Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 10 triệu lítnăm

Phần i

mở đầu

Bia là loại đồ uống giải khát mát, bổ đợc chế biến từ Malt
đại mạch, gạo, hoa houblon và nớc. Dịch đờng sau lên men
có hơng thơm vị đắng đặc trng do các chất trong nguyên
liệu mang lại. Sản phẩm này chứa độ cồn thấp , nhiều CO 2
nên có tác dụng giải khát, đợc nhiều ngời u chuộng.
Bia ra đời cách đây 7000 năm trớc công nguyên. Nhng mãi
đến năm 1875 nhà bác học Pháp Louis Pasteur khám phá và
khẳng định nấm men là loại vi sinh vật duy nhất mà hoạt
động của nó đã làm nên quá trình lên men bia, mở ra một
bớc ngoặt mới cho công nghệ sản xuất bia.
Công nghệ sản xuất bia du nhập vào Việt nam và đợc sử
dụng phổ biến là khá muộn so với các nớc trên thế giới. Mặc
dù vậy sản lợng cũng nh chất lợng không ngừng đợc nâng lên
trong những năm gần đây: năm 1990 là 100 triệu lit, 1997
là 670 triệu lit, đến nay bình quân đầu ngời khoảng 10
lít/ngời/năm, là khá bé so với các nớc phát triển trên thế giới
nh: Mĩ, Hà lan ...( khoảng 130-200lit/ngời/năm). Vì vậy việc
xây dựng một nhà máy bia với năng suất phù hợp và chất lợng
đảm bảo là cần thiết,chắc chắn đạt hiệu quả kinh tế cao.

-1-


Phần ii

lập luận kinh tế - kĩ thuật

Nhu cầu về bia của ngời dân ngày càng tăng nên việc
xây dựng một nhà máy bia là rất cần thiết. Trớc đây ở nớc
ta bia đợc xem nh một loại đồ uống cao cấp, nhng giờ đây
khi cuộc sống đã đợc cải thiện thì nhu cầu về bia đã trở
nên bình thờng. Nó là loại đồ uống có giá trị dinh dỡng cao
và thích hợp với mọi tầng lớp.
Tuy có những khó khăn về nguồn nguyên liệu chính sản
xuất bia là malt và hoa houblon nhng ta đã dùng nguyên liệu
thay thế (gạo: chiếm 30ữ40%) malt nên giá thành đợc giảm
đáng kể trong khi đó chất lợng vẫn bảo đảm, đợc thị trờng
chấp nhận. Nh vậy một nhà máy bia sẽ đa lại hiệu quả kinh
tế cao, góp phần tăng ngân sách quốc gia.

1.Chọn địa điểm xây dựng nhà máy
Dựa vào nguyên tắc chọn địa điểm xây dựng và thực tế
hiện nay tôi chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia tại
thị xã Sơn Tây. Với dân số trên 1 triệu ngời, trong khi
đó chỉ có một nhà máy bia (Thanh Tùng năng suất 10
triệu lít/năm. Nên không thể đáp ứng nhu cầu về số lợng cũng nh chất lợng( hiện nay Sơn Tây vẫn tiêu thụ
một lợng lớn bia ngoại tỉnh).
ở đây diện tích rộng, dân c đông đúc, đời sống nhân
dân ngày càng đợc nâng cao nên nhu cầu về bia rất lớn.
Mặt khác địa điểm này nằm trên quốc lộ 32, nên thuận
tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu cũng nh
vận chuyển sản phẩm đi tiêu thụ.cả ở các vùng phụ cận.

2.Đặc điểm thiên nhiên vị trí cần xây dựng
Tình hình địa chất ổn định, mặt bằng phẳng khô ráo.
Thời tiết nắng nóng kéo dài, kết hợp với gió Tây Nam oi bức

-2-


nên yêu cầu tiêu thụ lớn rất phù hợp để xây dựng một nhà
máy bia.

3.Nguồn cung cấp nguyên liệu
a. Nguyên liệu chính để sản xuất
Malt đại mạch và hoa houblon là hai loại nguyên liệu chính
để sản xuất bia. Hai nguyên liệu này có thể nhập từ nớc
ngoài nh Pháp, úc, Đan Mạch, Đức thông qua ngoại thơng về
cảng hoặc đờng bộ.
b. Nguyên liệu thay thế
Nhà máy sử dụng nguồn nguyên liệu thay thế là 30%. Gạo
có thể nhập từ địa phơng trong nớc nh: An Giang, Thái
Bình...
c.Các nguyên liệu phụ
Men giống: sử dụng nấm men chìm Saccharomyces
Carlsbergensis đã đợc nuôi cấy huấn luyện và thuần hoá để
có thể lên men ở nhiệt độ cao.
Các chất sát trùng: Cloramin ,cồn,axit, NAOH, KMnO 4 . . .

4.Nguồn cung cấp nguyên liệu
a.Nguồn nớc
Trong sản xuất bia cần một lợng nớc lớn và phải đạt yêu cầu
kỹ thuật. Nhà máy sẽ sử dụng nớc của công ty cấp nớc thị xã
Son Tây, ngoài ra cần khoan giếng để chủ động trong sản
xuất và giảm giá thành sản phẩm .
b.Nguồn điện
Sử dụng nguồn điện quốc gia là chính. Nhng đề phòng

khi mất điện mà không làm gián đoạn quá trình xản xuất
cần có nhà máy phát điện đủ công suất sử dụng cho toàn
nhà máy.
c.Nguồn hơi
-3-


Dùng hơi nớc bão hoà từ lò hơi của nhà máy. Nguyên liệu
đốt lò hơi có thể dùng: than, than đợc mua ở Quảng Ninh và
chuyển về qua cảng sông hoặc
đờng bộ.
d.Nguồn lạnh
Dùng máy có tác nhân lạnh là NH3, chất tải lạnh là rợu 30%.

5.Giao thông vận tải
Nhà máy đợc xây dựng cạnh trục đờng chính, nên rất
thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu và tiêu thụ sản
phẩm đến các vùng phụ cận cũng nh ngoại tỉnh.

