ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA NĂNG SUẤT 100 TRIỆU LÍTNĂM

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Độc lập-Tự do-Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ tên: Hồ Quỳnh Hương
Lớp

: Kĩ thuật thực phẩm 2

Khóa : K56
Khoa (Viện): Viện Công nghệ sinh học – Thực phẩm
1. Đầu đề thiết kế
“Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/năm tại khu công nghiệp Nam
Cấm, xã Nghi Long, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An”.
2. Các số liệu ban đầu
Malt: 70%;
Gạo: 30%;
Sản phẩm: bia chai 120S
bia hơi 10 0S
3. Nội dung phần thuyết minh tính toán

Phần 1: Lập luận kinh tế
Phần 2: Lựa chọn dây chuyền công nghiệp và thuyết minh quy trình công nghệ
Phần 3: Tính cân bằng sản phẩm
Phần 4: Tính và chọn thiết bị
Phần 5: Tính xây dựng
Phần 6: Tính điện – hơi – nước
Phần 7: Tính kinh tế
Phần 8: Vệ sinh, an toàn lao động
4. Các bản vẽ
Tổng mặt bằng nhà máy
Sơ đồ dây chuyền công nghệ

SVTH: HỒ QUỲNH HƯƠNG - 20113529

1


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
Mặt bằng, mặt cắt phân xưởng nấu
Mặt bằng, mặt cắt phân xưởng lên men
Mặt bằng, mặt cắt phân xưởng hoàn thiện
5. Cán bộ hướng dẫn
Phần

Cán bộ hướng dẫn

(ký, ghi rõ họ tên)

Công nghệ:
…………………………………………………………………………………
Xây dựng:
…………………………………………………………………………………
Kinh tế:
…………………………………………………………………………………
6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế
…………………………………………………………………………………
7. Ngày hoàn thành
…………………………………………………………………………………
Ngày

Chủ nhiệm bộ môn/khoa
(ký, ghi rõ họ tên)

SVTH: HỒ QUỲNH HƯƠNG - 20113529

tháng năm

Cán bộ hướng dẫn Công nghệ
(ký, ghi rõ họ tên)

2


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu

lít/năm

[DOCUMENT TITLE]

Kết quả đánh giá

Sinh viên đã hoàn thành
và nộp đồ án cho bộ môn
(ký, ghi rõ họ tên)

Ngày

tháng

năm
Chủ tịch hội đồng
(ký, ghi rõ họ tên)

SVTH: HỒ QUỲNH HƯƠNG - 20113529

3


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]

LỜI CÁM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là bước cuối cùng trong quá trình học đại học, là bản tổng kết
những kiến thức mà mỗi sinh viên thu nhận được trong suốt năm năm học đại học.
Cũng như các bạn sinh viên khác, khi bắt tay vào làm đồ án tốt nghiệp em rất
bỡ ngỡ, kiến thức của em vẫn chủ yếu là kiến thức học được qua sách vở, kiến thức
thực tế thu được trong thời gian thực tập là rất ít. Tuy nhiên được sự giúp đỡ, chỉ
bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn Công nghệ các sản phẩm lên men, các
thầy cô trong trường đặc biệt là sự chỉ bảo tận tình của PGS.TS Nguyễn Thanh
Hằng đã giúp em biết phải làm gì và làm thế nào để đạt được kết quả tốt nhất cho
đồ án tốt nghiệp của mình. Cùng sự nỗ lực của bản thân sau ba tháng em đã hoàn
thành bản đồ án tốt nghiệp của mình với đề tài: “Thiết kế nhà máy bia năng suất
100 triệu lít/năm” theo đúng kế hoạch nhà trường đề ra.
Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong trường, các
bạn trong lớp Kỹ thuật thực phẩm K56, các thầy cô đã dạy dỗ em trong suốt thời
gian học đại học, đã cho em kiến thức từ cơ sở đến chuyên nghành. Đặc biệt là
PGS.TS Nguyễn Thanh Hằng đã tận tình hướng dẫn em phần công nghệ, GS.TS
Hoàng Đình Hòa đã hướng dẫn em phần xây dựng và ThS. Nguyễn Quang
Chương đã hướng dẫn em phần tính kinh tế để em có thể hoàn thành đồ án của
mình.. Sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô không chỉ giúp em hoàn thành đồ án tốt
nghiệp mà còn là hành trang cho em chuẩn bị cho quá trình ra công tác sau này.
Em xin chân thành cám ơn!
Hà Nội, tháng 12 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Hồ Quỳnh Hương

SVTH: HỒ QUỲNH HƯƠNG - 20113529

4

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
MỤC LỤC

SVTH: HỒ QUỲNH HƯƠNG - 20113529

5


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
LỜI MỞ ĐẦU
Bia có màu sắc, hương thơm và vị đắng dịu đặc trưng, nồng độ cồn thấp và
nhờ có CO2 giữ được trong bia nên tạo rất nhiều bọt khí khi rót, có tác dụng giải
khát nhanh. Về mặt dinh dưỡng, trong bia có chứa rất nhiều các chất dinh dưỡng
cần thiết cho cơ thể như protein, các axit amin, các vitamin B 1, B2, B5, B6, vitamin
PP, các chất khoáng và nguyên tố vi lượng khác, vì vậy bia có giá trị dinh dưỡng
rất cao và khả năng sinh năng lượng lớn, một lít bia cung cấp khoảng 400 – 450
kcal. Ngoài ra, trong bia còn có chứa hệ enzim khá phong phú, đặc biệt là nhóm
enzyme kích thích tiêu hóa amylaza, nhờ đó giúp tiêu hóa thức ăn nhanh, ăn uống
ngon miệng, giảm mệt mỏi, giúp cơ thể khỏe mạnh khi sử dụng với một liều lượng

