Đồ án: Thiết kế hệ thống nồi đun sôi dịch đường với hoa houblon gia nhiệt kiểu vỏ áo

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TP.HCM tháng 5 năm 2016


LỜI MỞ ĐẦU
Bia  là   một   loại   đồ   uống   giải   khát   rất   được   ưa   chuộng   trên   thế   giới   cũng
như   tại   Việt   Nam.   Được   sản   xuất   từ   nguyên   liệu   chính   là   Malt   đại   mạch,   hoa
Houblon,  nước,  nấm   men,   nguyên   liệu   thay   thế   khác.   Nó   có   hương   vị   ngọt   nhẹ
đặc   trưng   cho   malt,   hương   thơm   và   vị   đắng   dễ   chịu   của   hoa   houblon,   vì   vậy   mà
người ta rất dể  dàng phân biệt nó với c ác lọai đồ  uống khác. Với lớp bọt mịn,  bia
có   tác   dụng   giải   khát   rất   nhanh.   Trong   bia   có   chứa   nhiều   chất   dinh   dưỡng   như
protein,   vitamin,   chất   khoáng....và   rất   tốt   cho   hệ   tiêu   hóa,   giúp   cho   cơ   thể   khỏe
mạnh nếu liều dùng thích hợp.Với những đặc tính của mình, bia đã trở thành một loại đồ 
uống hấp dẫn và được ưa chuộng. Trên thế giới sản lượng bia ngày càng tăng để  phục  
vụ nhu cầu của khách hàng. 
Là sinh viên chuyên ngành công nghệ  thực phẩm, với mong muốn nghiên cứu về 
công nghệ  sản xuất bia, chúng em quyết định chọn đề  tài Thiết kế hệ  thống nồi đun  
sôi dịch đường với hoa houblon gia nhiệt kiểu vỏ áo. 
Em xin cảm  ơn thầy Phan Vĩnh Hưng, cũng như  các thầy cô trong trường đã 
truyền đạt kiến thức quý giá để chúng em có thể hoàn thành bài báo cáo này.
Mặc dù chúng em đã nỗ  lực cố  gắng hoàn thành thật tốt, nhưng do thời gian và 
kiến thức có hạn nên vẫn còn nhiều sai sót mong thầy cô góp ý nhận xét.
TP.HCM, Ngày 15 tháng 5 năm 2016


LỜI NHẬN XÉT CỦA GVHD
   
.............................................................................................................................

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

Chữ ký của giáo viên nhận xét


LỜI NHẬN XÉT CỦA CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN
   
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

Chữ ký của giáo viên nhận xét


MỤC LỤC


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Nguyên liệu sản xuất bia
1.1.1 Malt đại mạch.
Malt đại mạch là nguyên liệu chính dùng để  sản xuất bia. Là nguyên liệu  
chính cung cấp các chất cần thiết để tiến hành lên men, hệ enzyme phong phú chủ 
yếu   là   amylaza   và   proteaza,   đồng   thời   góp 

phần   tạo   hương   vị, 

tạo bọt cho sản phẩm.
Vỏ  malt có ý nghĩa quyết định đến quá 

trình   lọc   trong   dịch 

thủy phân.
Các thành phần của phôi, nội nhũ vừa là cơ  chất chủ  yếu (tinh bột, protein, 
các chất hòa tan, khoáng..) vừa là tác nhân xúc tác thiết yếu (các hydrolase) hay là  
những thành phần quan trọng trong môi trường chuyển hóa tạo thành sản phẩm.
Yêu cầu của malt trong sản xuất bia
Malt trong sản xuất bia phải sạch, có mùi thơm đặc trưng của malt, có vị ngọt,  
có màu vàng sáng đều. Không có mùi lạ, không được mốc và không hôi khói. Yêu  
cầu kích thước của malt phải đều. Kích thước malt đạt yêu cầu nếu như  hạt malt  
trên sàn 2,8 mm và 2,5 mm chiếm 94%, hạt dưới sàn 2,2 mm không quá 0,5%. Khối  
lượng riêng của malt trong khoảng 520600 g/l. Độ ẩm không quá 6%. Độ chiết: 75 

82%. Thời gian đường hóa: 20 35 phút, hoạt lực enzyme đạt 100  300 đơn vị, hàm  
lượng tinh bột càng cao càng tốt nhưng hàm lượng protein nằm trong khoảng 9 12%  
nếu cao hơn sẽ  bị  đục, rất khó bảo quản, nếu thấp hơn bia sẽ  kém bọt, vị  kém 
đậm đà.
1.1.2 Hoa houblon.
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản quan trọng thứ hai sau malt, nó không thể 
thiếu trong sản xuất bia, hiện chưa có nguyên liệu nào có thể thay thế  được. Hoa  

