết
thúc, phần lớn lượng sinh khối đã bị kết lắng nên bia trong hơn sử dụng nấm men
nổi. Nấm men chìm vẫn có khả năng lên men ở 0 0C, ở 10 0C vẫn còn lên men. Nấm
men chìm Saccharomyces Carlsbergensis có khả năng sinh tổng hợp được enzyme
melibiaza nên chúng có khả năng hấp thụ toàn bộ đường rafinoza.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

11

Thiết kế nhà máy bia

Chương 3
DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.1. Dây chuyền công nghệ:
Malt (62 %)

Ngô đã tách phôi (35 %)
Nước 340C

Làm sạch

Làm sạch

Nghiền

Nghiền

Đạm hóa

Hồ hóa và đun sôi

Nước 340C

Malt lót
Fungamyl 800L

A.Lactic, CaCl2

H2SO4, CaCl2

Đường hóa
Nước 780C

Lọc, rửa bã

Hơi

Houblon hóa

Chất tải lạnh
Men giống
Nhân giống
Nấm men
giống

Sữa men
Xử lý,
hoạt hóa

Bã hèm
Cao hoa, hoa viên

Lắng trong

Đường 3%

Làm lạnh

O2, Maturex

Lên men chính

CO2

Lên men phụ, tàng trữ

H2O 20C

Lọc bia

Diatomit

Ổn định bia
Nắp

Chiết chai, đóng nắp

Chai sạch

Thanh trùng

Nhãn

Dán nhãn

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc

Bia thành phẩm

Xử lý


Đồ án tốt nghiệp

12

Thiết kế nhà máy bia

3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ:
3.2.1. Làm sạch:
Malt và ngô đã tách phôi trong quá trình vận chuyển và bảo quản có thể lẫn
các tạp chất (bụi bẩn, lá khô, rơm, đá nhỏ…), và vụn kim loại. Chúng sẽ gây hư
hỏng máy xay và ảnh hưởng xấu tới chất lượng sản phẩm.
Để loại bỏ tạp chất, sử dụng sàng. Còn để loại bỏ sắt và các hợp kim có từ
tính thì sử dụng nam châm điện đặt trước máy nghiền nguyên liệu.
3.2.2. Nghiền nguyên liệu:
3.2.2.1. Mục đích:
Phá vỡ cấu trúc tế bào hạt, tăng bề mặt tiếp xúc với nước, tạo điều kiện hồ
hóa nhanh và enzyme dễ dàng tiếp cận cơ chất. Nhờ đó thực hiện quá trình đường
hóa và các quá trình thủy phân khác nhanh và triệt để hơn.
3.2.2.2. Tiến hành:
Nghiền có thể được thực hiện theo 3 phương pháp: nghiền khô, nghiền ướt
và nghiền ẩm. Với phương pháp nghiền ướt và nghiền ẩm thì vỏ malt thường được
giữ nguyên nên rút ngắn được thời gian lọc. Tuy nhiên, tốn năng lượng và bột có
thể bị chua làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm khi nghiền xong mà chưa nấu.
Chọn phương pháp nghiền khô vì đơn giản, dễ thực hiện và không ảnh hưởng
đến chất lượng sản phẩm trong thời gian chờ nấu.
Thiết bị: Nghiền malt bằng máy nghiền trục với 2 cặp trục nghiền, còn ngô
được nghiền bằng máy nghiền búa.
Tại máy nghiền malt: Malt đi vào phễu nạp liệu, nhờ trục điều tiết và trục rải
liệu sẽ đi vào cặp trục nghiền 1. Các hạt đạt kích thước yêu cầu sẽ rơi qua sàng rung
và đi ra ngoài, còn các hạt có kích thước chưa đạt yêu cầu sẽ tiếp tục qua cặp trục
nghiền 2 và nghiền cho đến khi đạt yêu cầu.
Tỷ lệ bột nghiền [4, tr 234]:
Vỏ và tấm lớn: 30÷40%