6.Môi trờng
Địa điểm xây dựng cụ thể khô ráo sạch sẽ, môi trờng
không bị ô nhiễm để không ảnh hởng đến chất lợng sản
phẩm cũng nh sức khoẻ của công nhân, ngời dân xung
quanh, đồng thời nhà máy cũng phải đảm bảo vệ sinh nh:
xử lý nớc thải, chất thải rắn, khói lò. . .

7.Nguồn nhân lực
Là một tỉnh đang phát triển, đội ngũ trí thức, công nhân
lành nghề rất phong phú. Chắc chắn đáp ứng đợc nhân
lực cho nhà máy

8.Thị trờng tiêu thụ
Bia hơi của nhà máy đựơc chiết bock, tiêu thụ ngay tại thị
xã, hoặc vận chuyển đi các vùng nh: thành phố Hoà
Bình,Việt Trì... Còn bia chai cũng tiêu thụ trong tỉnh và
tỉnh bạn

-4-


Víi tÊt c¶ nh÷ng ®Æc ®iÓm trªn, t«i thÊy viÖc x©y dùng
nhµ m¸y bia lµ kh¶ thi. Ch¾c ch¾n mang l¹i hiÖu qu¶ kinh
tÕ.

-5-


Phần iii
Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ
A. Chọn nguyên liệu :

Muốn bia có chất lợng tốt đáp ứng đợc đòi hỏi của ngời tiêu
dùng thì nguyên liệu phải đạt yêu cầu kĩ thuật.

1. Malt đại mạch:
Malt là nguyên liệu chính trong sản xuất bia ,thành phần
chất lợng của malt có tính quyết định đến màu sắc, hơng
vị và giá trị cảm quan của bia. Malt sản xuất từ hạt đại
mạch đem ơm mầm ,sấy khô rồi tách mầm,rễ đợc malt khô
dùng cho sản xuất bia. Trong malt có lợng các chất hoà tan tơng đối cao đặc biệt là các hệ Enzim , amylaza,

proteaza ... Các Enzim này có tác dụng thuỷ phân tinh bột
thành đờng và các sản phẩm thuỷ phân khác phục vụ cho
quá trình lên men.
Malt đại mạch dùng trong sản xuất bia phải đạt các chỉ
tiêu sau:
a. Chỉ tiêu hoá lý:
Độ ẩm

: W <7%

Chọn

W=7%
Chất hoà tan

: 7079% chất khô .

Chọn 76%
Tinh bột

: 56-58% chất khô

Protit

: 8-10,0% chất khô

Saccharoza

: 5,0% chất khô

Đờng khử

: 4,0% chất khô

Pentoza hoà tan

: 1,0% chất khô

Hexozan và Pentozan không tan : 9,0% chất khô
Pentozan hoà tan

: 1,0% chất khô

Cellulo

: 6,0% chất khô

Chất béo

: 2,5% chất khô
-6-


b. Chỉ tiêu cảm quan:
Màu vàng sáng, mùi thơm nhẹ đặc trng, không có mùi
lạ.
Không có mối mọt, mốc.
Không lẫn tạp chất, hạt không bị vỡ, bị bệnh.
Hạt mẩy đều.
c. Chỉ tiêu cơ học

Dung trọng là trọng lợng của 1 lit malt: từ 500-600g/lít .
Trọng lợng tuyệt đối là trọng lợng 1000 hạt malt:
Từ 28-38 g/1000 hạt (theo trọng lợng).
Từ 25-37g/1000 hạt(theo chất khô tuyệt đối).

2.

Gạo: là nguyên liệu thay thế malt nhằm hạ giá thành

sản phẩm,gạo trong sản xuất bia phải đạt yêu cầu sau:
Hàm lợng tinh bột
Độ ẩm

3.

: 7075%
: 1214%. Chọn 14%

Chất béo

: 1-1,5%.

Protit

: 6-8%

Độ hoà tan

: 80-90% chất khô. Chọn 85%

Hoa Houblon :

Hoa houblon đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bia.
Các thực phẩm có trong hoa nh , axit đắng, nhựa đắng,
nhựa mềm... Khi đun hoa cùng với dịch sau đờng hoá các
chất trong hoa đợc chiết vào dịch tạo hơng vị đặc trng
cũng nh tạo bọt, giữ bọt, cho bia thành phẩm. Tuỳ điều kiện
củ thể có thể chọn hoa cánh, viên hay cao hoa. Hoa houblon
có thể nhập khẩu từ Tiệp, úc, Đức...
Chọn hoa viên, đạt tiêu chuẩn để sản xuất bia:
Màu sắc: đối với cánh hoa: Màu vàng xanh.
Có vị đắng và hơng thơm dễ chịu.
Các chỉ tiêu hoá học.
-7-


Độ ẩm

: 1114%

Chất đắng chung

: 1418%

Tanin

: 2,54%

Chất béo

: 1021%

Tinh dầu thơm

: 0,51%

Các chất chứa Nitơ

:10-21%

Chất tro

:5-8%

Chất đắng là thành phần thiết yếu và đặc trng của nhất
của hoa gồm 2 nhóm axit đắng và nhựa đắng( do các quá
trình biến đổi của axit đắng tạo ra). Trung bình trong
hoa houblon: 16-19% ( axit dắng 9-11%, nhựa đắng 7-8%).
Humulon(-axit đắngdung dịch:đây là một chất có khả
năng tạo bọt tốt, khả năng kháng sinh mạnh chính vì vậy
Humulon là thành phần có giá trị nhất của những chất
đắng có trong hoa houblon.
Lupulon: Có vị đắng tơng tự humulon, nhng có khả năng
kháng sinh mạnh hơn. Độ hoạt động bề mặt hay khả năng
tạo bọt yếu hơn humulon.
Tinh đầu: gây cho bia hơng vị dễ chịu
Có dạng nớc trong, vàng sáng và có mùi thơm rất mạnh.
Chất chát có ý nghĩa lớn trong việc kết tủa protit kém bền
vững nó làm tăng tính ổn định cho bia song nó cũng làm
giảm một lợng protit đáng kể làm tăng sự tạo và giữ bọt cho

bia.

