Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít năm 70% MALT, 30% gạo, bia hơi 10 độ s, bia chai 12 độ s

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA NĂNG SUẤT 50 TRIỆU LÍT/NĂM
70% MALT, 30% GẠO, BIA HƠI 10o S, BIA CHAI 12oS

Người hướng dẫn

: PGS. TS NGUYỄN THANH HẰNG

Sinh viên thực hiện

: TRẦN THỊ THANH

Lớp

: 11-03

Hà Nội - 2015


VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài:
THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA NĂNG SUẤT 50 TRIỆU LÍT/NĂM
70% MALT, 30% GẠO, BIA HƠI 10o S, BIA CHAI 12oS

Người hướng dẫn

: PGS. TS NGUYỄN THANH HẰNG

Sinh viên thực hiện

: TRẦN THỊ THANH

Lớp

: 11-03

Hà Nội - 2015


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

Độc lập-Tự do-Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ tên: Trần Thị Thanh

Lớp

: 11-03

Khóa : K18
Khoa : Công nghệ sinh học
1. Đầu đề thiết kế
“Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít/năm : 70 % malt, 30% gạo. Bia
hơi 10 0S, bia chai 120S”
2. Các số liệu ban đầu
Malt: 70%;
Gạo: 30%;
Sản phẩm: 60% bia chai 120S
40% 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 phương pháp sản xuất
Phần 3: Thuyết minh quy trình công nghệ
Phần 4: Tính cân bằng sản phẩm
Phần 5: Tính và chọn thiết bị
Phần 6: Tính xây dựng
Phần 7: Tính điện – hơi – nước
Phần 8: Tính kinh tế
Phần 9: Vệ sinh, an toàn lao động
4. Các bản vẽ
Tổng mặt bằng nhà máy
Sơ đồ dây chuyền công nghệ
Mặt bằng, mặt cắt phân xưởng nấu
Mặt bằng, mặt cắt phân xưởng lên men
Mặt bằng , mặt cắt phân xưởng hoàn thiện

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

LỜI CẢM 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 bốn năm học đại học.
Để hoàn thành khóa luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô PGS.TS
Nguyễn Thanh Hằng đã tận tình hướng dẫn e trong suốt quá trình làm đồ án tốt
nghiệp.
Em xin cảm ơn tới quý Thầy, Cô trong khoa Công nghệ sinh học, Viện Đại
Học Mở Hà Nội đã tận tình truyền đạt kiến thức trong những năm em học tập. Với
vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền tảng cho quá trình
nghiên cứu khóa luận mà còn là hành trang quý báu để em bước vào đời một cách
vững chắc và tự tin.
Cuối cùng em kính chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự
nghiệp của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ 2
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 6
PHẦN I ....................................................................................................................... 2
LẬP LUẬN KINH TẾ ............................................................................................... 2
I.

Tình hình sản xuất bia tại Việt Nam: .................................................................... 2

II. Chọn địa điểm, vị trí địa lý và giao thông: ............................................................. 2
III. Nguồn nhân lực: ................................................................................................... 3
IV. Nguồn cung cấp nguyên liệu: ................................................................................ 4
V. Nguồn năng lượng: ............................................................................................... 4
VI. Thị trường tiêu thụ: ............................................................................................... 5
PHẦN II LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG PHÁP SẢN
XUẤT ......................................................................................................................... 6
I.

Chỉ tiêu chất lượng bia: ......................................................................................... 6

II. Nguyên liệu sản xuất: ............................................................................................ 8
III. Lựa chọn phương pháp sản xuất: ......................................................................... 11
1.

Quá trình nghiền malt: .................................................................................. 11

2.

Quá trình nghiền gạo: ................................................................................... 13

3.

Hồ hóa, dịch hóa:.......................................................................................... 13

4.

Đường hóa:................................................................................................... 14

5.

Lọc dịch đường: ........................................................................................... 15

6.

Nấu hoa: ....................................................................................................... 16

7.

Lắng trong: ................................................................................................... 17

8.

Làm lạnh dịch đường và bổ sung oxy: .......................................................... 18

9.

Lên men: ...................................................................................................... 19

10.

Lọc trong: ..................................................................................................... 21

11.

Hoàn thiện sản phẩm: ................................................................................... 24

PHẦN III THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ .................................... 28
I.

Sơ đồ công nghệ quy trình sản xuất bia ............................................................... 28

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

II. Thuyết minh quy trình công nghệ: ....................................................................... 29
1.

Nghiền:......................................................................................................... 29

2.

Hồ hóa, dịch hóa:.......................................................................................... 39

3.

Đường hóa:................................................................................................... 30

4.

Lọc dịch đường: ........................................................................................... 31

5.

Nấu hoa: ....................................................................................................... 32

6.

Lắng xoáy:.................................................................................................... 33

7.

Làm lạnh nhanh: ........................................................................................... 34

8.

Lên men: ...................................................................................................... 34

9.

