Thiết kế phân xưởng nấu bia có năng xuất 8 triệu lít một năm

LỜI MỞ ĐẦU
Bia là một loại nước giải khát có từ lâu đời và được nhân dân trên thế giới
rất ưa chuộng. Bia được chế biến từ hai loại nguyên liệu chính là Malt và hoa
Hublon. Bia là loại đồ uống có nhiều bọt mịn, có vị đắng dễ chịu và nồng độ cồn
thấp. Hàm lượng các chất hoà tan trong Bia không nhiều chỉ khoảng 5 - 10% tuỳ
theo loại Bia, nhưng hầu hết các chất hoà tan này khi vào trong cơ thể thì đều
được cơ thể con người hấp thụ rất tốt và Bia cũng cung cấp nhiệt lượng tương
đối lớn.
Ngoài ra Bia còn chứa một lượng nhỏ các chất kích thích, làm tăng cường
sự tiêu hoá thức ăn của dạ dầy. Trong Bia cũng chứa nhiều loại Vitamin khác
nhau (tuy hàm lượng các Vitamin này không nhiều) tiêu biểu như VitaminB 1,
VitaminB2, VitaminB6 và các Vitamin khác.
Nước ta là một nước thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nên nhu cầu về nước giải
khát rất cao.
Tuy nhiên, do nền kinh tế của nước ta còn chậm phát triển, đời sống của
người dân chưa cao cho nên việc lắp đặt những nhà máy có quy, có năng suất
lớn ở các địa phương là một điều chưa hợp lý, trong khi đó việc xây dựng các cơ
sở sản xuất Bia có quy mô vừa và nhỏ tại các địa phương là một việc rất cần
thiết.
Bởi vì nó sẽ đáp ứng nhu cầu cấp thiết của bà con của nông dân. Đồng thời
sẽ hạn chế được việc nhập khẩu một số mặt hàng như Bia chai, Bia lon có giá
thành cao vào thị trường Việt Nam.
Ngoài ra còn tạo ra công ăn việc làm giải quyết được rất nhiều lao động
nông thôn góp phần vào công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước theo
đúng chủ chương mà đại hội IX của Đảng và Nhà Nước ta đang tích cực hoạt
động.
Từ những lợi ích trên mà em được giao nhiệm vụ:
"Thiết kế phân xưởng nấu bia có năng xuất 8 triệu lít/năm "
Với 100% là Bia hơi và có sử dụng nguyên liệu gạo làm nguyên liệu thay
thế.

NỘI DUNG
Phần I: Lập luận kinh tế
chọn địa điểm xây dựng thành phố Thái Bình
1. Vị trí địa lý
Thái bình là một tỉnh nằm bên bờ biển đông, thuộc Đồng Bằng châu thổ
Sông Hồng.
Thái bình cách Thủ Đô Hà Nội 110 km.
Thái bình cách Thành Phố Hải Phòng 70 km.
Thái bình cách Thành Phố Nam Định 18 km.
Giáp danh biên giới với các tỉnh và thành phố:
Phía Bắc: hải dương, hưng yên, thành phố hải phòng.
Phía Nam: nam định.
Phía Tây: hà nam.
Phía Đông: vịnh bắc bộ.
20 017 " - 22 0 44" Vĩ Độ Bắc.

Toạ Độ Địa Lý:

106 006 " - 106 039" Kinh Đông.
Diện tích:

1.543 km2.

Dân số:

1.814 nghìn người.

Mật độ trung bình:

1.176 người/ km2.

Thái Bình về đơn vị hành chính gồm có:
Thành Phố Thái Bình.
Huyện Quỳnh Phụ.
Huyện Đông Hưng.
Huyện Hưng Hà.
Huyện Thái Thuỵ.


Huiyện Kiến xương.
Huyện Tiền Hải.
Huyện Vũ Thư.
Bảng tổng quan về dân số và diện tích của các đơn vị hành chính.
Đơn vị

Diện tích

Dân số

Mật độ trungbình

hành chính

( km2)

( người )

(người/ km2)

43,30

132.561

3.061

Quỳnh Phụ

207,34

243.165

1.173

Hưng Hà

200,33

248.310

1.240

Thái Thuỵ

256,83

263.403

1.026

Đông Hưng

198,35

252.822

1.275

Vũ Thư

198,43

227.058

1.144

Kiến Xương

213,08

237.818

1.116

Tiền Hải

225,85

209.348

927

Thành Phố Thái
Bình

2. Giao thông
Hệ thống giao thông chính:
Đường bộ: Bao gồm các đường quốc lộ 10, quốc lộ 39, quốc lộ 39B, quốc
lô. 223 và các trục đường giao thông liên huyện liên xã rất rộng và đẹp.
Đường thuỷ: Bao gồm hệ thống các con sông như Sông Hồng, Sông Luộc,
Sông Trà Lý và Sông Hoá.
Các con sông đều có các cầu lớn như Cầu Tân Đệ, Cầu Thái Bình, Cầu Trà
Lý và Cầu Triều Dương.
Do vậy mà hệ thống giao thông của Thái Bình gặp rất nhiều thuận lợi.
3. Nguồn cung cấp nguyên liệu
Nguyên lệu để sản xuất bia:


Malt nhập từ nước ngoài bằng đường bộ hay có thể nhập Malt từ nhà máy
sản xuất Malt Băc Ninh bằng đường sông.
Gạo là nguyên liệu sãn có tại địa phương.
4. Nguồn cung cấp nhân lực
Nguồn nhân lực của Thái Bình rất dồi dào và có chất lượng rất cao. Với
dân số 1814000 người tỷ lệ lao động có trình độ phổ thông trung học trở lên là
15,8%.
Bản chất lao động cần cù chăm chỉ điều này rất có ý nghĩa trong lao động
và sản xuất.
5. Kết cấu hạ tầng xây dựng
Kết cấu hạ tầng xây dựng địa chấn ổn định, mặt bằng xây dựng thì rộng
lớn, nguyên liệu dùng trong xây dựng được phục vụ tai chỗ.

