Thiết kế phân xưởng nấu bia công suất 50 triệu lít năm.

Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành

MỞ ĐẦU
Bia là loại nước uống được ưa chuộng khắp nơi trên thế giới. Bia có mặt trong
tiệc vui, lễ tết, trong các bữa ăn hằng ngày, đem lại cho con người sự thoải mái
tinh thần, sự bổ trợ sức khỏe, tác dung giải khát vì có CO 2, độ cồn nhẹ, hương
thơm và vị đắng đặc trưng cùng với các chất dinh dưỡng trong bia. Nếu uống bia
điều độ có thể làm tăng trí nhớ, tăng sứ đề kháng các bệnh tim mạch.
Sản xuất bia là một trong những ngành được con người phát minh sớm nhất và
ngày càng được cải tiến về conng nghệ thiết bị nhằm đáp ứng được yêu cầu
thưởng thức của tất cả mọi người.
Ngày nay, đời sống vật chất và tinh thần của người dân không ngừng được cải
thiện. Nhiều nhà máy trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đã được
sản xuất và mở rộng và xây dựng thêm để kịp thời đáp ứng nhu cầu này. Tiến bộ
khoa học công nghệ cũng được áp dụng rộng rãi vào các ngành sản xuatts thực
phẩm, trong đó có ngành sản xấu bia.đồ án thiết kế của em gồm các phần: lập
luận kinh tế, chọn và thuyết minh day chuyền sản xuất, tính cân bằng sản phẩm,
tính và chọn thiết bị, phần kết luận và tài liệu tham khảo.
Đối tượng thiêt kế là nhà máy bia năng suất 50 triệu lít/năm, đại điểm tại khu
công nghiệp Tiên Sơn Bắc Ninh, phục vụ người dân trong tỉnh và các tỉnh lân
cận.

Page 1


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành

Phần I. LẬP LUẬN KĨ THUẬT

2.2 1.1 Tình hình phát triển ngành bia.
1.1.1 Trên thế giới.
Nhu cầu tiêu thụ bia trên thế giới ngày càng nhiều cùng với nhu cầu và điều
kiện đời sống vật chất của mội người ở khắp nơi trên thế giới ngày càng tăng.
Sản lượng bia trên thế giới đạt hơn 120 tỉ tấn. Đặc biệt là các nước phát triển, tỉ
lệ tiêu thụ bình quân đầu người rất cao. Điển hình là cộng hòa liên bang Đức:
170L/ năm. Có nhiều hãng bia hàng đầu thế giới như:
-

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

1.1.2 Việt Nam.
Hiện tại cả nước có khoảng 20 nhà máy bia có công suất lớn (50 triệu lít/năm).
Còn lại là các nhà máy bia có công suất nhỏ (20 triệu lít/năm và 10 triệu
lít/năm).(Khó thống 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 1,5 tỷ lít/năm. Riêng 10 tỉnh miền trung là trên 500 trệu 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 vẫn 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 rông quy mô sản xuất.
Page 2


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
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).Một nhà máy sản xuất
bia lớn khác trong nước là tổng công ty bia rượu nước giải khát Sài Gòn
(SABECO) cũng đang chuẩn bị tăng công suất.
Việt Nam là một nước Đông Nam Á, vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, bia là thứ đồ
uống có độ cồn nhẹ, có giá trị dinh dưỡng và chất lượng cảm quan cao có tác
dụng giải khát bia nên rất được ưa chuộng tại việt nam.
Ở Việt Nam, trong dòng thức uống có cồn, bia được tiêu thụ nhiều nhất, chiếm
khoảng 89% tổng doanh thu và 97% về khối lượng so với các nước trong khu
vực như Thái Lan, Singapore... Việt Nam có GDP bình quân đầu người thấp hơn
nhiều nhưng mức tiêu thụ bia lại cao hơn. Năm 2011, Việt Nam tiêu thụ 2,6 tỷ
lít, Thái Lan: 1,8 tỷ lít, Singapore: 108 triệu lít . Theo khảo sát của Vinaresearch
(được tiến hành trong tháng 3/2012) về thói quen uống bia ở Việt Nam, có
63,5% nam uống bia, gần gấp đôi nữ. Độ tuổi từ 25-34 có tỷ lệ uống nhiều nhất
(48,6%), kế đến là tuổi từ 20-24 (34,9%), từ 35 tuổi trở lên (11,6%), uống ít bia
là độ tuổi 18-19 (4,8%).
Hơn 38,3% những người tham gia khảo sát thuộc các nhóm tuổi khác nhau có
uống bia và mức độ trung bình 2,27 lần/tuần. Tính chung có 5,1% xác nhận là
ngày nào cũng uống bia, ít hơn một chút cũng đến 4 đến 5 lần/tuần (10,4%), dãn
ra từ 2 đến 3 lần/tuần (40,5%) và thành phần ít đụng đến bia thì cũng có từ 2 đến
3 lần tháng (44,1%). Tuy vậy, không có sự khác biệt rõ về mức độ thường xuyên
uống bia ở các địa phương khác nhau. Tần suất uống bia phân theo nhóm tuổi và

khu vực được thể hiện trong. Kinh tế phát triển, đời sống khấm khá và dân số trẻ
là điều kiện để phát triển ngành rượu bia. Theo Quyết định số 2435/QĐ-BCT,
ngày 21/5/2009 của Bộ Công thương phê duyệt Quy hoạch phát triển ngành
rượu bia - nước giải khát Việt Nam đến 2015, tầm nhìn đến 2025 thì đến 2010
sản xuất đạt 2,5 tỷ lít bia, 80 triệu lít rượu công nghiệp. Đến 2015 sản xuất đạt 4
tỷ lít bia, 188 triệu lít rượu công nghiệp, đến 2025 sản lượng bia 6 tỷ lít và 440
triệu lít rượu . Mười năm qua, thị trường bia Việt Nam tăng trưởng mạnh hằng
năm (từ 9 đến 11%), dự báo từ 2012 đến 2015 mức tăng trưởng lên đến 15%.
Năm 2001, sản lượng bia Việt Nam là 817 triệu lít, đứng thứ 29 trên thế giới,
đến năm 2011 đạt 2.780 triệu lít, vươn lên vị trí thứ 13. Trong khu vực châu Á,
thị trường bia Việt Nam năm 2004 xếp vị trí thứ 8, hiện nay đứng thứ 3 chỉ sau
Trung Quốc, Nhật Bản.
Page 3


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
Ước tính năm 2015, Việt Nam sẽ tiêu thụ khoảng 4 đến 4,4 tỷ lít bia, bình quân
45 đến 47 lít/người/năm, các nhà đầu tư sản xuất bia vẫn đang tăng tốc để đáp
ứng nhu cầu thị trường. Hiện nay bình quân đầu người uống 35 lít bia/năm, các
nhà đầu tư kỳ vọng con số này sẽ tăng lên đến 40 lít/năm trong thời gian tới.