thích hợp. Chính những đặc điểm và lợi ích nói trên mà bia trở thành loại đồ uống
hấp dẫn và được ưa chuộng, được sản xuất và sử dụng trên toàn thế giới với sản
lượng ngày càng tăng.
Việt Nam là một nước có khí hậu nhiệt đới, nhu cầu về nước giải khát là khá
lớn, vì vậy ngành công nghiệp nước giải khát nói chung và ngành công nghiệp bia
nói riêng rất được quan tâm hiện nay. Mặt khác, Việt Nam là nước có dân số đông,
theo thống kê của Tổng cục Dân số, dân số nước ta năm 201 là 90,49 triệu người,
đứng thứ 14 trên thế giới, trong đó có khoảng 58 triệu người trong độ tuổi lao động.
Cùng với đó, trong những năm trở lại đây, đời sống vật chất và tinh thần của người
lao động đang dần được cải thiện, mức sống ngày càng được nâng cao, nhu cầu về
tiêu dùng, ẩm thực, … cũng tăng lên. Do vậy có thể thấy rằng ngành công nghiệp
sản xuất bia có rất nhiều tiềm năng phát triển ở Việt Nam. Nhiều tiến bộ khoa học
công nghệ được áp dụng vào công nghệ sản xuất đã nâng cao năng suất và chất
lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị, mang lại hiệu quả kinh tế cao
nhưng vẫn chưa đáp ứng được hết nhu cầu thị trường cả về chất lượng và số lượng.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu 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 trang thiết bị công nghệ hiện đại để cung cấp cho người tiêu dùng các sản phẩm
bia có chất lượng cao, giá thành phù hợp, có khả năng cạnh tranh trên thị trường
với các sản phẩm bia của nước ngoài là vô cùng cần thiết.
Trong bài đồ án này em xin được trình bày bản thiết kế nhà máy bia năng suất
100 triệu lít trên năm, lượng nguyên liệu thay thế là 30%.


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]

PHẦN I: LẬP LUẬN KINH TẾ
1.1.

Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và tại Việt Nam.

1.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới.
Là thứ đồ uống có độ cồn nhẹ, có giá trị dinh dưỡng và chất lượng cảm quan
cao, đặc biệt là có tác dụng giải khát nhanh nên bia là một trong những đồ uống
được ưa chuộng nhất trên thế giới hiện nay với sản lượng sản xuất và tiêu thụ ngày
càng tăng cao. Theo số liệu thống kê từ năm 2001 đến năm 2011, sản lượng bia thế
giới trong một thập kỷ tăng 35,6%. Năm 2011, sản lượng bia thế giới đạt 192.710
triệu lít, tăng 3,7% so với 2010.
Bảng 1: Các nước dẫn đầu sản lượng bia năm 2011
2011

2001
Quốc gia
Xếp hạng

Tăng
trưởng
năm 2011 so
với 2001(%)

Xếp
hạng

Sản lượng

1

48988

Trung Quốc

2

22468

118

2

22546

Mỹ

1

23300

-3,2

3

13200

Brazil

4

8450

56,2

4

9810

Nga

6

6270

56,5

5

9554

Đức

3

10850

-11,9

6

8150

Mexico

7

6231

30,8

7

5630

Nhật

5

7185

-21,7

8

4569

Anh

8

5680

-19,6

9

3785

Ba Lan

12

2414

56,8

10

3360

Tây Ban Nha

9

2771

21,3

11

3087

Nam Phi

11

2500

23,5

12

3051

Ukraina

21

1310

132,9

13

2780

Việt Nam

29

817

240,4

(triệu lít)

Sản lượng
(triệu lít)

Ở các nước phát triển như Đức, Anh, Ba Lan, Mỹ,… ngành công nghiệp sản
xuất bia đã có từ lâu đời và rất phát triển, sản lượng sản xuất cũng như tiêu thụ luôn
đứng đầu thế giới và chiếm tỉ trọng lớn. Tuy nhiên từ năm 2007, châu Á đã vượt
qua châu Âu và châu Mỹ về sản lượng tiêu thụ bia. Năm 2011, sản lượng bia của


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
châu Á đạt hơn 66,56 tỉ lít, tăng 8,6 % so với năm 2010 và chiếm 34,5% tổng sản
lượng bia của thế giới. Trung Quốc vươn lên trở thành nước tiêu thụ bia nhiều nhất
trong 8 năm liên tiếp với sản lượng gần 49 tỉ lít năm 2011 và không ngừng tăng
nhanh. Trong khi đó, nước có sản lượng tiêu thụ bia đứng thứ 2 thế giới là Mỹ và
một số nước phát tiển châu Âu như Đức, Anh, Hà Lan lại có xu hướng tăng trưởng
giảm.
Bảng 2: Sản lượng bia theo khu vực năm 2011
Khu vực

Sản lượng
(1000 lít)

Tăng trưởng so
với năm 2010
(%)

Tỷ trọng trên
toàn cầu (%)

Châu Á

66.563.066

8,6

34,5

Châu Âu

54.751.700

0,2

28,4

Bắc Mỹ (Mỹ và Cananda)

24.497.317

-1,5

12,7

Mỹ La Tinh

31.748.800

3,1

16,5

Châu Phi

11.448.100

7,5

6

Trung Đông

1.448.100

11

0,8

Châu Đại Dương

2.172.700

0,3

1,1

Tuy đứng đầu thế giới về tổng sản lượng tiêu thụ bia nhưng mức tiêu thụ bình
quân trên đầu người của các nước châu Á lại không cao, đứng đầu là Nhật Bản với
47 lít/người/năm, Trung Quốc là 33 lít/người/năm. Ngược lại, người dân ở các
nước phát triển có thu nhập ổn định và mức sống cao nên có mức tiêu thụ bia bình
quân đầu người rất cao, nhất là các nước châu Âu. Các nước Cộng hòa Czech, Đức,
Áo, Ireland dẫn đầu trong tiêu thụ bia bình quân đầu người hàng năm lần lượt là
132, 107, 106 và 104 lít/người/năm (số liệu thống kê năm 2010).
1.1.2. Tình hình sản xuất và tiệu bia ở Việt Nam.
Ở Việt Nam, bia mới chỉ xuất hiện từ đầu thế kỉ XX nhưng là một nước nằm
trong vùng nhiệt đới cận xích đạo, đời sống vật chất và tinh thần của người dân
càng được nâng cao đã tạo điều kiện thuận lợi để ngành công nghiệp bia tồn tại và
ngày càng phát triển. Theo số liệu thống kê, tốc độ tiêu thụ bia của người Việt Nam
trong 10 năm qua đã tăng hơn 200%. Cụ thể, năm 2003, sản lượng bia trong nước
đạt 1,29 tỷ lít, chỉ 5 năm sau (2008) đã vượt mốc 2 tỷ và năm 2014 đã lên mức 3,14
tỷ lít. Theo đó, công ty nghiên cứu thị trường Euromonitor International đánh giá,


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]