6. Nguồn cấp thoát nước
Nguồn nước nhà máy sản xuất bia có thể sử dụng là nguồn nước máy thành
phố và nguồn nước nguồn có chất lượng rất tốt hoàn toàn có khả năng đáp ứng
được các tiêu chuẩn về độ đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.


Phần II:
Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ
1. Giới thiệu Nguyên liệu sản xuất bia
1.1. Nguyên liệu Malt
1.1.1. Thành phần hoá học
Nguyên liệu dùng để sản xuất Malt là hạt đại mạch. Thành phần hoá học
của hạt đại mạch rất phức tạp nó phụ thuộc vào các yếu tố như giống, đất đai và
diều kiện khí hậu nơi trồng. Nhìn chung thành phần hoá học của hạt đại mạch
như sau.
* Nước:
Nước hay còn được gọi là độ ẩm có trong hạt đại mạch.Độ ảm của hạt đại
mạch có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình nẩy mầm, quá trình bảo quản và quá
trình sản xuất Malt. Nếu hạt có độ ẩm quá cao thì hạt sẽ hô hấp mạnh, khối hạt
rất dễ tự bốc nóng làm cho các chất dinh dưỡng có trong hạt sẽ giảm nhanh
trong quá trình bảo quản ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng của Malt. Mặt khác
độ ẩm của hạt cao còn tạo điều kiện cho nấm mốc và vi sinh vật phát triển phá
hỏng khối hạt. Ngược lại nếu độ ẩm của hạt quá nhỏ thì công việc bảo quản sẽ
gặp nhiều thuận lợi hơn nhưng lại làm hạn chế khả năng nảy mầm của hạt cũng
sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình sản xuất Malt. Từ đó mà người ta phân loại
hạt đại mạch ra làm các dạng sau:
Loại khô:

W < 14%.

Loại hạt trung bình:

W < 14 - 15,5%.

Loại ẩm:

W < 15,5 - 17%.

Loại ướt:

W > 17%.


* Gluxit:
Trong hạt đại mạch, Gluxit là thành phần quan trọng nhất mà quan trọng
hơn cả là tinh bột, nó chiếm khoảng 55 - 65% so với tổng chất khô có trong
nguyên liệu. Trong hạt đại mạch tinh bột được coi là chất dự trữ năng lượng của
cơ thể, chúng nằm trong phần nội nhũ bên trong của hạt. Tinh bột của hạt đại
mạch không hoà tan trong nước nhưng nó hút nước trương nở ở nhiệt độ thường
và bị hồ hoá ở nhiệt độ cao. Tính chất hồ hoá của tinh bột có ý nghĩa lớn trong
quá trình sản xuất bia vì tinh bột đã được hồ hoá thì quá trình đường hoá sẽ được
tiến hành nhanh và triệt để hơn. Nhiệt độ hồ hoá của các loại tinh bột khác nhau
thì khác nhau, nhiệt độ hồ hoá của tinh bột đại mạch và ngô là: 80 0C. Nhiệt độ
hồ hoá của tinh bột gạo là: 85 0C, còn của khoai tây là: 650C. Về cấu trúc của hạt
tinh bột đại mạch bao gồm Amilo và Amilo Pectin, trong đó Amilo chiếm 17 24% trọng lượng hạt tinh bột còn Amilo Pectin là 76 - 83%.
Ngoài tinh bột trong thành phần Gluxit còn có Xenluloza, Hemi
Xenluloza, Pentoza, Maltoza và các Glucozit, nhưng với hàm lượng nhỏ và hầu
như không có giá trị trong qúa trình sản xuất bia.
Trong hạt đại mạch còn chứa 1,8% ( so với lượng chất khô ) đường Mono
Saccarit và Di Saccarit, tuy chúng có hàm lượng nhỏ nhưng có tác dụng rất lớn

trong quá trình sống và phát triển của mầm.
* Các hợp chất có chứa Nitơ:
Các hợp chất Nitơ của đại mạch quan trọng nhất là Protit, hàm lượng của
nó không cao nhưng nó liên quan mật thiết đến chất lượng của bia. Ngay từ giai
đoạn đầu của quá trình sản xuất bia, Protit ảnh hưởng rất lớn đến sự nảy mầm và
phát triển của mầm đại mạch. Trong quá trình nấu bía Protit bị thuỷ phân thàmh
Axit Amin, một phần các Axit Amin này tác dụng với đường khử để tạo thành
Mela Noitdin. Các chất này làm cho bia có thêm hương thơm vị ngọt. Ngoài ra
trong quá trình sản xuất bia Protit còn tham gia vào qúa trình tạo bọt và giữ bọt
cho bia. Hàm lượng chung về các hợp chất Nitơ trong đại mạch là: 10 -12%.


* Các chất béo:
Các chất béo trong hạt đại mạch chủ yếu là Este của Glyxerin và các axit
béo bậc cao. Các chất béo này thường ở dạng dầu sánh có màu vàng thẫm và có
mùi thơm dịu. Hàm lượng các chất béo trong hạt đại mạch vào khoảng 2,5 - 3%.
* Các chất khoáng:
Đa số các chất khoáng trong hạt đại mạch nằm ở dạng liên kết của các hợp
chất hữu cơ ( có tới 80% ) chỉ còn lại một lượng rất nhỏ các chất khoáng ở dạng
các muối vô cơ. trong thành phần các chất khoáng của hạt đại mạch một số chất
khoáng có hàm lượng đáng kể là: Natri, Kali, Silic và PhotPho....
* Các enzyme:
Trong quá trình chín sự hoạt động của các enzyme trong hạt đại mạch giảm
dần và đến khi hạt chín hoàn toàn thì sự hoạt động của các enzyme giảm xuống
tới mức tối thiểu. Nhưng đến khi ngâm và nảy mầm do có điều kiện thích hợp,
các enzyme này lại hoạt động trở lại. Mặt khác trong quá trình nảy mầm nột số
enzyme cũng được hình thành trong hạt đại mạch. Nhìn chung các enzyme
trong hạt đại mạch được chia thành hai nhóm là: Nhóm enzyme Thuỷ Phân và
nhóm enzyme Oxy Hoá Khử.
+ Nhóm enzyme thuỷ phân:

Trong malt đại mạch có các enzyme thuỷ phân chính sau:
ỏ - Amilaza, õ - Amilaza, Sitaza, Proteaza, Lipaza, Phophattaza.
- ỏ - Amilaza:
Hoạt động được hình thành trong quá trình nảy mầm của hạt đại mạch. Tác
dụng chính của enzyme này là phân cắt mạch tinh bột thành các Dextrin. điều
kiện thích hợp để enzyme này hoạt động là: t0 = 700C, pH = 5,6 - 5,8 .
- õ - Amilaza:
Có sẵn trong hạt đại mạch nhưng thời kì nảy mầm độ hoạt động của nó
tăng lên nhiều lần. Nhưng tác động chính của enzyme này là phân cắt mạch tinh


bột để tạo thành Maltoza. Điều kiện thích hợp để enzyme này hoạt động là: t

0

=550C, pH = 4,6 - 5,4.
- Proteaza:
Enzyme này có sẳn trong hạt đại mạch nhưng trong quá trình nảy mầm độ
hoạt động của nó được tăng lên rất nhiều lần ( khoảng 3 lần ).
Enzyme này có vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất malt và bia. Độ
hoạt động của enzyme này thích hợp ở t0 = 500C, pH = 4,8 - 5,3.
- Lipaza:
Enzyme này cũng hoạt động mạnh khi hạt nảy mầm nhưng trong quá trình
sấy malt enzyme này hầu như bi phá huỷ.
+ Nhóm enzyme Oxy hoá khử:
Các enzyme này tham gia vào các quá trình trao đổi năng lượng của các tế
bào sống. Enzyme này có vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất malt, khi
tiến hành sấy malt, thì hoạt tính của enzyne này hầu như bị phá huỷ.
1.1.2. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng malt đại mạch
+ Chỉ tiêu cảm quan:

- Malt màu vàng rơm sáng.
- Mùi tự nhiên đặc trưng.
- Vị ngọt dịu, nhẹ.
- Không lẫn tạp chất.

+ Chỉ tiêu hoá lý:
- Tỷ trọng:
- Độ ẩm:

30 - 38 gam/1000 hạt.
≤ 7%.

- Dung trọng của hạt: 500 - 580 gam/ lít hạt.


- Kích thước hạt:

d = 2,5 - 2,8 mm.

+ Chỉ tiêu hoá học:
- Độ hoà tan:
- PH dịch triết:

65 - 82% theo hàm lượng chất khô.

5,8 - 5,9.

+ Thành phần các chất tính theo % chất khô:
- Tinh bột:

50 - 65%.

- Xenlulo:

4 - 6%.

- Saccaro:

3 - 5%.

- Đường khử:

2 - 4%.

- Pentoza:

7 - 10%.

- Protit:

7 - 12%.

- Chất béo:

2 -3%.

- Chất tro:

2 - 3%.

1.2. Hoa hublon
1.2.1. Thành phần hoá học của hoa hublon
Hoa hublon có hai loại: hoa đực và hoa cái.
Trong kỹ thuật sản xuất bia người ta chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn vì
những hạt phấn của hoa này chứa rất nhiều chất đắng và chất thơm của hoa
Hublon. Hoa đực không được sử dụng vì nó bé và chứa rất ít lượng Lupulin.
Hiện nay có tới trên 100 giống hoa Hublon khác nhau được trồng ở nhiều nước
trên thế giới. Những nước trồng nhiều hoa Hublon là Tiệp Khắc, Đức, Liên Xô,
Mỹ, Pháp, Trung Quốc...
* Các chất đắng:


Đây là phần có giá trị và quan trọng nhât của hoa Hublon, nó làm cho bia
có vị đắng đặc biệt, ngoài ra nó còn tham gia vào sự tạo bọt và giúp cho bia
được bảo quản lâu dài. Các chất đắng của hoa Hublon bao gồm ỏ - axit đắng, õ axit đắng và nhựa đắng.
+ ỏ - axit đắng ( còn gọi là Lupulin) là chất có vị đắng mạnh và có độ hoạt
động bề mặt lớn. Trong quá trình sản xuất bia Lupulin là chất tạo bọt tốt và có
khả năng kháng sinh mạnh chính vì vậy Lupulin là phần có giá trị nhất trong hoa
Hublon.
- Công thức nguyên của ỏ axit đắng là: C21H30O5.
õ - axit đắng ( còn gọi là Lupulin) có vị đắng yếu hơn nhưng lại có tính
kháng sinh mạnh hơn và có độ hoạt động bề mặt hay khả năng tạo bọt cũng yếu
hơn.
- Công thức nguyên của õ - axit đắng là: C26H38O4.
+ Nhựa đắng là sản phẩm trùng hợp Polime hoá, Este hoá và Oxy hoá của
các axit đắng. Thông thường trong hoa có khoảng 1 - 2% nhựa đắng tương
đương với 12% lượng chất đắng chung nêú đại lượng này tăng lên đến 15% thì
có thể do quá trình thu hoặch hoặc sấy không đúng kỹ thuật còn nếu vượt quá
20% thì hoa đã bị hỏng.
+ Chất chát (Tanin) chất chát trong hoa Hublon có ảnh hưởng rất lớn tới

chất lượng bia thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia Tanin có thể tác dụng
với Protit tạo thành hợp chất muối Tanat Protoin không tan. Điều này có tác
dụng tránh cho bia bị đục nếu trong bia có hàm lượng Protit lớn, đồng thời nếu
hàm lượng Tanin vừa phải nó chỉ làm kết tủa các Protit kém bền vững nên nó
làm tăng tính bền vững keo Protit của dung dịch. Ngược lại nếu hàm lượng
Tanin quá cao thì làm cho Protit khó kết tủa cũng bị kết tủa do đó làm giảm khả
năng tạo bọt của bia. Ngoài ra nếu hàm lượng Tanin vừa phải còn làm cho bia có
vị chát nhẹ dễ chịu.
- Công thức phân tử của Tanin là: C25H24O13.