6


houblon góp phần quan trọng tạo ra mùi vị  đặc trưng và tăng độ  bền sinh học của  
bia. Nó tạo cho bia vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả  năng tạo 
và giữ  bọt, làm tăng độ  bền keo và  ổn định thành phần sinh học của bia. Thành  
phần hóa học của hoa gồm nhiều chất khác nhau, những chất có giá trị  cho bia là 
nhựa đắng houblon, các chất tanin và tinh dầu thơm.
Trong   công   nghệ   sản   xuất   bia,   người   ta   chỉ   sử 
dụng hoa cái chưa thụ phấn. Trong cánh hoa và nhị hoa  

có 

chứa các hạt lupulin là nguồn gốc chính tạo ra chất 

đắng 

và tinh dầu thơm của hoa houblon.
Hoa houblon được nhà máy sử dụng dưới 2 dạng:  

hoa 

viên và cao hoa.
­ Hoa viên: hoa houblon sau khi xử lý sơ bộ, được nghiền và ép thành các viên 
nhỏ, xếp vào các túi polyetylen hàn kín miệng để tiện cho việc bảo quản cũng như 
vận chuyển.
 ­ Cao hoa: trích ly các tinh chất trong hoa bằng các dung môi hữu cơ (toluen, 
benzen... ), sau đó cô đặc để thu lấy chế phẩm ở dạng cao.
Thành phần hóa học 
Nhựa hoa houblon là thành phần chính và quan trọng của hoa houblon, bao  
gồm nhựa cứng và nhựa mềm: nhựa mềm gồm có  α­nhựa mềm và  β­nhựa mềm, 
trong nhựa mềm gồm các dạng axít đắng là  α,  β,  γ,  δ­axít đắng. Vị  đắng của bia 
chủ  yếu là do  α­axít đắng tạo nên, còn các dẫn xuất của  β­axít đắng tạo nên vị 
đắng hài hoà, dễ chịu.
Các chất tanin của hoa houblon là các polyphenol, dễ hoà tan trong nước, dễ bị 
oxy hoá nên nó bảo vệ  nhựa houblon. Trong quá trình nấu bia, hầu hết tanin của 
hoa houblon liên kết với protein của malt, do đó hàm lượng polyphenol ở trong bia 
chủ yếu là của malt và chỉ khoảng 1020% là polyphenol của hoa houblon.

7


Tinh dầu hoa houblon là một hỗn hợp phức tạp của các hydratcacbon và nhiều  
hợp chất chứa oxy dạng tecpen. Tinh dầu houblon không hoà tan trong nước nhưng 
dễ bay theo hơi nước. Trong quá trình sản xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay  
hơi chỉ còn khoảng 2% tồn tại trong bia. tạo hương thơm cho bia. Trong quá trình 
bảo quản, tinh dầu sẽ mất dần do bay hơi và bị ôxy hoá. Do đó không dùng hoa cũ 
để sản xuất bia vì các sản phẩm chuyển hoá của tinh dầu nếu đưa vào bia sẽ  làm 
giảm chất lượng của bia.
Các chỉ tiêu kỹ thuật của hoa
a. Tiêu chuẩn đối với cao hoa 
 Chỉ tiêu cảm quan:

‒

Cao hoa có dạng keo, màu vàng hổ phách.

‒

Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi.

‒

Vị đắng rõ rệt.

 Chỉ tiêu hóa học:
‒

Hàm lượng α­ axit đắng: 30%.

Tan hết và có thể tạo kết tủa lắng nhanh khi đun sôi với nước.  
Hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu.
‒

Hoa cao đóng trong các hộp kín, chắc chắn dễ  mở, bao bì không làm  ảnh 
hưởng đến chất lượng sản phẩm. Bảo quản hoa cao trong kho lạnh  ở  nhiệt  độ 
510oC. 
b. Tiêu chuẩn đối với hoa viên
 Chỉ tiêu cảm quan
‒

Hoa viên có màu xanh lá mạ.

‒

Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi, vị đắng dịu.

‒

Hình dạng: viên đùn, không vỡ vụn.

 Chỉ tiêu hóa học
‒

Loại viên có hàm lượng α­ axit đắng 8%.

Có khả  năng tạo kết tủa lắng nhanh khi đun sôi với nước nha,  
làm trong nước nha, tạo mùi hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu.
‒

8


Hoa viên được đóng bao bì bền chắc, dễ mở, bao bì không làm ảnh hưởng đến 
chất lượng hoa.
1.1.3 Nước
Nước là thành phần chủ yếu của sản phẩm: Nước tồn tại trong bia, không chỉ 
nhiều về số lượng (trung bình 88  92% khối lượng), mà còn có vai trò đặc biệt quan 
trọng cho các thành phần khác phân tán và tồn tại. 
1.1.4. Nấm men
Nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào. Nấm men trong công nghệ sản xuất bia 
thường là chủng thuộc giống Saccharomyces, gồm nấm men chìm và nấm men nổi:
Nấm men nổi: tế  bào nấm men mẹ  và con sau khi nảy chồi thường dính lại 

