Thiết kế phân xưởng lên men bia

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với tốc độ đô thị hoá và công nghiệp hóa của đất nước, ngành công
nghệ thực phẩm đã và đang đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Đóng vai
trò chủ lực trong đó có lĩnh vực chế biến đồ uống. Một trong những đồ uống mà có sản
lượng sản xuất và tiêu thụ nhiều trên thế giới đó là bia.
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là: malt đại mạch, hoa houblon và nước.
Ngoài ra để làm tăng hiệu quả kinh tế hoặc để đáp ứng nhu cầu và thị hiếu của người tiêu
dùng, các nhà máy còn sử dụng thêm một số nguyên liệu khác để thay thế một phần malt
đại mạch như: gạo, ngô đã tách phôi, malt thóc,... để sản xuất bia.
Nước ta có ưu điểm là thị trường nước giải khát lớn. Mặc khác các nhà máy sản
xuất bia xuất khẩu không nhiều. Do chính sách mở cửa của nhà nước các thương hiệu bia
nước ngoài tràn ngập vào thị trường Việt Nam tạo ra sức cạnh tranh rất lớn. Vì vậy, nước
ta cần tạo ra một loại bia có chất lượng cao và giá thành sản phẩm ổn định, đẩy mạnh xuất
khẩu.
Với xu thế ngày càng tăng cao của nhu cầu tiêu dùng đồ uống, công nghệ sản xuất
bia đã đạt được những bước tiến lớn về công nghệ đem lại một thức uống vừa mang tính
giải khát nhưng cũng không kém phần bổ dưỡng cho con người.
Nhiều cải tiến về công nghệ được áp dụng vào sản xuất bia đã nâng cao chất lượng
sản phẩm, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị và mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Sản xuất bia theo phương pháp lên men dịch đường có nồng độ cao đã được các nhà
sản xuất bia trên thế giới nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm ở nhiều nhà máy bia hơn 30
năm qua. Hiện nay, công nghệ sản xuất này đã được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên
thế giới như ở Mehico, các nước Nam Mỹ, Nam phi…Vì vậy vấn đề nghiên cứu để cải
thiện năng suất và chất lượng bia đã đặt ra rất nhiều bài toán cho các nhà công nghệ.
Nội dung của bài đồ án là thiết kế phân xưởng lên men bia, từ đó tìm hiểu thêm về
những vấn đề đã và đang được nghiên cứu trên thế giới, tại Việt Nam về công nghệ lên
men bia và khả năng ứng dụng công nghệ này vào thực tế.

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 1


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NHẬN XÉT CỦA GVHD
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 2


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 3


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................................1
NHẬN XÉT CỦA GVHD .....................................................................................................2
NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG .............................................................................................3
MỤC LỤC .............................................................................................................................4
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT .........................................................10

1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới ......................................................10
1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam .......................................................12
1.3. Địa điểm xây dựng nhà máy ...................................................................................15

1.3.1.
1.3.2.
1.3.3.
1.3.4.
1.3.5.
1.3.6.

Địa điểm xây dựng ......................................................................................15
Vùng tiêu thụ sản phẩm ..............................................................................17
Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh ...............................................................17
Nguồn cung cấp nhiên liệu..........................................................................17
Nguồn nhân lực ...........................................................................................17
Giao thông vận tải........................................................................................17

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TRONG SẢN XUẤT BIA ........................18
2.1.................................................................................... Nguyên liệu trong sản xuất bia
...................................................................................................................................19
2.1.1. Malt đại mạch .............................................................................................19
2.1.2. Hoa Houblon ...............................................................................................21
2.1.3. Nước ............................................................................................................24
2.1.4. Nấm men .....................................................................................................25
2.1.5. Thế liệu .......................................................................................................26
2.1.6. Các chất khác ..............................................................................................28
2.2..................................................................................................... Quy trình công nghệ
...................................................................................................................................29
2.3................................................................................ Thuyết minh quy trình công nghệ

...................................................................................................................................30
2.3.1. Làm sạch .....................................................................................................30
2.3.2. Nghiền .........................................................................................................30
2.3.3. Xử lý thế liệu ..............................................................................................30
2.3.4. Nấu dịch nha ...............................................................................................31
2.3.5. Lọc, rửa bã Malt ..........................................................................................32
2.3.6. Đun sôi dịch nha với hoa Houblon .............................................................32
2.3.7. Tách bã Houblon .........................................................................................34
2.3.8. Làm lạnh, bão hòa O2 .................................................................................34
2.3.9. Lên men chính .............................................................................................35
2.3.10. Lên men phụ ...............................................................................................37
2.3.11. Làm trong bia ..............................................................................................37
2.3.12. Bão hòa CO2 ................................................................................................38
2.3.13. Chiết bia ......................................................................................................38
2.3.14. Thanh trùng bia ...........................................................................................38

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 4


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

2.4...................................................................................................................... Sản phẩm
...................................................................................................................................38
CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ...............................................................40
3.1. Tính cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu ......................................................40

3.1.1. Các thông số ban đầu ...................................................................................40
3.1.2. Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng nấu ...............................................41
3.1.3. Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng lên men ........................................42
3.1.4. Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng chiết..............................................42
3.2. Tính cân bằng vật chất cho 100 L bia thành phẩm .................................................43
3.2.1. Tính tiêu hao nguyên liệu cho 100 L bia thành phẩm ..................................43
3.2.2. Tính lượng chai cần dùng cho 100 L bia thành phẩm..................................44
3.3. Lập kế hoạch sản xuất..............................................................................................45
3.3.1. Tính lịch làm việc.........................................................................................45
3.3.2. Tiêu hao nguyên liệu trong một mẻ..............................................................45
3.3.3. Thể tích nguyên liệu chiếm chỗ trong một mẻ.............................................47
3.3.4. Tính lượng phụ phẩm....................................................................................53
3.3.5. Tính tiêu hao bao bì .....................................................................................55
3.3.6. Tính tiêu hao nguyên liệu khác.....................................................................56
CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHO PHÂN XƯỞNG LÊN MEN ...........59
4.1................................................................................................................. Thiết bị lạnh
...................................................................................................................................59
4.2....................................................................................................... Thiết bị bão hòa O2
...................................................................................................................................59
4.3................................................................................................................ Tank lên men
...................................................................................................................................60
4.4.......................................................................................... Thiết bị ở phòng xử lý men
...................................................................................................................................62
4.4.1. Thùng chứa nấm men bẩn ............................................................................62
4.4.2. Thùng bảo quản nấm men sạch.....................................................................62
4.4.3. Hệ thống nhân giống.....................................................................................63
4.5.................................................................................................................... Thiết bị lọc
...................................................................................................................................63
CHƯƠNG 5: TÍNH NĂNG LƯỢNG................................................................................65
5.1. Năng lượng cho thanh trùng dịch nha......................................................................65

5.2. Nhiệt cung cấp để vệ sinh........................................................................................65
5.3. Tính lạnh trong phân xưởng lên men.......................................................................65

5.3.1.
5.3.2.
5.3.3.
5.3.4.
5.3.5.