4.Nớc :
Nớc trong sản xuất đóng vai trò quan trọng, nớc phải xử
lý đạt yêu cầu cho sản xuất bia.
PH=6-7
Độ cứng từ mềm đến trung bình.
Hàm lợng muối cacbonat không quá 50 mg/l.
Hàm lợng muối Mg

không quá 100 mg/l.
-8-


Hàm lợng muối Clorua

từ 75100 mg/l.

Hàm lợng CaSO4

từ 150200 mg/l.

NH3 và muối NO2

không có.

Hàm lợng Fe2+ < 0,3 mg/lít .
Vi sinh vật : không quá 100 tế bào / 1cm3.
Nếu nớc có độ cứng cao, hàm lợng các ion Ca2+ và Mg2+
lớn, chúng tồn tại dới dạng muối Cacbonat và Bicacbonat. Muối

Bicacbonat ảnh hởng bất lợi vì làm giảm độ chua của dịch
cháo (do chúng tác dụng với các muối Phosphat từ malt ) dẫn
đến hiệu suất đờng hoá giảm. Muối Canxi Clorua làm tăng
độ chua của dịch cháo( CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 +NaCl ).
Sắt là nguyên tố ảnh hởng mạnh nhất tới chất lợng bia, xúc
tác phản ứng oxy hoá trong bia làm giảm độ bền keo, gây
đục cho sản phẩm. Sắt còn gây vị lạ, mùi tanh. Các nguyên
tố vi lợng tồn tại trong nớc cũng phải đảm bảo để nấm men
sinh trởng và phát triển. Để xử lý nớc có thể dùng hệ thống xử
lý trao đổi ion, lắng lọc...

5.Nấm men bia
Trong sản xuất bia thờng dùng 2 loài nấm men
Saccharomyces Carlsbergensis và Saccharomyces
Cerevisiae. Ta chọn loài Saccharomyces Carlsbergensis: là
loại nấm men chìm: thích nghi với điều kiện sinh trờng và
phát triển ở nhiệt độ thấp hơn. Trong quá trình lên men,
chúng có thiên hớng chìm sâu và kết lắng xuống đáy
thùng. Khi quá trình lên men chính kết thúc thì phần lớn
sinh khối bị kết lắng.

-9-


B.

Dây chuyền công nghệ.
sơ đồ công nghệ nấu bia

Mal

t

Gạo

Nghiền

Nghiền

Đờng hoá

Hoa
houblo
n
Nấm
men
giống
Nhân
giống

Lọc trong dịch đ
ờng

Rửa bã
Nớc rửa bã

Nấu
hoa
Lắng
xoáy

Bã

Bã
men
Xử lý

men
Rửa
chai
Men bã
chăn
nuôi

C
ặ
n

Làm lạnh nhanh, bổ
xung O2
Lên men
chính

Nấ
m

Malt lót 10%
Dịch
hoá
B
ã

Xử
lý

Nén

Lên men
phụ
Lọc
trong
Bổ sung
CO2
Chiết
chai
Thanh
trùng
Dán
nhãn
Xếp
hộp
Xuất x
ởng
- 10 -

C
O2

Chiết
bock

Xuất x
ởng

Không
khí

Thu hồi xử
lý

Rửa

Bo
ck


Thuyết minh đây chuyền công nghệ.
a.phân xởng nấu

1. Nghiền nguyên liệu :
Nghiền malt nhằm mục đích tạo điều kiện để tăng tốc
độ các quá trình lý học và hoá sinh trong khi nấu, đảm bảo
cho các chất hoà tan chuyển từ bột vào nớc. Hạt đợc nghiền
càng nhỏ thì càng tạo điều kiện tốt cho các enzim phát huy
hiệu lực, tuy nhiên nếu nghiền nhỏ cả vỏ malt thì sẽ tạo ra
mùi và vị khó chịu cho dịch nha do hàm lợng tanin trong vỏ
malt khá lớn, điều này sẽ làm cho bia thành phẩm có vị
đắng chát khó chịu. Do đó phần vỏ malt càng nguyên vẹn
càng tốt, phần nội nhũ phải đợc nghiền nhỏ, các hạt tấm
không quá nhỏ để khi lọc sẽ cùng với vỏ trấu tạo lớp màng lọc.
Máy nghiền malt thờng là máy nghiền trục.

Nghiền gạo nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột tạo
cho quá trình hút nớc trơng nở hạt tinh bột tạo điều kiện
cho các Enzim tiếp xúc, thuỷ phân tinh bột. Bột gạo đợc
nghiền nhỏ nên hay dùng máy nghiền búa hoặc nghiền
đĩa.
Có 3 phơng pháp nghiền malt :
a. Nghiền khô.
Malt sau khi đợc nhập về mang nghiền luôn không qua quá
trình ngâm hoặc vẩy nớc.
Ưu điểm: áp dụng cho các xởng sản xuất thủ công, công suất
nhỏ, tiết kiệm vốn đầu t.
Nhợc điểm: vỏ malt nát không tốt cho mùi, vị của bia.
b. Nghiền ẩm.
Trớc khi nghiền malt đợc phun nớc ấm .
Ưu điểm

: vỏ malt bảo toàn đợc phần nào trạng thái nên

bảo đảm đợc chất lợng bia.

- 11 -


Nhợc điểm: Sau khi nghiền Malt phải đợc dùng luôn, nếu
để lâu sẽ ảnh hởng đến quá trình nghiền và chất lợng bia.
c. Nghiền ớt :
Nghiền ớt tức là malt đợc nghiền với nớc theo một tỉ lệ phối
trộn nhất định. Quá trình nghiền malt đợc thực hiện bằng
máy nghiền ớt có cấu trúc khác so với máy nghiền ẩm, khô.
Ưu điểm: bảo toàn đợc vỏ nên bia có chất lợng đảm bảo.