với nhau tạo thành chuỗi tế  bào nấm men. Hình dạng chủ  yếu là hình cầu hoặc 
ovan kích thước 7 10 micromet.
Nấm men chìm: hầu hết các tế  bào khi quan sát nảy chồi đứng riêng rẽ  hoặc 
cặp đôi. 
Nấm   men   thường   dùng   để   lên   men   hiện   nay   là   loại   nấm   men   chìm 
Saccharomyces carlbergensis
1.1.5 Thế liệu và phụ gia
1.1.5.1 Thế liệu
Sử  dụng nguyên liệu thay thế  trong sản xuất bia nhằm mục  đích giảm giá 
thành sản phẩm. Nguyên liệu thay thế có thể sử dụng là nguyên liệu giàu tinh bột  
hoặc giàu đường thay thế một phần malt.
Gạo có chứa rất nhiều tinh bột, protein vừa phải, chất béo và xenlulo  ở  giới 
hạn thấp. Do đó gạo là nguyên liệu thay thế khá lý tưởng.
Yêu cầu về gạo sử dụng trong sản xuất bia phải sạch, không tạp chất, không 
mối mọt và lượng amylopectin thấp.

9


1.1.5.2 Phụ gia chất hỗ trợ kỹ thuật
a. Chế phẩm enzyme
Nếu trong quá trình sử dụng thế liệu tỉ lệ cao thì cần phải bổ sung chế phẩm 
enzyme. Enzyme thường sử dụng là Termamyl ( – amylase) giúp cho việc dịch hóa 
trong khi nấu dịch đường được dễ  dàng. Termamyl là chế  phẩm lỏng chịu được  
nhiệt độ cao và được sản xuất từ vi sinh vật Bacillus lichenifomis, hoạt động tốt ở 
nhiệt độ thích hợp là 90oC, pH = 6.
b. Các loại hóa chất
‒

Sử dụng các loại hóa chất như:

‒

Caramel: tăng độ màu đẹp cho bia.

‒

Acid lactic, điều chỉnh pH cho quá trình nấu.

‒

Acid ascorbic: ức chế vi sinh vật làm biến chất bia.

‒

Acid sunfuric: cho vào lúc hồ  hóa gạo, bổ  sung H+  điều chỉnh pH, xúc 
tác quá trình hồ hóa, nếu cho quá nhiều bia sẽ bị chua.

‒

ZnCl2 giúp nấm men khỏe.

‒

Dùng xút để rửa chai

‒

Chất trợ lọc: Diatomit.

1.2 Quy trình công nghệ sản xuất bia.
1.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ bia

10


1.2.2. Thuyết minh quy trình.
1.2.2.1. Nghiền 
a. Mục đích

11


Nhằm để  làm giảm kích thước hạt, phá vỡ  cấu trúc tinh bột, làm cho nước  
xâm nhập vào nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hoá, thuỷ phân tinh bột 
diễn ra nhanh và triệt để hơn.
b.Yêu cầu khi nghiền
 Malt

Vỏ malt giữ được càng nguyên càng tốt. Nếu giữ nguyên được vỏ  malt thì sẽ 
ngăn chặn được việc chuyển các chất không có lợi từ  vỏ  vào dịch đường và bia. 
Mặt khác, vỏ malt càng nguyên càng tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc, nâng 
cao vận tốc và hiệu suất lọc.
Nội nhũ phải được nghiền nhỏ. Tuy nhiên, nếu tỷ  lệ bột và tấm mịn, nhất là 
bột quá cao thì lọc dịch đường sẽ khó khăn và giảm hiệu suất thu hồi. Vì vậy, khi 
nghiền cần tạo tỷ lệ thích hợp giữa tấm thô, tấm mịn và bột phù hợp với từng loại  
thiết bị lọc.
 Gạ o

Nghiền càng nhỏ  càng tốt, khi đó khả  năng tiếp xúc giữa cơ  chất và enzyme 

càng cao, hiệu quả thuỷ phân tinh bột càng triệt để.
c. Phương pháp thực hiện
Malt được nghiền bằng thiết bị nghiền hai cặp trục và gạo được nghiền bằng  
thiết bị nghiền búa.
Thiết bị nghiền trục (nghiền malt)
Cấu tạo

12


Máy nghiền trục (nghiền malt)
Nguyên tắc hoạt động
Malt được đổ  vào phễu và được nghiền sơ  bộ   ở  cặp rulô thứ  nhất. Khoảng 
cách giữa 2 trục nghiền của cặp rulô thứ  nhất lớn hơn so với khoảng cách giữa 2 
trục nghiền của cặp rulô thứ  2. Sau khi nghiền sơ bộ, bột malt được đưa vào rulô 
thứ 2 để nghiền tiếp.
Thiết bị nghiền búa (nghiền gạo)
Cấu tạo

Máy nghiền búa (nghiền gạo)
1. Phễu nạp liệu
2. Búa

13


3. Lưới 
4. Đĩa treo
5. Trục quay.

Nguyên tắc hoạt động
Nguyên liệu được đưa vào máy nghiền búa qua phễu nạp liệu (1). Gạo được  
nghiền nát nhờ vào lực va đập của búa nghiền (2) vào thành trong của máy nghiền 
búa. Búa được lắp trên đĩa treo số  (4), các búa được treo cách đều nhau. Gạo sau  
khi được nghiền mịn sẽ đi qua lưới số (3) ra ngoài và được đưa vào bunke chứa.
1.2.2.2. Nấu nguyên liệu
a. Mục đích
Chuyển các chất có trong nguyên liệu từ  trạng thái không hoà tan sang trạng  
thái hoà tan nhờ  tác động của các hệ  enzyme thuỷ 
b. Phương pháp thực hiện
Thiết bị 
Cấu tạo:
1. Ống tháo hơi.
2. Cửa nạp liệu.
3. Cửa nạp hơi.
4. Áo hơi.
5. Cửa thoát hơi ngưng.
6. Cửa tháo liệu.
7. Cánh khuấy.
8. Cửa quan sát.