Nhiệt làm nguội dịch nha trước quá trình lên men ......................................65
Cấp lạnh trong quá trình lên men chính........................................................66
Cấp lạnh hạ nhiệt độ bia non.........................................................................66
Cấp lạnh trong quá trình lên men phụ..........................................................66
Cấp lạnh hạ nhiệt độ nước rửa men..............................................................66

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN XÂY DỰNG CHO PHÂN XƯỞNG LÊN MEN...............67

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 5


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

6.1........................................................................................ Phòng nuôi cấy ở xử lý men
...................................................................................................................................67
6.2........................................................................................................... Khu vực lên men
...................................................................................................................................68

CHƯƠNG 7: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH .....................................................69
7.1. Hệ thống CIP trong phân xưởng lên men ...............................................................69
7.2. Vệ sinh và an toàn lao động.....................................................................................69

7.2.1. An toàn về thiết bị.........................................................................................70
7.2.2. An toàn về điện ............................................................................................70
7.2.3. An toàn về hơi...............................................................................................70
7.2.4. Phòng cháy và chữa cháy..............................................................................71
7.2.5. Vệ sinh cá nhân.............................................................................................71
7.2.6. Vệ sinh thiết bị..............................................................................................71
7.2.7. Vệ sinh công nghiệp......................................................................................72
7.2.8. Bảo hộ lao động............................................................................................72
7.2.9. Chống độc trong sản xuất.............................................................................72
7.2.10. An toàn hệ thống chịu áp..............................................................................72
CHƯƠNG 8: MÔI TRƯỜNG VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ .......................................73
8.1.................................. Các yếu tố chính trong nhà máy bia ảnh hưởng đến môi trường
...................................................................................................................................73
8.1.1. Nước thải và các chất gây ô nhiễm...............................................................73
8.1.2. Bụi.................................................................................................................73
8.1.3. Khí thải từ nhà nấu........................................................................................75
8.1.4. Tiếng ồn........................................................................................................75
8.1.5. Các chất thải khác.........................................................................................75
8.2............................................................................................................. Xử lý nước thải
...................................................................................................................................76
8.2.1. Bể rắn chắc....................................................................................................76
8.2.2. Bể điều hòa, tuyển nổi và lắng sơ bộ............................................................76
8.2.3. Bể sinh học hiếu khí tiếp xúc........................................................................77
8.2.4. Bể lắng cuối..................................................................................................77
8.2.5. Bể khử trùng.................................................................................................77
8.2.6. Nước thải sạch..............................................................................................77

CHƯƠNG 9: NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN.....................................................................80
9.1. Nhận xét và kết luận................................................................................................80
9.2. Ưu điểm của TOD....................................................................................................80
9.3. Lên men bia nồng độ cao.........................................................................................80

9.3.1. Giới thiệu chung............................................................................................80
9.3.2. Ưu điểm của lên men bia nồng độ cao..........................................................82
9.3.3. Các nghiên cứu đã thực hiện.........................................................................83
9.4. Lên men bia liên tục.................................................................................................89
9.4.1. Ưu và nhược điểm của quá trình lên men liên tục........................................89
9.4.2. Một số mô hình lên men liên tục..................................................................89
9.5......................................................................................................... Nấm men cố định
...................................................................................................................................91

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 6


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

PHỤ LỤC .............................................................................................................................93
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................94

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Sản lượng bia toàn thế giới qua các năm .............................................................10
Bảng 1.2: Lượng bia tiêu thụ ở một số quốc gia trên thế giới .............................................11
Bảng 1.3: Một số hãng bia nổi tiếng ở Việt Nam ................................................................13

Bảng 1.4: Sản lượng bia qua các năm ..................................................................................13
Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất lượng Malt ......................................................................................21
Bảng 2.2: Thành phần hoa Houblon.....................................................................................22
Bảng 2.3: Chỉ tiêu kiểm tra hoa Houblon ............................................................................24
Bảng 2.4: Chỉ tiêu hóa lý của nước ......................................................................................25
Bảng 2.5: Chỉ tiêu vi sinh của nước .....................................................................................25
Bảng 2.6: Chỉ tiêu kiểm tra gạo ...........................................................................................27
Bảng 3.1: Công thức nấu bia ................................................................................................40
Bảng 3.2: Tính chất của nguyên liệu ...................................................................................40
Bảng 3.3: Tổn thất trong sản xuất bia ..................................................................................40

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 7


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Bảng 3.4: Bảng tổng kết cho 100 kg nguyên liệu ................................................................42
Bảng 3.5: Tiêu hao nguyên liệu cho 100L bia thành phẩm .................................................44
Bảng 3.6: Bảng tổng kết số mẻ nấu .....................................................................................45
Bảng 3.7: Bảng tiêu hao nguyên liệu theo công suất nhà máy ............................................47
Bảng 3.8: Thể tích nguyên liệu chiếm chỗ trong một mẻ ....................................................48
Bảng 3.9: Thể tích nguyên liệu chiếm chỗ trong quá trình sản xuất ...................................53
Bảng 3.10: Lượng phụ phẩm trong sản xuất bia ..................................................................55
Bảng 3.11: Lượng bao bì cần dùng trong sản xuất bia ........................................................56
Bảng 3.12: Tiêu hao các nguyên liệu khác ..........................................................................58
Bảng 4.1: Thông số của thiết bị làm lạnh nhanh ..................................................................59

Bảng 4.2: Thông số của thiết bị bão hòa Oxy ......................................................................60
Bảng 4.3: Thông số của thùng chứa men bẩn ......................................................................62
Bảng 4.4: Thông số của thùng chứa men sạch .....................................................................63
Bảng 4.5: Thông số của thiết bị lọc .....................................................................................64
Bảng 6.1: Kích thước phòng nuôi cấy và xử lý men ...........................................................67
Bảng 6.2: Thiết bị của phòng nuôi cấy và xử lý men ..........................................................67
Bảng 6.3: Kích thước khu vực TOD ....................................................................................68
Bảng 7.1: Thông số của thùng CIP ......................................................................................69
Bảng 8.1: Những chất điển hình của chất thải nhà máy bia ................................................75
Bảng 8.2: Chỉ tiêu nước thải ra môi trường .........................................................................77
Bảng 9.1: Một số bia nồng độ cao trên thế giới ...................................................................81
Bảng 9.2: Hiệu suất sinh tổng hợp sinh khối theo đường khử .............................................85
Bảng 9.3: Hiệu suất sinh tổng hợp ethanol theo đường khử ................................................86