Lọc trong bia: ............................................................................................... 37

10.

Bão hòa CO2 và tàng trữ bia: ........................................................................ 38

11.

Chiết chai, chiết bock: .................................................................................. 38

III. Hệ thống tẩy làm sạch và khử trùng: (CIP) .......................................................... 41
IV. Quy trình công nghệ xử lí nước cấp, nước thải: ................................................... 43
PHẦN IV .................................................................................................................. 45
TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM ............................................................................. 45
I.

Lập kế hoạch sản xuất: ........................................................................................ 45

II. Tính cân bằng sản phẩm: ..................................................................................... 45
1.

Sản xuất bia chai :......................................................................................... 46

2.

Sản xuất bia hơi: ........................................................................................... 52

PHẦN V ................................................................................................................... 59
TÍNH CHỌN THIẾT BỊ ......................................................................................... 59
I.

Phân xưởng nấu:.................................................................................................. 59

II. Phân xưởng lên men: ........................................................................................... 75
PHẦN VI TÍNH XÂY DỰNG ................................................................................. 87
A. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy: ..................................................................... 87
B. Tính các hạng mục công trình: ......................................................................... 87
I.

Khu vưc sản xuất chính: ...................................................................................... 87

II. Kho thành phẩm : ................................................................................................ 90
III. Tính diện tích các nhà phụ :................................................................................. 91
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

IV. Diện tích khu đất ................................................................................................. 97
V. Tính hệ số sử dụng: ............................................................................................. 97
C. Thiết kế phân xưởng chính ............................................................................... 98
I.

Kết cấu bao che: .................................................................................................. 98

II. Kết cấu sàn, nền, móng, dầm, cầu thang: ............................................................. 99
PHẦN VII TÍNH ĐIỆN HƠI NƯỚC .................................................................... 100
I.

Tính hơi: ........................................................................................................... 100

II. Tính lạnh: .......................................................................................................... 106
III. Tính nước: ......................................................................................................... 111
IV. Tính điện: .......................................................................................................... 113
PHẦN VIII TÍNH KINH TẾ ................................................................................. 117
PHẦN IX VỆ SINH, AN TOÀN LAO ĐỘNG...................................................... 130

KẾT LUẬN ............................................................................................................ 132
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 133

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 : Chỉ tiêu cảm quan bia chai ......................................................................... 6
Bảng 2 : Chỉ tiêu hóa học bia chai............................................................................. 6
Bảng 3 :Chỉ tiêu vi sinh bia chai: ............................................................................. 7
Bảng 4 : Chỉ tiêu cảm quan bia hơi : ........................................................................ 7
Bảng 5 : Chỉ tiêu hóa học bia hơi : ............................................................................ 7
Bảng 6 :Chỉ tiêu vi sinh bia hơi :............................................................................... 8
Bảng 7 : Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng malt đại mạch: ................................. 8
Bảng 8 ;Chế độ nhân giống trong phòng thí nghiệm ............................................. 35
Bảng 9 :Kế hoạch sản xuất của nhà máy trong năm có thể chia ra như sau: ....... 45
Bảng 10 : Các thông số ban đầu của nguyên liệu chính:........................................ 46
Bảng 11 : Tổn thất qua các công đoạn:.................................................................. 46
Bảng 12 :Lượng nước bốc hơi trong từng giai đoạn của công đoạn nấu là: ......... 48
Bảng 13: Tổng hợp cân bằng sản phẩm cho bia chai ............................................. 51
Bảng 14 :Lượng nước bốc hơi trong từng giai đoạn của công đoạn nấu là: ......... 55
Bảng 15: Tổng hợp cân bằng sản phẩm cho bia hơi ............................................. 58
Bảng 16: Tổng hợp các thiết bị trong nhà máy ..................................................... 85
Bảng 17: Tổng hợp các công trình xây dựng trong nhà máy ................................ 96
Bảng 18 : Tính phụ tải chiếu sáng......................................................................... 114
Bảng 19 : Tính phụ tải sản xuất. ........................................................................... 115

Bảng 20 :Vốn đầu tư cho xây dựng công trình ..................................................... 117
Bảng 21 :Vốn đầu tư cho thiết bị: ......................................................................... 118
Bảng 22: Khấu hao tài sản cố định ....................................................................... 120
Bảng 23 :Chi phí nguyên liệu chính cho sản xuất bia hơi ................................... 121
Bảng 24 : Chi phí nguyên liệu chính cho sản xuất bia chai ................................ 121
Bảng 25 : Chi phí nhiên liệu .................................................................................. 122
Bảng 26 : Chi phí tiền lương Bộ phận sản xuất trực tiếp..................................... 122
Bảng 27 : Số lượng Cán bộ trong nhà máy ........................................................... 123
Bảng 28 : Vậy lương cho cán bộ công nhân viên trong nhà máy......................... 124
Bảng 29 : Giá thành sản xuất bia chai .................................................................. 125
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