Nhợc điểm : Đòi hỏi thiết bị máy móc phức tạp cũng nh kĩ
thật của ngời công nhân cao hơn .
Từ những u, nhợc điểm trên ta chọn phơng pháp nghiền
khô phù hợp với điều kiện hiện nay.

2. Nấu và đờng hoá nguyên liệu :
Mục đích:
Chuyển các chất khô có trong malt và gạo ở dạng không hoà
tan sang dạng hoà tan. Nhng tác dụng quan trọng hơn đó là
thuỷ phân các chất có trong nguyên liệu thành các chất hoà
tan gọi chung là chất chiết phục vụ cho quá trình lên men
bia .
Có hai phơng pháp chính thờng đợc sử dụng để nấu
nguyên liệu là phơng pháp ngâm và phơng pháp đun sôi
từng phần.

- Phơng pháp ngâm :
Khi sử dụng phơng pháp này, toàn bộ khối bột malt đợc đờng hoá bằng cách nâng dần từ nhiệt độ 35-37 0C đến
nhiệt độ cuối 750C, không đun sôi.
+ Ưu điểm : Quá trình kỹ thuật đơn giản, dễ thao tác,
rút ngắn thời gian vận hành thiết bị, khả năng cơ giới hoá,
tự động hoá dễ dàng, chế tạo thiết bị ít tốn kém.
+ Nhợc điểm : Vì chỉ đờng hoá tại nhiệt độ thấp
không đun sôi nên hiệu suất thu hồi chất chiết thấp, không
cho phép dùng nguyên liệu thay thế.
- 12 -


- Phơng pháp đun sôi từng phần :
Phơng pháp này malt đợc trộn lẫn với nớc thành hồ malt,

hồ malt đợc chia thành từng phần. Các phần này sẽ đợc đờng hoá và đun sôi liên tiếp, sau đó lại đợc hoà lẫn với hồ
malt ban đầu.
+ Ưu điểm

: Do dịch malt đợc đun sôi và duy trì tại

nhiệt độ thích hợp cho các enzim hoạt động nên hiệu suất
chiết tăng, tạo môi trờng dinh dỡng đầy đủ cho nấm men
phát triển, tạo sự hài hoà giữa các thành phần trong bia. Có
thể dùng cho trờng hợp sử dụng các nguyên liệu thay thế.
+ Nhợc điểm: Đun sôi nhiều lần dẫn đến khả năng các
chất không có lợi cho chất lợng bia chiết vào dịch nhiều, nếu
không khống chế nhiệt độ, để lên cao quá sẽ tạo các sản
phẩm có màu sẫm ảnh hởng đến chất lợng cảm quan của
bia. Nấu theo phơng pháp này tốn hơi, tốn thiết bị, đầu t
ban đầu lớn và kéo dài chu kì nấu.
Dựa vào các u nhợc điểm của hai phơng pháp kể trên, ta
chọn phơng pháp nấu nguyên liệu thay thế riêng và đun sôi
từng phần. Các thao tác đợc tiến hành nh sau :
+ Khi bắt đầu một chu kỳ làm việc, nồi hồ hoá và đờng hoá đợc vệ sinh thanh trùng bằng hơi nớc.
Bơm nớc vào nồi hồ hoá, tăng nhiệt độ lên 400C rồi cho
toàn bộ lợng gạo vào ( Lợng gạo chiếm 30% lợng nguyên liệu )
cùng 10 % malt lót (Các enzim trong malt hoạt động làm
loãng dịch cháo tránh hiện tợng cháy nồi ). Khuấy đều hỗn
hợp và axit hoá bằng H3PO4 đến pH=5,5 5,7. Giữ nhiệt độ
40420C trong 5 phút sau đó nâng nhiệt độ lên 520C. Giữ
nhiệt độ này 20 phút tiếp tục đun lên 860C, giữ 25-30 phút,
tiếp tục đun sôi trong 30 phút.
Trong nồi đờng hoá, cho malt, nớc theo tỷ lệ 1/5 , khuấy
đều và giữ ở 40420C sau đó tăng đến 50520C, để yên

khoảng 30 phút cho enzim Proteaza hoạt động. Sau đó
- 13 -


bơm toàn bộ dịch cháo đang sôi sang để nhiệt độ toàn
khối tăng tới 63-650C.
Lần thứ 2, khoảng 1/3 hỗn hợp đợc bơm sang nồi hồ hoá,
nâng nhiệt độ lên 720C. Sau khi đờng hoá, đun sôi 1520
phút. Cuối cùng, ta bơm ngợc về nồi đờng hoá để hoà lẫn với
phần còn lại, nhiệt độ của hỗn hợp nâng lên khoảng 75760C
và giữ cho tới khi đờng hoá hoàn toàn rồi chuyển sang nồi
lọc.
+ Các enzim hoạt động chính trong giai đoạn này là :
- Hệ enzim amilaza, gồm - amilaza và - amilaza.
Chúng phân cắt tinh bột thành Dextrin, Maltoza, Glucoza,
tạo nguồn cacbon cho nấm men .
- Enzim proteinaza thuỷ phân protit thành albumo,
pepton, poly peptit, peptit, axit amin, cung cấp nguồn nitơ
cho nấm men, làm tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia.
- amilaza

topt : 70750C

pHopt :

- amilaza

topt : 60650C

pHopt :

5,65,8
5,45,6
Proteinaza

topt : 50600C

pHopt : 5,25,6

- Ngoài ra còn có các Enzim khác nh: Lipaza: 35-370C,
Sitaza và phôtphataza: 40- 430C. . .
Qua việc điều chỉnh nhiệt độ và pH ta tận dụng tối
đa độ hoạt động xúc tác của enzim để thu đợc nhiều chất
hoà tan nhất cũng nh hạn chế đợc các chất không có lợi cho
bia thành phẩm.