2.3 1.2 Chọn địa điểm xây dựng nhà máy.
Địa điểm cần đáp ứng được các yêu cầu sau :
- Phù hợp với quy hoạch chung của tỉnh , thành phố.
- Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và thị trường sản phẩm tiêu thụ.
- Thuận tiện về mặt giao thông.
- Đảm bảo được các nguồn điện, nước, nhiên liệu.
- Nguồn nhân lực không khan hiếm.
Qua khảo sát và tìm hiểu chúng em chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia ở khu

công nghiệp Tiên Sơn, Từ Sơn, Bắc Ninh.
• Khu công nghiệp Tiên Sơn nằm trên địa phận của 2 huyện Tiên Du và Từ
Sơn có vị trí địa lý tự nhiên và hệ thống giao thông cực kỳ ưu thế và thuận
tiện cho lưu thông. Khu công nghiệp nằm trong tam giác tăng trưởng kinh
tế Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh, phía Nam giáp tuyến Quốc lộ 1 mới
đi Lạng Sơn, phía Bắc giáp Quốc lộ 1 cũ, phía Đông giáp kênh Nam - Nội
Duệ, phía Tây giáp đường tỉnh lộ 295. Từ KCN Tiên Sơn đi theo Quốc lộ
18A về phía Đông đến cảng biển Cái Lân, về phía Tây đến sân bay quốc
tế Nội Bài.
- Cách trung tâm Thủ đô Hà Nội : 22 km.
- Cách Sân bay quốc tế Nội Bài : 30 km.
- Cách cảng biển nước sâu Cái Lân (TP Hạ Long) : 120 km.
- Cách cảng biển Hải Phòng : 120 km.
- Cách cửa khẩu Lạng Sơn : 120 km.
- Khu công nghiệp Tiên Sơn nằm trong khu vực có cảnh quan đẹp, vị trí
địa lý, vị trí phong thủy rất tốt.
- Địa hình KCN bằng phẳng, điều kiện địa chất phù hợp cho việc xây
dựng các nhà máy công nghiệp.
- Gần các khu vực đông dân cư (Thị xã Bắc Ninh, Thị trấn Lim và Thị
trấn Từ Sơn), các làng nghề truyền thống là đầu mối cung cấp nguồn
nguyên liệu và nguồn nhân lực có tay nghề cao và chi phí thấp.
- Được hưởng nhiều chính sách ưu đãi, khuyến khích đầu tư của tỉnh và
địa phương. Mạng lưới điện, nước cung cấp rất ổn định và thuận lợi
•

Vùng nguyên liệu: Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt có thể nhập
ngoại từ Đức, Úc,…Hoa houblon nhập từ Tiệp Khắc dưới dạng cao hoa
Page 4

Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
và hoa viên .Nguyên liệu thay thế là gạo có thể mua ngay trong tỉnh hoặc
có thể mua từ các tỉnh lân cận với giá thành hợp lý, chất lượng đảm bảo
vận chuyển bằng ô tô.Ngoài ra, khu công nghiệp gần nhà máy sản xuất
đường malt.Trong nhà máy thiết kế 1 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.
•

Vùng tiêu thụ sản phẩm: Cung cấp cho các cửa hàng trong tỉnh và các tỉnh
lân cận như Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh, Lạng Sơn, Bắc Giang, Hải
Dương,…

•

Nguồn nhân lực: Địa điểm xây dựng nhà máy không cách xa khu dân cư
và gần các tuyến giao thông đi thẳng tới các đô thị như Hà Nội nên có
nguồn nhân lực dồi dào.

2.4 1.3 Quy mô sản xuất hay năng suất nhà máy.
Theo số liệu năm 2014, mức tiêu thụ bia bình quân đầu người của Việt Nam là
35 lít/năm. Mà thị trường chính là ở Bắc Ninh, Hà Nội, Hưng Yên, Bắc Giang ,
Hải Dương và có các công ty cũng có thị trường chính ở đây như Công Ty Cổ
Phần Bia Rượu Sài Gòn - Đồng Xuân, công ty bia Việt Hà, công ty bia Việt á,
công ty bia Kim Bài . Ta có thể xác định quy mô sản xuất là 50 triệu lít/năm.
Chúng em sản xuất 2 loại bia: bia chai và bia hơi.trong đó bia hơi chiếm 40%,
và bia chai là 60%. Với chất lượng thường ( 70% malt và 30% nguyên liệu thay
thế là gạo )

Page 5


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành

PHẦN II. CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ.

2.5 2.1 Chỉ tiêu chất lượng của bia.
2.1.1 Chỉ tiêu cảm quan.
ST Tên chỉ tiêu
Yêu cầu
T
- Đặc trưng cho từng loại bia ( bia vàng: màu
1
Màu sắc
vàng rơm óng ánh, bia đen: màu nâu sẫm…)
- độ màu: bia hơi từ 4,5-5,5 EBC, bia chai từ
5,5-6,5 EBC
2
Mùi
- Mùi đặc trưng của bia sản xuất từ malt đại
mạch và hoa houblon, không được có mùi
lạ.
3
- Vị đặc trưng: vị đắng của hoa houblon, vị
Vị
của malt đại mạch, và không được phếp có
vị lạ.
- Bọt mịn, trắng, chiều cao lớp bọt phải lớn

4
Bọt
hơn 1 cm, dưới đáy cốc thường xuyên có
lớp bọt li ti tách ra và nổi lên trên bề mặt.
- Thời gian giữ bọt thường là 3 phút
5
Trạng thái
- Bia phải ở dạng lỏng, có độ sánh, trong
suốt, không được có cặn. độ trong: < 0,5
EBC
2.1.2 chỉ tiêu hóa lí.
ST
Tên chỉ tiêu
T
1 Độ axit ( số ml NaOH 1M cần để trung hòa 100ml bia
hơi đã đuổi hết CO2 )

•
•

2

Hàm lường diaxetyl (mg/l)

3
4

Hàm lường etanol ( % thể tích )
Hàm lượng chất hòa tan ban đầu

Bia hơi
≤ 1,8
≤ 0,2

Kiểm tra độ cồn: bia chai > 4,2 % V, bia hơi >3,8% V
Hàm lượng CO2: 4,0-5,0 g/l ; pH: 1,2 - 1,7
Page 6

4,0 ± 0,2
10 0Bx


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành

2.1.3 Chỉ tiêu vi sinh.
ST
Tên chỉ tiêu
T
1
Tổng số vi sinh vật
hiếu khí
2
E. Coli
3
Clostridium
perfringens
4
Coliforms
5