Bảng 30 :Giá thành sản xuất bia hơi..................................................................... 125
Bảng 31 : Lợi nhuận từ bia chai ............................................................................ 127
Bảng 32 : Lợi nhuận từ bia hơi .............................................................................128
Bảng 33: Dòng thu, dòng chi của dự án ................................................................ 129
DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Sản lượng bia cả nước .................................................................................. 2

DANH MỤC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1 : Quy trình công nghệ sản xuất bia ............................................................ 28
Sơ đồ 2: Quy trình chiết chai .................................................................................. 39
Sơ đồ 3 : Quy trình chiết bock ................................................................................ 40
Sơ đồ 4 :Quy rình xử lý nước .................................................................................. 43

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

MỞ ĐẦU
Bia là một loại đồ uống giải khát rất được ưa chuộng ở nước ta cũng như trên thế
giới. Bia có màu sắc, hương vị đặc trưng, dễ dàng phân biệt với các loại đồ uống khác.
Được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon, nấm men. Bia
đem lại giá trị dinh dưỡng cao. Một lít bia cung cấp 400 – 450kcal, bia có khả năng
kích thích tiêu hóa, giúp cơ thể khỏe mạnh khi dùng ở một lượng thích hợp và đặc biệt
còn có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống nhờ đặc tính bão hòa CO2.
Chính vì những đặc điểm trên mà bia được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên
thế giới và trở thành một ngành công nghệ không thể thiếu trong ngành công nghệ
thực phẩm của nhiều nước . Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật , ngành
công nghệ lên men cũng có những bước nhảy vọt đàng kể vầ kỹ thuật . Cùng với sự
phát triển của thế giới , ngành công nghệ bia của nước ta cũng phát triển mạnh với sản
lượng lớn.
Nhu cầu sử dụng bia của người Việt Nam cũng càng ngày càng tăng. Nước ta tuy đã
có định hướng cụ thể và bắt tay vào việc mở rộng quy mô sản xuất của các nhà máy
bia nhưng nhu cầu vẫn không ngừng tăng lên. Vì vậy, việc thiết kế thêm nhà máy bia ở
các địa phương là cần thiết và hợp lý. Đồ án thiết kế của em cũng không nằm ngoài
mục địch trên. Đối tượng thiết kế là nhà máy bia với năng suất 50 triệu lít/năm, xây
dựng tại khu công nghiệp Tiên Sơn - Bắc Ninh, phục vụ người dân trong tỉnh và các
vùng lân cận với sản phẩm là bia hơi và bia chai.

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 1


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

PHẦN I
LẬP LUẬN KINH TẾ
I. Tình hình sản xuất bia tại Việt Nam:
Ngành công nghiệp sản xuất bia Việt Nam có lịch sử hơn 100 năm.
Hiện nay do nhu cầu của thị trường, chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản
xuất bia có những bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư và mở rộng các nhà
máy bia có từ trước và xây dựng các nhà máy bia mới thuộc Trung ương và địa
phương quản lý, các nhà máy liên doanh với các hãng bia nước ngoài.
Về sản lượng: Thị trường Bia Việt Nam có tốc độ tăng trưởng cao trong những
năm qua. Trong giai đoạn 1996-2007, về sản lượng thị trường bia Việt Nam gia tăng
với tốc độ bình quân 12%/năm trong khi mức bình quân thế giới là 3% và Châu Á là
4,6%. Năm 2007 quy mô thị trường Bia Việt Nam đạt 1.9 tỷ lít tăng 19.1%, và đến
năm 2010, tổng sản lượng bia trong nước ước đạt 2.5 tỷ lít, tăng 45% so với năm 2007.

I. Chọn địa điểm, vị trí địa lý và giao thông:
Để thiết kế và xây dựng một nhà máy bia hoạt động có hiệu quả, việc đầu tiên là
phải chọn được địa điểm xây dựng thích hợp thuận tiện về giao thông, để dễ vận chuyển
nguyên liệu, nhiên liệu, vật liệu và sản phẩm. Phải gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống xử lý
nước thải hoàn thiện do nước thải của nhà máy bia chứa rất nhiều hợp chất hữu cơ nếu
không được xử lý triệt để thì nguy cơ gây ô nhiễm môi trường rất cao sẽ ảnh hưởng đến sức