3. Lọc trong dịch đờng :
Mục đích :
Sau khi đờng hoá thu đợc hỗn hợp gồm pha lỏng và pha
rắn. Pha lỏng gồm nớc và các cấu tử hoà tan từ malt, pha
- 14 -


rắn gồm các cấu tử không hoà tan:võ trấu, quá trình lọc
nhằm mục đích tách pha lỏng ra khỏi hỗn hợp hai pha.
Có thể chọn thiết bị lọc đáy bằng hoặc lọc khung bản.
ở đây ta chọn thiết bị lọc đáy bằng vì các lý do sau:
. Lọc đáy bằng có u điểm: hạn chế đợc quá trình oxi
hoá xảy ra trong thời gian lọc, việc vệ sinh dễ dàng, có thể
tự động hoá đợc. Tuy nhiên thùng lọc có hiệu suất thấp hơn

từ 0,5-1%( nguyên liệu dùng cho thùng lọc có kích thớc lớn
hơn lọc khung bản do đó hiệu suất chiết thấp).
Cách tiến hành.
Trớc khi lọc cần vệ sinh sạch thùng. Tiếp đó bơm nớc nóng
76-780C vào ngập lới lọc(1-1,5cm) để đuổi hết không khí.
Sau đó bơm hỗn hợp từ nồi đờng hoá sang và bật cánh
khuấy để phân tán đều dịch trong thùng lọc. Bơm xong
vẫn tiếp tục khuấy 5 phút rồi để lắng 15-20 phút. Sau đó
mở van để dịch chảy vào bình trung gian. Khi dịch đầy
bình thì bật bơm hút dịch từ nồi lọc, kiểm tra độ trong
của dịch nhờ ống quan sát, nếu còn đục thì mở van tuần
hoàn trở lại, nếu trong thì mở van sang nồi hoa. Bơm mở
sao cho thời gian lọc dịch đầu từ 50-60 phút. Rửa bã lần một
ở 780C lần hai,ba cũng vậy đến khi nào nồng độ của dịch
bã từ 1-1,20 bx thì dừng. Chú ý trong quá trình rửa bật cánh
khuấy sau đó để yên 10-15 phút rồi mới tiến hành bơm
dịch.

4. Đun sôi dịch đờng với hoa houblon :
Mục đích:
Trích li chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol và các
thành phần khác của hoa houblon vào dịch đờng để tạo
cho bia có vị đắng và mùi thơm đặc trng.
Đông tụ Protein,tăng độ bền của bia .
Diệt vi sinh vật (thanh trùng dịch đờng)
Cô đặc dịch đến nồng độ thích hợp.
- 15 -


Khi đun ở nhiệt độ cao, xảy ra các phản ứng

Melanoid, Caramen tạo ra các hợp chất màu và mùi cho dịch
nấu hoa cũng nh chất lợng bia sau này.
Cách tiến hành:
Sau khi bơm dịch đờng từ thùng lọc vào thiết bị đun
hoa, trong quá trình bơm phải cung cấp hơi để khi rửa bã
xong nhiệt độ dung dịch là 1000C. Khi bơm xong đun sôi
dịch đờng (102-1030C) 5 phút thì cho hoa viên. Đun sôi
khoảng 1h- 2h là kết thúc quá trình đun hoa.(Có thể cho
hoa nhiều lần).

5.Lắng xoáy :
Mục đích :
Làm nguội sơ bộ dịch đờng và lắng phần cặn của dịch
đun hoa.
Cách tiến hành :
Dịch đợc bơm vào thùng theo phơng tiếp tuyến tạo
thành dòng xoáy. Cặn và các chất không hoà tan có khối lợng
lớn chịu tác dụng của lực hớng tâm sẽ xoáy vào giữa thùng và
lắng xuống đáy thùng. Thời gian cần thiết để lấy dịch ra
khỏi thùng khoảng 30 40 phút. Toàn bộ thời gian dịch đờng
lắng trong thùng lắng kéo dài khoảng 1,5 2 giờ.

6. Làm lạnh nhanh dịch đờng :
Sau khi lắng dịch đờng, ta phải đa về nhiệt độ thích
hợp cho quá trình lên men(14-160C). Làm lạnh nhanh còn
tránh vi sinh vật nhiễm vào dịch đờng lên men và tách các
cặn mịn. Quá trình giảm nhiệt độ của dịch đờng cũng tạo
điều kiện thuận lợi cho oxy hoà tan nhiều vào dịch.
Nồng độ oxy cần thiết bão hoà trong dịch đờng để đảm
bảo cho quá trình sinh trởng và phát triển của nấm men

khoảng 6 8 mg/l dịch đờng.
- 16 -


B. Phân xởng lên men

Lên men bia là một quá trình quan trọng trong các công
đoạn sản xuất bia. Trong quá trình này, dới tác động của các
enzim chứa trong nấm men, các đờng đợc chuyển hoá thành
rợu, CO2 và một số sản phẩm phụ khác. Các sản phẩm này có
tỷ lệ hài hoà, cùng với các thành phần có trong nguyên liệu
ban đầu tạo hơng vị đặc trng cho sản phẩm.
Trong sản xuất bia, thờng tiến hành lên men theo hai phơng pháp: lên men cổ điển và lên men hiện đại. Cùng với hai
phơng pháp này là các phơng thức lên men khác nhau: lên
men gián đoạn, liên tục và bán liên tục.
I.

Chọn phơng pháp lên men

Hiện nay có nhiều phơng pháp lên men, tuỳ theo thiết bị
và chủng nấm men đem sử dụng

1. Theo thiết bị
Có hai phơng pháp lên men: lên men cổ điển và lên men
hiện đại
a-Lên men cổ điển : đặc điểm chính là hai quá trình
tiến hành trong các thiết bị riêng biệt (ở hai phòng lạnh khác
nhau, có hệ thống bảo ôn lạnh khác nhau).
u điểm

: Nhiệt độ lên men thấp 6-9oC nên thời gian lên

men kéo dài, sản phẩm thu đợc có hơng vị đậm đà
Nhợc điểm : Tốn diện tích mặt bằng, tốn thiết bị, thời gian
lên men dài, năng suất giảm. Hệ thống làm lạnh lớn, do vậy
tốn chi phí đầu t. Việc chuyển dịch lên men từ khu lên men
chính sang khu lên men phụ gây tổn thất.
b-Lên men gia tốc: Với phơng pháp này quá trình lên men
chính và phụ đợc tiến hành trong cùng một thiết bị hình
trụ đáy côn, có hệ thống áo lạnh bên ngoài để điều chỉnh

- 17 -


nhiệt độ của hai quá trình lên men. Nhiệt độ lên men
chính 10-12oC, lên men phụ 0-2oC.
u điểm : Thời gian lên men nhanh, rút ngắn hơn so với phơng pháp lên men cổ điển.Thiết bị lên men gọn, đỡ tốn
lạnh, không tốn diện tích mặt bằng phân xởng.
Nhợc điểm: Thời gian lên men nhanh làm chất lợng bia có
giảm tuy nhiên không khác xa nhiều so với lên men cổ điển.