+ Tinh dầu:
Tinh dầu hoa Hublon ở dạng lỏng có màu vàng sánh và có mùi thơm mạnh.
Trong thành phần tinh dầu có tới 103 chất khác nhau, chúng ở các dạng chính
sau: Terpen, Rượu, Aldehit, Xeton, Ete và Axit. Ngoài tinh dầu mùi thơm của
bia còn do sự biến đổi của các chất đắng ( nhất là do axit đắng ) gây nên.
1.2.2. Đánh giá chất lượng hoa Hublon
Dựa theo những nhận xét về cảm quan và một số thành phần chính người ta
chia hoa Hublon ra một số loại sau:
+ Loại 1:
Hoa có màu vàng đến màu vàng óng những cánh hoa toả đều không bị
rách và không sâu bệnh các hạt Lupulin phải có màu vàng hay màu vàng óng, có
mùi thơm đặc trưng và dễ chịu.
Hàm lượng các chất tính theo chất khô như sau:
- Tạp chất :

1,75%.

- Chất đắng: ≥ 15%.
- Lượng tro: ≤ 10%.

+ Loại 2:
Hoa có màu vàng lục và có những chấm đỏ trên cánh hoa cho phép một số
cánh hoa bị rách đến 1,5 cm và số hoa bị sâu bệnh không quá 1%. Màu của các
hạt Lupulin vàng hay vàng sẫm có mùi thơm đặc trưng.
Hàm lượng các chất tính theo chất khô như sau:
- Tạp chất:

< 3%.

- Chất đắng: ≥ 12%.
- Chất tro:
+ Loại 3:

≤ 11%.


Hoa có màu xanh vàng đến vàng, trên cánh hoa có nhiều vết đỏ và bị rách
nhiều. Số hoa bị bệnh không quá 5 %, hạt Hupulin có màu vàng sẫm có mùi đặc
trưng nhưng hơi nồng.
Hàm lượng các chất tính theo chất khô như sau:
- Tạp chất:

< 9%.

- Chất đắng:

≥ 10%.

- Chất tro:

≤ 12%.

* Thành phần:
+ Nước:

10 - 11%.

+ Các chất nhựa đắng:

15 - 21%.

+ Xenluloza:

40 - 50%.

+ Các chất chứa Nitơ:

15 -17%.

+ Tinh dầu thơm:

0,5 - 5%.

+ Các chất tro:

5 - 8%.

+ Poliphenol:

2 - 5%.

+ Các chất triết không chứa Nitơ:

27%.

Hiện nay người ta thường sử dụng hoa Hublon dạng viên, dạng cao hoa và
dạng cánh để nấu bia.
Lượng hoa dùng để nấu cho sản phẩm là bia hơi là 2g hoa cánh/1 lit bia hơi
và thông thường tỷ lệ hoa Hublon sử dụng như sau:
Cao hoa :

30%.

Hoa viên:

65%.

Hoa cánh:

5%.

Tỷ lệ quy đổi như sau:
1 kg cao hoa = 6 kg hoa cánh.


1 kg hoa viên = 1,4 kg hoa cánh.
1.3. Nước dùng trong sản xuất bia
Trong quá trình sản xuất bia nước cần rất nhiều kể từ khi ngâm đại mạch
cho đến khi tạo được bia thành phẩm. Trong mỗi công đoạn của quá trình sản
xuất yêu cầu về nước là khác nhau:

1.3.1. Nước dùng để ngâm đại mạch
Nước dùng để ngâm đại mạch yêu cầu không chứa nhiều tạp chất hữu cơ
và vi sinh vật, vì khi trong nước có lẫn các tạp chất này thì sẽ ảnh hưởng rất lớn
đến sự nảy mầm của hạt đại mạch. Các chất khoáng có trong nước cũng có ảnh
hưởng rất lớn đến sự nảy mầm của hạt. Đặc biệt là các muối Cacbonat và Di
Cacbonat vừa có tác dụng hoà tan chất đắng có trong vỏ trấu của hạt đại mạch,
vừa có tác dụng làm tăng chất lượng của malt. Đồng thời còn có tác dụng làm
giảm nồng độ axit của môi trường làm ảnh hưởng xấu tới quá trình nảy mầm của
hạt đại mạch. Cho nên việc chọn một loại nước sạch thích hợp hoàn toàn cho
quá trình ngâm hạt đại mạch là rất khó thực hiện được. Song qua thực tế đã cho
thấy rằng: Để ngâm đại mạch cần phải dùng nước mềm vơi môi trường axit yếu
H = 6 - 7. Riêng quá trình rửa hạt nên dùng nước có độ cứng tạm thời. Nếu

P

nước có nhiều ion Fe và Mg thì nên loại bớt trước khi ngâm vì nó gây ảnh
hưởng xấu đến sự nảy mầm của hạt.
1.3.2. Nước dùng để nấu dịch malt
+ Để quá trình nấu dịch malt được thực hiện tốt yêu cầu nước nấu dịch malt
phải có môi trường axit yếu. Vì vậy các muối Cacbonat và Di Cacbonátc ảnh
xấu tới quá trình nấu dịch malt vì nó làm giảm nồng độ axit của dung dịch.
Ngược lại muối Canxi Sunfat và Magie Sunfat thì sẽ có các phản ứng diễn ra
làm giảm hiệu suất của quá trình đường hoá:
2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 = CaHPO4 + K2HPO4 + 2CO2