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Biểu đồ phân chia lượng bia theo vùng ...............................................................11
Hình 1.2: Vị trí khu công nghiệp Tây Bắc Củ Chi ..............................................................16
Hình 1.3: Giao thông khu công nghiệp Tây Bắc Củ Chi .....................................................18
Hình 2.1: Malt ......................................................................................................................19
Hình 2.2: Hoa Houblon khô .................................................................................................23
Hình 2.3: Hoa Houblon dạng viên .......................................................................................23
Hình 2.4: Hou Houblon dạng cao và dạng viên....................................................................24
Hình 6.1: Phòng nuôi cấy và xử lý men ...............................................................................67

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 8


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Hình 6.2: Khu vực lên men ..................................................................................................68
Hình 9.1: Biến đổi hàm lượng đường khử trong quá trình lên men ....................................84
Hình 9.2: Biến đổi số lượng tế bào nấm men trong quá trình lên men ................................85
Hình 9.3: Hàm lượng ethanol và chất khô trong bia non .....................................................86
Hình 9.4: Biến đổi hàm lượng acetyl trong quá trình lên men ............................................87
Hình 9.5: Biến đổi pH trong quá trình lên men ...................................................................88
Hình 9.6: Hệ thống lên men bia liên tục ..............................................................................89
Hình 9.7: Mô hình hệ thống các thiết bị lên men bia liên tục ..............................................90
Hình 9.8: Mô hình lên men bia liên tục có sử dụng nấm men cố định ................................91
Hình 1: Khu vực nấu bia ......................................................................................................92
Hình 2: Thiết bị nghiền Malt................................................................................................92
Hình 3: Thiết bị làm lạnh dịch nha ......................................................................................92
Hình 4: Thiết bị lọc ống .......................................................................................................92
Hình 5: Thiết bị chiết chai, đóng nắp ...................................................................................92
Hình 6: Tank lên men ..........................................................................................................92

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
1.1.
-

TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BIA TRÊN THẾ GIỚI

Sản xuất bia là một ngành công nghiệp thực phẩm có bước phát triển nhanh chóng. Từ
đầu thế kỉ 20 bia còn xa lạ với nhiều người, song chỉ mấy chục năm sau nó đã trở nên
phổ biến. Ngành công nghiệp này đã có vị trí quan trọng ở nhiều nước và đem lại
nguồn thu nhập to lớn cho công ty sản xuất cũng như nền kinh tế quốc dân. Sản xuất
bia ngày càng tăng cả về chất lượng và sản lượng.

Bảng 1.1: Sản lượng bia toàn thế giới qua các năm
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Năm
1910
1950
1970
1975
1980
1985
1990
1994
1995

Sản lượng toàn thế giới (triệu lít)
10000
21000
50000
60000
70000
100000

110000
116000
119000

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Tăng trưởng(%)
210
238
120
116.7
142.9
110
105.5
102.6

Trang 9


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP
10
11
12

2000
2005
2007

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO
145000

170000
180000

121.8
117.2
105.9

-

Qua bảng trên ta thấy sản lượng bia tăng lên nhanh chóng về sản lượng. Hiện nay trung

-

bình mỗi năm sản lượng tăng trung bình khoảng 300 - 500 triệu lít/năm.
Sản lượng bia sản xuất ra trên thế giới tăng trưởng nhanh, nhưng sản xuất bia lại phân
bố không đều theo các vùng địa lý trên thế giới. Sản xuất bia tập trung ở những vùng

-

có sẵn nguyên liệu và có truyền thống về sản xuất bia.
Sản lượng bia tập trung chủ yếu ở châu Âu và Bắc Mỹ do nơi đây có truyền thống sản
xuất bia đã lâu, nguồn nguyên liệu có sẵn, công nghệ và kỹ thuật sản xuất bia ở trình
độ cao. Sản lượng sản xuất ở khu vực này khá ổn định, tốc độ tăng chậm. Ở các khu
vực này có rất nhiều hãng bia lớn và nổi tiếng trên toàn thế giới. Ở các khu vực khác
sản xuất bia đang tăng dần, đặc biệt sản lượng bia ở châu Á tăng liên tục và khá nhanh.
Ở các khu vực mới chủ yếu là nhập công nghệ sản xuất từ các nước truyền thống sản
xuất bia.

Hình 1.1: Biểu đồ phân chia lượng bia theo vùng (2004)
-

Từ sau những năm 1980 các nước thấy được nguồn lợi to lớn từ sản xuất bia nên đã tập
trung đầu tư phát triển đồng thời đánh thuế cao vào các hàng hóa bia nhập khẩu. Các
hãng bia lớn có nguy cơ bị mất thị trường đã có nhiều cách để thâm nhập vào các nước
bằng hình thức đầu tư trực tiếp 100% hoặc liên doanh. Kết quả của sự chuyển dịch
phương thức xâm nhập thị trường bằng hàng hóa sang đầu tư sản xuất ở chính quốc đã

-

làm thay đổi cơ cấu sản lượng bia trên thế giới.
Mức độ tiêu thụ bia tính bình quân đầu người của các nước là khác nhau. Dưới đây là
những nước có mức tiêu thụ bình quân đầu người cao nhất:
Bảng 1.2: Lượng bia tiêu thụ ở một số quốc gia trên thế giới

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 10


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

TT
Quốc gia
Bình quân đầu người (L/người.năm)
1
Tiệp
154
2

Đức
144
3
Ailen
134
4
Đan Mạch
127
5
Austraylia
120
6
Bỉ
114
7
Newzeland
111
8
Áo
108
9
Hungari
107
10
Anh
104
- Một số nước hiện nay có sản lượng tiêu thụ bình quân đầu người chưa cao nhưng có
tiềm năng lớn về tiêu thụ. Ở những nước này theo dự báo của các hãng sản xuất bia lớn
trong một vài năm tới có thể tăng mức tiêu thụ từ 2 - 4 lít bình quân đầu người/ năm.
Những thị trường triển vọng này đang được các hãng lớn rất quan tâm đầu tư. Một

điểm đáng lưu ý trong tiêu thụ bia trên thị trường thế giới ngày nay là sự cạnh tranh
mạnh mẽ giữa các hãng lớn trên qui mô toàn cầu. Những hãng bia lừng danh đang tìm
mọi cách để thâm nhập vào bất cứ thị trường nào nếu có thể được.