Tấm bé và bột: 60÷70%

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

13

Thiết kế nhà máy bia

1

1. Phễu nạp liệu
2. Trục điều tiết

2

3

3. Trục rải liệu
4. Cặp trục nghiền 1

5

5. Sàng rung
6. Cặp trục nghiền 2
6

7. Bột nguyên liệu ra.

7

Hình 3.1. Máy nghiền 2 cặp trục nghiền
Tại máy nghiền ngô: Dưới tác dụng của các cặp búa nghiền, nguyên liệu sẽ
được nghiền nhỏ. Những hạt được nghiền có kích thước đạt yêu cầu sẽ lọt sàng, còn
những hạt có kích thước chưa đạt tiếp tục được nghiền đến khi đạt yêu cầu.

Hình 3.2. Cấu tạo của máy nghiền búa [4]

Hình 3.3. Máy nghiền búa [16]

1. Bulong; 2. Lưỡi dao; 3. Đĩa; 4. Trục roto;
5. Sàng dạng hình trụ khuyết
3.2.3. Nấu nguyên liệu:
3.2.3.1. Mục đích:
Chuyển các chất có trong nguyên liệu từ trạng thái không hòa tan sang trạng
thái hòa tan nhờ tác động của các hệ enzym thủy phân.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

14

Thiết kế nhà máy bia

3.2.3.2. Tiến hành:
Nấu bia có ba phương pháp: phương pháp ngâm, phương pháp đun sôi và
phương pháp kết hợp. Ở đây, nhà máy sử dụng 35% nguyên liệu thay thế nên tiến

hành nấu theo phương pháp kết hợp. Phối trộn nguyên liệu và nước nấu theo tỷ lệ:
Malt : nước = 1 kg : 3 lít
Ngô : nước = 1 kg : 4 lít
* Tại nồi ngô:
Bột ngô và 10% bột malt lót (so với khối lượng ngô) đem vào phối trộn với
nước ấm 34oC theo tỷ lệ trên. Bổ sung chế phẩm enzym: 0,05% Fungamyl 800L.
Bật cánh khuấy để khuấy trộn trong 5 phút. Sau khi khuấy trộn, nhiệt độ của khối
nấu hạ xuống khoảng 32oC. Bổ sung axit H2SO4 để điều chỉnh pH = 5,3 và 0,5g
CaCl2/1kg bột [10] để bảo vệ enzyme dưới tác động của nhiệt độ. Tiếp đó cấp hơi
để nâng nhiệt độ của khối nấu lên 60 oC trong 25 phút và giữ ở nhiệt độ này khoảng
30 phút để hồ hóa tinh bột. Rồi nâng nhiệt độ khối nấu đến nhiệt độ sôi trong 30
phút và giữ sôi 30 phút. Sau đó chuẩn bị đem đi hội cháo.
Trong suốt quá trình nấu ngô cánh khuấy luôn hoạt động để tránh cháy nồi.
* Tại nồi malt:
Khi bắt đầu nâng nhiệt để đun sôi ở nồi ngô thì ở nồi malt cũng bắt đầu pha
bột ở nồi malt. Cho nước ấm 34 oC vào, sau đó xuống bột hòa malt trong 10 phút.
Dùng axit lactic điều chỉnh pH của khối nấu đến 5,3 và bổ sung thêm CaCl 2. Sau đó
dùng hơi để nâng nhiệt độ khối nấu lên 52 oC trong khoảng 20 phút và giữ ở nhiệt độ
này 30 phút để thực hiện quá trình đạm hóa nhờ enzyme proteaza trong malt..
Cần tính toán sao cho khi nồi cháo ngô đun sôi xong thì quá trình đạm hóa ở
nồi malt cũng vừa kết thúc.
* Hội cháo:
Bơm cháo ngô sang nồi malt để hội cháo, bơm từ từ để nhiệt độ không tăng
lên đột ngột và trong thời gian khoảng 10 phút. Điều chỉnh nhiệt độ toàn khối nấu
sao cho đạt 65oC và giữ ở 65oC trong 25 phút để tạo điều kiện cho enzim β-amylaza
thuỷ phân tinh bột. Sau đó, tiếp tục nâng nhiệt độ khối nấu lên 75 oC trong vòng 10
phút và giữ ở 75oC trong 30 phút để enzim α-amylaza tiếp tục thuỷ phân tinh bột.
Cuối cùng nâng nhiệt độ toàn khối dịch lên 78 oC trong vòng 5 phút và bơm dịch đi
lọc.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