Việt Nam là nước tiêu thụ bia hàng đầu Đông Nam Á, giữ vị trí nước thứ ba có sản
lượng tiêu thụ bia cao nhất châu Á, sau Nhật Bản, Trung Quốc và nằm trong nhóm
25 quốc gia uống bia nhiều nhất thế giới với sản lượng tiêu thụ tăng 15% mỗi năm.
Ước tính trung bình, mỗi người dân Việt Nam trong năm qua tiêu thụ hết 28 - 30 lít
bia. Và năm 2015, Việt Nam sẽ sản xuất và tiêu thụ 3,7-3,8 tỉ lít bia, bình quân 4245 lít/người/năm. Mười năm sau đó, mỗi người Việt Nam sẽ uống bình quân 60 –
70 lít bia/năm.
Nguồn cung cấp bia lớn nhất nước ta hiện nay là các nhà máy bia Sài Gòn, Hà
Nội, Đông Nam Á và rất nhiều nhà máy, các cơ sở sản xuất bia với quy mô vừa
và nhỏ ở khắp các tỉnh và thành phố như : Bia NaDa ở Nam Định, bia Vida ở Nghệ
An, bia Huda ở Huế, BGI ở Tiền Giang...Bia Sài Gòn và bia Hà Nội là các cơ sở có
truyền thống sản xuất lâu đời, chất lượng bia tốt và dây truyền công nghệ sản xuất
hiện đại nhất hiện nay.
Ngay tại Nghệ An cũng đã có 2 nhà máy bia, một nhà máy bia HABECO tại
khu công nghiệp Nam Cấm Cửa lò có công suất 50 triệu lít/năm, đến năm 2015 sẽ
có công suất lên 100 triệu lít/năm. Nhà máy SABECO tại Nam Giang, Nam Đàn và
Hưng Nguyên có công suất hằng năm lên đến 100 triệu lít, sau khi mở rộng có thể
lên được 200 triệu lít/ năm.
Vào những thời điểm kinh tế khó khăn, doanh số bán hàng của những hãng bia
danh tiếng tại các thị trường trên thế giới đều giảm, riêng tại thị trường Việt Nam
thì vẫn tăng vọt. Điều này cho thấy nhu cầu tiêu dùng bia của Việt Nam rất cao
nhưng các nhà máy và cơ sở sản xuất bia hiện nay Việt Nam vẫn chưa đáp ứng
được hết nhu cầu của thị trường của trường về chất lượng và số lượng. Do vậy, với
những lợi thế của mình, ngành công nghiệp bia có rất nhiều tiềm năng để phát triển
ở Việt Nam.
1.2.

Chọn địa điểm nhà máy.

Để thiết kế và xây dựng một nhà máy bia hoạt động có hiệu quả, việc đầu tiên
phải lựa chọn được một địa điểm xây dựng thích hợp. Các nguyên tắc lựa chọn địa

điểm xây dựng một nhà máy là:
-

Gần vùng nguyên liệu và nhiên liệu.
Thuận lợi về giao thông thủy, bộ để vận chuyển nguyên vật liệu và sản phẩm.
Gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước hợp lý để không ảnh hưởng đến
môi trường, đến sức khỏe của người dân trong vùng.
Nguồn nhân công ổn định, có trình độ.


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
Địa hình bằng phẳng, địa chất ổn định, không có chấn động.
- Đủ diện tích bố trí thiết bị và khu vực trong nhà máy, sản xuất, giao thông nội bộ
thuận tiện, có đất dự trữ cho mở rộng sản xuất.
Dựa vào các nguyên tắc trên, em chọn khu vực đặt nhà máy là xã Nghi Long,
huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An, thuộc khu công nghiệp Nam Cấm Nghệ An.
1.2.1. Giao thông vận tải.
Khu vực này có hệ thống giao thông vận tải rất thuận tiện cho việc vận chuyển
nguyên vật liệu và sản phẩm đi tiêu thụ. Cụ thể:
• Đường bộ: bao gồm Quốc lộ 1A đi ngang qua. Thuận tiện cho việc tiêu thụ bằng
đường bộ.
• Đường sắt: có trục đường sắt bắc nam đi qua. Cách ga Vinh 20km.
• Đường thủy: cách cảng nước sâu Cửa Lò 10km. thuận tiện cho việc nhập nguyên
vật liệu và tiêu thụ đi các khu vực lân cận.
1.2.2. Nguồn nguyên liệu.

Hiện nay, có tới 60 – 70% nguyên liệu để sản xuất bia phải nhập khẩu từ nước
ngoài. Malt có thể đặt mua và có thể nhập khẩu từ Đức, Đan Mạch… Riêng hoa
houblon phải nhập khẩu 100% từ Mỹ, Đức hoặc Trung Quốc… dưới dạng hoa viên
hoặc hoa cao. Tất cả nguyên liệu có thể nhập khẩu qua đường biển về cảng biển
nước sâu Cửa Lò rồi từ đó vận chuyển về nhà máy bằng ô tô rất thuận tiện.
Nguyên liệu thay thế là gạo có thể mua ngay tại địa phương hoặc từ các tỉnh
lân cận… với giá thành hợp lý, chất lượng đảm bảo, vận chuyển bằng ô tô thuận
tiện.
Nhà máy sử dụng một phần nước từ khu công nghiệp. Trong nhà máy còn thiết
kế một hệ thống lấy nước từ giếng khoan, tất cả đều phải qua xử lý lọc, lắng và làm
mềm nước rồi mới sử dụng cho sản xuất.
1.2.3. Thị trường tiêu thụ.
Bia nhà máy sản xuất ra một phần đáp ứng nhu cầu của người dân trong tỉnh
Nghệ An, phần còn lại cung cấp các tỉnh lân cận như Hà Tĩnh, Quảng Bình, Thanh
Hóa … Sản phẩm được vận chuyển bằng ô tô đến các đại lý tiêu thụ chính của nhà
máy.
Nghệ An là một tỉnh đông dân nhất với khoảng 3 triệu người, có 1 thành phố ,3
thị xã và 17 huyện. Dân cư tâp trung chủ yếu tại thành phố Vinh và các huyện đồng
bằng ven biển. Nhà máy chỉ cách khu du lịch Cửa Lò, Cửa Hội, khu resort Bãi Lữ