1.2.
-

TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BIA Ở VIỆT NAM

Bia xâm nhập vào nước ta sau thời kỳ Pháp xâm lược năm 1858. Nhà máy bia đầu tiên
được xây dựng ở Việt Nam do một người chủ tư bản Pháp xây dựng ở Hà Nội năm
1890. Bia được sản xuất lúc đó nhằm đáp ứng nhu cầu của quân đội và kiều dân Pháp ở
Việt Nam. Có thể nói được rằng ở miền Bắc nước ta đến năm 1990 chỉ có nhà máy bia
lớn là nhà máy bia Hà Nội. Từ sau năm 1990 thì sản xuất bia bắt đầu phát triển nhanh
và mạnh, ngành bia Việt nam đã có những bước nhảy vọt. Với cơ chế mới, ngành sản
xuất và kinh doanh bia đã có nhiều những thuận lợi và cơ hội phát triển. Hiện nay
ngành sản xuất bia đã có một vị trí quan trọng và đóng góp không nhỏ vào nền kinh tế

-

quốc dân.
Về công nghệ sản xuất bia: Việt Nam đã có nhà máy sản xuất bia ở Hà Nội và Sài Gòn
từ hơn 100 năm nay. Kỹ thuật lạc hậu và trình độ công nghệ thấp đã duy trì đến tận
năm 1990. Từ khi áp dụng nền kinh tế thị trường, tính cạnh tranh tăng lên, các nhà máy
có công nghệ lạc hậu, máy móc cũ bắt buộc phải đổi mới công nghệ và trang thiết bị kỹ
thuật. Bắt đầu từ năm 1990 các nhà máy quốc doanh đã được hiện đại hóa trang thiết bị
nhằm tăng sản lượng, nâng cao chất lượng bia, rút ngắn thời gian sản xuất. Các nhà
máy thường nhập toàn bộ dây truyền sản xuất của các nước tiên tiến hoặc nhập một
phần dây truyền phần còn lại sử dụng các trang thiết bị trong nước sản xuất.

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 11


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP
-

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Một số hãng bia nổi tiếng trên thế giới đã đầu tư vào Việt Nam như Carlsberg, San
Miguel, Heineken, Tiger. Các liên doanh này đã tạo một gương mặt mới cho ngành bia
Việt Nam. Để cạnh tranh trên thị trường tiềm tàng đòi hỏi các hãng phải đầu tư công
nghệ hiện đại. Điều này cũng thúc đẩy các công ty trong nước phải có những điều
chỉnh thích hợp trong môi trường cạnh tranh này.
Bảng 1.3: Một số hãng bia nổi tiếng tại Việt Nam

TT
1
2
3
4
5
6
7
-

Tên dự án
Cty liên doanh rượu bia BGI
Cty liên doanh rượu bia BGI

Nhà máy bia Việt Nam
Nhà máy bia Đông Nam Á
Cty bia Huế
Cty liên doanh San Miguel
Nhà máy bia Tiger

Địa điểm

Tổng vốn đầu tư

Tiền Giang
Đà Nẵng
Tp. Hồ Chí Minh
Hà Nội
Huế
Nha Trang
Tp. Hồ Chí Minh

(1000USD)
4300
23800
49500
20575
24308
33100
34600

Sự bùng nổ về nhu cầu bia trên thị trường Việt Nam mới chỉ xảy ra khoảng hơn 10 năm
trước đây. Sau năm 1991 hàng loạt các nhà máy mới, các liên doanh bia đi vào hoạt
động, lượng bia trên thị trường đã tăng lên mạnh mẽ. Nếu như năm 1990 cả nước mới

sản xuất được 100 triệu lít thì đến năm 1994 đã sản xuất được 290 triệu lít. Các nhà
máy đều không ngừng mở rộng tăng năng suất. Năm 2005 sản lượng bia của cả nước
đạt khoảng 1.5 tỉ lít, và đến năm 2010 đạt 2.5 tỉ lít.
Bảng 1.4: Sản lượng bia qua các năm
Năm
1987
1992
1997
2000
2005
2010

Sản lượng(triệu lít)
84.5
169
667
1000
1500
2500

-

Ngoài năng lực sản xuất trong nước, hàng năm nước ta còn nhập một lượng đáng kể

-

bia từ nước ngoài. Lượng bia nhập vào khoảng 20 - 25 triệu lít.
Loại bia chủ yếu bán ở thị trường Việt Nam là loại bia nhẹ với hàm lượng cồn khoảng

-

4 - 5 độ.
Hiện nay ở Việt Nam có hai công ty bia lớn là Công ty bia Sài Gòn và công ty bia Hà
nội có sản lượng chiếm khoảng 50% lượng bia sản xuất trong nước. Riêng Công ty bia

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 12


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Sài gòn, thường được gọi tắt là Sabeco, hiện chiếm lĩnh hơn 30% thị trường bia ở Việt
Nam. Chất lượng bia của hai công ty này cũng được đánh giá là cao nhất. Bên cạnh đó
còn một số công ty có tên tuổi khác như bia Việt Hà, bia Huda Huế, bia Đại Việt... Một
số tỉnh thành phố đều có công ty bia như bia NaDa ở Nam Định, bia Hải Phòng, bia
Thanh Hóa... Ngoài ra còn có hàng chục các xưởng sản xuất bia quy mô nhỏ phục vụ
nhu cầu bình dân ở địa phương. Theo số liệu của Bộ Công nghiệp, cả nước hiện có trên
300 cơ sở sản xuất bia với công suất thiết kế 1.7 tỷ lít/năm. Trong số các nhà máy bia
hiện đang hoạt động có 19 nhà máy đạt sản lượng sản xuất thực tế trên 20 triệu lít, 15
nhà máy bia có công suất lớn hơn 15 triệu lít, còn lại phần lớn các cơ sở chỉ có năng
-

lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm.
Mức độ tiêu thụ bia của người Việt Nam tăng lên rất nhanh. Năm 1975, bình quân đầu
người là 0.41 lít/người; năm 1985 là 1.35 lít/người; năm 1994 là 4.72 lít/người; hiện