2-Theo chủng nấm men
Có hai phơng pháp lên men chìm và nổi
a-Lên men chìm : sử dụng chủng nấm men Saccharomyces
carlsbergensis nhiệt độ lên men thích hợp 6-8oC. Trong quá
trình lên men, nấm men lơ lửng dạng huyền phủ trong dịch
lên men. Nhng khi hạ nhiệt độ xuống 4-50C (kết thúc quá
trình lên men chính) thì nấm men kết lắng xuống đáy
thiết bị.
Ưu điểm

: dễ tách cặn nấm men sau khi lên men chính,

bia dịu và ngon hơn thời gian lên men kéo dài, tốn lạnh dẫn
đến tăng chi phí.
Nhợc điểm : Bia thu đợc có vị nhạt
b-Lên men nổi : Chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae
nhiệt độ lên men cao hơn : 25-26oC. Nắm men kết thành
mảng nổi lên trên bề mặt dịch đờng.
Ưu điểm

: bia có vị đậm hơn khi dùng chủng nấm man

lên men chìm.
Nhợc điểm : khó tách cặn nấm men
II.

Chọn phơng thức lên men

1.Lên men liên tục: Nguyên liệu vào liên tục, sản phẩm
lấy ra liên tục.
Ưu điểm : công nghệ khép kín, hao tổn sản xuất ít, chất
lợng bia đồng đều, nâng cao năng suất thiết bị, hạ giá
thành sản phẩm, dễ tự động hoá.

- 18 -


Nhợc điểm : thiết bị phức tạp cồng kềnh, đòi hỏi kiểm soát
nghiêm ngặt, khi bị nhiễm thì dễ nhiễm hành loạt nên khó

xử lý.

2.Lên men gián đoạn: Nguyên liệu đợc đa vào từng mẻ.
Sản phẩm lấy ra từng mẻ
Ưu điểm

: thiết bị đơn giản, dễ chế tạo, khi bị nhiễm

thì dễ xử lý.
Nhợc điểm: năng suất thấp
Do trình độ vận hành, thao tác vô trùng còn hạn chế nên
ta chọn phơng thức lên men gián đoạn.
Từ những u nhợc điểm của các phơng pháp đã nêu trên,
kết hợp với điều kiện của nhà máy, tôi chọn phơng pháp lên
men nh sau:
-Phơng pháp lên men chìm bằng chủng Saccharomyces
Carlsbergensis trong thiết bị lên men gia tốc hình trụ đáy
côn.
-Phơng thức lên men gián đoạn
- Không qua lên men sơ bộ

III.

1.

Lên men

Chuẩn bị men giống.

1. 1 Mục đích:

- Tạo lợng giống đủ cho quá trình lên men.
- Hoạt hoá giống.
1.2 Tiến hành
Để chuẩn bị men giống cho sản xuất ta thờng chuẩn bị từ
chủng thuần khiết và sử dụng men sữa tái sinh.
1.2.1. Chuẩn bị từ chủng thuần khiết.
Quá trình nhân giống nấm men trải qua hai giai đoạn: giai
đoạn nhân giống trong phòng thí nghiệm, giai đoạn nhân
- 19 -


giống ngoài sản xuất- nhân giống tới số lợng đủ bằng 10% so
với dịch lên men.
Nhân giống trong phòng thí nghiệm: Đầu tiên dùng que cấy
vô trùng cấy chuyển giống từ ống thạch nghiêng sang môi trờng dịch thể đã vô trùng đựng trong ống thuỷ tinh 10 ml,
tiếp tục cấy chuyển giống sang ống 100ml, 1Lít,10 Lít, 20
Lít có thể hơn nữa thì kết thúc. Môi trờng nhân giống
thông thờng là dịch chiết từ malt, với môi trờng 10 Lít có thể
lấy từ thùng đờng hoá trong sản xuất
Quá trình nhân giống ngoài sản xuất có thể tuân theo
nguyên tắc 1:10 hoặc 1:5 tuỳ theo chất lợng men. Môi trờng
nhân giống đợc lấy trực tiếp từ thùng đờng hoá, trong qúa
trình nhân giống có sục không khí vô trùng.
Chế độ nhân giống nh sau:

Lợng dịch
10 ml
100 ml
1000 ml
10 Lít

100 Lít

Nhiệt

Thời

độ(0C)

gian

4,55,0

301

24giờ

4,55,0

301

4,55,0

301

4,85,2

2025

4,85,2

1620

Môi trờng

pH

Dịch chiết
malt
Dịch chiết
malt
Dịch chiết
matl
Dịch đờng
hoá
Dịch đờng
hoá

1824
giờ
1824
giờ
1518
giờ
14 giờ

Yêu cầu canh trờng men giống.
. Mật độ tế bào 100-120 Triệu tế bào/ml
. Tỉ lệ nảy chồi : 20-25%
. Tỉ lệ nhiễm khuẩn cho phép : + Cầu khuẩn <1%.
+ Men dại

< 0,5%.