Staphylococcus
aureus
6
Tổng số nấm men và
nấm mốc

Đơn vị tính

Chất lượng

Tiêu chuẩn

CFU/mL

<1000

TCVN 4884:2005

CFU/mL
CFU/mL

0
0

TCVN 6846:2007
TCVN 4991:2005

CFU/mL
CFU/mL

0
0

CFU/mL

100

TCVN 6848:2007
TCVN 61892:1996
TCVN 82751:2009

2.2 Chọn nguyên liệu
Nguyên liệu chính đầu tiên dùng trong sản xuất bia trong nhà máy là malt đại
mạch, sử dụng nguyên liệu thay thế cho malt là gạo với tỉ lệ 30% nhằm giảm giá
thành cho sản phẩm, hoa houblon tạo hương vị đặc trưng cho bia và nước là
thành phần không thể thiếu của bia. Ngoài ra trong quá trình sản xuất còn bổ
sung thêm một số loại enzyme cần thiết.
2.2.1 Malt.
Malt đại mạch là nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Đại mạch thuộc họ
Hordeum Sativum, có một số ít thuộc loại H. Muvirum, H. Jubatum. Đại mạch
thường được gieo trồng vào mùa đông hay mùa xuân, được trồng nhiều ở Nga,
Mỹ, Canada, Pháp, Nga…
Page 7


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
Hạt đại mạch trải qua quá trình ngâm, ươm mầm sẽ trở thành hạt malt tươi; hạt
malt tươi trải qua quá trình sấy, tách rễ và đánh bóng sẽ trở thành hạt malt khô,
các hạt đủ tiêu chuẩn được bảo quản dài ngày trong điều kiện khô, thoáng mát

và được sử dụng để sản xuất bia. Trong quá trình xử lí hạt đại mạch để trở thành
hạt malt hoàn thiện hệ enzyme trong hạt đã được hoạt hóa và tăng cường hoạt
lực, đặc biệt là hệ enzyme thủy phân thực hiện quá trình chuyển hóa các cơ chất
cao phân tử để tạo ra dịch đường.
Chọn loại malt có nguồn gốc từ Đức và Đan mạch. Malt đại mạch dùng trong
sản xuất bia cần đảm bảo một số yêu cầu sau:
Chỉ tiêu cảm quan:
-

Màu sắc: hạt malt vàng có màu vàng rơm, sáng óng ánh, màu chuẩn là 0,3
đo iod (malt có màu đen sẫm).

-

Mùi vị: mùi vị đặc trưng cho malt vàng là ngọt nhẹ hay ngọt dịu, có
hương thơm đặc trưng, không được có mùi vị lạ.

-

Độ sạch của malt cho phép là 0,5% hạt gãy vỡ, 1% các tạp chất khác.

Chỉ số cơ lí:
-

Trọng lượng khô tuyệt đối: 28-38g/1000 hạt.
Dung trọng: 530- 560g/L.
Độ ẩm: 5- 8%.
Độ hòa tan: 70- 80%.
Thời gian đường hóa: 10- 20 phút ở 70oC.
Đường maltose chiếm từ 65- 70% tổng chất hòa tan, tỷ lệ: đường

maltose/đường phi maltose = 1/0,4 – 1/0,51.

STT
1
2
3
4
5
6

Thành phần hóa học của malt
Tinh bột
Đường khử
Saccarose
Pentose
Nitơ formol
Chất khoáng
Page 8

% chất khô
58 – 65
4
5
1
0,7 – 1
2,5


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành

7
8
9
10
11

Pentozan không hòa tan và Hexozan
Cellulose
Các chất chứa nitơ
Các chất chứa nitơ không đông tụ
Chất béo

9
6
10
2,5
2,5

2.2.2 Gạo.
Gạo là nguyên liệu dạng hạt được dùng để thay thế một phần malt nhằm mục
đích hạ giá thành sản phẩm.
Sử dụng gạo từ các tỉnh lân cận như Thái Bình và Nam Định.
Gạo được nhập về cần đảm bảo các yêu cầu:
-

Hình thức: Trắng bóng, không mối mọt hay vón cục, không lẫn thóc.
Mùi vị: Không có mùi lạ, không có vị đắng.
Ít tạp chất, cho phép < 2%, tỷ lệ hạt gãy < 40%.
Độ ẩm < 14%.
Độ hòa tan 75 – 85%

Thành phần hóa học của gạo:
STT
1
2
3
4
5

Thành phần
Tinh bột
Protein
Chất béo
Cellulose
Chất khoáng

Tính theo thành phần chất khô
75
6–8
1 – 1,5
0,5 – 0,8
1 – 1,2

2.2.3 Hoa houblon.
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản có tầm quan trọng thứ 2 sau malt trong sản
xuất bia, hiện chưa có nguyên liệu nào có thể thay thế được.
Vai trò của hoa houblon trong sản xuất bia:
-

Tạo vị đắng đặc trưng.
Tạo hương thơm đặc trưng.

Tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt.
Tăng độ bền keo.
Kháng khuẩn.

Page 9


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
Hoa được sử dụng là hoa cái, chưa thụ phấn, vì hoa này có chứa nhiều hạt
lupulin, nơi tập trung chất đắng.
Hoa phải có mùi thơm đặc trưng, không lẫn tạp chất.
Trong hoa chứa rất nhiều chất quan trọng đối với sản xuất bia. Quan trọng nhất
là chất đắng, tinh dầu thơm và polyphenol.
Hoa houblon thường được sử dụng dưới 3 dạng: hoa cánh, hoa viên và cao hoa.
-

-

-

Hoa cánh: hoa houblon tươi, nguyên cánh được sấy khô đến hàm ẩm
khoảng 11%, sau đó được phân loại rồi xông hơi (SO 2) để hạn chế sự oxi
hóa và sự phát triển của vi sinh vật.
Hoa viên: hoa huoblon sau khi sử lí sơ bộ, được nghiền và ép thành các
viên nhỏ, xếp vào các túi polyetylen hàn kín miệng để tiện cho việc bảo
quản cũng như vận chuyển.
Cao hoa: trích ly các tinh chất trong hoa bằng các dung môi hữu cơ
( toluen, benzen…) sau đó cô đặc để thu lấy chế phẩm ở dạng cao. Cao
hoa có màu vàng, đen sẫm, dẻo, có thể bảo quản tốt từ 3 – 4 năm, dễ dàng

vận chuyển.

Trong thực tế: 1kg hoa viên = 1,3 – 1,5 kg hoa cánh
1kg cao hoa = 7 – 10kg hoa cánh
Thành phần của hoa:
STT
1
2
3
4
5
6
7
8

Thành phần
Độ ẩm
Chất đắng
Polyphenol
Tinh dầu thơm
Cellulose
Chất khoáng
Protein
Các hợp chất khác

% chât khô
11 – 13
15 – 21
2,5 – 6
0,3 – 1

12 – 14
5–8
15 – 21
26 – 28

Trong đồ án này, chúng em sử dụng hoa houblon dưới dạng hoa viên và cao
hoa.