+ 2H2O

2KH2PO4 + Na2CO3

+

= Na2HPO4 + K2HPO4 + CO2

H2 O


Vì K2HPO4 và Na2HPO4 có tính kiềm nên khi có mặt của Canxi Sunfat và
Magie Sunfat thì tạo ra các muối kết tủa. Ngoài ra còn tạo ra muối KH 2PO4 làm
cho dịch ngâm trở thành môi trường có tính axit mạnh hơn.
4K2HPO4 + 3CaSO4

=

Ca3(PO4)2 + 2KH2PO4 +

3K2SO4

4K2HPO4 + 3MgSO4

=

Mg3(PO4)2 + 2KH2PO4 +

3K2SO4

+ Các muối Clo và Nitrat của Canxi và Magie cũng có tác dụng làm giảm
độ kiềm của dịch nấu tương tự như muối Sunfat của Canxi và Magie.
Nên ta có phương trình phản ứng như sau:
2KH2PO4 + CaCl2

= CaHPO4 + K2HPO4 + 2KCl

2KH2PO4 + MgCl2

=

MgHPO4 + K2HPO4 + 2KCl

2KH2PO4 +

=

Na2HPO4 + K2HPO4 + 2KCl

NaCL

Vì K2HPO4 và Na2HPO4 có tính kiềm nên khi có mặt của Canxi Nitrat và
Magie Nitrat tạo ra các muối kết tủa và làm cho dịch nấu trở thành môi trường
có tính axit mạnh hơn ( Do muối KH2PO4 có tính axit yếu).
4K2HPO4 + 3Ca(NO3)2

= Ca3(PO4)2

+ 2KH2PO4 + 6 KNO3

4K2HPO4 + 3Mg(NO3)2 = Mg3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 6KNO3
Vì vậy các muối Clo, Sunfat, Nitrat của Canxi và Magie có tác dụng tốt đối
với quá trình nấu dịch đường.
Nhưng nếu hàm lượng các muối này quá lớn cũng ảnh hưởng có không tốt
tới chất lượng của bia, vì muối K2SO4 và MgSO4có vị đắng nên sẽ làm giảm

chất lượng của bia.
1.3.3. Nước dùng để rửa men và thiết bị
Cũng như nước dùng để ngâm malt đại mạch nước dùng để rửa men và
thiết bị không được chứa nhiều hợp chất hữu cơ và vi sinh vật. Đặc biệt các vi
sinh vật ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sản xuất bia. Đồng thời trong nước
dùng để rửa men và thiết bị không được chứa NH 3 và muối Nitrit . Tốt nhất nên
dùng nước mềm đến độ cứng trung bình.


1.3.4. Các chỉ tiêu chung đối với nước dùng để sản xuất bia
Nước dùng để sản xuất bia tốt nhất là dùng nước mềm trung bình:
* Hàm lượng các ion như sau:
+ Hàm lượng ion [CO32 -] :
+ Hàm lượng ion [Cl -] :

≤ 50 mg/lít.
75 - 150 mg/lít.

+ Hàm lượng ion [Mg2+] :

≤ 50 mg/lít.

+ Hàm lượng ion [Fe2+] :

< 0,3 mg/lít.

+ Hàm lượng muối CaSO4 :

130 - 200 mg/lít.

+ Hàm lượng NH3 và NO2- :

không có.

+ Hàm lượng Vi sinh vật tổng số: < 100 con/ml.
+ Không có trực khuẩn Coli.
1.4. Nguyên liệu gạo
* Mục đích:
+ Sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế để làm giảm giá thành sản phẩm.
+ Nhằm thoả mãn sở thích của người Việt Nam quen dùng rượu có độ cồn
cao.
+ Tận dụng được một lượng malt đáng kể, bởi vì hàm lượng chất triết từ
gạo cao hơn rất nhiều so với lượng chất triết từ malt.
+ Ngoài ra nó còn có một ý nghĩa rất lớn đó là tiêu thụ được sản phẩm của
nghành nông nghiệp.
* Chỉ tiêu chất lượng của gạo:
+ Màu trắng, không chứa vỏ trấu, cám, tạp chất như ngô, sỏi, đá và các tạp
chất khác.
+ Không có mùi hôi, khét.
+ Độ ẩm:

w < 14%.


+ Chất khô hoà tan ( trong tổng chất khô của gạo):
+ Hàm lượng chất béo:

93 - 95%.
0,5 - 0,7%.

1.5. Các chế phẩm enzyme
1.5.1. Chế phẩm enzyme Tenmamyl 120 l
Đây là chế phẩm enzyme triết suất từ vi khuẩn Bacillus Licheniformic
được dùng phổ biến trong các nhà máy sản xuất rượu cồn từ tinh bột và nhà máy
sản xuất bia.
Nó có khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn các chế phẩm enzyme amilaza
triêt suất từ nấm men và nấm mốc, nhiệt độ tối ưu là: t 0 = 90 - 950C, PH = 5,8 6,2.
Điều này rất thuận lợi cho quá trình dịch hoá tinh bột gạo vì nhiệt độ hồ
hoá tinh bột gạo là 86 0C.
Hàm lượng sử dụng: 0,1% so với lượng nguyên liệu thay thế.
Mục đích của việc sử dụng chế phẩm enzyme là:
+ Tăng hiệu suất thu hồi chất hoà tan.
+ Tăng tỷ lệ nguyên liệu thay thế.
+ Làm giảm giá thành cho bia thành phẩm.
1.5.2. Các chế phẩm enzyme Cereflo
Đây là tên thương mại của enzyme - Glucozenaza, có điều kiện hoạt động
tối ưu ở nhiệt độ t0 = 52- 550C, PH = 5,5 - 6,0. Có tác dụng làm giảm độ nhớt
dịch đường, tăng cường hiệu suất lọc, tăng khả năng trích ly các chất vào trong
dịch đường. Vì vậy cần đưa ngay chế phẩm enzyme này vào đầu quá trình
đường hoá. Nồng độ thay thế là 0.06% so với lượng nguyên liệu thay thế.
1.5.3. Các chế phẩm enzyme Fungamyl