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 2


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

khoẻ người dân trong vùng. Phải gần nơi đông dân cư để có nguồn nhân lực dồi dào, tiêu thụ
sản phẩm
Bắc Ninh với diện tích khoảng 800 km 2 , dân số gần 1 triệu người, là một tỉnh ở
cửa ngõ phía bắc thủ đô, trung tâm Kinh Bắc cổ xưa, mảnh đất địa linh nhân kiệt, nơi
có truyền thống khoa bảng và nền văn hóa lâu đời. Mảnh đất nằm trong tam giác tăng
trưởng Hà Nội – Hải Phòng – Quảng Ninh. Hệ thống giao thông thuận lợi như: quốc lộ
1A nối Hà Nội – Bắc Ninh – Lạng Sơn, đường cao tốc 18 nối sân bay quốc tế Nội Bài
– Bắc Ninh – Hạ Long, quốc lộ 38 nối Bắc Ninh – Hải Dương – Hải Phòng. Trục
đường sắt xuyên Việt đi Lạng Sơn và Trung Quốc. Mạng lưới đường thủy có các sông
Cầu, sông Đuống, sông Thái Bình chảy ra biển Đông. Đây là những điều kiện thuận
lợi để phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội.
Khu công nghiệp Tiên Sơn nằm trong địa phận tỉnh Bắc Ninh, đặc biệt chú
trọng quy hoạch đầu tư xây dựng hệ thống cơ sở hạ tầng đồng bộ, xã hội và dịch vụ hỗ
trợ đa dạng và phong phú, tạo điều kiện tốt nhất và thuận lợi nhất cho các doanh
nghiệp sản xuất kinh doanh trong khu công nghiệp. Vì vây, đặt nhà máy bia trong đó
có phân xưởng nấu ở đây là vô cùng thích hợp.
II.Nguồn nhân lực:
Nguồn nhân lực cho nhà máy bao gồm lao động phổ thông và lao động chất
lượng cao đến từ địa phương (Bắc Ninh) và các tỉnh thành lân cận.
+ Từ địa phương:
Dân số Bắc ninh khoảng 1 triệu người, trong đó số người trong độ tuổi lao động
chiếm khoảng 60%.

Hàng năm, các trường đào tạo của Bắc Ninh cung cấp khoảng 10.000 lao động kĩ
thuật và nghiệp vụ.
+ Từ các tỉnh thành lân cận:
Hà Nội: là trung tâm đào tạo lớn nhất ở miền bắc, hàng năm cung cấp hàng vạn
lao động được đào tạo chuyên sâu về quản lí và kĩ thuật cao. Do khoảng cách từ Hà
Nội đến khu công nghiệp tương đối hợp lí, đảm bảo cho việc đi lại hàng ngày nên đây
là nguồn lao động dồi dào với chất lượng cao đáp ứng cho nhu cầu về lao động của
khu công nghiệp nói chung cũng như nhà máy bia nói riêng.
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 3


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

Bên cạnh đó, nguồn nhân lực từ các vùng lân cận ( không có điều kiện để phát triển
công nghiệp) sẽ là nguồn bổ sung đáng kể cho nhu cầu về nhân lực.
III.

Nguồn cung cấp nguyên liệu:

+ Malt: nhập từ Nhà máy đường man tại khu công nghiệp Tiên Sơn – Bắc Ninh.
Đây là 1 trong những lợi thế vì nhà máy bia và nhà máy đường man cùng nằm trong 1
khu công nghiệp nên nguồn cung cấp nguyên liệu sẽ ổn định và tiết kiệm được rất
nhiều chi phí trong khâu thu mua và vận chuyển.
Nhà máy đường man có công suất 45.000 tấn/năm. Nhà máy được công ty Grain Pool
(autralia) cung cấp nguyên liệu sản xuất là loại lúa mạch tốt nhất nên sản phẩm làm ra
có chất lượng tốt, ổn định, đáp ứng được nhu cầu sử dụng malt của các nhà máy sản

xuất bia trong nước.
+ Gạo: nước ta là một nước nông nghiệp vì thế sản phẩm gạo có thể dễ dàng thu
mua trên thị trường với giá cả phải chăng. Dự kiến nguồn cung cấp gạo cho nhà máy
bia sẽ là tổng công ty lương thực miền bắc.
+ Hoa houblon: được nhập từ Đức, Pháp qua các nhà phân phối.
IV.

Nguồn năng lượng:

+ Than: là loại than 10 ( kích thước 10 cm) thích hợp nhất cho nhà máy bia và
sinh năng lượng lớn, kích thước vừa phải, dễ thao tác cho người lao động, thời gian
cháy hợp lí, không nhanh tàn, được nhập từ Quảng Ninh.
+ Điện: sử dụng lưới điện quốc gia Bắc Ninh. Ngoài ra lắp đặt thêm 1 máy phát
điện dự phòng để đảm bảo sản xuất liên tục khi có sự cố mất điện.
+ Nguồn nước: khu công nghiệp có trang bị đầy đủ hệ thống nước sạch. Vì vậy,
nhà máy sẽ sử dụng nguồn nước tại hệ thống cung cấp nước của khu công nghiệp.
Đồng thời, để chủ động về nguồn nước, nhà máy đào thêm 2 giếng khoan.
+ Nguồn lạnh: nhà máy sẽ xây dựng một hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO2
và cấp khí nén phù hợp với công suất của nhà máy. Hệ thống lạnh có thể sử dụng tác
nhân lạnh là NH3 hoặc Freon, chất tải lạnh sử dụng glycol hoặc nước muối.