Page 10


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
2.2.4 Nước.
Trong quá trình sản xuất bia, nước được sử dụng rộng rãi trong mọi trường hợp,
từ các công đoạn chính như nấu, lọc… đến các khâu vệ sinh. Trong thành phần
bia, nước cũng chiếm một lượng lớn ( 80 – 90%), góp phần hình thành nên
hương vị của bia. Vì vậy, nước dùng trong sản xuất bia phải có chất lượng tốt,
đáp ứng được các chỉ tiêu quan trọng:
-

Nước dùng trong sản xuất phải đảm bảo yêu cầu vệ sinh an toàn thực
phẩm.
Nước phải trong suốt, không màu, không mùi, không vị, không có tạp
chất cơ học (rác, lá cây, mảnh vỡ,…)
Độ cứng: <10oH
Chỉ tiêu các ion:
+ Ca2+ : < 250mg/l
+ Mg2+ : <100mg/l
+ Na+ : 15 – 20mg/l

+ Fe2+ : 0,2 – 0,5mg/l
+ SO42- : < 250mg/l
+ Muối cacbonat < 50mg/l
+ Muối clorua < 50mg/l
+ Muối phospho < 5000mg/l
+ Amoniac và muối nitrit < 0,1mg/l
+ Không có đồng, kẽm.

-

pH = 6,5 – 7,0.

-

Vi sinh vật gây bệnh: <100tế bào/1cm3.

-

Trực khuẩn Ecoli : < 3 tế bào/1cm3

2.2.5 Nấm men.
Nhà máy sử dụng chủng nấm men Saccharomyces carlbergensis là chủng
nấm men lên men chìm với nhiều đặc tính như:
-

-

Lên men mạnh trong lòng môi trường, khi hết nguồn cacbon trong môi
trường có xu hướng kết chùm, chuỗi và lắng nhanh xuống đáy thùng lên
men, làm trong bia nhanh.

Lên men được glucose, fructose, mannose, galactose, maltose, saccharose.

Page 11


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
-

Đặc biệt rafinose và các dextrin đơn giản được lên men tốt, thậm chí ở
nhiệt độ thấp.
Không lên men được lactose, insulin…
Ngoài ra, chủng nấm men này còn có khả năng tái sử dụng tốt (6-8 đời),
tỷ lệ tế bào chết < 10%.

Yêu cầu đối với nấm men:
-

Định mức : 10-20.106 tế bào/1ml dịch men giống.

-

Tỉ lệ tế bào chết/tế bào sống cho phép sản xuất bia <10%.

-

Mật độ nuôi cấy ban đầu: 8-10 triệu tế bào/ 1ml.

2.2.6 Chế phẩm enzyme để dịch hóa cháo.

Dùng enzyme để dịch hóa cháo với mục đích:
-

Tiết kiệm chi phí, dùng gạo thay thế cho chất lượng tốt hơn.
Kiểm soát tốt hơn và cải tiến quá trình nấu, tăng hiệu suất thu hồi chất
chiết.
Làm ổn định và nâng cao chất lượng của bia.
Linh động hơn trong việc lựa chọn nguyên liệu.

Enzyme sử dụng để dịch hóa gạo là Termamyl 120L của Đan Mạch. Đây là loại
enzym dạng lỏng thu được từ nuôi cấy Bacillus licheriformis có khả năng chịu
được nhiệt độ cao. Termamyl 120L chứa chủ yếu α – amilaza có tác dụng cắt
các liên kết α - 1,4 – glucozit trong chuỗi mạch amilose và amilopectin, có vai
trò làm giảm nhanh độ nhớt của cháo, tránh hiện tượng lão hóa tinh bột, tăng
hiệu suất thu hồi chất chiết, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hóa tiếp
theo.
Malturex : khử diacetyl, giảm thời gian lên men

2.5.7 Các chất phụ gia.

Các chất phụ gia bao gồm tất cả các chất được sử dụng dưới dạng nguyên liệu
phụ để nhằm đạt được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết trong quá trình sản xuất.
Bao gồm:
-

Nhóm các chất phụ gia dùng để xử lý nước đầu vào, nước thải: dung dịch
axit, xút, than hoạt tính,…
Page 12

Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
-

Nhóm các chất sát trùng, tẩy rửa thiết bị, đường ống: dung dịch axit, xút,
…
Nhóm các chất dùng cho thu hồi CO2: than hoạt tính, sillicagel…
Bột trợ lọc diatomit.

Quy trình công nghệ

Page 13


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành

2.6 Chọn dây chuyền sản xuất.
•
-

Mục đích của quá trình nấu là:
Hòa tan các chất có trong malt và gạo.
Sử dụng các enzym amylase để chuyển tinh bột thành đường, protease để
thủy phân protein thành axit amin, peptit, poly peptit.
Page 14


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành

-

Làm lắng dịch đường nhờ hoa houblon.

•
-

Quá trình nấu được chia thành 5 công đoạn:
Nghiền nguyên liệu.
Nấu và đường hóa.
Lọc dịch đường.
Nấu hoa hay houblon hóa.
Lắng trong và làm lạnh dịch đường houblon hóa.
2.3.1 Nghiền nguyên liệu
a. Nghiền malt

Có rất nhiều phương pháp nghiền khác nhau, mỗi phương pháp đều có những ưu
điểm, nhược điểm riêng:
+ Nghiền khô : ưu điểm là cấu tạo thiết bị đơn giản, dễ vận hành, có thể nghiền
trước 1 ngày trước khi nấu, có thể nghiền malt có độ nhuyễn kém. Nhược điểm
là vỏ trấu thường bị nát làm dịch đường đắng chát , quá trình lọc khó khăn.
+ Nghiền ướt : có nhược điểm là nghiền ko tốt malt có độ nhuyễn kém, chi phí
thiết bị vệ sinh lớn, dễ ăn mòn thiết bị, yêu cầu thiết bị kích thước lớn, nghiền
xong phải nấu ngay nên thiết bị yêu cầu cao nhưng có ưu điểm là bảo toàn được
lớp vỏ trấu trong quá trình nghiền do đó dịch đường thu được có chất lượng cao,
quá trình lọc thuận lợi.
+ Nghiền ẩm : có thể khắc phục được nhược điểm của 2 phương pháp trên
nhưng kỹ thuật hơi phức tạp ( malt trước khi được cho vào máy nghiền được
làm sạch và tách khỏi các tạp chất có từ tính, rồi được phun ẩm bổ sung 2%
bằng nước nóng để làm tăng độ dai của vỏ, vỏ hút nước nội nhũ ko hút, giữ vỏ

nguyên hơn )
Trong đồ án này em chọn phương pháp nghiền ẩm
b. Nghiền gạo
Mục đích: Gạo là nguyên liệu mà tinh bột của chúng chưa được hồ hoá, chưa
được tác động bởi enzym nên cấu trúc tinh bột của chúng rất cứng. Ở trạng thái
đó chúng khó bị thuỷ phân, vì vậy gạo phải được nghiền nhỏ về dạng bột để dễ
dàng thấm nước, để tách triệt để được các chất tan. Nghiền trục , nghiền búa
Yêu cầu: Cần nghiền thật nhỏ
 Sử dụng máy nghiền búa
Page 15