-

nay là 20 lít/người.
Trong khoảng một năm trở lại đây, lĩnh vực sản xuất bia đã có những thay đổi mạnh
mẽ với việc gia tăng năng lực sản xuất ở các nhà đầu tư hiện có và sự có mặt của nhiều
nhà đầu tư mới. Đáng chú ý nhất là các dự án nâng công suất của hai Công ty nội địa là
Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Sài Gòn (Sabeco) và Tổng công ty BiaRượu-Nước giải khát Hà Nội (Habeco). Với tổng cộng xấp xỉ 50% thị phần bia cả
nước (tính theo sản lượng), việc nâng công suất của hai doanh nghiệp (DN) này chắc
chắn sẽ khiến các nhà đầu tư khác phải tính toán kỹ hơn chiến lược của mình. Với nhãn
hiệu quen thuộc Bia Sài Gòn, 333, Sabeco đã triển khai dự án đầu tư mới tăng thêm
200 triệu lít nữa vào năm 2008. Năm 2009, Sabeco đã đạt sản lượng 460 triệu lít và con
số này của 2010 là khoảng 550 triệu lít. Với nhãn hiệu Bia Hà Nội, Habeco hiện có
năng lực sản xuất 150 triệu lít/năm (tại Hà Nội và Thanh Hóa) và dự án sản xuất bia ở
Vĩnh Phúc của Habeco (với công suất 100 triệu lít/năm) đã đi vào hoạt động từ năm

-

2008 và được nâng lên 200 triệu lít/năm vào năm 2010.
Công ty Bia Huế cũng đang triển khai kế hoạch xây dựng nhà máy mới có công suất 50
triệu lít/năm tại Khu công nghiệp Phú Bài (Huế) và Nhà máy liên doanh bia Đông HàHuda với công suất 30 triệu lít/năm tại Quảng Trị. Các nhà đầu tư nước ngoài (ĐTNN)
cũng không đứng ngoài cuộc chơi đầy sôi động này. Ngoài việc đang đưa thêm 2 nhãn
bia mới dành cho phân khúc thị trường cao cấp (ngoài các nhãn hiệu Heineken, Tiger,
Bivina), Công ty Bia Việt Nam vừa hoàn tất kế hoạch đầu tư thêm 39 triệu USD để
nâng công suất từ 150 triệu lít/năm lên 230 triệu lít/năm. Công ty Bia Foster’s Đà Nẵng
đề nghị được điều chỉnh công suất từ 45 triệu lít/năm hiện nay lên mức 85 triệu lít/năm;
Công ty Bia San Miguel cũng nâng công suất từ 20 triệu lít/năm lên 50 triệu lít/năm

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 13

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

vào năm 2010. Liên doanh sản xuất bia giữa Công ty cổ phần Sữa Việt Nam
(Vinamilk) và SAB Miler với công suất 100 triệu lít/năm tại Bình Dương đang được
triển khai xây dựng...
Ngoài hình thức đầu tư 100% vốn nước ngoài hay hợp tác liên doanh, các phương thức

-

cho vay vốn, mua cổ phần của các nhà máy bia nội địa cũng đang được các nhà ĐTNN
quan tâm. Quỹ Carlberg đã có thỏa thuận cho Habeco vay 20 triệu USD để đầu tư xây
dựng Nhà máy Bia Vĩnh Phúc và xa hơn có thể trở thành cổ đông chiến lược của DN
này khi Habeco tiến hành cổ phần hóa. Tập đoàn Bia nổi tiếng Anheuser- Busch (Mỹ)
cũng có kế hoạch trở thành các cổ đông của Sabeco. Sự có mặt ồ ạt của các DN nước
ngoài có tên tuổi cũng cho thấy, bia đang là một lĩnh vực đầu tư rất hấp dẫn.

1.3.

ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY

1.3.1. Địa điểm xây dựng
-

Địa điểm được chọn để xây dựng nhà máy cần đáp ứng được những yêu cầu sau:
Phù hợp với quy hoạch chung của thành phố.
Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và nơi tiêu thụ sản phẩm.
Thuận tiện về giao thông.

Đảm bảo các nguồn điện, nước, nhiên liệu.
Vấn đề cấp thoát nước dễ dàng.
Nguồn nhân lực không quá khan hiếm
Địa hình bằng phẳng, địa chất ổn định, có đất dự trữ cho mở rộng sản xuất.

-

Địa điểm lựa chọn: Khu công nghiệp Tây Bắc Củ Chi, tọa lạc trên quốc lộ 22, huyện
Củ Chi, Thành phố Hồ Chí Minh.
Tổng diện tích: 220 Ha
Giá thuê đất: 40 USD/ m2/ 50 năm
Giá điện: 0.07 USD/KWH
Giá nước: 0.22 USD/KWH
Ngành nghề thu hút đầu tư: Chế biến thực phẩm, Cơ khí, Điện tử, Gỗ và các sản
phẩm về gỗ, Thủy tinh cao cấp, Cao su, Dệt may, Dược, Mỹ phẩm, Hàng tiêu dùng,
-

Sành sứ, Nhôm,… với tổng số nhà đầu tư: 42
Vị trí địa lý:
Khu Công Nghiệp Tây Bắc Củ Chi toạ lạc tại trung tâm Huyện Củ Chi
Cách trung tâm Tp Hồ Chí Minh 32km về phía tây Bắc
Cách sân bay Tân Sơn Nhất: 30 Km
Cách cảng Sài Gòn 36 Km
Nằm sát cạnh đường cao tốc xuyên Á , do đó rất thuận lợi cho tuyến giao thông
từ Tp Hồ Chí Minh đi Campuchia, Thái lan …và ngược lại.

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 14

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 15


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Hình 1.2: Vị trí khu công nghiệp Tây Bắc Củ Chi

1.3.2. Vùng tiêu thụ sản phẩm
-

Sản phẩm do nhà máy sản xuất ra sẽ đáp ứng thị trường tiêu thụ cho khu vực Thành
phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận ở phía Nam Việt Nam như: Đồng Nai, Bình
Dương,…

1.3.3. Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh
-

Nguồn điện: sử dụng mạng lưới điện của khu công nghiệp, nguồn điện cung cấp 24/24,
tuyến điện cung cấp 24kW nhưng để đề phòng sự cố, nhà máy bố trị thêm một trạm

-

biến thế và sử dụng máy phát điện dự phòng
Nguồn nước: dùng nước của khu công nghiệp. Nguồn nước được sử dụng với các mục
đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nấu, vệ sinh thiết bị,… Nước dùng cho sản xuất bia
phải đạt được đầy đủ các chỉ tiêu nước dùng cho sản xuất bia và cần được xử lý thích

-

hợp.
Nguồn lạnh: tác nhân lạnh là NH3, Freon, chất tải lạnh sử dụng glycol và nước muối.