Đây là enzyme 1, 4 ỏ - D - Glucan Gluco Hyđrolaza, sản phẩm thuỷ phân
chủ yếu là đường Maltoza. Đường Maltoza sẽ có tác dụng làm tăng khả năng lên
men của dịch đường từ 2 - 5%.
Đồng thời, nó còn hỗ trợ đắc lực cho enzyme Termamyl 120l trong vai trò
đường hoá tinh bột đã dịch hoá, nhất là khi tỷ lệ nguyên liệu thay thế lớn.
1.6. Các nguyên liệu khác
+ Axit H2SO4 dùng để điều chỉnh PH của dịch đường hoá dến PH = 5,3 - 5,5

khi đường hoá.
+ Các hoá chất vệ sinh tẩy rửa thiết bị như: Tank lên men, nồi hồ hoá, nồi
đường hoá, hệ thống đường ống, thiết bị lọc, thiết bị lắng, thùng tạm chứa, hệ
thống triết bock, bock. Như là axit Nitric ( HNO 3), NaOH, nước vô trùng, nước
P3 chứa trong các thùng CIP.
+ Bột trợ lọc Diatomit.
+ Nấm men Saccaromyces Calsbergersis dược nuôi cấy và nhân giống
trong quá trình lên men.
+ Không khí sạch dùng cho quá trình lên men sơ bộ. Không khí này phải
đảm bảo các chỉ tiêu như sau:
- Không lẫn tinh dầu:
- Không có lẫn bụi, đất cát.
- Không có lẫn các loại vi sinh vật gây hại cho bia và sức khoẻ con người.
+ Khí CO2 thu được từ quá trình lên men sẽ được lọc và làm sạch sau đó
được đưa vào máy nén, nén vào các bình chứa để sau khi quá trình lên men kết
thúc bão hoà CO2 cho bia thành phẩm.


2. Sơ đồ quy trình sản xuất

Malt

Nghiền

Gạo

5%

Nghiền

Đường
Hoá

Nấu

Lọc

Bã

Hoa
Huplon

Nấu Hoa

Enzym
eem

Rửa Bã
Bã

Lắng
Trong
Làm Lạnh

Dịch
Lên
Men

3. Thuyết minh dây chuyền sản xuất
3.1. Nghiền malt

3.1.1. Mục đích
- Phá vỡ cấu trúc tế bào của nguyên liệu.
- Làm tăng bề mặt tiếp xúc cũng như là diện tích tiếp xúc giữa cơ chất và
enzyme trong quá trình thuỷ phân tinh bột.
- Tăng hiệu suất hoạt động của các enzyme Amilaza, Proteaza, Lipaza.
- Quan trọng hơn cả là tạo điều kiện cho quá trình trích ly các chất như
đường, axit amin, chất tạo màu tạp vị và tạo hương thơm cho bia thành phẩm.
3.1.2. Yêu cầu kỹ thuật
+ Phần vỏ trấu: Phần vỏ trấu không được nghiền quá nát bởi vì ta sẽ tận
dụng lớp vỏ trấu này làm lớp trợ lọc rất là tốt. Nó vừa đáp ứng được các yêu cầu
kỹ thuật lọc dịch đường và nó đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn. Do đó mà nó có
vai trò vô cùng lớn về mặt kinh tế.
+ Phần bột malt: Phần bột malt hay chính là phần nội nhũ của hạt malt thì
lại có yêu cầu kỹ thuật ngược lại với phần vỏ trấu. Đó là, bột malt phải được
nghiền mịn, nhằm mục đích tạo điều kiện cho quá trình thuỷ phân tinh bột cũng
như là hàm lượng chất triết vào trong dịch đường.
+ Yêu cầu về thành phần của bột malt:
- Vỏ trấu:

15 - 18 %.

- Tấm to:

18 - 22 %.

- Tấm nhỏ:

30 - 35 %.

- Bột mịn:

25 - 35 %.

Thông thường phần bột mịn + tấm nhỏ ≥ 2 - 3 lần tấm to.
3.1.3. Thiết bị kỹ thuật
+ Máy nghiền trục: 4 trục, 1 sàng.
+ Kỹ thuật nghiền khô:
- Ưu điểm:


Ta hoàn toàn có thể chủ động trong quá trình sản xuất. Bởi vì phương pháp
nghiền khô ta hoàn toàn có thể nghiền theo ca, theo ngày thậm trí ta có thể
nghiền theo khố lượng của từng mẻ nấu. Do đó để phù hợp với tiến độ sản xuất
ta chọn phương pháp nghiền khô.
- Nhược điểm:
Đòi hỏi nguyên liệu phải đảm bảo độ khô theo đúng quy định, cần tự động
hoá công đoạn nghiền malt. Bởi vì malt có độ khô thì trong quá trình nghiền
malt rất là bụi, do đó mà dễ gây ảnh hưởng tới sức khoẻ của công nhân và không
đảm bảo được các quy định về vệ sinh an toàn thực phẩm.
- Nguyên lý vận hành:
Malt sau khi đi qua cặp trục thứ nhất, tạo ra vỏ trấu, tấm bé, tấm lớn, bột
đều đổ xuống sàng. Bột và tấm bé thì lọt qua lỗ sàng đi vào thùng tạm chứa.
Pha còn lại, vỏ và tấm lớn nằm lại trên mặt sàng đổ vào cặp trục thứ hai, được
nghiền tiếp sau đó đi vào thùng chứa tạm.
3.2. Nghiền gạo
3.2.1. Mục đích nghiền gạo
- Phá vỡ cấu trúc tế bào của gạo.
- Chuyển các thành phần chính của gạo có phân tử lượng cao thành, không

