thiết kế nhà máy bia nằng suất 100 triệu lít.năm

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/năm
Bia hơi: 40%
Bia chai: 60%
Nguyên liệu: Malt: 60%
Gạo: 30%
Đường: 10%

1


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

Mở đầu
Bia là một loại đồ uống lên men có độ cồn thấp, có bọt mịn xốp và có hương vị
đặc trưng. Bia có giá trị dinh dưỡng rất cao, ngoài việc cung cấp một lương calo khá
lớn, trong bia còn chứa một hệ enzim khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzim kích
thích tiêu hố amylaza. Vì vậy uống bia với một lượng thích hợp khơng những có tác
dụng giải khát, giảm mệt mỏi sau một ngày làm việc, mà cịn có lợi cho sức khỏe, ăn
cơm ngon, dễ tiêu hóa.
Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là matl đại mạch, hoa houplon và
nước với một quy trình đặc biệt, tạo cho bia có tính chất rất hấp dẫn với người tiêu
dùng. Hương thơm đặc trưng vị đắng dịu, lớp bọt mịn ,với hàm lượng CO2 4-5 g/l
giúp cho cơ thể giải khát triệt để khi uống. Nhờ những ưu điểm trên, bia đã và đang
được sử dụng rộng rãi khắp các nước trên thế giới và trở thành một thứ nước giải khát

thông dụng.
Ở Việt Nam trong những năm gần đây, khi đời sống kinh tế xã hội phát triển
nhu cầu tiêu thụ bia của con người ngày một tăng nhanh đã thúc đẩy ngành công nghệ
sản xuất bia trong nước không ngừng lớn mạnh. Nhà nước cũng dành sự quan tâm và
đầu tư đặc biệt cho ngành sản xuất bia trong nước với mục tiêu phát triển “ Xây dựng
ngành Bia – Rượu – Nước giải khát Việt Nam thành một ngành kinh tế quan trọng
đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu, đóng góp ngày càng nhiều cho ngân sách
nhà nước” và định hướng phát triển “ Tập trung cải tạo, mở rộng, đồng bộ hóa thiết bị
để nâng cao năng suất các nhà máy hiện có; Xây dựng các nhà máy mới có quy mơ
cơng suất 100 triệu lít/ năm trở lên” [1] Trong thực tế sản xuất nhiều cải tiến về công
nghệ đã được áp dụng nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, hiệu quả sử dụng thiết bị
và mang lại hiệu quả kinh tế cao mà điển hình phải kể đến việc sử dụng và tăng cường
sử dụng nguồn nguyên liệu thay thế.
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu sử dụng nguồn nguyên liệu thay thế malt đại
mạch trong sản xuất bia đã được quan tâm từ vài chục năm nay ở Viện nghiên cứu
Rượu – Bia – Nước giải khát, Viện Công nghệ sinh học thực phẩm – trường đại học
Bách Khoa Hà Nội và một số đơn vị khác, và đã đạt được kết quả tốt. Việc dùng gạo

2


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

làm nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia đã được áp dụng ở hầu hết các nhà máy
bia trong cả nước với tỷ lệ thay thế 15 – 30% và đạt được hiệu quả cao. Đường cũng
là một nguyên liệu có thể thay thế malt đại mạch trong sản xuất bia. Nó có ưu điểm
lớn là tạo ra dịch đường có nồng độ cao và có vai trị như một chất pha lỗng Nito
giúp cho bia có độ bền cao hơn. Hơn thế nữa, đường và gạo là những nguyên liệu

nước ta sẵn có và rẻ tiền.
Từ những yếu tố trên em tiến hành thực hiện đề tài “Thiết kế nhà máy bia năng
suất 100 triệu lít/năm sử dụng 30% gạo và 10% đường thay thế”.
[ 1]: Quyết định 2453/QĐ-BCT phê duyệt quy hoạch phát triển ngành Bia –
Rượu – Nước giải khát Việt Nam đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025.
Phần 1: Lập luận kinh tế
1.1.