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành

2.3.2 Nấu và đường hóa.
Có 3 phương pháp đường hóa là:
-

-

-

Phương pháp ngâm chiết: ngâm, chiết dần, ngâm chiết tăng dần nhiệt độ.
Phương pháp này chỉ thích hợp cho malt có độ nhuyễn tốt và phương
pháp lên men nổi, nhiệt độ cao.
Phương pháp đun sôi: phương pháp này có đặc điểm là tạo ra bước nhảy
nhiệt độ, tránh các điểm dừng ở nhiệt độ trung gian, hơn nữa chỉ đun sôi
một phần dịch đường do đó hoạt động của enzym tốt hơn, nâng cao được
hiệu suất hòa tan của dịch đường. Có thể nấu 1 lần, 2 lần, 3 lần khi nấu

chỉ nấu phần đặc. Phương pháp này yêu cầu phải có 2 nồi nấu.
Phương pháp hỗn hợp: áp dụng cho quá trình nấu có sử dụng nguyên liệu
thay thế. Nguyên liệu thay thế được dịch hóa riêng sau đó được đường
hóa, có thể đường hóa riêng hoặc chung với malt. Dịch cháo có thể được
dịch hóa bằng enzym và bổ sung malt lót 10% so với nguyên liệu thay thế
sau đó được đường hóa chung với malt trong nồi đường hóa.

Do đó em chọn phương pháp hỗn hợp, dịch cháo sau hồ hoá được đường hoá
chung với malt. Với phương pháp này thời gian nấu được rút ngắn mà vẫn
đảm bảo hiệu suất đường hoá , có thể thiết kế nồi cháo và nồi malt có cấu tạo
giống nhau chỉ khác nhau về thể tích nên sẽ linh động hơn khi tiến hành sản
xuất. Nồi nấu phải thiết kế hệ thống áo hơi để cấp nhiệt cho quá trình nấu,
đồng thời phải có cánh khuấy để hoà trộn đều dịch bột và chống khê dịch ở
sát vỏ
2.3.3 Lọc dịch đường.
Có thể lọc dịch đường bằng nồi lọc hoặc máy lọc khung bản.
•
-

•

Máy lọc khung bản:
Ưu điểm: lọc nhanh tốn ít lượng nước rửa bã hơn, thiết bị gọn hơn.
Nhược điểm: không kín làm dịch đường dễ bị oxy hóa nên chất lượng
dịch đường kém hơn, vệ sinh vải lọc khó, tốn sức lao động và chi phí bảo
dưỡng lớn.
Nồi lọc:
Page 16

Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
-

Ưu điểm: năng suất lọc lớn hơn, cách nhiệt tốt hơn, dịch lọc ít bị oxy hóa,
dễ cơ giới hóa và tự động hóa, chi phí bảo dưỡng ít.
Nhược điểm: lâu, chiếm nhiều diện tích.

Do đó trong dây chuyền sản xuất này em chọn nồi lọc để lọc dịch nhằm đảm
bảo chất lượng, giảm mức độ lao động của công nhân trong giai đoạn rửa bã và
vệ sinh thiết bị.
2.3.4 Nấu hoa.
Trong giai đoạn đun hoa phải đảm bảo thời gian đun sôi cũng như cường độ sôi
của dịch để có thể kết lắng tốt các cặn thô và mịn đảm bảo quá trình đồng phân
hóa nhưng đồng thời tránh hiện tượng caramen hóa dịch.
Kỹ thuật nấu hoa được chia làm 3 phần:
-

Phần 1: Cho lượng hoa viên vào khoảng 15 – 20 phút sau khi đun sôi, sử
dụng loại hoa đắng nhất, ít thơm nhất, giàu tanin nhất.
Phần 2: Cho toàn bộ lượng cao hoa vào, lượng cao hoa này tạo vị đắng
đặc trưng cho bia.
Phần 3: Cho lượng hoa viên còn lại vào khoảng 15 – 20 phút trước khi
kết thúc nấu hoa, dùng loại hoa thơm nhất, tọa mùi đặc trưng nhất cho bia.

Trong dây chuyền sản xuất này em chọn nấu hoa 3 phần, sử dụng 2 dạng chế
phẩm là cao hoa và hoa viên. Lượng sử dụng của từng loại chế phẩm trên dự
trên tương quân độ lắng của từng loại chế phẩm này.
2.3.5 Chọn phương pháp lắng trong.
Sau quá trình nấu hoa, dịch đường vẫn còn nhiều cặn nóng, cặn này gây ảnh

hưởng không tốt đến qúa trình lên men và tạo sản phẩm, cần phải tách cặn và
làm lạnh đến nhiệt độ lên men.
Quá trình tách cặn ở đây là tách cặn nóng. Lượng cặn nóng tạo ra phụ thuộc vào:
-

Phương pháp nấu.
Phương pháp đường hóa.
Cường độ đun sôi dịch đường.
Loại và hàm lượng hoa houblon sử dụng.
Chất lượng lạo dịch đường.
Độ nhuyễn của malt.

Mức độ tách cặn nóng càng nhiều càng tốt vì nếu để lâu thì kết tủa nhiều hơn,
thường dễ dàng bị kết lắng, làm đục bia, chất lượng bia giảm. Cặn nóng còn tạo
Page 17


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
nhiều mùi vị không tốt cho bia nền cần tách triệt để. Tuy nhiên cặn mịn thì dễ
dàng bám vào thành thiết bị, loại bỏ cặn mịn kéo theo một số chất khác làm bia
rất nhạt. Cặn mịn làm cho khả năng đảo trộn bia tốt, góp phần giữ bọt nên ta chỉ
cần tách một phần cặn mịn.
Các phương pháp tách cặn:
•
•
-

-

Phương pháp cổ điển: Gồm 2 bộ phận thiết bị, bể làm nguội đến 60oC và
máy làm lạnh dịch đường đến nhiệt độ lên men.
Ưu điểm: Thao tác đơn giản. Ở nhiệt độ 60oC là nhiệt độ hầu hết các cặn
thô đã kết lắng.
Nhược điểm: Được bão hòa oxy nhưng lại không tiếp xúc với không khí
vô trùng.
Phương pháp hiện đại: Làm nguội và tách cặn trong hệ thống kín.
Ưu điểm: Khắc phục được những nhược điểm của phương pháp cổ điển vì
dịch đường được bão hòa oxy trong không khí vô trùng, không bị nhiễm
tạp vi sinh vật ở không khí.
Nhược điểm:Thao tác phức tạp, hệ thống thiết bị nhiều hơn và cầu kì.