1.3.4. Nguồn cung cấp nhiên liệu
-

Nhiên liệu được sử dụng để cung cấp nhiệt cho nồi hơi phục vụ cho các mục đích khác
nhau như nấu nguyên liệu, thanh trùng, vệ sinh nhà xưởng,…Nhiên liệu được sử dụng

-

ở đây là than đá.
Nguồn thu mua nhiên liệu: công ty than đá Quang Phát.

1.3.5. Nguồn nhân lực
-

Địa điểm xây dựng nhà máy gần các tuyến đường chính, gần khu dân cư nên có nguồn
nhân lực dồi dào. Sử dụng lực lượng lao động tại địa phương nhằm giải quyết công ăn

-

việc làm cho họ vừa không phải lo chỗ ở cho họ.
Các cán bộ, kỹ sư phải có trình độ tổ chức và chuyên môn.

1.3.6. Giao thông vận tải
-

Nhà máy gần trục giao thông, gần đường quốc lộ nên thuận tiện cho việc vận chuyển
nguyên nhiên vật liệu đến nhà máy và vận chuyển sản phẩm cho các đại lý, cửa hàng

-

tiêu thụ bằng đường bộ.
Hệ thống trục đường chính:
Rộng: 36 m
Số làn xe: 4
Hệ thống giao thông trục nội bộ:
Rộng: 17 – 20 m
Số làn xe: 4

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 16


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Hình 1.3: Giao thông khu công nghiệp Tây Bắc Củ Chi

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 17


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN
XUẤT BIA
2.1.

NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT BIA

2.1.1. Malt đại mạch
-

Giới thiệu và mục đích sử dụng malt:

Hình 2.1: Malt
Malt đại mạch là nguyên liệu chính không thể thiếu trong công nghệ sản xuất bia,
đóng vai trò là nguồn cung cấp chất hoà tan cho dịch đường trước lên men.
Malt là một loại bán thành phẩm rất giàu chất dinh dưỡng: chứa 16 ÷ 18% các chất
thấp phân tử dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn giản, dextrin bậc thấp, các acid
amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt có hệ enzyme phong phú, chủ
yếu là protease và amylase.
Malt đại mạch sau khi được sản xuất cần phải đạt thời gian bảo quản tối thiểu trong
cyclo là 1 tháng mới được đưa vào sản xuất bia. Thời gian bảo quản malt không
-

quá 2 năm
Cấu tạo hạt đại mạch:
Cấu trúc bên ngoài: Trong quá trình phát triển, vỏ quả bị kéo dài trong bông lúa,
bông lúa bị tách rời khi đập lúa. Tính chất của vỏ được đánh giá cao qua phần nhăn
của vỏ (lema), nó đảm bảo độ chắc của vỏ. Ở mặt dưới gọi là vỏ bụng (palea). Phần
nhăn phía dưới là vùng tạo rễ, đây là đặc điềm nhận dạng.
Cấu trúc bên trong: Cấu trúc bên trong hạt đại mạch gồm 3 phần chính: mầm, nội
nhũ và vỏ.


Vùng mầm có chứa phôi, chồi mầm lá mà từ đó lá và rễ con mọc lên.



Phần nội nhũ có chứa tinh bột. Trong quá trình nảy mầm các tế bào nội nhũ
cung cấp năng lượng cho phôi phát triển. Nội nhũ được bao bọc bởi lớp alaron
có chứa các tề bào giàu protein, lớp này là điểm khởi đầu quan trọng nhất cho
sự tạo thành enzyme trong quá trình sản xuất malt.

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 18


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP


GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Vỏ đại mạch gồm nhiều lớp khác nhau, tuy nhiên có thể chia thành ba phần
chính: vỏ trong cùng sát lớp alaron là vỏ hạt. Lớp vỏ này bao bọc toàn bộ hạt và
chỉ cho phép nước thấm qua và không cho các muối hòa tan ra ngòai nhờ tính
bán thấm . Lớp kế tiếp bên ngoài là vỏ quả, vỏ này sát với vỏ hạt. Nó bao bọc
vỏ hạt và bản thân được lớp vỏ trấu bên ngoài bao bọc và bảo vệ.

-

Thành phần hóa học của malt
Độ ẩm: 12 – 16%
Tinh bột : 58 ÷ 60%
Đường saccharose : 3 ÷ 5%
Đường khử : 3 ÷ 4%
Những đường khác : 2%
Polysaccharide dạng gum : 2 ÷ 4%
Hemicellulose : 6 ÷ 8%
Cellulose : 5%
Lipid : 2 ÷ 3%
Protein thô (N x 6,25) : 8 ÷ 11%
Dạng hoà tan : 2%
Gluten – protein : 2%
Acid amin và peptide : 3 ÷ 4%
Acid nucleic : 1 ÷ 2%
Tro : 0,2%
Những chất còn lại : 2,2%
Các nhóm enzyme trong malt:


Nhóm enzyme thủy phân glucid: α-amylase, β-amylase.



Nhóm enzyme thủy phân protein: endopeptidase, caboxypeptidase,
aminopeptidase, dipeptidase.


-

Các enzyme khác: Lypoxygenase, phytasase, lipase

Hạt malt là những hạt đại mạch đã được chuẩn bị sẵn sàng các hệ enzyme quan trọng
(amylase và protease) nhằm nhằm tác động lên các thành phần cơ chất của hạt đại
mạch (tinh bột và protein) ở giai đầu tiên của công nghệ chế biến bia. Như vậy malt là
nguồn cung cấp các hợp chất thấp phân tử dễ hòa tan được nấm men sử dụng trong quá

-

trình lên men.
Các chỉ tiêu chất lượng malt:
Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất lượng Malt

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 19


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP
ST

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Chỉ tiêu kiểm tra

Tiêu chuẩn

T
1

Ngoại quan

Màu vàng rơm, không có mốc, không

2
3
4

Độ ẩm
Độ hòa tan trên chất khô xay nhuyễn
Độ hòa tan trên chất khô xay nhuyễn/xay

sâu mọt
≤ 5% khối lượng
≥ 80%
≥ 1,8%

5
6
7

thô

Protein tổng
Hoạt lực diastatic
Cỡ hạt >2,5 mm

9,5-11%
260-320WK
≥ 85%

8
9
10
11
12
13

< 2,2 mm
Độ trong
Thời gian đường hoá
Độ màu
pH
Protein hòa tan
Chỉ số Kolbatch

≤ 1,5%
≤ 5 EBC
< 15phút
3,0-4,5 EBC
5,6-6
4,0-4,7%
38-43

2.1.2. Hoa Houblon
-

Giới thiệu chung:
Cây houblon có tên khoa học là Humulus Lupulus, là một loài thân leo thuộc họ
hàng urticacee, họ morace. Đây là một loại thực vật sống lâu năm (30 – 40 năm),
đơn tính có hoa đực và hoa cái riêng biệt cho từng cây.
Trong công nghiệp bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn. Nếu hoa đã được thụ
phấn thì giá trị công nghệ của chúng bị giảm đi rất nhiều. Vì vậy ta cần phải loại bỏ
ngay những cây đực trong vườn chỉ giữ lại những loại hoa cái nhằm phục vụ cho