Tiến hành nấu

14

phân.


Sau khi nghiền xong, nguyên liệu nên đem đi nấu ngay vì nếu để lâu bột sẽ bị 
chua, làm ảnh hưởng đến chất lượng của bán thành phẩm và thành phẩm sau này. 

Tiến hành nấu theo phương pháp kết hợp với nguyên liệu thay thế chiếm 45%. Tỷ 
lệ phối trộn nguyên liệu và nước nấu là:
Malt : nước = 1 kg : 3 lít
Gạo : nước = 1 kg : 4 lít.
Nồi gạo: Gạo đã nghiền mịn với 10% bột malt lót (so với tổng lượng gạo) 
được đem vào phối trộn với nước ấm 37 oC theo đúng tỷ lệ trên. Bổ sung lượng chế 
phẩm enzyme Termamyl cần dùng vào. Khuấy trộn đều dịch bột trong vòng 10 
phút. Sau khi khuấy trộn xong nhiệt độ của nồi nấu hạ xuống còn khoảng 35 oC, bổ 
sung axit lactic để pH hạ  xuống còn 5,6 và giảm độ  nhớt của dịch. Nâng nhiệt độ 
của khối nấu lên 66oC với tốc độ khoảng 10oC/phút và giữ ở nhiệt độ  này 30 phút 
để hồ hóa tinh bột. Sau đó nâng nhiệt độ khối nấu đến nhiệt độ sôi (khoảng 105 oC) 
trong 30 phút và giữ sôi 20 phút. Trong suốt quá trình nấu gạo phải khuấy trộn liên  
tục để tránh cháy ở đáy nồi, vận tốc cánh khuấy khoảng 30÷40 vòng/phút.
Nồi malt: Khi nồi gạo đã tiến hành nâng nhiệt đun sôi thì nồi malt cũng bắt 
đầu cho nước 37oC vào. Thời gian hòa bột malt và nước trong 10 phút. Bổ  sung 
CaCl2, lượng và axit lactic vào. Nhiệt độ  của khối dịch khoảng 35oC và pH là 5,6. 
Nâng nhiệt khối nấu lên 52oC trong vòng 20 phút và giữ ở nhiệt độ này 30 phút để 
thực hiện quá trình đạm hóa.
Hội cháo: Khi nồi gạo đun sôi xong thì quá trình đạm hóa ở nồi malt cũng vừa 
kết thúc. Tiến hành bơm cháo gạo sang nồi malt để hội cháo, thời gian bơm là 10  
phút. Nhiệt độ toàn khối nấu lúc này đạt 63oC, giữ ở nhiệt độ 63oC/30 phút để tạo 
điều kiện cho enzim  β­amylaza thuỷ phân tinh bột. Sau đó, nâng nhiệt độ khối nấu 
lên 73oC/10 phút và giữ   ở  nhiệt độ  này 30 phút để  enzim  α­amylaza tiếp tục thuỷ 
phân tinh bột. Nâng nhiệt độ toàn khối dịch lên 78oC/5 phút rồi sau đó bơm dịch đi 
lọc.

15


1.2.2.3. Lọc dịch đường

a. Mục đích 
Dịch đường hoá bao gồm các chất hoà tan và các chất không hoà tan nên cần 
phải lọc để tách các chất hoà tan ra khỏi các chất không hoà tan.
b. Phương pháp thực hiện
Lọc dịch đường có 2 giai đoạn: giai đoạn thứ  nhất là lọc để  tách dịch đường 
ra khỏi bã, giai đoạn 2: rửa bã để thu nốt phần chất hoà tan còn sót lại trong bã.
Trước khi tiến hành lọc, thùng lọc cần được vệ sinh kỹ bằng nước. Cửa tháo 
bã và các van xả dịch phải đóng chặt. Bơm nước nóng 78˚C vào các ống dẫn dịch 
để  đuổi không khí đồng thời bơm tới đầy khoảng không giữa hai đáy của thùng 
lọc. Dịch đường từ nồi đường hoá sau khi được trộn đều, được bơm một lần sang  
thùng lọc, đồng thời hệ  thống cào bã hoạt động để  dàn đều lớp bã trên mặt đáy  
giả. Sau khi hết dịch đường hệ thống cánh đảo bã được nâng lên cao. Dịch đường 
được để  yên 20 phút để  bã kết lắng tạo thành lớp lọc. Sau đó mở  van thu dịch 
đường, ban đầu dịch đường còn đục nên ta cho hồi lưu trở  lại thùng lọc trong 
khoảng 15 phút đầu.  Khi  dịch  đường  bắt đầu trong  thì  khoá  van hồi lưu,  dịch 
đường được đưa ngay sang nồi nấu hoa. Nếu nồi hoa chưa sẵn sàng thì dịch đường  
được đưa sang nồi trung gian có vỏ bảo ôn chứa tạm. Lúc đầu tốc độ lọc nhanh, về 
sau tốc độ lọc chậm dần do màng lọc bị bít làm tăng trở lực khi đó cần ngừng quá  
trình lọc dùng hệ thống cào bã tạo lại lớp màng lọc. Dùng áp kế để kiểm tra tốc độ 
lọc. Thời gian lọc khoảng 90 phút. Sau đó tiến hành rửa bã.
Tiến hành rửa bã gián chia làm 2 lần, nước rửa bã có nhiệt độ  78˚C. Sau khi  
thu hết dịch đường, khoá van xả dịch:
Lần thứ nhất: cấp 60% lượng nước rửa bã.
Lần thứ hai: cấp 40% lượng nước rửa bã.
Cho cánh khuấy quay để  làm tơi lớp bã giải phóng chất tan còn lưu trong bã  
vào dịch. Để  yên 10 phút thì tháo dịch, dịch này cũng được bơm sang nồi hoa với  