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
không đến 17km, đây sẽ là nguồn tiêu thụ chính bia hơi vào mùa du lịch. Khí hậu
nhiệt đới gió ẩm, khô nóng vào mùa hè do có gió phơn tây nam thổi vào. Dân cư
tập trung đông với lượng lớn như vậy đây là nguồn tiêu thụ rất lớn cho công ty, đặc

biết là bia hơi. Sản phẩm sau chiết chai, chiết bock sẽ được vận chuyển bằng ô tô
của công ty, cung cấp trực tiếp tới các đại lý, cửa hàng. Có thể gia công, sản xuất
bia xuất khâu theo đơn đặt hang.
Ngoài ra công ty có thể sản xuất thêm để cung cấp cho các tỉnh lân cận:
-

-

Hà Tĩnh: Nghệ An cách thị xã Hồng Lĩnh, Hà Tĩnh 40km và cách thành phố
Hà Tĩnh 60km, đây là 2 nguồn tiêu thụ bia khá lớn do dân cư tập trung đông
và gần các khu công nghiệp.
Thanh Hóa: công ty chỉ cách thành phố Thanh Hóa với thị xã Sầm Sơn Thanh
Hóa hơn 125km, lại là các khu du lịch nên thị trường bia rất tiềm năng. Đây
cũng là nguồn tiêu thụ tích cực cho công ty.

1.2.4. Nguồn cung cấp điện, nước, nhiên liệu, hơi, lạnh.
• Nguồn điện: Sử dụng điện lưới của mạng 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 thêm một trạm biến thế và sử dụng thêm máy phát điện dự phòng.
• Nguồn nước: Một phần sử dụng nước của khu công nghiệp, nhưng phần chủ yếu
nước được lấy từ hệ thống giếng khoan của nhà máy. Tuy nhiên nước nấu bia rất
quan trọng, 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.
• Nguồn 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 dầu DO, được mua tại Tổng công ty xăng dầu Việt Nam.
Nhà máy cũng 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
thống lạnh có thể sử dụng tác nhân lạnh là NH 3 hay Freon, chất tải lạnh sử dụng
nước glycol hay nước muối.

Ngoài ra còn có khu chứa chất tẩy rửa, khử trùng như xút, HNO3…
1.2.5. Hệ thống thoát, xử lý nước thải.
Nhà máy thải ra một lượng nước thải lớn. Đây là nước chứa nhiều hợp chất hữu
cơ, gây ảnh hưởng đến môi trường sinh thái nếu thoát ra ngoài mà chưa qua xử lý.
Do đó nước thải của nhà máy phải được gom về hệ thống xử lý nước thải trong nhà
máy sau đó mới được thải ra môi trường.


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
1.2.6. Nguồn nhân lực.
Tỉnh Nghệ An có dân số khoảng ba triệu người, địa điểm xây dựng nhà máy lại
cách không xa các khu dân cư, có hệ thống giao thông thuận tiện nên nguồn nhân
lực cho nhà máy rất 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. Công nhân có thể sử dụng lực
lượng lao động phổ thông tại địa phương, vừa giải quyết công ăn việc làm cho họ,
mặt khác khi sử dụng nguồn nhân công tại chỗ giúp chúng ta không phải quan tâm
nhiều đến yêu cầu về nơi ăn ở, sinh hoạt cho công nhân.


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]

PHẦN II: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
2.1. Lựa chọn loại bia sản xuất

Chỉ tiêu chất lượng của bia đáp ứng theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
6057:2009. Do vậy sản phẩm bia sản xuất ra cần đạt được các chỉ tiêu sau:
2.1.1. Chỉ tiêu cảm quan.
TT

Tên chỉ tiêu

Chất lượng

1

Màu sắc

Màu vàng sáng

2

Trạng thái

Dạng lỏng, trong suốt, không có cặn, không lẫn
tạp chất

3

Độ bọt

Bọt trắng, nhỏ, mịn, có độ bám dính thành cốc

4

Mùi

Có mùi thơm của Malt đại mạch và hoa Houblon,
không có mùi lạ.l

5

Vị

Có vị đắng nhẹ đặc trưng của hoa Houblon

2.1.2. Chỉ tiêu hóa lý.
TT

Tên chỉ tiêu

1

Đơn vị tính

Bia hơi

Bia Chai

Hàm lượng chất tan ban đầu % khối lượng

10,5 oBx

12 oBx

2

Hàm lượng Etanol

%v/v

4,0 ± 0,2

5,0±0,2

3

Hàm lượng CO2

g/l

4,7 ± 0,2

4,7 ± 0,2

4

Độ axit

Số ml NaOH 1,3 ± 0,1

1,3 ±0,1

0,1N /10ml bia
5

pH

6

Hàm lượng chất đắng

7

Hàm lượng Diaxetyl

2.1.3. Chỉ tiêu vi sinh.
Bia chai:

4,4 ± 0,2

4,4 ±0,2

mg/l

18÷2

22÷2

mg/l

≤ 0,2

≤ 0,1


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
Đơn vị tính

TT

Tên chỉ tiêu

Mức chất lượng

1

Tổng số VSV hiếu khí

CFU/ml sản phẩm

10

2

E. coli,

CFU/ml sản phẩm

0

3

Staphylococcus aureus

CFU/ml sản phẩm

0

4

Streptococci faecal

CFU/ml sản phẩm

0

5

Pseudomonas aeruginosa

CFU/ml sản phẩm

0

6

Clostridium perfringens

CFU/ml sản phẩm

0

TT

Tên chỉ tiêu

Đơn vị tính

Mức chất lượng

1

Tổng số VSV hiếu khí

CFU/ml sản phẩm

1000

2

E. coli,

CFU/ml sản phẩm

0

3

Clostridium perfringens

CFU/ml sản phẩm

0

4

Tổng số nấm men và nấm mốc

CFU/ml sản phẩm

100

Bia hơi:

2.2. Nguyên liệu.
Nguyên liệu chính dùng cho sản xuất bia trong nhà máy là malt đại mạch, và
nguyên liệu dùng để thay thế cho malt là gạo với tỷ lệ 30% nhằm giảm giá thành
sản phẩm, hoa houblon tạo hương vị đặc trưng cho bia,nước và các chất phụ trợ
khác
2.2.1. Malt đại mạch.
Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia, cung cấp các chất
cần thiết để tiến hành lên men, đồng thời góp phần tạo hương vị, tạo bọt cho bia
thành phẩm.
Hạt đại mạch trải qua quá trình ngâm, ươm mầm sẽ trở thành hạt malt tươi. Hạt
malt tươi lại tiếp tục qua quá trình sấy khô, tách rễ, làm sạch và đánh bóng sẽ trở
thành hạt malt khô tiêu chuẩn có thể bảo quản dài ngày trong điều kiện khô, mát và