15

Thiết kế nhà máy bia

Hình 3.4. Nguyên tắc cấu tạo của nồi đường hóa [4]
1. Ống thoát hơi; 2. Cánh khuấy; 3. Hộp giảm tốc; 4. Van tháo dịch;
5. Bơm dịch; 6. Van hơi; 7. Van giảm áp; 8. Phân phối hơi; 9. Hơi
SƠ
ĐỒ 10.
NÂNG
NHIỆT
QUÁ
NẤU
ngưng;
Van VÀ
đuổiGIỮ
không
khí; 11.CỦA
Áp kế;
12.TRÌNH
Đường ống
dẫn dịch
từ nồi phối trộn; 13. Nhiệt kế; 14. Ký đồ nhiệt.
t

t0s

30'

65
60
52
34
32

10'

30'

78
75

30'

25'
Malt

5'

25'

30'

Ngô
5'

30'

10'

10'

10'

20'

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

120

140

160

180

200

T

3.2.4. Lọc dịch đường:
3.2.4.1. Mục đích:
Dịch đường hóa gồm: các chất hòa tan và không hòa tan. Nên lọc dịch đường
để tách các chất hòa tan ra khỏi các chất không hòa tan.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

16

Thiết kế nhà máy bia

3.2.4.2. Tiến hành:
Để lọc dịch đường ta sử dụng thiết bị lọc khung bản. Quá trình lọc dịch
đường gồm 2 giai đoạn:
+ Giai đoạn lọc dịch đường.
+ Giai đoạn rửa bã.
Đầu tiên tiến hành thu hết dịch đường có trong khối nguyên liệu. Bằng cách:
Bơm nước nóng vào khoảng không gian giữa khung, bản để làm nóng thiết bị. Sau
đó, tháo nước nóng và bơm dịch đường vào. Thời gian đầu, dịch đường chảy ra có
thể vẫn còn đục nên cần bơm hồi lưu để lọc lại. Khi quan sát dịch đường đã đạt
được độ trong cần thiết thì cho chảy vào thiết bị houblon hóa.

Hình3.5. Máy lọc ép khung bản [4]
1. Khung và bản; 2. Đường ống dẫn dịch cháo; 3. Đường ống cạnh trên;
4. Đường ống cạnh dưới; 5. Dịch cháo bơm từ nồi đường hóa;
6. Đường ống dẫn nước để rửa bã; 7. Van ống dẫn nước của cạnh trên và cạnh dưới;
8. Van xả dịch; 9. Máng dẫn dịch; 10. Van vạn năng; 11. Vít tải đẩy bã;
12. Bơm thủy lực; 13. Hộp dầu.
Sau khi đó tiến hành rửa bã để thu hồi các chất hòa tan còn sót trong bã. Để
tăng cường quá trình khuyếch tán các chất hòa tan vào dung dịch rửa bã thì cần
dùng nước nóng 78oC để rửa (nước rửa bã cũng được chảy vào nồi houblon hóa).
Không nên dùng nước có nhiệt độ cao hơn 78oC để rửa bã vì sẽ làm vô hoạt enzyme

và tốn năng lượng. Kết quả làm cho dịch lên men bị đục và bia cũng bị đục theo.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