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 4


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

V. Thị trường tiêu thụ:
Bia nhà máy sản xuất ra cung cấp cho thị trường trong tỉnh cũng như các tỉnh
thành lân cận là Hà Nội, Bắc Giang, Thái Nguyên, Hải Dương…Sản phẩm được
chuyên chở bằng ô tô.

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 5


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

PHẦN II
LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG PHÁP SẢN
XUẤT
I.

Chỉ tiêu chất lượng bia:

Để chọn dây chuyền sản xuất cho phù hợp thì căn cứ vào chất lượng của bia. Nhà
máy sản xuất 2 loại bia là bia chai và bia hơi. Chỉ tiêu chất lượng của từng loại bia như
sau:
1. Chỉ tiêu chất lượng bia chai:
Chỉ tiêu chất lượng của bia chai đáp ứng theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
6057:2009.

Bảng 1 : Chỉ tiêu cảm quan bia chai
Tên chỉ

Yêu cầu

tiêu
1. Màu sắc

Đặc trưng cho từng loại sản phẩm

2. Mùi

Đặc trưng của bia sản xuất từ hoa houblon và malt đại mạch, không có
mùi lạ

3. Vị

Đặc trưng cho bia sản xuất từ hoa houblon và malt đại mạch, không có
vị lạ

4. Bọt

Khi rót ra cốc có bọt mịn, đặc trưng cho từng loại sản phẩm

5. Trạng thái Dạng lỏng, trong

Bảng 2 : Chỉ tiêu hóa học bia chai.
Tên chỉ tiêu

Mức

1. Hàm lượng chất hòa tan ban đầu

120S

2. Hàm lượng etanol, % thể tích ở 20oC, không nhỏ hơn

4

3. Hàm lượng cacbon dioxit, g/l, không nhỏ hơn

5

4. Độ axit, ml NaOH 1 M để trung hòa 100 ml bia, không

1,6

lớn hơn
6. Hàm lượng diaxetyl, mg/l, không lớn hơn

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

0,1

Page 6


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

Bảng 3 :Chỉ tiêu vi sinh bia chai:

Tên chỉ tiêu

Giới hạn tối đa

1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm

102

2. Coliforms, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

0

3. E.coli, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

0

4. S.aureus, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

0

5. Cl.perfringens, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

0

6. Tổng số nấm men-nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 ml sp

0

2. Chỉ tiêu chất lượng bia hơi:
Chỉ tiêu chất lượng của bia chai đáp ứng theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7042 :

2002.

Bảng 4 : Chỉ tiêu cảm quan bia hơi :
Tên chỉ tiêu

Yêu cầu

1. Màu sắc

Đặc trưng của từng loại sản phẩm

2. Mùi

Đặc trưng của bia sản xuất từ hoa houblon và malt đại mạch, không
có mùi lạ

3. Vị

Đặc trưng của bia sản xuất từ hoa houblon và malt đại mạch, không
có vị lạ

4. Bọt

Bọt trắng, mịn

5. Trạng thái

Đặc trưng của từng loại sản phẩm

Bảng 5 : Chỉ tiêu hóa học bia hơi :

Tên chỉ tiêu

Mức

1. Độ axit, số ml NaOH 1 N trung hòa hết 100 ml bia hơi đã

1,8

đuổi
hết CO2, không lớn hơn
2. Hàm lượng diaxetyl, mg/l, không lớn hơn
4. Hàm lượng chất hoà tan ban đầu

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

0,2
100S

Page 7


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

Bảng 6 :Chỉ tiêu vi sinh bia hơi :
Tên chỉ tiêu

Giới hạn tối đa

1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm

103

2. Coliforms, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

50

3. E.coli, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

0

4. S.aureus, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

0

5. Cl.perfringens, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

0
102

6. Tổng số nấm men-nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm
II.
1.

Nguyên liệu sản xuất:
Malt đại mạch:

Malt là nguyên liệu chính dùng trong sản xuất bia. Trong Malt có một lượng
enzym đóng vai trò quan trọng trong quá trình biến đổi tinh bột thành đường, phân cắt

của hợp chất cao phân tử thành các hợp chất thấp phân tử và các đường đơn giản, các
peptit và axít amin. Những chất này giữ vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng và
phát triển của nấm men cũng như đối với chất lượng bia sau này.

Bảng 7 : Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng malt đại mạch:
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%
Hàm lượng tinh bột ≥ 65%

Vị ngọt dịu nhẹ

theo chất khô
Thời gian đường hóa 10-12
0

Tạp chất < 1.5 %

Chỉ tiêu vật lý

Khối lượng tuyệt
đối

>36 g/1000 hạt

phút ở 70 C
Năng lực đường hóa > 285
DC

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 8


Đồ án tốt nghiệp

2.