được sử dụng chủ yếu để sản xuất bia.
Nguyên liệu malt được sử dụng để sản xuất bia ở nước ta hiện nay chủ yếu là
loại malt có nguồn gốc từ đại mạch hai hàng, được nhập khẩu từ các nước Đan
Mạch, Đức, Mỹ,… Malt dùng trong sản xuất bia cần đảm bảo các chỉ tiêu đánh giá
chất lượng sau:


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
Chỉ tiêu cảm quan

Chỉ tiêu hóa học

Màu vàng sáng

Độ ẩm 4 – 4,5%

Mùi thơm tự nhiên

Độ hòa tan ≥ 73.5%

Vị ngọt dịu nhẹ
Tạp chất < 1.5 %

Chỉ tiêu vật lý

Hàm lượng tinh bột ≥ 65% theo Khối lượng tuyệt đối
chất khô
>36 g/1000 hạt
Thời gian đường hóa 10-12 phút
ở 700C
Năng lực đường hóa > 285 DC

2.2.2. Gạo.
Về khả năng thay thế malt đại mạch trong sản xuất bia thì gạo là loại ngũ cốc
được dùng nhiều hơn cả. Điều này được thể hiện rõ ở chỗ là gạo có chứa hàm
lượng tinh bột khá cao, protein ở mức vừa phải còn hàm lượng chất béo và
xenlulozo thì ở giới hạn thấp. Trong quá trình nấu ta thu được nhiều chất hòa tan.
Mặt khác, Việt Nam là một nước nông nghiệp với sản lượng gạo sản xuất hàng đầu
thế giới, việc sử dụng gạo là nguyên liệu thay thế sẽ một phần làm giảm giá thành
sản phẩm mà chất lượng bia không thua kém so với sử dụng toàn bộ malt đại mạch.
Khi sản xuất với lượng gạo thay thế đến 30% hoàn toàn có thể sản xuất được các
loại bia có chất lượng hảo hạng để xuất khẩu.
Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng gạo dùng trong sản xuất:
• Chỉ tiêu cảm quan:
- Hình thái: Trắng, nhẵn bóng, đều hạt.
- Không lẫn sỏi đá, trấu, không mốc, không mối mọt, không vón cục.
- Tạp chất: Tối đa 0,03%
- Tạp chất vô cơ: < 0,01%; cám: < 0,01%.
- Mức trắng: ≤ 65%.
• Chỉ tiêu hóa học: góp phần quyết định chất lượng sản phẩm.
- Độ ẩm: <13%.
2.2.3. Hoa houblon.
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản, đứng vị trí thứ hai (sau malt đại mạch) của
công nghệ sản suất bia. Nó được biết đến và đưa vào sử dụng khoảng 3000 năm
trước Công nguyên. Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc

trưng, làm tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
phần sinh học của sản phẩm. Do những tính năng cực kỳ đặc biệt như vậy cho nên
qua mấy thiên niên kỷ tồn tại và phát triển của ngành bia, hoa houblon vẫn giữ
được vai trò độc tôn và là nguyên liệu “không thể thay thế” trong ngành công
nghiệp này.
Hoa houblon thường được sử dụng dưới dạng hoa nguyên cánh hoặc dạng chế
phẩm của nó là hoa viên và cao hoa.
-

-

-

Hoa cánh: Hoa houblon tươi, nguyên cánh được sấy khô đến hàm ẩm ≈ 11%,
sau đó được phân loại rồi xông hơi (SO 2) để hạn chế sự oxi hóa và phát triển
của vi sinh vật.
Hoa viên: Hoa houblon sau khi xử lý sơ bộ được nghiền nát 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: Dùng một số dung môi hữu cơ (hecxan, methanol, metylen clorit,
benzene,…) để trích ly chất đắng trong hoa houblon ra dung môi, sau đó dùng
các biện pháp thích hợp để tách dung môi sẽ thu được dung dịch cao houblon

sệt có màu từ xanh lá cây đậm đến vàng sẫm (hiệu suất trích ly thường > 45%).
Sau khi thu được chất cao đắng đậm đặc, người ta có thể bổ sung glucose vào
để tăng độ đậm đặc của cao cho dễ định hình vào các bao bì thích hợp.
Tỉ lệ quy đổi: 1 kg cao hoa = 6 kg hoa cánh
1 kg hoa viên = 1,3 – 1,5 kg hoa cánh

Sử dụng hoa nguyên cánh trong sản xuất bia có ưu điểm là bảo toàn được chất
lượng, tuy nhiên chúng lại chiếm thể tích cồng kềnh, khó bảo quản, hiệu quả sử dụng
thấp. Do đó, trong công nghệ sản xuất bia hiện nay chủ yếu sử dụng nguyên liệu hoa
houblon dưới dạng chế phẩm hoa viên và cao hoa với tỉ lệ là 1/3 cao hoa và 2/3 hoa
viên nhằm giảm được hao phí chất đắng trong thời gian bảo quản, tăng hệ số sử dụng
hữu ích của chất đắng và các cấu tử khác, nâng cao hiệu quả sử dụng, ….
 Đối với cao hoa:
•
Chỉ tiêu cảm quan:
- Cao hoa có dạng keo, màu vàng hổ phách.
- Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi.
- Vị đắng rõ rệt.
•
Chỉ tiêu hóa học:
- Hàm lượng α – axit đắng: 45%.
- Tan hết và có thể tạo kết tủa lắng nhanh khi đun sôi với nước, có mùi
hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu.


Đồ án tốt nghiệp

-

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu

lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
Hoa cao được đóng trong các hộp kín, chắc chắn dễ mở, bao bì không
làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Bảo quản cao hoa trong kho
lạnh ở nhiệt độ 5 – 10oC.