-

công nghệ sản xuất.
Mục đích sử dụng: Houblon là nguyên liệu quan trọng được bổ sung vào nhằm mục
đích làm cho bia có vị đắng dịu và hương thơm đặc trưng. Trong hoa houblon có ba
thành phần cơ bản là: chất đắng, tinh dầu thơm và polyphenol. Các chất này chứa trong
các hạt lupulin, các hạt này chiếm tới gần 1/5 khối lượng khô của hoa houblon.
Vai trò của chất đắng: Làm cho bia có vị đắng dịu, tạo ra một đặc tính cảm quan
rất đặc trưng của bia. Khi hoà tan vào dịch đường và tồn tại trong bia, chất đắng là
những hợp chất có hoạt tính sinh học cao, làm giảm sức căng bề mặt giúp cho bia
có khả năng giữ bọt lâu. Với nồng độ thấp, các chất đắng cũng có khả năng ức chế
vi sinh vật khá mạnh. Vì vậy chúng có tính kháng khuẩn rất cao và nhờ đó làm tăng
độ bền bảo quản của bia thành phẩm.
Vai trò của tinh dầu thơm: Khi hoà tan vào dịch đường, tinh dầu tồn tại trong bia
và tạo ra cho bia một mùi thơm đặc trưng rất nhẹ nhàng và dễ chịu. Tinh dầu thơm

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 20


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

dễ hoà tan trong rượu etylic nồng độ cao. Tinh dầu thơm, về bản chất, là một hỗn
hợp phức tạp của các carbohydrate và nhiều hợp chất chứa oxy dạng terpen. Nó
không hoà tan trong nước nhưng dễ bay hơi và có thể được lôi cuốn theo hơi nước.
Vì vậy, mà hơn 90% lượng tinh dầu bay mất trong thời kỳ houblon hoá.
Vai trò của tannin: Chúng được dùng để kết lắng và loại bỏ hợp chất protein cao
phân tử ra khỏi dịch đường, làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia
-

thành phẩm.
Thành phần của Houblon: Bao gồm nhiều chất khác nhau, nhưng những chất đối với
công nghệ sản xuất bia là chất đắng, tannin và tinh dầu thơm. Ngoài ra hoa houblon
còn chứa một số chất khác như: protein, sáp, các hợp chất phi protein, cellulose... các
chất này có thể tham gia ít hoặc hoàn toàn không tham gia vào quá trình sản xuất bia.
Bảng 2.2: Thành phần của hoa houblon sau khi sấy

-

Thành phần
Hàm lượng (%)
Nước
10 – 11
Nhựa đắng tổng số
15 – 20

Tinh dầu
0,5 – 1,5
Tannin
2–5
Monosaccharide
2
Pectin
2
Amino acid
0,1
Protein
15 – 17
Lipid và sáp
3
Chất tro
5–8
Cellulose, lignin và các chất khác
40 – 50
Các dạng chế phẩm Houblon:
Dạng hoa cánh khô: Hoa đã sấy khô đến độ ẩm <13%, sau đó được ép chặt thành
bánh, bọc kín trong các loại giấy đặc biệt, đồng thời có thể nạp thêm khí trơ để
ngăn chặn tối đa tình trạng giảm chất lượng do bảo quản.

Hình 2.2: Hoa houblon khô

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 21

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Dạng hoa viên: Một cách bảo quản có hiệu quả các thành phần trong houblon là tạo
thành viên. Trong quy trình chế biến này: hoa houblon đã sấy khô được nghiền
thành bột, sau đó ép thành viên. Ở dạng viên hoa houblon có thể định hướng và bổ
sung dễ dàng. Các viên hình trụ với kích thước 10 – 15 x 6mm.

Hình 2.3: Hoa houblon dạng viên
Dạng cao hoa: Người ta đã sử dụng nhiều loại dung môi hữu cơ (như hexan,
methanol, methylen chlorua, trichloethylen, ethanol) để trích ly các nhựa đắng và
tinh dầu thơm của hoa houblon, sau đó làm bay hơi dung môi. Trong quá trình tách
dung môi này, phần lớn các tinh dầu thơm cũng bị mất theo. Cao hoa thu được nhớt
và có màu xanh da trời, được bảo quản trong các hộp hoặc chai và rất bền trong quá
trình bảo quản. Nhược điểm chủ yếu của cao hoa là hàm lượng tinh dầu thơm thấp,
ngoài ra các nhà sản xuất bia còn lo ngại nguy cơ còn sót lại gốc hữu cơ của dung
-

môi nên có thể mang độc tố và ảnh hưởng đến môi trường.
Đánh giá chất lượng Houblon:
Nhà máy bia sử dụng houblon dạng cao và houblon dạng viên.

Hình 2.4: Houblon dạng cao và dạng viên

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 22

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Bảng 2.3: Chỉ tiêu kiểm tra hoa Houblon
Houblon
Dạng viên

Cảm quan
Màu xanh oliu, mùi thơm

Hàm lượng -acid
8%

Dạng cao

đặc trưng
Màu vàng sậm, mùi thơm

30-35%

đặc trưng
-

Bảo quản hoa houblon: Nhằm đảm bảo chất lượng hoa houblon, ổn định các thành
phần trong hoa, hiện nay tại nhà máy hoa mới nhập về được chứa trong kho với nhiệt
độ 6-7oC. Mỗi ngày sẽ chuyển đủ lượng hoa để sản xuất trong ngày cho phân xưởng
nấu. Tại phân xưởng nấu, hoa cũng được tiếp tục bảo quản ở nhiệt độ mát khoảng 18 oC
để thành phần của hoa ít bị thay đổi.