16

dịch lọc trước đó. Kết thúc quá trình rửa bã hàm lượng đường trong bã còn 0,51˚Bx.  
Thời gian rữa bã khoảng 90100 phút.
1.2.2.4. Nấu hoa houblon
a. Mục đích
Hòa tan và chuyển hóa chất đắng, thơm của hoa houblon để tạo hương vị đặc 
trưng cho dịch houblon hòa và bia sau này. Đồng thời loại trừ  các hợp chất kém 
bền, tạo ra các sản phẩm làm tăng cường độ  màu và hương thơm hấp dẫn, làm 
tăng nồng độ các chất hòa tan và thanh trùng dịch hoa houblon hóa, chuẩn bị cho quá  
trình lên men bia.
b. Cách tiến hành
Tiến hành: Dịch đường và nước rửa bã từ  thiết bị  lọc chuyển thẳng vào nồi 
houblon hóa. Khi nước rửa bã chảy vào nồi gần kết thúc thì bắt đầu nâng nhiệt đến  
sôi và cho toàn bộ lượng cao hoa vào nồi nhằm thu chất đắng. Giữ  sôi 30 phút rồi  
tiếp tục cho 1/2 lượng hoa viên vào. Trước khi kết thúc quá trình houblon hóa  
khoảng 30 phút thì cho tiếp 1/3 lượng hoa viên còn lại nhằm tạo hương và kết lắng  
protein. Việc bổ sung hoa chia làm hai lần nhằm mục đích tạo hương tốt hơn cho  
bia, bởi vì trong quá trìng đun hoa lượng tinh dầu thơm sẽ tổn hao 80­90%. Vì vậy  
việc bổ  sung làm hai lần sẽ  giảm tổn thất. Trong quá trình đun sôi thì chỉ  số  đầu  
tiên để kết thúc quá trình đun sôi là nồng độ dịch đường, những chỉ số khác là sự có  
mặt kết tủa của protein và độ  trong của dịch đường, tổng thời gian đun sôi là 90  
120 phút.
1.2.2.5. Lắng trong và làm lạnh
a.Mục đích
Lắng và tách cặn để làm trong dịch đường.
Hạ nhiệt độ của dịch đường đến nhiệt độ lên men.
Bão hòa oxy cho dịch lên men.

17

b. Phương pháp tiến hành.
Dịch đường đựơc bơm ở độ cao 1/3 so với chiều cao dịch trong thùng và được  
bơm theo phương tiếp tuyến với thân thùng với vận tốc 1214m/s, tạo một sức đẩy 
mạnh, lực này tạo ra một xung lực theo phương tiếp tuyến với cột chất lỏng bên  
trong thùng và làm cho cả cột chất lỏng đó xoay tròn. Nhờ  có lực hướng tâm lớn, 
cặn lắng bị  hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy.Cặn tập trung  ở  đáy thùng khi  
bơm hết dịch được xối nước xả bã ra ngoài. 
Thiết bị whirlpool có ưu điểm là đảm bảo vô trùng vì dịch đường khi đưa vào 
thiết bị cũng như ra khỏi thiết bị ở nhiệt độ rất cao (khoảng 90˚C) và thời gian lắng 
chỉ khoảng 20 phút. Để yên 20 phút rồi dịch đường trong được bơm sang thiết bị là  
lạnh nhanh,  ở đây dịch được làm lạnh đến nhiệt độ lên men là 10˚C, thời gian làm 
lạnh không vượt quá 1 giờ. Sau khi làm lạnh xong dịch đường được chuyển vào 
thiết bị lên men, còn cặn ở đáy thùng được dội nước và cho xả  ra ngoài. Làm lạnh 
có thể xuất hiện cặn lạnh.
1.2.2.6.  Lên men chính.
a. Mục đích
Quá trình lên men chính là quá trình chuyển hoá các chất đường và dextrin thấp 
phân tử trong dịch lên men thành C2H5OH, CO2 và một số chất hữu cơ khác dưới tác  
dụng của nấm men:
C6H12O6  