Trong lắng hiện đại có 3 phương pháp:
-

Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ cao 90oC
Tách cặn toàn bộ dịch đường ở 60oC.
Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ thấp.

Nếu tách cặn toàn bộ, bớt được thao tác chuyển thùng, bớt thiết bị ly tâm mà
hiệu quả ly tâm vẫn đạt được tương tự. Nếu tách cặn ở nhiệt độ thấp thì máy ly
tâm và đường ống có áo lạnh, máy làm lạnh dễ bị tắc vì cặn nóng chưa được
tách.
Nếu tách cặn bằng máy lọc với bột trợ lọc điatomit thì cho chất lượng dịch
đường cao nhưng chất trợ lọc đắt, phức tạp khi thai tác.
Từ đó, ta chọn phương pháp hiện đại, tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ
cao 90oC.
Thiết bị là thùng Whirlpool và máy làm lạnh nhanh tấm bản, cặn lạnh được tách
sau.
2.3.6 Phương pháp lên men.

Lên men là một khâu quân trọng trong quá trình sản xuất bia quyết định
chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Page 18


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
•
-

-

•
-

-

Có 2 phương pháp lên men là lên men cổ điển và lên men hiện đại.
Lên men cổ điển:
Quá trình lên men chính và lên men phụ diễn ra trong hai thiết bị khác
nhau. Lên men chính ở nhiệt độ thấp từ 6 - 10, trong 7 – 10 ngày. Lên
men phụ và tàng trữ ở 0 – 2 trong 15 – 30 ngày. Lên men trong thiết bị
hở.
Ưu, nhược điểm:
Ưu điểm:
+ Dễ áp dụng cho sản xuất quy mô nhỏ.
+ Sản phẩm có hương vị đậm đà, chất lượng tốt.
Nhược điểm:
+ Thời gian lên men dài.
+ Tổn hao nhiều lạnh, dịch đường thất thoát khi chuyển thiết bị

lên men chính sang thiết bị lên men phụ.
+ Chi phí đầu tư, lắp đặt tốn kém.
+ Năng suất thấp.
Lên men hiện đại:
Toàn bộ quá trình lên men diễn ra trong cùng một thiết bị. Thiết bị có cấu
tạo dạng thân trụ, đáy côn, có khoang lạnh bên ngoài để điều chỉnh nhiệt
độ, có lớp bảo ôn, cách nhiệt ở bên ngoài. Nhiệt độ quá trình lên men cao
hơn sao với phương pháp lên men cổ điển.
Ưu, nhược điểm:
Ưu điểm:
+ Thời gian lên men ngắn hơn.
+ Lượng hao hụt dịch đường khong đáng kể khi cuyển đổi giữa
hai giai đoạn lên men.
+ Hiệu suất sử dụng thiết bị cao, điều kiện vô trùng tốt.
+ Khả năng tự động hóa cao, tốn ít lạnh.
Nhược điểm:
+ Có nhiều sản phẩm phụ.
+ Chất lượng bia kém hơn so với phương pháp lên men cổ điển.

Qua phân tích trên, ta chọn phương pháp lên men hiện đại, lên men chìm với
chủng nấm men Saccharomyces carlbergensis.
2.3.7 Thiết bị lọc bia.
• Thiết bị lọc khung bản:
- Cấu tạo: gồm các khung, bản được gắn với nhau bằng các tấm giấy lọc
phủ cả hai bên phía của bản. Sau khi các khung bản được ép sát nhau,
khoảng trống giữa các khung sẽ là nơi chứa huyền phù bột trợ lọc và bia
Page 19


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm

GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành

-

cần lọc. Lớp áo bột trợ lọc sẽ phủ lên mặt giấy lọc, bia được lọc trong và
đi qua tấm bản ra ngoài. Máy lọc dạng này có thể có bề mặt lọc lên đến 20
- 400 , hiệu suất lọc từ 70 – 10000 hl/h với khoảng 3,5 hL/h bã lọc.
Ưu, nhược điểm:
Ưu điểm:
+ Bề mặt lọc lớn.
+ Dịch lọc trong và loại bỏ được nấm men.
+ Tấm đỡ có thể thay thế dễ dàng.
+ Lọc được các cặn bẩn.
+ Không cần công nhân có chuyên môn cao.
Nhược điểm:

•
-

-

-

+ Cần nhiều thời gian vệ sinh.
+ Phải thay thế tấm đỡ theo chu kì.
+ Giá thành tấm đỡ cao.
+ Dịch chảy nhiều, phân bố không đều.
+ Phải tháo khung bản khi cần giảm áp suất.
Thiết bị lọc đĩa:
Cấu tạo: gồm 1 vỏ hình trụ nằm ngang hoặc thẳng đứng có chứa 1 trục

rỗng trên đó có rất nhiều đĩa làm nhiệm vụ lọc. Các đĩa này được gắn trên
trục rỗng có nhiệm vụ dẫn bia trong. Trên bề mặt có rãnh hoặc đục lỗ, đay
chính là bề mặt phủ bột trợ lọc. Thiết bị lọc đĩa nằm ngang: thân hình trụ
thẳng đứng, các đĩa được đặt nằm ngang. Bề mặt lọc của máy này có thể
lên đến 10-200 m3 . Hiệu suất lọc từ 5-10 hl/h. Chu kì lọc của máy là 69h.
Nguyên lí làm việc: bột trợ lọc hòa với nước trước sau đó được bơm vào
máy. Bột trợ lọc sẽ bao phủ lên trên bề mặt đĩa. Bia đục được bơm vào đi
qua các lớp bột trợ lọc và đi thẳng vào bên trong các đĩa rồi đi vào trục
giữa để ra ngoài.Khi rửa bột trợ lọc, nước được phun lên trên mặt đĩa nhờ
hệ thống phun nước là các thành trục chữ U, được đục lỗ có thể quay
xung quanh các đĩa nhờ động cơ gắn phía dưới hoặc phía trên máy lọc.
Ưu, nhược điểm:
Ưu điểm:
+ Thiết bị cấu tạo đơn giản.
+ Tự động hóa được khi rửa.
+ Năng suất lớn.
+ Thiết bị kín, giảm sự xâm nhập của oxi.
Page 20


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
Nhược điểm:

•
-

-

-

-

+ Nhạy cảm với sự tăng áp đột ngột.
+ Chu trình lọc ngắn.
Thiết bi lọc nến:
Thiết bị lọc nến là thiết bị hình trụ, đáy côn đặt thẳng đứng, trong đó có
chứa các ống lọc, được gắn vào cùng 1 tấm vỉ ngăn cách vùng dịch chưa
lọc và dịch đã lọc. Các nến lọc cũng có thể được gắn với một hệ thống các
ống dẫn bia trong thay thế cho các vỉ ngăn này.
Khi làm việc, bia và bột trợ lọc được bơm vào thiết bị, bột sẽ phủ lên trên
bề mặt các cột lọc, bia trong sẽ đi qua lớp bột trợ lọc này và đi vào tâm
của cột lọc sau khi đã được tác các kết tủa và cặn. Bia trong theo tâm ống
được dẫn lên khoang phía trên và đi ra ngoài.
Các cột trợ lọc có thể được cấu tạo là những sợi kim loại hình nêm được
cuốn quanh một ống rỗng đục lỗ sao cho cách nhau 1 khoảng xác định từ
50-80 m. Chiều dài của sợi dây có thể tới 2 m.
Ưu, nhược điểm:

Ưu điểm:
+ Bề mặt lọc tăng dần do sự bồi đắp liên tục của bột trợ lọc.
+ Các bộ phận lọc không cần di chuyển.
+ Bản mặt lọc không cần thay thế định kì.
+ Giảm hàm lượng oxy xâm nhập.
+ Có thể tự động hóa được.
Nhược điểm:
+ Rất nhạy cảm với sự tăng áp suất đột ngột.
+ Chu trình lọc ngắn.
+ Không thể tăng năng suất bằng cách tăng bộ phận lọc.
+ Tiêu thụ lượng nước rửa lớn.

+ Khó khăn trong việc rửa và bảo dưỡng các nến lọc.
+ Việc tháo dỡ phức tạp đới với các nến dạng cốc.
+ Có nguy cơ bị biến dạng khi bị siết chặt các nến dạng cốc.
+ Có nguy cơ bị đứt vòng đỡ của dải dây quấn trên ống nến.
Dựa vào các ưu điểm kỹ thuật của các thiết bị, thiết kế không quá phức tạp và
tự động hóa nên ta chọn thiết bị lọc đĩa trong quá trình lọc.

Page 21


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
2.3.8 Thiết bị bão hòa .
Có hai phương pháp bão hào : bão hóa trên đường oongsvaf bão hòa trong
thùng tàng trữ bia.
Bão hòa trên đường ống: CO2 lạnh được chứa trong thùng chuyên dụng
riêng, bia sau lọc được chuyển sang tank chứa bia thành phẩm. Bia và
CO2 sẽ được đảo trộn trên đường ống thiết bị, sau đó được chuyển tới
thùng tàng trữ, bổ xung liên tục trong quá trình dẫn dịch.
• Bão hòa trong thùng tàng trữ:CO2 được sục từ dưới thiết bị đi lên, CO 2
được phun ở dạng bọt khí. Sục nhiều lần, sục lần một giữ ở nhiệt độ thấp
để cho bia ngậm CO2 và áp suất giảm xuống rồi tiếp tục sục.
Nhà máy sẽ lựa chọn phương pháp bão hòa trên đường ống.
•

2.3.9 Nhân giống nấm men
Men giống sử dụng thuộc chủng nấm men chìm Saccbaromyces
carlsbergensis. Men giống sử dụng có thể nhân từ chủng thuần khiết hoặc tái
sử dụng men sữa.
•

-

-

Nhân giống từ chủng thuần khiết:Quá trình này tiến hành theo 2 giai
đoạn: giai đoạn nhân trong phòng thí nghiệm và giai đoạn nhân trong điều
kiện sản xuất. Lượng men giống sử dụng chiếm khoảng 10% so với lượng
dịch đường đem đi lên men.
Nhân trong phòng thí nghiệm: cấy chuyển liên tiếp từ ống thạch
nghiêngống 10mL bình tam giác 100mL bình 10 L. Môi trường nhân
giống thường là dich chiết từ mail, với môi trường 10 lít có thể lấy từ dịch
đường hoá.
Nhân trong điều kiện sản xuất: môi trường nhân giống lấy trực tiếp từ
dịch đường hoá. Có thể tiến hành sục khí vô trùng trong quá trình nhân.
Hoạt hoá: Trước khi sử dụng, để nấm men phát triển tốt nhất cẩn phải cải
tiến hành hoạt hoá giống bằng cách: nuôi cấy men trong dịch đường mới
với tỷ lệ dịch đường: men sữa = 4:1, sục không khí vô trùng vào dịch,
đồng thời tăng dần nhiệt dộ tới gần bằng nhiệt độ lên men. Khi có nhiều tế
bào phát triển và độ cồn đạt 0,3% thì kêt thúc quá trình hoạt hoá.

2.7 2.4 Thuyết minh sơ đồ sản suất.
2.4.1 Nghiền nguyên liệu.
a. Nghiền malt.

Page 22


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành

-

Mục đích: Đập nhỏ hạt nghiền thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc
với nước, thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủy phân khác.
Yêu cầu: Vỏ còn nguyên vẹn và tách ra khỏi nội nhũ, lượng tấm thô nhỏ,
lượng tấm mịn nhiều, bột mịn rất ít để tránh tắc khi lọc.
Malt sau khi nghiền được phân làm 5 loại: Vỏ, tấm lớn, tấm bé, bột thô,
bột mịn.
Mức độ nghiền: vỏ 24%, tấm 51%, bột 25%.

b. Nghiền gạo.
-

Mục đích: phá vỡ màng tinh bột để quá trình dịch hóa, hồ hóa diễn ra
nhanh và triệt để hơn.
Yêu cầu: Nghiền càng nhỏ càng tốt.

2.4.2 Quá trình nấu và đường hóa.
2.4.2.1 Nấu gạo
- Mục đích: Tinh bột gạo được dịch hóa và hồ hóa, làm độ nhớt giảm, tạo
điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hóa sau này.
Tiến hành nấu gạo: Sau khi vệ sinh thiết bị bằng nước nóng, bơm một ít nước
vào nồi nấu gạo. Nước bơm vào được tận dụng từ nước ra ở máy lạnh nhanh
có nhiệt độ khoảng 45oC. Bật cánh khuấy. Cho toàn bộ lượng malt lót. Bổ
sung chế phẩm Termamyl 120L với tỷ lệ 0,1% so với gạo. Sau đó cho lượng
bột gạo vào. Nâng nhiệt lên 50 – 52 oC và giữ 15 phút để protease trong malt
lót hoạt động phân cắt protein thành các axit amin. Cấp hơi để nâng từ từ
nhiệt độ khối dịch lên 86oC ( 1độ/ phút), đây là nhiệt độ hồ hóa của tinh bột.
Giữ ở nhiệt độ này 20 phút để hồ hóa tinh bột, nhưng ở nhiệt độ này dung
dịch rất nhớt, khó bơm sang nồi malt. Do đó tiếp tục tăng nhiệt độ lên tới

100oC và đun sôi trong 60 phút để làm loãng dung dịch (giảm độ nhớt) đồng
thời để hoà tan những hạt tinh bột lớn còn lại.
- Trong quá trình nấu dung dịch được khuấy trộn liên tục nhờ 2 cánh
khuấy ở đáy nồi, nhờ vậy tốc độ hồ hoá diễn ra nhanh hơn.
-

pH trong quá trình duy trì ở 5,8-6,8

Khi sôi được khoảng 30 phút thì bắt đầu ngâm malt ở nồi đường hóa. Kiểm
tra xem cháo chín chưa. Ngừng cấp, hơi để nguội xuống 80 – 83oC (trong vòng
15 phút) rồi bơm sang nồi nấu malt.