Sự phát triển của ngành sản xuất bia trên thế giới

Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà lồi người đã tạo ra, có niên đại ít
nhất là từ thiên niên kỷ 5 TCN. Hiện nay khi đời sống kinh tế cao thì bia được sử
dụng như một thứ nước giải khát thông dụng. Ở một số thành phố, bia đã trở thành
một phần tất yếu trong cuộc sống của người dân địa phương. Hiện nay trên thế giới có
trên 25 nước sản xuất bia với sản lượng trên 100 tỷ lít/năm, trong đó Mỹ, Đức mỗi
năm sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm, Trung Quốc 7 tỷ lít/năm...
Theo số liệu của Viện nghiên cứu Lối sống và Thực phẩm Kirin, năm 2009 sản
lượng bia trên toàn thế giới tăng 0.4% so với năm 2008, đạt 181 triệu kl, phá vỡ kỷ
lục trong 25 năm qua Thống kê bình quân mức tiêu thụ hiện nay ở một số nước công
nghiệp tiên tiến trong năm 2009 như sau: Cộng hồ Czech hơn 160 lít/người/năm,
Đức 140 lít/người/năm, Úc khoảng 125 lít/người/năm….Lượng bia tiêu thụ tăng hầu
khắp các vùng, ngoại trừ vùng Địa Trung Hải, đẩy lượng tiêu thụ trên toàn thế giới
tăng lên.
Châu Á là một trong những khu vực có lượng bia tiêu thụ đang tăng nhanh.
Năm 2009, châu Á đã vượt qua châu Âu để trở thành châu lục đứng đầu thế giới về
sản xuất bia, với sản lượng 58.67 triệu kilơlít (kl), tăng 5,5% so với năm 2008, so với
mức giảm tương ứng 5.1% của châu Âu xuống 55.15 triệu kl. Tại châu Á, sản lượng
bia của Việt Nam năm ngoái tăng tới 24.3% so với cùng kỳ năm trước, Ấn Độ và
Trung Quốc tăng lần lượt 12.3% và 7%, trong khi, Nhật Bản giảm 2.2%.

3


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

Do thị trường bia trên thế giới đang phát triển một cách năng động, các hãng
bia sử dụng các chiến lược kinh doanh khác nhau.Tại Mỹ và châu Âu, do thị trường
bia đã ổn định, chiến lược kinh doanh bia là dành thị phần, giảm chi phí sản xuất.
Ngược lại, tại châu Á nơi thị trường đang tăng trưởng (nhất là đối với các loại bia chất
lượng cao) chiến lược là phát triển sản xuất, tăng sản lượng và nâng cao chất lượng.
Do đó hướng đi chủ yếu là xây dựng nhà máy bia phân tán ở nhiều vùng đồng thời
kiểm soát và mở rộng hệ thống phân phối nhằm thu hút người tiêu dùng.
1.2.

Sự phát triển của ngành bia ở Việt Nam

Ngành công nghiệp sản xuất bia Việt Nam có lịch sử hơn 100 năm. Xưởng sản
xuất bia đầu tiên được đặt tên là xưởng sản xuất bia Chợ Lớn, do một người Pháp tên
là Victor Larue mở vào năm 1875, là tiền thân của nhà máy bia Sài Gịn, nay là Tổng
cơng ty Bia Rượu Nước giải khát Sài Gòn. Ở miền Bắc, vào năm 1889, một người
Pháp tên là Hommel đã mở xưởng bia ở Làng Đại Yên, Ngọc Hà, sau trở thành nhà
máy bia Hà Nội, nay là Tổng công ty Bia Rượu Nước giải khát Hà Nội. Trong quá
trình hình thành và phát triển, ngành sản xuất bia đã đạt mức tăng trưởng cao vào
những năm của thời kỳ mở cửa. Cùng với quá trình hội nhập, ngành sản xuất bia phát
triển về quy mơ và trình độ cơng nghệ, trở thành một ngành cơng nghiệp có thế mạnh
khi Việt Nam gia nhập tổ chức WTO.
Về sản lượng bia: Thị trường Bia Việt Nam có tốc độ tăng trưởng cao trong những
năm qua.Trong giai đoạn 1996-2007, về sản lượng thị trường bia Việt Nam gia tăng

với tốc độ bình quân 12%/năm trong khi mức bình quân thế giới là 3% và Châu Á là
4,6%. Năm 2007 quy mô thị trường Bia Việt Nam đạt 1.9 tỷ lít tăng 19.1%, và đến
năm 2010, tổng sản lượng bia trong nước ước đạt 2.5 tỷ lít, tăng 45% so với năm
2007.