2C2H5OH + 2CO2 + Q

Đồng thời, còn tạo các sản phẩm phụ  như: este, axit hữu cơ, rượu bậc cao,  
aldehit, glyxerin,…hoà tan vào dịch lên men tạo thành bia non.
b. Tiến hành.
Chuẩn bị nấm men
Men   giống   thường   sử   dụng   được   nuôi   cấy   từ   chủng   Saccharomyces 
carlsbergensis. Sau đó men giống được bảo quản  ở  nhiệt độ  5 oC trong tank bảo 
quản men giống. Thời gian trữ men không quá 1 ngày, sau đó sẽ  được chuyển vào 

18


tank lên men. Mn sữa sẽ được thu hồi và tái sử  dụng : khi kết thúc lên men chính,  
tiến hành hạ nhiệt độ xuống 5oC để thu hồi men sữa. Lượng men sữa thu được có  
màu trắng sữa được bảo quản trong tank bảo quản men giống và được tái sử dụng  
đến đời thứ 8 thì loại bỏ.
Tiến hành lên men
Với phương pháp lên men cổ điển, dịch đường sau khi làm lạnh được bổ sung  
không khí sạch (khoảng 8 mg O2/lít dịch đường) đã qua bình lọc bông gòn giữ  bụi 
cơ học và thiết bị khử trùng bằng tia cực tím. Sau đó, cấy nấm men vào với lượng  
men khoảng 20×106  tế  bào/1ml dịch lên men. Việc cấy nấm men vào thẳng  ống  
dẫn dịch lên men có ưu điểm làm cho nấm men phân bố đều toàn khối dịch lên men  
ban đầu và tạo điều kiện cho chúng sinh trưởng nhanh hơn. 
Dịch lên men được bơm vào thùng lên men chính trong nhiều lần nhưng chỉ có  
lần đầu dịch lên men có hoà nấm men, còn những lần sau chỉ châm đầy nước, tạo  
thời gian cho nấm men hoạt động thích nghi với môi trường.
Khi dịch lên men vào đầy thùng thì bắt đầu điều khiển quá trình lên men, theo  
dõi nhiệt độ, độ  đường hằng ngày. Lên men chính được tiến hành trong thiết bị 
hình   trụ   bằng   thép   không   gỉ,   đáy   và   nắp   hình   chỏm   cầu,   hệ   số   chứa   đầy   là  
0,8÷0,85. Nhiệt độ lên men chính là 10oC, áp suất dư trong thiết bị lên men chính là  
0,2÷0,4 at. CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ hoà tan vào bia non một phần. Độ 
hoà tan của CO2  vào bia sẽ tăng khi nhiệt độ  giảm, do đó để  đảm bảo lượng CO2 
hoà tan trong bia nhiều thì nhiệt độ thời kỳ cuối của quá trình lên men khoảng 5 oC, 
hàm lượng CO2 trong bia non phải đạt 0,2 %. Lên men chính được xem là kết thúc  
khi chất chiết trong dịch lên men giảm đi từ 0,150,2%/ ngày đêm. Thời gian lên men  
chính là 9 ngày.
1.2.2.7.  Lên men phụ.
a. Mục đích.

19


Tiếp tục lên men phần đường còn lại sau lên men chính, bão hoà CO 2 
cho bia và tăng cường mùi vị cho bia.
Thực hiện quá trình chín của bia (hoàn thiện chất lượng bia).
Đặc trưng của quá trình lên men phụ  là lên men rất chậm với một lượng  
đường không đáng kể. Cùng một lúc quá trình lên men các chất đường có thể  kết 
thúc song quá trình “chín” của bia vẫn tiếp tục. Quá trình tàng trữ  chín và lên men 
phụ có một ý nghĩa rất lớn hình thành vị, bọt và quyết định độ bền của bia.
Một trong những quá trình quan trọng xảy ra khi lên men phụ và tàng trữ bia là 
sự hòa tan CO2 vào trong bia. CO2 là thành phần chính của bia, giúp bia có khả năng 
tạo bọt tốt, đồng thời cũng là chất bảo quản ức chế sự phát triển của vi sinh vật.
b. Tiến hành
Quá trình lên men phụ được tiến hành trong các thùng kín đặt trong phòng lạnh 
từ 12oC. Nhiệt độ lên men phụ khoảng 1oC áp suất dư 0,30,7at. Trong quá trình lên 
men phụ cần theo dõi áp suất trong thiết bị lên men, mức độ trong của bia, nhiệt độ 
trong phân xưởng.
Bia non được chuyển vào từ đáy thiết bị nhằm giảm sự tạo bọt và giảm mất 
CO2. Đầu tiên có thể cho bia chảy nhanh nhưng về sau do có sự tạo bọt nên cho bia  
chảy gián đoạn. Khi bia non đã đầy thùng bắt đầu thải không khí trên bề  mặt bia 
non. Để đảm bảo bia thành phẩm có chất lượng như nhau về màu sắc, mùi vị cũng 
như thành phần hóa học thì bia non từ một thùng lên men chính có thể chuyển vào 
nhiều thùng lên men phụ. Quá trình chuyển bia non vào thiết bị lên men phụ có thể 
tiến hành từ từ và kéo dài 12 ngày đêm. Tuy nhiên sau 2 ngày đêm thì thùng lên men  
phụ cần phải chứa đầy bia non nếu không thì dễ bị nhiễm vi sinh vật và sự bão hòa 
CO2  khó do sự  bốc hơi của nó. Hệ  số  chứa đầy thùng lên men phụ  vào khoảng 
0,960,98. Khi bia chứa đầy thùng thì đóng van điều chỉnh áp suất, tiến hành thải  
không khí trên bề mặt bia và nâng áp suất đạt theo yêu cầu . 
Quá trình nâng cao áp suất kéo dài 1­3 ngày kể từ lúc chuyển xong bia non vào.  