hòa tan thành các phân tử có phân tử lượng thấp, dễ hoà tan trong quá trình hồ
hoá và nấu.
- Tăng diện tích tiếp xúc cho cơ chất và enzyme Amilaza hoạt động thuỷ
phân tinh bột thành đường. Đồng thời làm tăng cường hàm lượng dịch triết vào
dịch đường, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men bia về sau.
- Ngoài các ý nghĩa trên thì nó còn có một ý nghĩa vô cùng lớn, đó là sẽ hạ
được giá thành sản phẩm đem lại hiệu quả kinh tế cho nhà máy và đáp ứng được
nhu cầu của người tiêu dùng.
3.2.2. Yêu cầu thành phần bột gạo sau nghiền


- Bột mịn:

≥ 45 %.

- Tấm nhỏ:

> 35 %.

- Tấm lớn:

< 20 %.

3.2.3. Thiết bị kỹ thuật
+ Máy nghiền búa.
+ Kỹ thuật nghiền gạo:
Dùng tác động cơ học nghiền hạt gạo thành bột, phá vỡ một phần màng
tinh bột để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hồ hoá, dịch hoá, trích ly được
nhiều nhất chất hoà tan từ nguyên liệu, từ đặc điểm của tinh bột gạo mà ta chon
máy nghiền búa, nghiền càng mịn càng tốt.

3.3. Nấu và hồ hoá gạo
3.3.1. Mục đích
- Hồ hoá làm chín toàn bộ lượng tinh bột của nguyên liệu gạo.
- Tăng hiệu suất trích ly các chất có trong gạo vào dịch đường như là các
axit amin, đường, protein.
- Tạo điều kiện cho quá trình hoạt động của các enzyme Tecmamyl thuỷ
phân tinh bột, làm giảm độ nhớt của dịch cháo.
3.3.2. Phương pháp tiến hành hồ hoá và nấu
+ Đổ nước 320C vào thùng theo tỷ lệ nước: nguyên liệu = 5 : 1.
+ Cho gạo của một mẻ nấu vào và 5 % malt lót so với lượng nguyên liệu
thay thế.
+ Cho enzyme Tecmamyl 120 l với lượng là 1% so với lượng gạo của một
mẻ nấu.
+ Ban đầu được khuấy đều, điều chỉnh PH = 5,3 - 5,5 bằng axit H 2SO4 sau
đó để yên trong thời gian 15 phút.


+ Nâng nhiệt độ lên 86 0C giữ ở nhiệt độ này trong thời gian 30 phút để
enzyme ỏ -amylaza hoạt động hồ hoá tinh bột gạo, đồng thời quá trình dịch hoá
phá vỡ màng tinh bột, phân cắt hạt tinh bột thành các sản phẩm có phân tử lượng
nhỏ hơn. Tại điểm hồ hoá độ nhớt của dịch bột là lớn nhất. Sau đó độ nhớt giảm
dần và dịch bột bắt đầu quá trình dịch hoá.
+ Nâng nhiệt độ lên 100 0C đun sôi trong thời gian 30 phút để làm chín tinh
bột và hồ hoá những hạt tinh bột khó hồ hoá.
+ Bơm cháo sang nồi đường hoá.
3.4. Đường hoá malt
3.4.1. Mục đích
- Tạo điều kiện cho lượng tinh bột ngấm nước và trương nở đều.
- Do sự hoạt động của các loại enzyme có trong malt có nhiệt độ hoạt động
tối ưu là khác nhau do đó mà ta phải tiến hành nâng nhiệt độ của nồi đường hoá

một cách từ từ. Nếu tốc độ nâng nhiệt độ cao sẽ làm chết hay giảm khả năng
hoạt động của các enzyme. Đồng thời phải giữ ở nhiệt độ thích hợp cho các
enzyme hoạt động trong những khoảng thời gian nhất định cho các enzyme thuỷ
phân đạt hiệu quả cao nhất sau đó mới tiến hành nâng nhiệt độ.
- Mục đích chính của quá trình đường hoá là phân cắt các hợp chất có phân
tử lượng cao thành các hợp chất có phân tử lượng thấp tạo điều kiện cho quá
trình lên men diễn ra nhanh và lượng dịch đường trước khi lên men có chất
lượng cao nhất.
- Thực chất của đường hoá trải qua 2 quá trình: Đó là hồ hoá và dịch hoá
mà vai trò của các enzyme trong các quá trình này là vô cùng cần thiết. Thực
chất là quá trình sinh hoá do enzyme xúc tác mà chủ yếu là enzyme Lipaza,
Proteaza, Amilaza. Khả năng trích ly và thuỷ phân các chất có trong nguyên liệu
phụ thuộc vào nhiệt độ và

H môi trường là hai yếu tố tác động trực tiếp đến

P

hoạt độ xúc tác của các loại enzyme này.


- Để chuyển các thành phần chính của malt, gạo có phân tử lượng cao,
không hoà tan thành những chất hoà tan trong đó quan trọng nhất là các loại
đường, axit amin và một số chất tạo hương, tạo vị khác.
3.4.2. Phương pháp tiến hành nấu dịch đường
+ Bơm vào nồi đường hoá 1/3 lượng nước cần thiết có nhiệt độ 30 - 40 0C.
+ Mở cánh khuấy, đổ bột vào từ từ, bơm nốt lượng nước cần thiết vào nồi.
+ Cho axit H2SO4 điều chỉnh nồng độ của dung dịch đến PH = 5,5. Sau đó
ngâm trong thời gian 15 phút để cho enzyme Lipaza hoạt động.
+ Bơm cháo từ nồi hồ hoá sang nồi đường hoá cho tới khi nhiệt độ đạt 50 52 0C, giữ trong thời gian 15 phút cho enzyme Peptitdaza hoạt động. Tốc độ