Page 23


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành
2.4.2.2 Đường hóa
- Mục đích: Tạo điều kiện thích hợp thông qua việc điều chỉnh nhiệt độ, pH
môi trường để hệ enzym của malt hoạt động, phân tách các hợp chất cao
phân tử trong dịch cháo thành các hợp chất phân tử thấp, dễ hòa tan.
- Yêu cầu của quá trình đường hóa là dịch đường thu được chứa hàm lượng
chất chiết tối đa có thể và tỷ lệ giữa các thành phần là 80% đường lên
men, 20% đường không lên men.
- Tiến hành đường hóa: Sau khi vệ sinh thiết bị, bơm nước có nhiệt độ từ
35 – 40oC vào nồi nấu malt. Bật cánh khuấy, cho malt vào ( tỷ lệ
nước:malt là 4:1). Bổ sung axit để đưa pH dịch cháo về pH = 5,4 – 5,6.
Tiến hành ngâm bột ở nhiệt độ này trong vòng 30 phút nhằm mục đích
chiết tách và hoạt hóa các enzym trong malt và trong dịch. Sau khi ngâm
được 3 phút, tiến hành bơm dịch sau hồ hoá sang. Chỉ bơm lượng dịch sau

hồ hoá sao cho nhiệt độ toàn khối dịch khoảng 50 – 52 oC. Giữ nhiệt độ
này khoảng 15 phút để protease hoạt động. Sau đó bơm nốt lượng cháo
sang đồng thời cấp nhiệt, nâng nhiệt độ khối dịch lên 60 – 62oC.
- Giữ nhiệt độ này trong 20 phút. Đây là thời gian cho β- amilase hoạt
động, phân cắt bột tạo maltose là đường lên men chính cho nấm men. Sau
đó cấp hơi nâng nhiệt độ lên 70 – 72oC ( để khoảng 10 phút) để α- amilase
hoạt động thủy phân tinh bột thành đường và dextrin hòa tan. Kiểm tra
hàm lượng tinh bột lên 78oC rồi bơm sang thùng lọc.
2.4.2.3Lọc dịch đường.
- Mục đích: Tách bã ra khỏi dịch đường.
- Với hiệu suất thu hồi lớn nhất, đồng thời hạn chế tối đa sự oxy hóa dịch
đường.
- Tiến hành lọc dịch đường: trước khi tiến hành lọc, thùng lọc cần được vệ
sinh kỹ bằng nước. Bơm nước nóng vào các ống dẫn dịch đường để đuổi
không khí đồng thời bơm tới đầy khoảng không giữa hai đáy của thùng
lọc. Dịch đường từ nồi đường hóa sau khi trộn đều, được bơm một lần
sang thùng lọc, ở đây ta tiến hành bơm dọc mặt sàn, đồng thời hệ thống
cào bã quay để dàn đều lớp bã trên mặt đáy giả. Dịch được để yên 30 phút
để bã kết lắng, tạo thành lớp lọc. Sau đó mở van thu dịch. Dịch đường ban
đầu còn dịch nên ta cho hồi lưu lại trong 15 phút đầu. Khi dịch đường bắt
đầu trong thì khóa van hồi lưu, dịch đường được đưa ngay sang nồi nấu
hoa. Sử dụng áp kế để kiểm tra và điều chỉnh tốc độ lọc.
o
- Tiến hành rửa bã: Nước rửa bã ở 78 C. Quá trình rửa bã tiến hành gián
đoạn. Sau khi thu hết dịch đường, khóa van xả dịch, cấp nước rửa bã lần
Page 24


Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu L/năm
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Thành

-

thứ nhất tới ngập bã 2cm. Cho cánh đào bã quay để làm tơi lớp bã (4 – 5
vòng).
Để yên 10 phút thì tháo dịch. Thực hiện rữa bã như vậy 3 – 4 lần thì kết
thúc. Quá trình rửa bã kết thúc khi bã đạt 1,5 oBx. Thời gian tiến hành rửa
bã trong 60 phút.

- Các yếu tố ảnh hưởng đén quá trình lọc:
Độ chua, pH:5,5-5,7.pH càng cao quá trình lọc càng lâu làm cho các chat
hòa tan trong dịch dễ bị lắng cặn.
• Áp lực lọc là yếu tố quan trọng đảm bảo tiến trình lọc - có thể điều chỉnh
bằng cách tăng hoặc giảm lưu lượng dịch cháo bơm vào hoặc dịch đường
chảy ra.
• Tốc độ lọc dịch phụ thuộc độ nhớt dịch đường.
Độ nhớt càng cao thì tốc độ lọc càng chậm vì thế để giảm độ nhớt của dịch
đường.
•

Nhiệt độ lọc:
Lọc ở nhiệt độ tương đối cao và nước sử dụng lọc cũng ở nhiệt độ cao
khoảng 78-80oC. Ngoài ra, lọc ở nhiệt độ cao thì khi nấu hoa sẽ giảm thời gian
và hơi đốt cấp cho nồi hoa. Nhưng nếu nhiệt độ quá cao sẽ làm biến tính protein
làm tăng độ nhớt, hoặc hồ hoá tinh bột còn sót gây đục dịch,lên men dễ bị chua.
•

2.4.3 Nấu hoa (houblon hóa dịch đường).
- Mục đích: Trích ly chất đắng, chất thơm của hoa houblon, tăng độ bền
(sinh học, hóa học, keo) của dịch đường, tăng màu và cô đặc dịch đường.

- Tiến hành đun hoa: Thiết bị đun hoa được vệ sinh sạch sẽ trước mỗi mẻ
nấu. Ngay từ khi dịch lọc đưa sang nồi nấu hoa, mở van hơi, cấp hơi vừa
phải để duy trì nhiệt độ dịch lọc trên 75oC. Sau đó nâng hơi dần sao cho
tới khi kết thúc quá trình rửa bã thì dịch đường trong nồi nấu hoa cũng
sôi.Cho lượng hoa viên vào, đun sôi dịch đường trong 15 phút để cho
tanin trong vỏ trấu đã hòa tan kết lắng hết do tanin trong hoa mạnh hơn
trong vỏ trấu. Sau đó cho toàn bộ lượng cao hoa để kết tủa tanin – protein,
tăng độ bền, tạo vị đắng và tăng khả năng giữ bọt cho bia. Trước khi kết
thúc đun hoa 15 phút ( sau khi đun sôi được 75 phút) bổ sung nốt lượng
hoa viên còn lại. Tỷ lệ cao hoa: hoa viên = 3:7

Page 25