17

Thiết kế nhà máy bia

Dịch đường sau khi lọc xong phải đảm bảo về độ trong. Khi đã rửa bã xong
thì tiến hành tháo bã và vệ sinh sát trùng thiết bị.
3.2.5. Houblon hóa:
3.2.5.1. Mục đích:
- Truyền cho bia mùi và vị của hoa houblon.
- Ổn định thành phần dịch đường và có nồng độ theo yêu cầu.
- Làm keo tụ các protit.
- Vô hoạt các enzim và thanh trùng dịch đường.
3.2.5.2. Tiến hành:
Đầu tiên dịch đường và nước rửa bã từ thiết bị lọc được chuyển thẳng vào
nồi houblon hóa. Khi dịch đường đầy đáy nồi thì bắt đầu cung cấp nhiệt để nhiệt độ
dịch đường luôn giữ ở 75oC để tạo điều kiện enzym α─amylaza tiếp tục thuỷ phân
tinh bột sót. Trong quá trình cung cấp nhiệt cần phải tính toán sao cho để khi quá
trình rửa bã vừa kết thúc thì dịch đường cũng vừa sôi.
Nhà máy sử dụng 70% cao hoa và 30% hoa viên. Tỷ lệ hoa dùng là 4 g/l[7].
Cho hoa vào nồi theo phương án:
- 50 % cao hoa lúc dịch đường bắt đầu sôi.
- 20 % cao hoa còn lại vào khi sôi được 30 phút.
- 30 % hoa viên cho vào trước khi kết thúc 10 phút.

Và trước khi kết thúc ở nồi hoa khoảng 10 phút ta tiến hành bổ sung 3%
đường vào. Tổng thời gian quá trình houblon hóa khoảng 100 phút.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

18

Thiết kế nhà máy bia

Hình 3.6. Nồi đun hoa [4]
1. Áo hơi; 2. Van tháo dịch; 3. Cánh khuấy; 4. Hộp giảm tốc;
5. Ống thoát hơi; 6. Cửa quan sát; 7. Áp kế hơi; 8. Đường ống dẫn dịch vào nồi;
9. Ống dẫn hơi; 10. Hơi ngưng.
3.2.6. Lắng trong và làm lạnh:
3.3.6.1. Mục đích:
- Hạ nhiệt độ của dịch đường đến nhiệt độ lên men.
- Tách cặn cho dịch đường.
- Bão hòa oxy cho dịch lên men.
3.2.6.2. Tiến hành:
Lắng trong và làm lạnh được tiến hành ở 2 thiết bị riêng:
* Lắng trong:
Dịch đường sau khi houblon hóa được bơm sang thiết bị lắng Whirlpool để
tách cặn. Thiết bị được chế tạo từ thép không gỉ, thân hình trụ tròn, đáy thùng có độ
nghiêng 8÷10%, trên thùng có ống thoát hơi cao để tạo nên sức hút mạnh nhằm bốc
hơi mạnh. Dịch đường được bơm vào thùng theo phương tiếp tuyến tại độ cao
khoảng ¼ thùng. Dưới tác dụng của lực ly tâm giữa chất lỏng với đáy và thành bình
thì các hạt lơ lửng, bã hoa chịu chuyển động xoáy men theo thành đáy thùng. Do

vậy chúng sẽ lắng tụ vào tâm đáy thùng. Sau thời gian phân ly trong điều kiện bốc

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

19

Thiết kế nhà máy bia

hơi cao, sẽ nhanh chóng hạ nhiệt độ của dịch đường từ 100 0C xuống 900C chỉ trong
khoảng 15÷20 phút [4, tr 368].