nâng nhiệt là 10C/1 phút.
+ Tiếp tục bơm dịch cháo từ nồi hồ hoá sang nồi đường hoá cho tới khi
nhiệt độ của nồi đường hoá tăng lên đến nhiệt độ 63 - 65 0C thì giữ ở nhiệt độ
này trong thời gian 15 phút cho enzyme Proteaza thuỷ phân Protein tạo thành
các sản phẩm Peptit, Polypeptit. Đồng thời ở diều kiện nhiệt độ và PH này thì
cũng là điều kiện thích hợp cho enzyme õ - Amilaza hoạt động thuỷ phân tinh
bột thành dường Maltoza và dextrin.
+ Bơm toàn bộ lượng dịch cháo còn lại ở nồi hồ hoá sang nồi đường hoá,
tốc độ nâng nhiệt là 10C/ 1phút. Cho tới khi nhiệt độ tăng lên 75 0C để cho
enzyme ỏ - Amilaza hoạt động thuỷ phân toàn bộ đường khử và dextrin thành
đường đơn, ta duy trì ở nhiệt độ này trong thời gian 30 phút cho tới khi quá trình
đường hoá kết thúc.
+ Bơm dịch đường sang hệ thống máy lọc và bắt đầu công đoạn lọc dịch
đường.
3.5. Lọc dịch đường
3.5.1. Mục đích
* Tách riêng pha rắn ra khỏi pha lỏng và thu triệt để chất hoà tan trong bã.


* Dịch malt sau khi đường hoá xong gồm hai phần riêng biệt :
* Phần loãng bao gồm chủ yếu là dịch đường và phần rắn là các phân tử
không hoà tan ra khỏi dịch đường.
3.5.2. Tiến hành lọc
* Quá trình lọc thường chia ra làm hai giai đoạn:
+ Giai đoạn lọc:
- Thời gian lọc dịch đường được tính từ lúc bắt đầu bơm dịch đường vào
máy lọc. Ban đầu do chưa hình thành được lớp trợ lọc do vậy mà dịch đường bị
đục.
- Sau một thời gian lọc nhất định, các phân tử rắn nhỏ được tích tụ dần lại
làm thành lớp màng lọc phụ nhờ đó mà dịch lọc trở nên trong hơn. Để đảm bảo

tốc độ lọc đều và nhanh cần phải tạo điều kiện để phân bố đều các phân tử rắn
trên bề mặt màng lọc. Muốn vậy trước khi lọc dịch malt phải luôn luôn khuấy
trộn dều.
- Dịch malt đem lọc có độ nhớt tương đối lớn vì vậy để tăng cường vận tốc
lọch ta phải tiến hành lọc nóng ở nhiệt độ t0 = 70 - 75 0 C.
- Độ axit của dịch đường cũng có tác dụng tăng cường vận tốc lọc và qua
nghiên cứu người ta thấy lọc tốt nhất khi dịch đường có độ PH = 5,5.
- Trong quá trình lọc các chất Tanin của vỏ malt dễ bị Oxy hoá. Vì vậy
Phải giữ lớp bã luôn ngập trong dung dịch.
+ Giai đoạn rửa bã:
- Chất lượng nước ảnh hưởng rất lớn đến dịch đường thu hồi được và chất
lượng bia thành phẩm sau này.
- Nước rửa có chứa nhiều muối Cacbonat và Di cacbonat, hoặc nước cứng
nói chung sẽ làm cho các chất Tanin trong bã lọc hoà tan. Vì vậy gây cho bia có
vị đắng khó chịu cho nên yêu cầu nước rửa bã phải là nước mềm. Độ axit của
nước rửa càng ảnh hưởng tới hiệu suất rửa.


- Qua nghiên cứu người ta thấy sau 5 phút rửa nếu dùng nước lã để rửa thì
dịch thu được qua màng lọc là 190 ml.
- Nếu dùng nước đã axit hoá để rửa thì thu được 395 ml, còn dùng nước
kiềm hoá để rửa thì cũng sau 5 phút cũng thu được 90 ml. Trong quá trình rửa
bã không nên rửa bã quá lâu vì dịch đường sẽ bị loãng và lượng Tanin hoà tan sẽ
tăng nên chất lượng của bia rất kém.
3.5.3. Phương pháp lọc dịch đường
Sử dụng máy lọc ép kiểu khung bản:
+ Ưu điểm:
- Ưu điểm đầu tiên phải nói tới đó là thời gian lọ được rút ngắn rất nhiều
chỉ còn khoảng 1 - 2 h, so với các phương pháp khác, điều này hoàn toàn đáp
ứng được yêu cầu về công nghệ sản xuất bia.

- Hiệu suất thu hồi các chất hoà tan lớn.
- Dịch đường sau khi lọc trở nên trong hơn.
- Tiêu tốn lượng nước rửa bã là rất ít.
- Diện tích chiếm chỗ rất nhỏ điều này rất có ý nghĩa trong sản xuất và xây
dựng nhà máy. Đồng dễ dàng cơ khí hoá và tự động hoá về mặt công nghệ.
- Năng suất làm việc rất ổn định, tận dụng được rất nhiều lượng chất triết
có trong nguyên liệu, do đó mà lượng dịch triết được thu hồi một cách triệt để
hơn.
- Ngoài ra việc sử dụng máy lọc ép khung bản thì còn một ưu điểm nữa đó
là không phụ thuộc vào độ mịn của nguyên liệu dùng để hồ hoá và đường hoá.
+ Nhược điểm:
- Phải tiêu tốn nhiều lao động thủ công cho thao tác lắp máy, tháo bã, rửa
bã, vệ sinh thiết bị,
- Dịch đường rất dễ bị Oxy hoá do tiếp xúc trực tiếp với Oxy trong không
khí trong quá trình lọc.