4


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

Hình 1:Sản lượng bia cả nước
3
2.5

Tỷ lít

2
1.5
1
0.5
0

2003

2004

2005

2006

2007

2010

(nguồn )
Theo lộ trình phát triển dự kiến đến năm 2015 cả nước sẽ sản xuất khoảng 4.0
tỷ lít bia, đến năm 2025 sản lượng sản xuất sẽ đạt khoảng 6.0 tỷ lít bia. [1]
Về mức tiêu thụ bia bình qn đầu người: theo thống kê, năm 2005 mức tiêu thụ
bia bình qn đầu người tại Việt Nam là 16.9 lít/người/năm. Đây là mức tiêu thụ thấp
hơn nhiều so với mức 23 lít/người/năm của Trung Quốc và các nước trong khu vực
châu Á tại cùng thời điểm. Tuy nhiên thị trường bia Việt Nam được nhận định đang
trong giai đoạn phát triển đầu tiên, với tốc độ tăng trưởng cao.

5


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

Hình 2: Mức tiêu thụ bình qn đầu người
35

lít/ người /năm

30
25
20

15
10
5
0

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

( Nguồn : Tổng cục thống kê, BVSC 2010)

Về cơ cấu dân số: Việt Nam hiện là quốc gia có dân số trẻ với khoảng 33 triệu người
trong độ tuổi 20 đến 40, độ tuổi có tỷ lệ tiêu thụ các sản phẩm bia cao nhất. Tỷ lệ tăng
trưởng kinh tế của Việt Nam 2010 được đạt trên 6.78%, GDP bình quân đầu người đạt
1.168 USD đã đưa Việt Nam đã chuyển vị trí từ nhóm nước nghèo nhất sang nhóm
nước có mức thu nhập trung bình thấp, thúc đẩy nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm bia,
đặc biệt là bia cao cấp và trung cấp, đảm bảo cho tăng trưởng theo chiều sâu của thị
trường bia Việt Nam trong tương lai.

(nguồn />Về cơ cấu thị trường: đang có sự chuyển dịch theo đó thị trường trung cấp có khả
năng mở rộng mạnh nhất. Thị trường bia cao cấp (9%) chủ yếu do ba nhãn hiệu
Heineken, Carlsberg và Tiger chiếm lĩnh. Thị trường bia bình dân thuộc về các công
ty bia địa phương và các cơ sở sản xuất bia thủ công. Thị trường bia trung cấp chủ
yếu thuộc về một số nhãn hiệu như Sabeco, Habeco, Halida, Huda,…Mặc dù hiện nay
thị trường bia bình dân vẫn chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu tiêu thụ bia, tuy nhiên thời
gian tới thị trường này sẽ giảm dần tỷ trọng do đời sống của người dân tăng lên, nhu
cầu tiêu thụ các sản phẩm hợp vệ sinh sẽ tăng cao và các cơ sở gia công địa phương

6


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

có cơng nghệ lạc hậu sẽ khơng cạnh tranh được với các cơng ty có tiềm lực mạnh. Thị
trường Trung cấp được dự báo sẽ là thị trường có sự tăng trưởng mạnh nhất trong
những năm tới.

Hình 3: Cơ cấu thị trường tiêu thụ
Cao cấp

Trung cấp

Bình dân

9.00%
27.00%

64.00%

(Nguồn : Euromonitor, BVSC 2010)

7


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

1.3. Ưu điểm của sử dụng nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia
1.3.1. Ưu điểm của việc sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế
 Gạo là nguyên liệu sẵn có ở nước ta, giá rẻ hơn nhiều so với malt do đó góp
phần hạ đáng kể giá thành sản phẩm.
 Tăng cường độ bền keo, những chất chứa Nitơ và polyphenol trong tinh bột
gạo tuy khơng nhiều nhưng cũng góp phần làm tăng tính bền keo.
 Tạo ra loại bia nhẹ hơn, sáng màu hơn phù hợp hơn với thị hiếu người tiêu
dùng Việt Nam.
1.3.2. Ưu điểm của việc sử dụng đường
 Đường được sử dụng để làm tăng nồng độ dịch đường trong nồi nấu hoa với
giá thành rẻ hơn mà vẫn đảm bảo chất lượng bia.
 Thành phần chủ yếu của đường là saccaroza > 98%. Thành phần tạp chất rất
thấp do đó khơng ảnh hưởng nhiều đến tính chất đặc trưng của bia : mùi, vị..
 Nhờ bổ sung đường làm tăng sản lượng của nhà nấu mà không cần đầu tư thêm
thiết bị.
 Đường có khả năng pha lỗng những chất khơng có bản chất tinh bột như
protein, poly phenol là những chất gây đục bia.
 Giảm giá thành sản phẩm bằng nguồn chất khơ có sẵn trong nước và rẻ hơn.
1.4. Lựa chọn địa điểm xây dựng

Nước ta nằm trong vùng khí hậu nóng, với hướng gió chính là đơng nam nên
việc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy là hết sức quan trọng. Yêu cầu thiết kế nhà
máy bia với cơng suất lớn 100 triệu lít/năm cần một số điều kiện thuận lợi về nguồn
cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, nguồn lao động, giao thông và thị trường tiêu thụ.
Qua tìm hiểu khảo sát thực tế địa phương cho thấy Khu cơng nghiệp Sơng Trà
tại xã Tân Bình, thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình là địa điểm thích hợp để xây
dựng nhà máy bia.