Hình 3.7. Thùng lắng Whirlpool [4 và 17]
1. Mức dịch đường; 2. Đèn tín hiệu; 3. Cửa vệ sinh; 4. Nhiệt kế;
5. Ống thủy báo thức; 6. Cửa quan sát; 7. Đường ống dẫn dịch đường vào;
8. Ống thoát hơi; 9. Van tháo dịch đường; 10. Van xả cặn;
11. Nước vệ sinh; 12. Độ nghiêng của đáy.
* Làm lạnh:
Dịch đường sau khi hạ đến 900C ở thiết bị lắng Whirpool và được bơm đưa
sang thiết bị làm lạnh nhanh là thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng. Dịch đường được
làm lạnh đến nhiệt độ lên men chính là 10oC, với tác nhân làm lạnh là nước 20C.
Thiết bị làm lạnh bản mỏng có ưu điểm là dễ thao tác, hiệu quả cao, rất kín,
làm lạnh dịch đường trong một thời gian rất ngắn nên tránh được sự nhiễm khuẩn
cho dịch đường.
Lên men cần lượng sinh khối nấm men lớn, nên cần tạo điều kiện để nấm
men giống sinh trưởng và phát triển trong giai đoạn đầu của quá trình lên men. Hàm
lượng O2 cấp vào dịch đường là 7 mg/l dịch lên men. Nếu thiếu O 2 thì lên men
chậm và không triệt để. Ở nhiệt độ thấp và nồng độ chất hòa tan thấp thì việc hòa

tan O2 vào dịch đường càng nhiều. Do đó tiến hành cấp O 2 ngay sau khi dịch đường
được làm lạnh đến nhiệt độ yêu cầu (O 2 phải đảm bảo vô trùng). Đồng thời để rút
ngắn chu kỳ lên men và làm giảm hàm lượng diaxetyl thì tiến hành bổ sung
Maturex L với hàm lượng 1kg/100 hl dịch lên men.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

20

Thiết kế nhà máy bia

Dịch sau
houblon vào

Nước vào

1000C

20C

78-800C

100C

Nước ra

Dịch sau

houblon ra

Hình 3.8. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm bản
3.2.7. Lên men chính:
3.2.7.1. Mục đích:
Trong quá trình lên men chính, một lượng lớn chất hòa tan trong dịch lên
men (chủ yếu đường và dextrin bậc thấp) được chuyển hóa thành rượu C 2H5OH,
CO2 và một số sản phẩm phụ khác dưới tác dụng của nấm men:
C6H12O6

2C2H5OH + 2CO2 + Q

Các sản phẩm phụ tạo thành như: aldehit, este, axit hữu cơ, rượu bậc cao,
glyxerin,… Chúng hòa tan và tồn tại trong dịch lên men như là những hợp phần
chất của bia sau này. Quá trình lên men chính chuyển dịch đường thành bia non.
3.2.7.2. Nuôi cấy nấm men giống:
Nấm men giống được sử dụng dưới 2 dạng: Nấm nen giống thuần khiết và
sữa men.
* Nuôi cấy nấm men giống thuần khiết:
Nấm men thuần khiết là nấm men thu nhận từ một tế bào. Gồm hai giai
đoạn: Nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và nuôi cấy trong sản xuất.
Để sản xuất, men giống được nuôi cấy trước tiên ở phòng thí nghiệm. Nấm
men giống được nuôi cấy tuần tự từ thể tích nhỏ (10 ml) cho đến 5÷10 lít. Sau đó,
tiếp tục nhân giống trong các thiết bị chuyên dùng để nuôi từ cấp 1 cho đến khi đủ