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

Nguyên liệu thay thế:

Trong công nghiệp chế biến bia, để giảm giá thành sản phẩm, người ta thường
dùng nguyên liệu thay thế malt. Nguyên liệu thay thế có thể là ngô, sắn, bột mỳ, mạch
nha, gạo…Tại nhà máy, sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo.
Trong gạo chứa rất nhiều tinh bột, protein vừa phải, chất béo và xenlulose ở
mức độ thấp. Người ta có thể sử dụng gạo thay thể lên đến 50%. Tuy nhiên, tỷ lệ này
càng cao thì chất lượng bia càng giảm. Nếu tỷ lệ gạo bằng 30% thì chất lượng bia
không thua kém so với sử dụng toàn bộ malt đại mạch là bao.
Nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo với tỷ lệ malt : gạo là 70 : 30. Yêu
cầu nguyên liệu gạo:
+ Hình thức: trắng bóng, không mối mọt hay vón cục, không lẫn thóc.
+ Ít tạp chất, cho phép < 2%, tỷ lệ gãy < 40%

+ Độ ẩm <14%
3.

Nước:

Nước cũng là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất bia. Nước chiếm từ
80 – 90% bia thành phẩm. Do đó, nó ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bia thành
phẩm. Tính chất và thành phần hóa học của nước phải được kiểm tra và xử lí chặt chẽ.
+ Nước yêu cầu đầu tiên phải là nước mềm.
+ Hàm lượng muối cacbonat không quá 50 mg/l
+ Hàm lượng Mg2+ không quá 100 mg/l
+ Hàm lượng clorua từ 75 – 150 mg/l
+ Hàm lượng CaSO4 150 – 200 mg/l
+ NH3 và muối NO2 không có
+ Hàm lượng ion Fe2+ không quá 0,3 mg/l
+ Vi sinh vật không quá 100 TB/ml
4.

Hoa houblon:

Hoa houblon cũng là một trong những nguyên liệu cơ bản để sản xuất bia. Hoa
có mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, vị đắng dịu, vị đắng rõ với cao hoa. Hoa houblon có
tác dụng làm cho bia có vị đắng nhẹ, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và
giữ bọt, ổn định thành phần sinh học của sản phẩm.
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 9


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

Hoa houblon có tên khoa học là Hunnulus lupulus, là cây lưu liên thuộc họ cây
leo, cao trung bình 6 – 8m, đôi khi tới 10 – 15m. Hoa được sử dụng là hoa cái, chưa
thụ phấn vì hoa này có chưa nhiều lupulin, nơi tập trung chất đắng. Độ chín kỹ thuật là
khi hoa từ màu xanh chuyển sang màu vàng lục.
Hoa houblon được chế biến thành các dạng như hoa cao, hoa viên, hoa cánh.
Nhà máy sẽ sử dụng 2 loại hoa là hoa viên và cao hoa, hoa nhập từ Đức, Pháp.
5. Chế phẩm enzym :
Nhà máy sử dụng chế phẩm enzym Termamyl 120L để thuỷ phân tinh bột. Đây là
chế phẩm dạng lỏng có chứa α -

amylaza được sản xuất từ vi khuẩn Bacilus

licheniformis của công ty Novo Đan Mạch, là loại enzym endo amylaza có khả năng
chịu được nhiệt độ lên tới 1200C. Enzim này tác dụng thủy phân liên kết α - 1,4
Glucozit của amilaza và amilopectin. Vì vậy bột nhanh chóng bị thủy phân thành các
dextrin phân tử lượng thấp hòa tan trong nước, làm giảm độ nhớt của dịch tinh bột đã
được hồ hóa.
Ưu điểm của phương pháp dùng Termamyl 120L so với phương pháp không sử
dụng Termamyl 120L là:
+ Tăng hiệu suất thu hồi chất hoà tan.
+ Tăng tỷ lệ nguyên liệu thay thế.
+ Có thể tăng nhiệt độ nồi hồ hoá lên đến nhiệt độ sôi mà vẫn đảm bảo cho quá
trình dịch hoá tốt.
+ Thuỷ phân triệt để hơn.
6. Các nguyên vật liệu, hóa chất phụ trợ:
Các chất phụ gia được sử dụng làm nguyên liệu phụ để làm tăng giá trị cảm
quan và chất lượng của bia. Các hóa chất đó phải đảm bảo tiêu chuẩn dùng cho thực

phẩm, phải có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng. Bảo quản ở nơi khô ráo thoáng mát, tránh
ánh nắng mặt trời.
Các nhóm chất phụ gia sử dụng trong nhà máy:
+ 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
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 10


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

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 CO2 gồm: than hoạt tính, H2SO4,
KMnO4, CaCl2 khan.
+ Nhóm các chất chống oxy hóa cho bia: axit ascorbic, H2O2, 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%.
III. Lựa chọn phương pháp sản xuất:
1. Quá trình nghiền malt:
a.