 Đối với hoa viên:
•
Chỉ tiêu cảm quan:
- Hoa viên có màu xanh lá mạ, hơi vàng.
- Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi, không hắc.
- Vị đắng dịu.
- Hình dạng: viên đơn, không vỡ vụn.
•
Chỉ tiêu hóa học:
- Hàm lượng α – axit đắng: 8%.
- Có khả năng tạo kết tủa lắng nhanh khi đun sôi với dịch nha, làm
trong nước nha, có mùi hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu.
- Hoa viên được đóng bao bì bền chắc, dễ mở, bao bì không làm ảnh
hưởng đến chất lượng hoa.
2.2.4. Nước.
Nước là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất bia do hàm lượng
nước chiếm 88 ÷ 90% trong bia thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia, nước
ngoài việc cung cấp cho các khâu sản xuất như: phối trộn nguyên liệu, hồ hóa,
đường hóa, đun sôi dịch đường với hoa houblon… thì nước được sử dụng một
lượng lớn cho việc vệ sinh nhà xưởng và thiết bị. Thành phần hóa học, chất lượng
của nước có ảnh hưởng trực tiếp tới cả quá trình công nghệ và chất lượng bia thành
phẩm. Với một lượng nước được sử dụng rộng rãi như vậy thì việc xử lý nước để
có thành phần và tính chất thích hợp với từng mục đích sử dụng trong sản xuất bia

là điều hết sức cần thiết.
Nước dùng trong sản xuất bia phải đạt các chỉ tiêu sau:
-

Màu sắc: Trong suốt, không màu.
Mùi vị: không mùi, vị lạ, không chứa các chất gây mùi khó chịu như H 2S, Cl2.
NH3…
Nước dùng trong sản xuất bia phải là nước mềm, có độ cứng tạm thời ≤ 7 mg
đương lượng/lít.
Độ cứng từ mềm đến trung bình: 4 – 5oH
Độ pH: 6,5 ÷ 7.
Hàm lượng muối Ca: < 100 mg/l.
Hàm lượng muối Mg: < 80 mg/l.
Hàm lượng muối Cl: 75 ÷ 150 mg/l.


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]

-

Hàm lượng CaSO4: 150 ÷ 200 mg/l.
- Hàm lượng Fe2+: < 0,3 mg/l.
- Các kim loại nặng: không có.
- NH3 và muối nitrit: không có.
- Vi sinh vật tổng số: < 100 tế bào/ml.

Vi sinh vật gây bệnh: không có, chỉ số E.coli < 3
Nước này sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như: nước nồi hơi, nước vệ
sinh thiết bị, nước vệ sinh nhà xưởng, nước thanh trùng. Mỗi mục đích đòi hỏi chất
lượng riêng, nước được sử lý theo yêu cầu sử dụng.
2.2.5. Nấm men.
Có hai chủng nấm men thường được sử dụng trong công nghệ sản xuất bia là:
• Saccharomyces cerevisiae: nấm men lên men nổi.
Đây là nấm men thích nghi với điều kiện sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ
cao, phân bố chủ yếu ở lớp chất lỏng trên bề mặt môi trường. Khá năng kết lắng
của chúng rất kém, trong suốt thời gian lên men và thậm chí khi quá trình đã kết
thúc, tế bào nấm men vẫn nổi lơ lửng như vậy trong bia non.
-

-

• Saccharomyces carlbergensis: nấm men lên men chìm:
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, mannose, galactose, fructose, saccharose, malttose.
Đặc biệt rafinose và các dextrin đơn giản,được lên men tốt, thậm chí ở nhiệt độ
thấp từ 6÷10oC.
Không lên men được các đường: lactose, inulin…
Ngoài ra chủng nấm men này còn có khả năng tái sử dụng tốt (6-8 đời), tỷ lệ tế bào
chết <10%.
Do những đặc điểm trên, em chọn chủng nấm men S.carlbergensis để dùng
trong sản xuất bia của nhà máy.
2.2.6. Các nguyên liệu phụ trợ.
Trong công nghệ sản xuất bia, ngoài những nguyên liệu không thể thiếu được
như malt, houblon, men, Nhà máy còn dùng đến một số nguyên liệu hay hóa chất

phụ. Tùy theo yêu cầu kỹ thuật, công nghệ, mà những nguyên liệu hoặc các hóa
chất này được sử dụng với hàm lượng khác nhau, gọi chung những dạng này là phụ
gia.
Các nhóm phụ gia chính trong nhà máy:


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
Nhóm các chất phụ gia để xử lý nước: nhóm này có thể dùng các chất làm mềm nước
phục vụ cho quá trình sản xuất như các muối Na2SO3, Na2SO4, CaCl2.
- Nhóm sát trùng nước và điều chỉnh pH của nước và dịch lên men như Clorin, axit
clohydric, axit lactic.
- Nhóm các chất dùng sát trùng, tẩy rửa (vệ sinh đường ống, thiết bị rửa chai...) gồm
dung dịch Clo, axit HCl, NaOH, KMnO4.
- Nhóm các chất dùng trong quá trình thu hồi CO 2 gồm: than hoạt tính, H 2SO4,
KMnO4, CaCl2 khan.
- Nhóm các chất chống oxy hóa cho bia: axit ascorbic, H 2O2, benzoat natri
(C7H5O2Na).
- Nhóm các chất làm tăng màu, mùi vị cho bia: chất màu caramen và hương bổ sung
cho bia.
- Nhóm các chất trợ lọc: bột diatomit, bentomit.
- Nhóm các chất dùng cho sát trùng thiết bị lấy men, tiếp men: dùng cồn 70%.
2.3. Chọn phương pháp nấu:
Quá trình nấu bia có thể chia làm 5 giai đoạn chính.
- Nghiền nguyên liệu
- Hồ hoá và đường hoá

- Lọc dịch đường
- Nấu hoa
- Lắng xoáy và làm lạnh dịch đường houblon hoá
2.3.1. Nghiền nguyên liệu.
a) Nghiền malt:
Có 2 phương pháp nghiền malt thường được dùng là: nghiền khô, nghiền ướt.
• Nghiền khô: Là malt sau khi làm sạch được đưa vào máy nghiền mà không bổ sung
thêm nước.
Ưu điểm:
-

Có thể nghiền trước khi nấu một thời gian lâu
Nguyền tốt malt có độ nhuyễn kém.
Dễ vệ sinh

Nhược điêm:
-

Không dữ được nguyên vỏ


Đồ án tốt nghiệp

-

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
Khi nghiền bụi bay ra nhiều.

• Nghiền ướt:
Nguyên liệu hạt được ngâm trong phễu chứa. Nước sử dụng để ngâm hạt cóa
nhiệt độ 30 -500C và thời gian ngâm 10 – 30 phút. Sau khi ngâm, rút hết nước ra
khỏi malt, có thể thu hồi để tái sử dụng. Thời gian ngâm nước tùy thuộc giống đại
mạch để nước thấm vào trong hạt. malt cần được làm sạch trước khi ngâm. Malt
sau khi ngâm có độ ẩm 30% nên các thành phần của hạt trở nên mềm, vỏ trấu dai
hơn. Sau đó khối hạt được nhiền nhẹ bằng máy nghiền trục.
Ưu điểm:
- Vỏ trấu được bảo toàn.
- Dung tích chứa trong thùng lọc lớn.
Nhược điểm:
-

Nghiền không tốt với các loại malt chưa nhuyễn.
Ngâm không đều.
Hoạt lực emzym và hoạt lực sinh học không được kiểm soát trong thùng
ngâm.
Chi phí đầu tư lớn.