+ Không có trực khuẩn.
- 20 -


1. 2 .2. Tái sử dụng men sữa
Khi kết thúc lên men chính ngời ta tiến hành hạ nhiệt độ
xuống 4-50C và tiến hành tháo sữa men. Thờng cứ 1000 Lít
dịch đờng sau khi lên men kết thúc cho ta khoảng 15 đến
20 Lít sinh khối nấm men sệt với hàm ẩm từ 85 88%. Cặn
men đợc xả ra ngoài qua van xả, lúc đầu men có màu xám
đen để dành riêng cho gia súc, tiếp đó là lớp men mịn màu
trắng ngà dùng để làm giống cho sản xuất, tiếp đó là lớp
màu xám đen cũng dùng để chăn nuôi gia súc.
Lớp men sữa sạch thu đợc, đem lọc qua rây và rửa nhiều
lần bằng nớc vô trùng ở 1-2oC. Các tế bào nấm men chết sẽ
nổi lên và đợc gạn ra ngoài.
Tiến hành rửa bằng nớc vô trùng 1oC nhiều lần, sau mỗi lần
rửa phải kiểm tra chất lợng nấm men, khi nào đạt chỉ tiêu
thì dừng. Giống nấm men tốt khi có hình thái tế bào đặc
trng, số tế bào trẻ và nảy chồi nhiều, số tế bào chết <5%, tỷ
lệ nhiễm tạp <2%, tốc độ sinh sản nhanh. Nấm men sau khi
rửa xong đợc bảo quản dới lớp nớc lạnh 1-2oC.
Nấm men bị nhiễm tạp cần xử lí bằng cách đa pH về 2,9
-3,2 giữ ở pH này trong vòng 1 giờ sau đó lại loại bỏ cặn bẩn
và trung hoà bằng NaHCO3 đến pH= 4,8 - 5,2. Thờng để
giảm pH đến 2,9 -3,2 ngời ta dùng H2SO4 0,4% hoặc H3PO4
0,6%.

Để cho men giống phát triển nhanh hơn thì trớc khi sử dụng
ta cần hoạt hoá giống. Tiến hành hoạt hoá giống nh sau: nấm
men đợc nuôi cấy trong dịch đờng mới đã đợc làm lạnh theo
tỷ lệ men sệt / dịch đờng = 1/4 hoặc 1/5, dùng cánh khuấy
hoặc không khí vô trùng sục vào dịch. Nhiệt độ hoạt hoá
gần bằng nhiệt độ lên men. Khi có rất nhiều tế bào nảy
chồi và độ cồn đạt 0,3% thì kết thúc hoạt hoá. Số lần tái sử
dụng men sữa khoảng 5 hay 6 lần.

- 21 -


2. Lên men bia
Trong thực tế ngời ta hay thực hiện quá trình lên men một
pha trong tank có thể tích lớn. Tank có trang bị 3 khoang
lạnh. Chu kỳ sản xuất trong thiết bị loại này là 15 ngày đêm.
Mục đích:
Chuyển hoá các hợp chất cao phân tử thành rợu, CO2 và các
sản phẩm phụ khác biến dịch đờng thành bia thành phẩm
có chất lợng mong muốn .
1.Lên men chính và lên men phụ
Dịch đờng ở nhiệt độ 14oC đợc nạp vào tank trong vòng
24 giờ, trớc đó tank đã đợc vệ sinh sạch sẽ và chạy lạnh vỏ.
Dịch đờng sau khi lạnh nhanh đợc bổ sung O2 tới nồng độ
6- 8mg/l để men giống phát triển sinh khối ban đầu. Nấm
men giống đợc đa vào tank lên men sau khi mẻ nấu đầu tiên
đa vào tank. Sau khi đa hết dịch vào tank thì hạ nhiệt độ
bằng cách mở hết cỡ van lạnh trên cùng, mở 1/3 van lạnh giữa,
bắt đầu quá trình lên men 12oC. Sau khoảng 1 ngày, CO2
thoát ra mạnh, tiến hành thu hồi CO2, điều chỉnh áp suất

0,5-0,7 at, tránh làm ức chế hoạt động sống của nấm men.
Trong thời gian lên men chính nhiệt độ trong tank đợc
điều chỉnh bằng áo lạnh trên cùng với chất tải lạnh có nhiệt
độ khoảng -50C để tăng sự xáo động nấm men trong dịch.
Hàng ngày bộ phận vi sinh lấy mẫu trong các tank dể kiểm
tra các chỉ tiêu: vi sinh vật, độ Bx...Khi mức độ lên men
biểu kiến khoảng 70% quá trình lên men chính xem nh kết
thúc. Tiến hành làm kết lắng nấm men bằng cách điều
chỉnh : áo lạnh giữa của thiết bị đợc mở 2/3 , áo lạnh dới
cùng đợc mở hết. Lúc này dịch lên men nhiệt độ hạ xuống
4-5oC để nấm men kết lắng. Giữ nhiệt độ này trong 1
ngày để nấm men kết lắng hết. Nấm men sữa đợc tách ra
đem đi xử lý để tái sử dụng. Sau đó mở các áo lạnh để hạ
xuống 0-1oC ( thời gian hạ nhiệt độ khoảng 18-24 h) tiến
hành lên men phụ, ngừng thu hồi CO2, áp suất d trong tank
- 22 -


khống chế ở 1,0-1,2Kg/cm2, nhờ đó CO2 hoà tan tốt hơn,quá
trình kết lắng của nấm men cũng tốt hơn, ức chế nấm
men làm chậm quá trình lên men, nhờ vậy tăng sự khử
diacetyl trong bia. Hàng ngày cũng kiểm tra chỉ tiêu độ đờng, vi sinh vật, đồng thời tách cặn dới đáy tank. Sau
khoảng 10-15 ngày quá trình lên men phụ kết thúc. Bia non
đa đi lọc trong để bão hoà CO2.
Mục đích của quá trình lên men là tạo điều kiện tối u cho
sự chuyển hoá dịch đờng nhờ sự hoạt động của nấm men ở
nhiệt độ, pH thích hợp. Trong khi lên men , đờng và các
Dextrin phân tử lợng thấp đợc chuyển thành rợu, CO2 và một
số sản phẩm khác nh: axit hữucơ, este, aldehit, glyxerin,
diacetyl, rợu cao phân tử... tạo thành bia theo đúng yêu cầu

kĩ thuật.
Đặc điểm của quá trình lên men chính là tiêu hao cơ chất
diễn ra mạnh mẽ, lợng nhiệt thải ra lớn .
Đặc trng của quá trình lên men phụ là lên men rất chậm
vì lên men ở nhiệt độ thấp, áp suất d, nồng độ tế bào
thấp, nồng độ dịch đờng bé .
ý nghĩa của quá trình lên men phụ đối với việc tạo vị, tạo
bọt, và hơng thơm, nó quyết định chất lợng, độ bền vững
của bia. Trong quá trình lên men phụ lợng CO2 tiếp tục đợc
tạo ra và hoà tan vào bia non, CO2 chủ yếu nằm ở dạng liên
kết, một phần ở dạng tự do
CO2 HCO3- -(C2H5)2CO
C.