Mục đích:
Đập nhỏ hạt hành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc của malt với nước,

làm cho sự xâm nhập của malt vào các thành phần chất của nội nhũ nhanh hơn, thúc
đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủy phân khác nhanh và triệt để hơn.
b. Chú ý khi nghiền malt:
+ Nội nhũ: là nguồn cung cấp các chất cơ bản nhất các chất hòa tan cho dịch
đường. Tùy theo mức độ phân hủy của malt mà có mức độ nghiền khác nhau.
+ Vỏ trấu: được sử dụng như một chất trợ lọc khi lọc trong dịch đường. Khi
nghiền phải làm sao để hạn chế các chất hòa tan của nó ra dịch đường. Vì vậy chỉ được
nghiền dập hay nghiền bẹp mà không được nghiền nát hay mịn.
c. Các phương pháp nghiền malt:
* Nghiền khô:
Bột malt nghiền gồm có vỏ trấu, tấm thô, tấm mịn, bột thô, bột mịn.
Thường áp dụng khi lọc bằng máy lọc ép và thùng lọc với lớp mỏng. Thông thường nghiền trên
các máy có 2 hoặc 3 đôi trục. Trong cùng một máy có thể chia ra: nghiền khô và
nghiền mịn trên bằng cách dùng các mặt ray thích hợp để đạt độ nghiền thích hợp
cho từng loại malt.
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 11


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

Ưu điểm:
+ Có thể nghiền trước khi nấu lâu được.
+ Nghiền tốt các malt có độ nhuyễn kém.

+ Dễ vệ sinh.
Nhược điểm:
+ không giữ được nguyên vỏ.
+ Khi nghiền bụi bay ra nhiều.
* Nghiền ẩm:
Trước khi nghiền phun ẩm vào hạt bằng nước nóng hoặc bằng hơi với tỷ lệ 2%. Nếu
0

phun ẩm bằng hơi thì nhiệt độ của hơi không quá 105 C.
Phun ẩm cho malt với 2 mục đích:
+ Làm cho vỏ ẩm để bảo toàn trạng thái sau khi nghiền.
+ Làm trương nở các sợi dạng keo của nội nhũ.
Sử dụng các loại máy nghiền giống như nghiền khô.
Ưu điểm:
+ Vỏ trấu được bảo toàn.
+ Nội nhũ được nghiền vừa đủ.
+ Thời gian nghiền ngắn ( 20-30 phút/mẻ).
Nhược điểm:
+ Không khí xâm nhập vào, tạo cơ hội cho những phản ứng oxi hóa không mong muốn
xảy ra. Để khắc phục nhược điểm này, người ta nạp CO 2 vào thùng chứa malt.
* 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.
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 12


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

+ Dung tích chứa trong thùng lọc lớn hơn (280 – 330 kg/m2)
Nhược điểm:
+ Nghiền không tốt những loại malt chưa nhuyễn.
+ Ngâm không đều
+ Hoạt lực enzym và hoạt lực sinh học không được kiểm soát trong thùng ngâm. Chi phí đầu
tư lớn / 1 máy nghiền cho 1 nồi nấu. Nảy sinh những vấn đề về ăn mòn và vệ sinh thiết bị.
d. Lựa chọn:
Từ những ưu nhược điểm của các phương pháp trên, phân xưởng sẽ sử dụng
phương pháp nghiền ẩm bằng máy nghiền trục. Vì nó có nhiều ưu điểm, đồng thời
nhược điểm của nó cũng có thể khắc phục được.
2.Quá trình nghiền gạo:
a.Mục đích:
Nghiền gạo để làm tăng bề mặt tiếp xúc với Enzym, giúp quá trình trương nở và hoà
tan tốt hơn, tăng việc phá vỡ cấu trúc màng tế bào của gạo.
b. Yêu cầu:
Do hạt gạo chưa được nảy mầm nên có cấu trúc tương đối cứng. Cần phải nghiền
mịn để tăng bề mặt tiếp xúc của gạo với nước trong quá trình hồ hóa.
Gạo sau khi nghiền cần đạt các chỉ tiêu kỹ thuật sau:
Bột mịn: ≥ 45%
Tấm nhỏ: ≥ 35%
Tấm lớn: ≤ 20%
c. Chọn thiết bị và phương pháp:

Phân xưởng sử dụng máy nghiền búa để nghiền gạo.
2.

Hồ hóa, dịch hóa:

a. Mục đích:
Tinh bột gạo gồm amylaza và amylopectin liên kết của các phân tử gluxit vững
chắc, phải tiến hành làm yếu các mối liên kết ấy bằng cách hồ hóa dịch hóa và xử lí
nhiệt. Mục đích của quá trình này là chuyển toàn bộ tinh bột trong gạo từ dạng không
tan về dạng hòa tan, tạo điều kiện cho quá trình đường hóa.

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 13


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

b. 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, có bổ
sung E.termamyl 120L với tỷ lệ 0,1% khối lượng gạo, CaCl 2 làm tăng độ bên hoạt
lực enzym, và malt lót bằng 10% so với tổng khối lượng gạo.
3.