Nếu nâng áp suất quá nhanh thì không khí trên bề mặt bia non sẽ hòa tan vào bia và 
20


oxy trong không khí sẽ  gây  ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia thành phẩm. Thời 
gian lên men phụ là 30 ngày. Sau khi lên men phụ bia được chuyển vào thùng chứa 
và đem đi lọc.
1.2.2.8. Lọc trong
a. Mục đích
Bia sau quá trình lên men dù đã qua quá trình tách cặn và xác men nhưng vẫn  
chứa nhiều nấm men dư  thừa và các chất kết tủa khác có nguồn gốc từ  quá trình  
nấu đường hóa và đun hoa hoặc tạo ra từ quá trình lên men. Để có được sản phẩm 
có độ trong nhất định, tăng tính ổn định và độ  bền các thành phần, trạng thái phân  
tán của các thành phần, giá trị cảm quan và thời gian bảo quản cho bia thành phẩm  
thì lọc trong là bước đầu tiên của quá trình hoàn thiện sản phẩm.
b. Cách tiến hành
Bia được lọc bằng thiết bị lọc khung bản với chất trợ lọc là bột diatomit.
Ðầu tiên, bột diatomit được trộn cùng với nước vô trùng theo một tỷ  lệ  nhất 
định và tạo thành một dung dịch huyền phù, sau đó dung dịch huyền phù được bơm 
vào máy lọc ép để  tạo thành một lớp lọc diatomit trên vải lọc. Nếu bia đi ra còn  
đục thì phải bơm trở  lại thùng phối liệu, bia trong được đưa vào thùng chứa. Áp 
suất lọc của thiết bị là 1,2÷1,3 at. Nếu vượt quá 3 at thì lớp vải lọc có thể bị rách.
1.2.2.9. Bão hòa CO2
a. Mục đích
Tạo điều kiện thuận lợi để  hòa tan, nâng nồng độ  CO2 có trong bia  ở  dạng 
bão hòa, nhằm bù vào lượng CO2 thất thoát trong các quá trình công nghệ, ngoài ra 
còn giúp ổn định thành phần, chất lượng của bia theo tiêu chuẩn và tăng giá trị cảm 
quan cho bia thành phẩm.
b. Cách tiến hành

21


Sau khi lọc thì hàm lượng CO2  bị  giảm. Do đó để  khôi phục lại sự  bão hoà  
CO2  trong bia thì sau khi lọc, bia được giữ  trong thùng chứa  ở  nhiệt độ  0,5÷1oC 
dưới áp suất của CO2 là 0,5 at và thời gian tối thiểu là 4 giờ. Hàm lượng CO2 trong 
bia thành phẩm phải  đạt ít nhất là 0,3% khối lượng. Nếu chưa  đạt được hàm 
lượng CO2 này phải bổ sung CO2 cho bia.
1.2.2.10. Chiết chai
Chai đưa vào rót phải có đủ  tiêu chuẩn về  độ  kín, độ  nguyên vẹn, về  kích  
thước, độ
sạch.
Trước khi rót, chai được rửa và sát trùng kỹ  bằng nước nóng 75 oC và dung 
dịch NaOH 2% có bổ  sung stabilon để  làm chai bóng hơn, sau đó chai được làm 
nguội rồi rótbia vào. Bia rót trong điều kiện đẳng áp để tránh tổn thất CO2 và tránh 
trào bọt gây tổn thất sản phẩm.
Dây chuyền chiết bia được cơ giới hoá hoàn toàn và bao gồm các công đoạn:  
rửa chai, chiết bia vào chai, đóng nắp chai, kiểm tra độ  kín của chai thành phẩm, 
thanh trùng bia, hoàn thiện sản phẩm.
1.2.2.11. Thanh trùng.
a. Mục đích
Tiêu diệt các vi sinh vật, vô hoạt các enzyme có trong bia, để   ổn định thành 
phần, chất lượng, làm tăng độ bền sinh học và bảo quản bia.
b. Phương pháp thanh trùng bia chai
Chế độ nhiệt (thanh trùng Pasteur) có thể được thực hiện theo nhiều phương  
pháp khác nhau, dựa vào mức độ  diệt trùng phân ra tiệt trùng (100 120oC) và thanh 
trùng (60 80oC), dựa vào thời điểm thường phân ra thanh trùng toàn khối bia ( trước 
khi chiết) và thanh trùng bia trong các bao bì ( sau khi chiết).
Phổ biến là thanh trùng bia trong các bao bì.