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

21

Thiết kế nhà máy bia

lượng giống theo yêu cầu. Trong quá trình nuôi cấy men giống, cần khống chế các
điều kiện kỹ thuật như: Nhiệt độ, pH của dịch đường, nồng độ dịch đường, thành
phần môi trường dinh dưỡng, tính vô trùng… một cách nghiêm ngặt [7].
* Thu hồi và xử lý sữa men:
Sau khi lên men chính xong, các tế bào nấm men kết tủa trên đáy thiết bị lên
men thành lớp dày. Trong thực tế sản xuất, thường thu lại lớp nấm men ở giữa. Do
lớp trên cùng và dưới cùng là các tạp chất và tế bào chết. Cả hai lớp này có màu đen
xám hoặc nâu xám, cần phải loại bỏ. Lớp giữa có màu trắng ngà, kết dính dạng
bông, đây là lớp sinh khối bao gồm các tế bào sống. Lớp này cần được tách riêng ra,
rửa sạch và đưa đi bảo quản với các mục đích khác nhau.
Việc tái sử dụng được thực hiện cho đến khi nấm men giống có hoạt lực lên
men yếu hoặc bị nhiễm khuẩn. Nấm men sử dụng thường không quá 8 đời. Sinh
khối thu được có thể được sử dụng trực tiếp làm giống cho mẻ lên men tiếp theo
hoặc rửa và bảo quản. Để tách các tạp chất có kích thước lớn có thể dùng rây rung
từ tính với 50 dao động/s. Nấm men sau khi rây sạch cặn thô được bơm vào thùng,
sau đó cho nước vô trùng ở nhiệt độ 2÷4 0C vào và khuấy đều. Để yên 40 phút thì
nấm men khỏe sẽ kết lắng, còn nước đục phía trên gồm cặn mịn và tế bào chết đổ ra
ngoài bằng cách cho nghiêng thùng để nước chảy theo miệng rót (lặp lại 3÷4 lần).
Cho nước lạnh 0,50C vào giữa hai lớp vỏ để bảo quản [4, tr 449].
Thiết bị nuôi cấy men giống gồm các thùng hình trụ bằng thép không rỉ.
Trước khi nạp vào tank lên men, nấm men đặc được trộn lẫn với dịch đường
trong một thùng chuyên dụng gọi là thùng hoạt hóa nấm men với thời gian 60 phút.
Thùng hoạt hóa có thân hình trụ, đáy hình hình côn hoặc bán cầu, đáy có van xả
men và vệ sinh [4, tr 441].
3.2.7.3. Tiến hành lên men:
Dịch lên men có nồng độ yêu cầu tương đối cao là 18 %, tiến hành lên men

cổ điển với thời gian lên men chính là 10 ngày [4, tr 444] (lên men chính và lên
men phụ, tàng trữ diễn ra ở 2 thiết bị riêng biệt).
Nấm men được nạp liên tục: Sau khi hoạt hóa trong 60 phút thì liên tục nạp
vào thùng lên men, đồng thời dịch đường cũng được bổ sung liên tục vào thùng
hoạt hóa. Khi nào dịch đường bơm đầy vào thùng lên men thì sữa men cũng vừa
nạp hết. Việc đẩy sữa men từ thùng hoạt hóa vào thùng lên men nhờ bơm ly tâm.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

22

Thiết kế nhà máy bia

Bão hòa O2 và bổ sung Maturex với hàm
lượng 1 kg/100 hl dịch lên men [1-111] và
được tiến hành trên đường ống dẫn dịch
đường sau máy lạnh nhanh tấm bản .
Lên men chính được tiến hành trong thiết
bị hình trụ bằng thép không gỉ, nắp và đáy
hình chỏm cầu. Quá trình lên men chính tiến
hành ở áp suất Pdư = 0,1÷0,2 at. CO2 sinh ra
trong quá trình lên men sẽ hòa tan vào bia non
một phần, độ hòa tan của CO 2 vào bia sẽ tăng
khi nhiệt độ giảm. Để đảm bảo lượng CO 2 hòa
tan trong bia nhiều thì nhiệt độ thời kỳ cuối
của quá trình lên men khoảng 5 oC, hàm lượng
CO2 trong bia non phải đạt 0,2%. Bình

thường, lên men chính được xem là kết thúc
khi 60÷65 % lượng chất hòa tan ban đầu bị
tiêu hao [4, tr 446].