Với những ưu điểm kể trên nhà máy sử dụng loại nghiền ướt với malt cho vào
nồi đường hóa và sử dụng loại nghiền khô cho malt lót.
b) Nghiền gạo:
Nghiền gạo cũng có thể dùng các phương pháp trên. Nhưng dể đạt được hiệu
quả hồ hoá và đường hoá cao yêu cầu gạo phải được nghiền thật mịn do đó giải
pháp nghiền gạo phương pháp nghiền khô bằng máy nghiền búa là phương pháp
đơn giản mà đạt được hiệu quả cao.
2.3.2. Hồ hoá
• Phương pháp:
Phân xưởng sử dụng 30% nguyên liệu gạo để thay thế. Để đảm bảo hòa tan

hoàn toàn và thu được hàm lượng dịch chiết cao, ta sử dụng phương pháp nấu đun
sôi, bổ sung CaCl2, chế phẩm enzyme Termamy và malt lót bằng 10% so với tổng
khối lượng gạo.
2.3.3. Đường hoá:

Phương pháp đun sôi từng phần:

Người ta trích một phần của khối nấu đem đun sôi và sau đó trộn lẫn với phần
chưa đun sôi nhằm mục đích nâng và giữ nhiệt độ của khối nấu qua các mức theo
các yêu cầu công nghệ. Có thể tiến hành đun sôi một lần, hai lần hoặc ba lần.


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
Ưu điểm:
-

Tăng hiệu suất chiết
Tăng năng suất sử dung nguyên liệu.
Điều chỉnh linh hoạt.

Nhược điểm:
-

Đun sôi nhiều lần làm tăng lượng chất chiết không mong muốn vào dịch
đường.

- Đun sôi ở nhiệt độ cao trong thời gian dài làm sẫm màu bia, ảnh hưởng đến
chất lượng cảm quan.
- Giá thành đầu tư cao.
- Năng lượng tốn kém.
• Lựa chọn: Nhà máy sử dụng phương pháp pháp đun sôi từng phần nhưng với
một số biến đổi như sau:
Nguyên liệu thay thế là gạo được đun sôi trong nồi nấu hồ hóa. Mặt khác malt
được thủy phân một phần nhờ enzym của chính mình trong nồi đường hóa, sau đó
dịch cháo được bơm sang nồi malt để tiến hành đường hóa. Với phương pháp này
sẽ có ưu điểm thời gian nấu được rút ngắn mà vẫn đảm bảo hiệu suất đường hoá.
2.3.4. Lọc dịch đường
Các phương pháp và thiết bị sau:
a Thùng lọc đáy bằng (Lauteur tun):
Nguyên tắc lọc ở đây là sử dụng sự chênh lệch áp suất ở phía trên và phía dưới
màng lọc , dịch đường sẽ tự chảy qua lớp lọc để thoát ra ngoài. Khi bơm dịch cháo
vào thùng lọc , phần bã sẽ lắng xuống đáy giả, tạo thành màng lọc. Lưỡi dao cạo có
thể tự quay xung quanh mình nó 1 góc xác định.
Ưu điểm:
-

Có khả năng tách loại cặn tốt.
Dịch đường ít bị ô xy hóa do ít tiếp xuc với oxy.
Năng suât cao.
Chế tạo và vận hành thiết bị đơn giản
Có tính tự động hóa cao

Nhược điểm:
-

Thiết bị cồng kềnh chiếm nhiều diện tích.

Thời gian lọc kéo dài.


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
b Máy lọc ép kiểu khung bản:
Thiết bị này gồm những khung bằng gang và những tấm bản dày có những
đường rãnh trên mặt khung. Bề mặt tấm bảng được tráng một lớp đồng đỏ mỏng.
Nguyên liệu lọc là những mảnh vải thô dày bằng bông hay bằng sợi nhân tạo. Các
khung bản này được ép lại với nhau nhờ một trục vít ở giữa. Dịch sẽ được bơm vào
từng khoang, và chảy qua màng lọc chạy vào đường ống thu dịch.
Ưu điểm:
-

Lọc nhanh
Chất lượng dịch lọc tốt, dịch trong hơn.
Năng suất ổn định, không phụ thuộc vào độ nhuyễn và mức độ nghiền của
malt
Hao tổn nước rửa bã thấp
Chiếm ít điện tích

Nhược điểm:
-

Sau mỗi lần lọc phải tháo lắp các khung bản do đó tốn nhiều sức lao động
hơn

- Tính tự dộng hóa thấp hơn.
- Dễ bị oxy hóa do tiếp xúc với oxy.
- Chi phí vận hành và bảo trì cao.
• Lựa chọn:
Dựa trên cơ sở ưu nhược điểm của các phương pháp. Nhà máy dùng hượng
pháp thùng lọc đáy bằng, vì trong quá trình nghiền, đã sử dụng phương pháp
nghiền ướt phù phợp với phương pháp này. Hơn nữa phương pháp này có tính tự
động hóa cao. Tuy lọc chậm hơn phương pháp máy ép khung bản nhưng vì diện
tích lọc lớn lên có thể đáp ứng được nhu cầu sản xuất.
2.3.5. Nấu hoa
Nhà máy sử dụng thiết bị cấp nhiệt bên trong và có vỏ bảo ôn bên ngoài.
Đây là thiết bị mà nhiệt được cấp nhiệt bên trong thiết bị, bộ phận trao đổi nhiệt có
dạng ống chùm, dịch đường đi qua ống, còn hơi nóng xung quanh các ống. Do đó
hơi đần nguội đi và ngưng tụ lại. Dịch đường phân tán rông ra ngoài nhờ một tấm
chắn phia trên chùm ống. Dịch tuần hoàn tốt bên trong nồi đun. Ngoài ra bên ngoài
vỏ còn được bọc lớp bảo ôn giữ nhiệt đảm bảo cho quá trình nấu hoa không thất
thoát nhiệt
Ưu điểm:


Đồ án tốt nghiệp

-

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
Giá thành đầu tư thấp hơn, không phải bảo trì, không bảo ôn.
Có thể sử dụng sử dụng áp xuất hơi bão hòa thấp

Dịch đường sôi không tạo bọt mà không cần rút không khí

Nhược điểm:
-

Khó làm sạch nồi nấu
Nếu hơi quá nóng, dịch đường sẽ bị quá nhiệt bởi tốc độ dịch chảy trong ống
chậm.