Đường hóa:

a. Mục đích:

Thuỷ phân các hợp chất cao phân tử thành các hợp chất thấp phân tử dể hoà tan
tạo thành chất chiết của dịch đường. Sản phẩm của quá trình đường hóa rất đa dạng,
nhưng chủ yếu là đường và dextrin.
b. Các phương pháp đường hóa:
* Phương pháp đường hóa toàn khối:
Toàn bộ khối bột malt được đường hóa cùng một lúc, không có giai đoạn đun sôi.
Phương pháp này thích hợp với sản xuất bia sử dụng 100% malt.
Ưu điểm:
+ Quá trình tự động hóa.
+ Ít tốn kém.
Nhược điểm:
Đối với những loại malt không nhuyễn, do đường hóa tại một nhiệt độ nên không
phát huy hết tác dụng của enzym dẫn đến hiệu suất trích ly thấp.
* Phương pháp đun sôi:
Malt được trộn lẫn với nước tạo thành khối hồ malt, rồi sau đó được chia ra thành
các phần được hồ hóa và được đun sôi liên tiếp sau đó mới trộn lẫn vào nhau. Có thể
đun sôi 1,2 hoặc 3 lần.
Ưu điểm:
+ Đun sôi ở nên tăng được hiệu suất chiết.
+ Tăng hiệu suất sử dụng nguyên liệu.
+ Linh hoạt, dễ điều chỉnh.
Nhược điểm:

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 14


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

+ Đun sôi nhiều lần làm cho các chất không có lợi cho chất lượng bia bị chiết
nhiều vào dịch.
+ Nếu không khống chế để nhiệt độ tăng quá cao sẽ dẫn đến các phản ứng
không mong muốn làm sẫm màu bia, ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của bia.
+ Thiết bị đầu tư lớn.
+ Tốn hơi.
c. Lựa chọn:
Do nhà máy sản xuất loại bia hơi có sử dụng 30% nguyên liệu gạo để thay thế
nên sử dụng phương pháp tăng dần nhiệt độ có đun sôi nguyên liệu thay thế.
4.

Lọc dịch đường:

a. Mục đích:
Tách các phần tử không tan và các phần tử kết tủa trong quá trình đun sôi ra khỏi
dịch đường. Việc lọc trong thường được thực hiện trên các máy lọc ép, nồi lọc hay
thùng lọc dựa trên 2 nguyên lí cơ bản là hấp phụ hay lí học.
b. Các phương pháp lọc dịch đường:
* Sử dụng máy lọc khung bản:
Thiết bị bao gồm các khung bản và tấm bản được ghép vào nhau, ở giữa có lớp
vải lọc phủ kín tấm bản.
Dịch được bơm vào trong thiết bị theo đường tạo nên phía trên các khung bản.
Dịch lọc đầu chảy ra ngay trong quá trình bơm dịch hèm vào, không có thời gian nghỉ
khi lọc dịch. Bã được giữ lại trong khung do bị vải lọc cản lại, còn dịch trong thì thấm
qua vải lọc, chảy qua các khe của bản và chảy ra các vòi, từ đó thu dịch vào thùng
chứa.
Ưu điểm:
+ Rút ngắn được thời gian lọc.

+ Chất lượng lọc tương đối tốt.
+ Năng suất ổn định. Không phụ thuộc vào độ nhuyễn và mức độ nghiền của malt.
+ Lượng nước rửa bã ít.
+ Thể tích máy bé nên mặt bằng chiếm chỗ nhỏ.
Nhược điểm:
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 15


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít / năm

+ Lượng nguyên liệu dùng cho một mẻ nấu phải đủ lớn.
+ Dịch dễ bị oxy hóa do tiếp xúc với không khí.
+ Tổn thất lớn hơn so với sử dụng thùng lọc.
* Sử dụng thùng lọc đáy bằng:
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:
+ Thiết bị và thao tác đơn giản.
+ Dung dịch lọc ít bị oxy hóa bởi không khí.
+ Sử dụng thuận lợi với năng suất cao.
Nhược điểm:
+ Thời gian lọc dài.
c. Lựa chọn:
Sử dụng thùng lọc đáy bằng.

5.

Nấu hoa:

a. Mục đích:
+ Trích ly các chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nito và các
thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường.
+ Gia tăng nồng độ, độ axit, cường độ màu, tạo thành các chất khử, giảm độ nhớt.
+ Ổn định thành phần hóa học.
+ Tăng độ bền sinh học.
+ Tạo sức căng bề mặt để giữ không cho CO 2 thoát ra ngoài.
+ Kết tủa polyphenol với protein.
b. Các phương pháp nấu hoa:
* Nồi đun hoa có hệ thống cấp nhiệt bên ngoài:
Dịch đường chảy liên tục qua hệ thống trong buồng trao đổi nhiệt.
Ưu điểm:
+ Áp suất đun sôi cao.
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Lớp 11-03

Page 16