Hình 3.9. Tank lên men chính [15]

3.2.8. Lên men phụ và tàng trữ:
3.2.8.1. Mục đích:
Sau khi lên men chính thu được bia non, mà trong thành phần bia non còn
một lượng chất hòa tan có khả năng lên men (khoảng 1÷1,2 %). Lượng chất hòa tan
này được lên men tiếp tục trong giai đoạn lên men phụ và ủ chín bia.
Mục đích của quá trình này: Lên men lượng đường còn lại để tạo thành CO 2
và các sản phẩm khác và làm tăng chất lượng sản phẩm như khử diaxetyl, tạo thành
các ester,…
3.2.8.2. Tiến hành:
Quá trình lên men phụ được tiến hành trong các tank lên men kín có cấu tạo
2 nắp đều là hình chỏm cầu và đặt nằm ngang trong phòng lạnh 1÷2 oC. Nhiệt độ lên
men phụ 0÷2oC và Pdư = 0,3÷0,7at.
Bia được đưa vào tank lên men phụ từ dưới lên để hạn chế tối đa sự tạo bọt
và giảm mất mát CO2. Để đồng nhất hóa các mẻ bia trong các tank lên men phụ thì
bia non ở một tank lên men chính nên san đều vào 2 hoặc 3 tank lên men phụ. Sau

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

23

Thiết kế nhà máy bia

đó các tank này sẽ được bơm đầy bằng bia non ở các tank lên men chính khác [4, tr
489]. Quá trình chuyển bia non vào thiết bị lên men phụ có thể tiến hành từ từ và
kéo dài 1÷2 ngày đêm.
Tuy nhiên sau 2 ngày đêm
thì thùng lên men phụ cần phải
chứa đầy bia non nếu không thì dễ
bị nhiễm vi sinh vật và sự bão hòa
CO2 khó do sự bốc hơi của nó.
Thể tích của mỗi tank có thể bơm
đầy đến 98%, sau đó mở van liên

Hình 3.10. Tank lên men phụ

thông và bắt đầu lên men phụ [4, tr 489].
Quá trình nâng cao áp suất kéo dài 1÷3 ngày kể từ lúc chuyển xong bia non
vào. Thời gian lên men phụ khoảng 40 ngày.
Sau khi len men phụ, tiến hành tàng trữ bia khoảng 2 ngày rồi đem đi lọc.
3.2.9. Lọc bia:
3.2.9.1.. Mục đích:
- Tách các thành phần cặn kết
tủa và nấm men dư thừa ra khỏi bia,
tạo cho sản phẩm có độ trong nhất
định.
- Tăng độ bền và giá trị cảm
quan cho bia.
3.3.9.2. Tiến hành:
Để làm trong bia, có thể thực
hiện bằng lọc hoặc ly tâm. Phương
pháp ly tâm ít gây biến đổi về thành

phần và tính chất bia nhưng làm tăng

Hình 3.10. Hệ thống lọc khung bản [18]

nhiệt độ và độ oxy hóa bia, bia không được loại bớt keo nên độ bền thấp và dễ đục.
Ở đây tiến hành lọc bằng máy lọc khung bản với bột trợ lọc diatomit. Ưu điểm là bề
mặt lọc lớn, dịch lọc trong và loại bỏ được nấm men, dễ thực hiện.
Thùng hòa bột và bơm định lượng bột trợ lọc được lắp với máy lọc. Bột trợ
lọc được trộn với nước vô trùng 20C theo tỷ lệ nhất định tạo thành dịch huyền phù.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

24

Thiết kế nhà máy bia

Nhờ bơm định lượng, dịch huyền phù được bơm vào máy lọc để tạo thành lớp lọc
trên bề mặt giấy lọc. Sau khi tạo xong lớp màng lọc thì bia (đã được phối trộn với
nước vô trùng 20C để đảm bảo độ bia theo yêu cầu) được đưa vào máy lọc. Khoảng
không giữa các khung sẽ là nơi chứa huyền phù bột trợ lọc và bia cần lọc. Bia trong
được lọc và đi qua các tấm bản ra ngoài, nếu độ trong chưa đạt yêu cầu thì mở van
cho hồi lưu trở lại đến khi bia đi ra trong thì bơm vào tank ổn định. Khi máy lọc
vượt quá 5 bar thì tạo lại màng lọc.
3.2.10. Ổn định bia:
Bia sau khi lọc là một chất lỏng bão hòa CO2, khi chuyển bia vào thùng lên
men phụ đi lọc và vào thùng chứa thì khả năng giữ CO 2 của bia bị giảm. Để khôi
phục lại sự bão hòa CO2 ban đầu, sau khi lọc bia phải giữ một thời gian nhất định