2.3.6. Lắng trong và làm lạnh dịch đường houblon hoá
a)

Lắng trong
Với mục đích loại bỏ các cặn nóng, có những hệ thống sau:
• Ly tâm:
Quá trình phân tách sẽ loại bỏ các chất rắn ở dạng huyền phù trong chất lỏng
bằng cách sử dụng lực li tâm.
Ưu điểm:
-

Lưu lượng lớn.
Cặn thu được đặc, khó khuếch tán trở lại.
Khả năng tự động hóa cao.
Gọn nhẹ.

Nhược điểm:
- Chi phí lớn trong việc mua máy và bảo trì
• Thùng lắng xoáy ( Whirlpool):
Thùng lắng xoáy có đáy hơi nghiêng so với mặt phẳng ngang (1,5 o ). Dịch bơm
vào với vận tốc lớn theo phương tiếp tuyến với thành thùng, vị trí dịch vào ở 1/3

chiều cao thùng.
Ưu điểm:
-

Hiệu suất cao.
Thiết bị đơn giản.
Ít tốn kém cho việc lắp đặt và sử dụng.

Nhược điểm:
-

Tổn thất dịch đường lớn hơn.
Nếu vận hành không tốt thì việc phân tách tạp chất và dịch cũng không tốt.


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
Từ những nhận xét trên nhà máy xử dụng phương pháp thùng lắng xoáy
Whirlpool.
b) Làm lạnh dịch đường
Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm bản. Đây là loại thiết bị phổ biến nhất
hiện nay, thiết bị này bền, hiệu suất cao, đa năng, dễ vệ sinh, đảm bảo vô trùng.
Là thiết bị kín bao gồm nhiều tấm bản mảnh bằng thép không gỉ, các tấm bản
được ghép chặt với nhau trên một khung. Số tấm bản phụ thuộc năng suất máy.
Máy chia làm hai hoặc ba vùng, thường là hai vùng. Dịch chảy vào từ một đầu,
chảy qua đường khía tạo thành giữa hai tấm bản và đi ra đường khác, trong khi chất

tải lạnh là nước goặc glycol chảy theo chiều ngược lại theo rãnh kế tiếp của các
bản. Các đường rãnh trên các tấm bản đảm bảo dòng chảy thay đổi hướng liên tục
để có hiệu quả trao đổi nhiệt.
Ta sử dụng máy lạnh nhanh dạng khung bản một cấp, với chất tải lạnh là nước
ở 2 C. Bởi chất tải lạnh là nước thì quá trình hoạt động của máy lạnh ổn định hơn,
không xảy ra quá trình thay đổi nhiệt đột ngột như sử dụng glycol trực tiếp.
o

2.4. Chọn chủng nấm men và phương pháp lên men.
2.4.1. Chọn chủng nấm men:
Trong sản xuất bia có 2 chủng nấm men được sử dụng. Chúng có đặc tính
công nghệ khác nhau do đó hình thức lên men cũng khác nhau:
+ Lên men chìm với chủng Saccharomyces carlbergensis.
+ Lên men nổi với chủng Saccharomyces cerevisiae.
• Saccharomyces carlbergensis-lên men chìm.
Lên men ở nhiệt độ tương đối thấp từ 8 - 12 oC và lắng xuống đáy thùng lên
men ở giai đoạn cuối của quá trình. Nấm men chìm hoạt động ở những lớp dưới
của dịch đường, sau khi lên men xong thì lắng xuống đáy ta cần khống chế ở nhiệt
độ thấp.
Ưu điểm:
+ Có khả năng lên men ở điều kiện nhiệt độ thấp 8-120C nên giảm được sự
nhiễm tạp và tạo được bia có chất lượng cao, bền sinh học.
+ Có khả năng lên men các loại đường glucose, fructose, maltose.


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu
lít/năm

[DOCUMENT TITLE]
+ Vào cuối quá trình lên men nó kết lắng xuống dưới đáy do tính chất tạo chìm
của tế bào, thuận lợi cho việc tách nấm men sau quá trình lên men để quay vòng tái
sử dụng nấm men.
• Saccharomyces cerevisiae-lên men nổi.
Lên men ở nhiệt độ tương đối cao từ 15-20 oC nấm men nổi hoạt động trên bề
mặt của dịch đường ta cần khống chế ở nhiệt độ cao hơn. Và không lên men đường
melibioza.
Ưu điểm: lên men các loại đường glucose, fructose, maltose…..
Nhược điểm: Sau khi lên men, nếu lớp dịch trong thiết bị lên men không cao
chủng men nổi sẽ không nổi lên trên bề mặt dịch lên men → nấm men không được
tách khỏi bia bằng cách hớt bọt.
2.4.2. Chọn phương pháp lên men
Quá trình lên men bia bao gồm 2 giai đoạn là lên men chính và lên men phụ.
+ Lên men chính: chuyển hóa các nguồn cơ chất cacbonhydrat có khả
năng lên men thành các sản phẩm lên men là rượu (rượu etylic và rượu bậc cao),
các axit, este và khí cacbonic dưới tác động của nấm men.
+ Lên men phụ: tạo điều kiện để nấm men trong bia sử dụng nốt chất
chiết còn lại, CO2 hòa tan vào trong bia, làm bia trong hơn, ổn định bia làm giảm
lượng rượu bậc cao, aldehyt, tăng lượng este tạo cho bia có hương thơm, tăng độ
bền keo.
 Các 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.
Đăc điểm chính là hai quá trình lên men chính và lên men phụ được tiến
hành trong các thiết bị riêng biệt ( ở phai phòng lạnh khác nhau, có hệ thống bảo ôn
lạnh khác nhau)
Lên men ở nhiệt độ thấp 6-10oC trong 7-10 ngày. Lên men phụ và tàng trữ
trong 15 – 30 ngày/ 1 tháng.

Ưu điểm:
-

Nhiệt độ lên men thấp 6÷ 9 oC nên thời gian lên men kéo dài, sản phẩm thu được có
hương vị đậm đà.