22


 Thanh trùng bia trước khi chiết

Cả  khối bia sau khi lọc được xử  lý nhiệt đến nhiệt độ  thanh trùng và thanh  
trùng bằng thiết bị trao đổi nhiệt (phổ biến là dạng tấm bản).
Bia đã được thanh trùng có thể chiết nóng (60 70 oC, áp lực làm việc khi chiết 
7 8 kg/cm2) hay chiết lạnh (nhiệt độ  bằng nhiệt độ  ban đầu của bia, áp lực làm  
việc khi chiết  1,5 kg/cm2) trong điều kiện vô trùng. Chiết lạnh, thiết bị  trao đổi 
nhiệt có thêm các vùng trao đổi nhiệt cần thiết.
 Thanh trùng sau khi chiết

Các chai, lon, hộp bia được gia nhiệt đến nhiệt độ  thanh trùng và thanh trùng  
bằng tưới hay ngâm nước nóng trong thiết bị  làm việc liên tục kiểu băng chuyền  
(máy hấp) hay gián đoạn trong các ngăn buồng (tủ hấp).
1.2.2.12. Dán nhãn.
Chai bia được thao tác qua các bộ phận của máy xì khô để thổi sạch nước bám 
trên thành và nút chai. Tiếp đó tiến hành dán nhãn và dán bịt giấy bạc ở đầu chai.
Chai được xếp vào két bia rồi được chuyển vào kho hoặc đi tiêu thụ.
1.3. Quá trình truyền nhiệt và thiết bị đun hoa houblon kiểu vỏ áo
1.3.1 Quá trình truyền nhiệt
Quá trình truyền nhiệt là quá trình truyền năng lượng nhiệt từ vị trí này đến vị 
trí khác trong cùng một pha lưu chất hoặc từ pha này sang pha khác thông qua bề 
mặt trao đổi nhiệt của thiết bị.
Quá trình đun hoa houblon làm việc theo quá trình truyền nhiệt không ổn định, 
dịch đường cấp vào và đun đến sôi đến 100 độ C rồi giữ nhiệt 1 giờ, trong quá trình  
sôi hoa houblon được cho vào chiết chất đắng và hương thơm.

23

1.3.2 Thiết bị đun hoa kiểu vỏ áo
a. Cấu tạo

b.  Nguyên   lí 

hoạt   động   của   nồi   gia  

nhiệt vỏ áo sử 

dụng hơi nước bão hòa:

Hơi nước 

bão hòa đi trong vỏ áo 

truyền nhiệt làm 

nóng dung dịch trong nồi, 

hơi nước trong vỏ 

mất nhiệt ngưng tụ đi ra 

qua ống bên dưới 
Ưu điểm 

của thiết bị nồi vỏ áo so 

với các thiết bị đun hoa khác: cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ vệ sinh, sửa chữa.

24


CHƯƠNG 2: TÍNH KẾT CẤU CHO CÁC CHI TIẾT THIẾT BỊ
2.1. Chọn kích thước thiết bị thích hợp
Chọn kích thước thân trụ trong: chiều cao thân trụ: Ht=1400mm; đường kính trong 
thân trụ: Dt=960mm 
Tỉ lệ  = ( nằm trong khoảng 1,2­1,5 nên phù hợp)
Đáy elip có đường kính trong bằng đường kính thân trụ D=960mm, chọn chiều cao 
gờ: h=25mm Độ sâu của đáy:  Hđ=240mm (Đáy tiêu chuẩn Hđ=0,25.D)
Nắp nón có đường kính đáy lớn D960mm, chiều cao gờ nón 40mm, đường kính đáy 
bé d=150mm ( bằng đường kính chọn của ống ngưng hơi), chọn chiều cao nón 
H=240mm góc ở đỉnh nón gần bằng 120o, góc hợp bởi mặt nghiêng của nón và 
mặt phẳng nằm ngang gần bằng 30o 
Thể tích thực của nồi là: 
=Vthân+Vnắp+Vđáy
 =. 0,962.(1,4+0,025+0,04)+ .0,24.+  . 0,482.0,24
=1,24615(m3)
Thể tích dịch đường là 10hl=1m3
Hệ số chứa đầy là : =0,8025( trong khoảng 0,7­0,85phù hợp)
Chiều cao của mực chất lỏng trong nồi:
Chọn chiều cao của đỉnh vỏ áo đến đáy nồi là 1,4 (m) ( chiều cao của mực chất 
lỏng cao hơn chiều cao của vỏ áotoàn bộ hơi trong vỏ áo đều trao đổi nhiệt với 
dịch đường) 
Chiều cao của lớp vỏ áo hình trụ ( tính luôn gờ đáy elip): 1400­240=1160 (mm)

25