dưới áp suất của CO2.
Sau khi lọc, bia được đưa vào tank ổn định và giữ ở nhiệt độ 0,5÷1 0C dưới áp
suất của CO2 trong thời gian 4÷12 h. Để tránh không khí xâm nhập thì nên dùng
CO2 để đưa bia vào [7].
3.2.11. Chiết chai, đóng nắp:
Quá trình chiết bia vào chai có nguy cơ gây oxy hóa và nhiễm tạp vi sinh vật
lớn nhất cho bia. Để có hình thức đẹp, bao bì phải sạch, trong suốt và được dán
nhãn. Chai dùng để rót bia phải có màu tối như màu xanh đậm hoặc màu nâu. Nhà
máy sử dụng chai màu nâu với dung tích 450 ml.
Dây chuyền rót bia vào chai gồm các khâu: Rửa chai, kiểm tra chai, chiết bia
vào chai, đóng nắp chai, thanh trùng, kiểm tra chai và dán nhãn.
Rửa chai bao gồm các công đoạn: Ngâm sơ bộ (40 0C), ngâm lần 2 (600C),
ngâm trong xút nóng (800C), phun rửa bằng xút nóng (50 0C), phun rửa bằng nước
thường (250C), và phun rửa bằng nước sạch vô trùng (15 0C). Tổng thời gian lưu
chai trong máy rửa khoảng 15 phút. Để chai được sáng bóng, bổ sung 0,5% P 3Stabilon BP-C [1, tr 301].
Bia được chiết vào chai theo nguyên tắc đẳng áp: Áp suất trong bao bì và
trong bể chứa bia của máy chiết cân bằng, nhờ đó bia đi vào bao bì dưới tác động
của trọng lực. Tiến hành chiết bia ở nhiệt độ thấp, khoảng 5 0C. Gồm các giai đoạn:
Hút chân không, tạo áp suất đối kháng và rót bia vào chai [1, tr 304].
Bia sau khi được chiết vào chai sẽ được đóng nắp chai.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc


Đồ án tốt nghiệp

25

Thiết kế nhà máy bia

3.2.12. Thanh trùng bia:
3.2.12.1. Mục đích:
Bia sau khi làm trong luôn chứa một lượng tế bào sống gồm nấm men và các
tạp khuẩn (vi khuẩn lactic), do đó có thể làm hỏng sản phẩm. Để tiêu diệt vi sinh vật
trong bia cần thanh trùng để giữ cho bia lâu hỏng.
3.2.12.2. Tiến hành:
Thanh trùng bia có thể tiến hành:
- Thanh trùng ở nhiệt độ thấp (630C) trong thời gian dài (45 phút).
- Thanh trùng ở nhiệt độ cao (750C) trong thời gian ngắn (`10 phút).
Ở đây tiến hành thanh trùng kiểu tunel phun tuyến tính, ở nhiệt độ 63 0C
trong thời gian 45 phút. Các vùng nhiệt độ bia đi qua: 28 0C, 350C, 450C, 630C, 450C,
350C, 280C. Để đảm bảo độ bền vi sinh vật cho bia, cần chú ý vô trùng các thiết bị
khác nhau như: Máy rót, máy đóng nắp, chai nút.
3.2.13. Dán nhãn:
Nhãn sản phẩm không chỉ cung cấp thông tin về sản phẩm mà còn có tác
động rất lớn tới người tiêu dùng thông qua cách bố trí, màu sắc… trên chai bia
thành phẩm gồm các nhãn: Thân chai, lưng chai và cổ chai.
Sau khi thanh trùng, các chai bia sẽ đi qua máy dán nhãn, các nhãn được dán
lên chai nhờ lớp keo dán. Sau đó chai bia đưa vào két và kho bảo quản.

GVHD: Th.s PhanThị Bích Ngọc