2.1.3. Nước
-

Mục đích sử dụng: Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng trong sản xuất
bia. Hàm lượng nước trong bia chiếm từ 77 – 90%. Thành phần và tính chất của nước
ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng thành phẩm. Trong
sản xuất bia cần một lượng nước rất lớn như để nghiền ướt malt, trong quá trình nấu,
quá trình lọc, một lượng lớn nước công nghệ được đưa vào dịch nấu. Đối với gạo, nước
có nhiệm vụ làm trương nở tinh bột, giúp quá trình thủy phân dễ dàng và làm loãng
dịch hồ tinh bột. Đối với malt, nước được sử dụng để hòa tan các chất chiết, khi dịch
hồ tinh bột được làm loãng thì việc vận chuyển và đảo trộn sẽ được dễ dàng hơn. Đồng
thời nước cũng có nhiệm vụ chiết rút tất cả các chất hòa tan còn bám sót lại trong vỏ
malt, nhằm nâng cao lượng chất hòa tan trong dịch đường chuẩn bị đem đi nấu với cao

-

và hoa houblon... Tóm lại, chất lượng nước ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bia.
Yêu cầu kỹ thuật của nước trong sản xuất bia:
Bảng 2.4: Chỉ tiêu hóa lý của nước
Chỉ tiêu
pH
Độ cứng tạm thời
Độ cứng vĩnh cửu
Amoniac (NH3)
Nitrit (-NO2)
Muối ăn (NaCl)
Chì (Pb)
Chất hữu cơ

Hàm lượng

6.8 – 7.4
0.7
0.4 – 0.7
5
0
70 – 100
0.1
0.5 - 2

Chỉ tiêu
Muối carbonate
Magie (Mg)
Clorua (Cl)
Đồng (Cu)
Kẽm (Zn)
Sắt (Fe)
Asen (As)
Flo (F)

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Hàm lượng
50
100
7.5 – 150
3
5
0.3
0.05
0.7

Trang 23


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Bảng 2.5: Chỉ tiêu vi sinh của nước
Loại vi sinh vật
Vi sinh vật hiếu khí
Vi sinh vật kỵ khí
Vi khuẩn E.coli
Vi khuẩn gây bệnh lị hoặc thương hàn
Trứng giun sán

Số lượng (cfu)
< 100
0
< 20
0
0

2.1.4. Nấm men
-

Cấu tạo nấm men bia:
Nấm men bia là loại sinh vật đơn bào, kích thước tế bào nấm men bia trung bình 69 µm, sinh sản bằng hình thức nảy chồi.
Nhân tế bào ở giữa lớp nguyên sinh chất có chứa một số hạt nhỏ li ti và các không
bào. Nó sẽ to lên khi men bia bị thiếu chất dinh dưỡng hoặc già cỗi.

Vỏ tế bào chiếm 20% trọng lượng tế bào, là màng bán thấm có chức năng thẩm
thấu các phân tử đạm và đường rất bé thuộc loại dinh dưỡng của nấm men.
Chất đạm trong tế bào chiếm 45 – 70%
Chất béo chiếm 2 – 5%
Chất khoáng loại phosphatase chiếm 8%
Ngoài ra, còn có vitamin B1, B2 và một ít vitamin C, các chất phân giải đạm, đường
để phục vụ cho quá trình lên men, hô hấp và tổng hợp.
Trong sản xuất bia, nấm men sẽ lên men dịch đường thành CO 2, C2H5OH. Bên cạnh

-

đó còn tạo ra nhiều sản phẩm bậc hai khác có ảnh hưởng đến chất lượng của bia.
Yêu cầu nấm men trong sản xuất bia:
Tế bào to khỏe, hình dáng đặc trưng
Nấm men thuần khiết.
Nấm men có khả năng chịu cồn, áp suất thẩm thấu, oxy, nhiệt độ và nồng độ CO 2
phù hợp với từng nhà máy.
Có khả năng kết bông hay kết lắng tốt.
Có khả năng sống sót cao cho mục đích tái sử dụng.
Đặc tính di truyền ổn định cao.

-

Chủng nấm men được nhà máy sử dụng là Saccharomyces Carlsbergensis – nấm men
chìm:
Nhiệt độ lên men: 6 – 140C
Quá trình xảy ra trong lòng môi trường.
Có khả năng lên men hoàn toàn (vì có thể lên men đường rafinosse hoàn toàn).
Khi lên men xong, các tế bào kết thành chùm hoặc chuỗi rồi lắng xuống đáy thùng
lên men rất nhanh, nhờ vậy bia chóng tự trong hơn so với lên men nổi.

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Trang 24


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CNTP

GVHD: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Ngoài ra chủng nấm men này còn có khả năng tái sử dụng tốt (6 - 8 đời), tỷ lệ tế
bào chết < 10%.

2.1.5. Thế liệu
-

Định nghĩa: Thế liệu là những nguyên liệu giàu glucid có thể thay thế một phần malt

-

đại mạch trong sản xuất bia.
Mục đích:
Giảm giá thành sản phẩm.
Cải thiện một vài tính chất của sản phẩm: tăng độ bền keo, cải thiện độ trong, độ
màu của bia...
Góp phần đa dạng hóa thị trường sản phẩm.

-

Phân loại thế liệu:

Chứa đường: saccharose, syrup thủy phân tinh bột (maltose, glucose...)
Chứa tinh bột
 Ngũ cốc: đại mạch, gạo, bắp (tách phôi), lúa miến...
 Củ: khoai mì, khoai tây...
 Tinh bột

-

Yêu cầu kỹ thuật của thế liệu:
Thế liệu phải dồi dào nguồn glucid. Vì vậy, các loại ngũ cốc thường được chọn làm
thế liệu trong sản xuất bia.
Chất lượng của thế liệu ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bia (mùi, vị, màu
sắc...). Vì vậy phải quan tâm đến thành phần hóa học của thế liệu.

-

Nhà máy sử dụng thế liệu là gạo. Gạo được các nhà sản xuất bia ưa chuộng vì nó chứa
ít tinh dầu hơn so với ngô và khi được chuyển hoá hoàn toàn trong nhà nấu, gạo tạo ra
bia có màu sáng, vị tinh khiết. Nhưng do nhiệt độ hồ hóa của gạo cao (64-780C), không
có sẵn hệ enzyme amylase nên phải bổ sung chế phẩm enzyme trong quá trình nấu. Đối
với công nghệ của nhà máy bia đang thiết kế, nguồn thế liệu được sử dụng là gạo và
gạo được thu mua từ các tỉnh Nam Bộ. Việc sử dụng gạo trong sản xuất bia đem lại
những ưu điểm:
Giảm giá thành sản phẩm.
Đa dạng hóa sản phẩm với nhiều hương vị khác nhau.
Tăng thời gian bảo quản của thành phẩm.
Bảng 2.6: Chỉ tiêu kiểm tra gạo
STT

Chỉ tiêu kiểm tra

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN BIA

Yêu cầu

Trang 25