Phân xởng hoàn thiện

1. Lọc trong bia
1.1 Mục đích:
Quá trình này nhằm tách cặn lơ lửng, tách các tế bào
nấm men sống và xác tế bào trong bia non để tăng giá trị
cảm quan, ổn định thành phần cơ học, làm tăng độ bền
sinh học, độ bền keo của bia.
- 23 -


Thiết bị lọc bia thông dụng là thiết bị lọc khung bản, với
giấy lọc và bột trợ lọc là bột diatomit. Giấy lọc sẽ giữ các phần
tử rắn có kích thớc lớn hơn kích thớc lỗ giấy lọc, còn bột trợ
lọc sẽ hấp phụ các phần tử có kích thớc nhỏ hơn. Trong quá
trình lọc có thể làm giảm nồng độ chất hoà tan trong bia,

vì thế ta thờng lọc một lần để đảm bảo không tổn thất
chất hoà tan trong bia. Trong quá trình lọc không thể tránh
khỏi sự tổn thất về CO2, do vậy trớc lúc lọc, bia thờng đợc
làm lạnh đến 0oC giải pháp này còn hạn chế đợc hiện tợng
đục bia sau này( tạo điều kiện tách các cặn nguội khi lọc).
1.2 Thao tác:
Quá trình lọc trải qua hai giai đoạn: giai đoạn tạo bề mặt
lọc và giai đoạn lọc.
Tạo bề mặt lọc : trớc hết ngời ta hoà bột diatomit vào bia =
1/8 vào thùng hoà bột rồi bơm tuần hoàn dịch này qua máy
lọc khung bản cùng với bia tới khi nào đạt tới độ trong chuyển
bia trong vào thùng chứa cùng bão hoà CO 2 .
Tiêu hao chất trợ lọc cho 1 m2 bề mặt lọc vào khoảng 550g.
Khi độ dày lớp bã trên lớp vải lọc tăng, áp suất lọc tăng, bia
không thoát ra hoặc thoát ra thì bị đục do lớp lọc bị phá vỡ
lúc này ta dừng quá trình lọc, tháo khung bản rửa máy và
giặt vải lọc. Theo một số tài liệu thì 1m 2 bề mặt lọc chỉ
lọc đợc 1000 Lít bia, đến lúc đó xảy ra hiện tợng mỏi lọc.

2. Bão hoà CO2
Bão hoà CO2 đạt hàm lợng cần thiết nhằm làm tăng chất lợng
cảm quan, chống ôxy hoá, chống kết lắng và tạo môi trờng
tốt để bảo quản bia. Quá trình này đợc thực hiện trong
tank bão hoà CO2 chịu áp lực. Sử dụng CO2 đã thu hồi hoặc
mua về. Để CO2 đợc bão hòa tốt phải tiến hành nạp nhiều
lần ở nhiệt độ thấp 00C, mỗi lần nạp tới áp suất 4 đến 5
Kg/cm2 rồi lại hạ xuống 3 Kg/cm2, quá trình nạp lặp đi lặp
lại nhiều lần.

- 24 -

3. Hoàn thiện sản phẩm
Đó chính là quá trình chiết bia vào chai và thùng bock để
dễ vận chuyển và bảo quản đồng thời thanh trùng diệt nấm
men nhằm nâng cao độ bền sinh học cho sản phẩm. Bia đợc chiết dới điều kiện đẳng áp.
a. Hoàn thiện bia hơi
Bia hơi trớc khi chiết bock phải đợc kiểm tra chất lợng, nếu
đạt yêu cầu thì mới cho tiến hành chiết bock. Bia hơi thanh
phẩm đợc chiết vào các bock có dung tích sau:100 Lit, 50
Lit, 30 Lit. để dễ vận chuyển ta chọn loại Bock có dung tích
50 Lit.
Bock làm bằng nhôm hay bằng nhựa, có lớp bão ôn, chịu đợc áp lực suất d do CO2 gây ra. Xung quanh bock có hai đai
cao su để khi vận chuyển tránh xây xát, va đập. Chiết
bock theo nguyên tắc đẳng áp .
Bock đợc xem là bảo đảm nếu sau một ngày nhiệt độ của
bia không tăng quá 10C

b. Hoàn thiện bia chai.
Chai đựng bia đợc thổi từ thuỷ tinh chất lợng cao có màu
nâu đậm hay xanh nhạt để ngăn chặn sự tác động của
ánh sáng mặt trời đến bia thành phẩm. Nguyên nhân là tạo
ra CO và các hợp chất chứa nhóm Sunfohydrin làm bia có vị
lạ, do các tia này có khả năng kích thích các phản ứng quang
hoá trong bia, khử các chất chứa lu huỳnh thành Mecaptan có
mùi khó chịu.
Chai đựng bia phải chịu đợc áp lực 10 Kg/cm2 ở 1000C,
thành chai đều nhẵn và không có bọt khí, đáy chai hơi
lõm. Dung tích chai sử dụng là loại 0,45 Lit, chai phải đợc rửa
sạch và thanh trùng trớc khi chiết. Sau khi thanh trùng chai

phải đợc kiểm kĩ lợng, chai đủ tiêu chuẩn mới đem chiết.

- 25 -