1.4.1. Giao thơng vận tải

8


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

Thái bình là 1 tỉnh ven biển, thuộc khu vực đồng bằng sông Hồng, nằm trong
vùng ảnh hưởng trực tiếp của tăng trưởng kinh tế : Hà Nội, Hải Phịng, Quảng Ninh.
 Phía bắc giáp tỉnh Hưng n và Hải Phịng.
 Phía tây và tây nam giáp tỉnh Nam Định và Hà Nam.
 Phía đơng giáp Vịnh bắc bộ.
 Cách Thủ đô Hà Nội : 117 Km.
 Cách Hải Phòng :60 Km
Đường bộ: quốc lộ 10 sang Nam Định, quốc lộ 39 nối Hưng Yên - Diêm Điền
và Hải Phòng; đường 217 (quốc lộ 37) sang Hải Dương.
Đường thuỷ: Cảng Diêm Điền là cảng quốc gia, đang đầu tư xây dựng để tàu
1000 tấn có thể ra vào.
Đang xây dựng Cầu Hiệp nối 2 tỉnh Thái Bình và Hải Dương và tuyến đường
bộ nối 2 tỉnh Thái Bình, Hà Nam với đường cao tốc Cầu Giẽ - Ninh Bình (khởi cơng

ngày 25/1/2010)
Khu cơng nghiệp sơng Trà được quy hoạch ở phía Bắc quốc lộ 10 nằm trên địa
phận xã Tân Bình, thành phố Thái Bình và xã Tân Phong, huyện Vũ Thư và trên
Quốc lộ nối Thái Bình với Thành phố Hải Phịng nên rất thuận lợi cho việc nhập
nguyên liệu cũng như mở rộng thị trường tiêu thụ.
1.4.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu
Nguyên liệu chính trong sản xuất bia là Malt đại mạch, hoa Houblon, nấm men,
nước và các nguyên liệu thay thế : gạo, đường và một số nguyên liệu khác. Các
nguyên liệu này đều có thể đáp ứng đầy đủ liên tục nhờ mạng lưới giao thông trong
tỉnh rất thuận lợi.
Nhà máy sử dụng nguồn nhiên liệu là than để cung cấp hơi cho các quá trình
nấu, vệ sinh, thanh trùng.Than được lấy từ Quảng Ninh và trong tương lai khi mỏ than
ở Thái Bình đi vào khai thác thì việc sử nguồn nhiên liệu này rất thuận tiện.
Nguồn điện là yếu tố cực kì quan trọng phải đảm bảo 24/24h. Nhà máy sử dụng
mạng điện lưới quốc gia qua thành phố Thái bình, nhà máy cũng đặt thêm 1 trạm biến
áp 35KVA và máy phát điện cho phương án dự phòng khi mất điện.

9


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

1.4.3. Hệ thống xứ lí nước thải
Nhà máy thải ra 1 lượng nước thải lớn nên toàn bộ nước thải của nhà máy được
gom về hệ thống xử lí nước thải của nhà máy, xử lý bằng phương pháp sinh học sau
đó chảy qua ao sinh học trước khi đi ra hệ thống nước của thành phố.
1.4.4. Nguồn nhân lực
Dân số Thái Bình năm 2010 là 1,902,400 người. Trong đó dân số nơng thơn

chiếm 94.2%, dân số thành thị chiếm 5.8%; mật độ dân số 1,183 người/km 2; bình
quân nhân khẩu là 3.75 người/hộ; tỷ lệ phát triển dân số tự nhiên hiện nay là 1.02%.
Nguồn lao động trong độ tuổi: 1 triệu 73 ngàn người. Trong đó lao động trong khu
vực nơng, lâm nghiệp chiếm 74.3%, công nghiệp và xây dựng chiếm 17%, khu vực
dịch vụ - thương mại chiếm 8.7%.
Lao động qua đào tạo chiếm 23.5% (Công nhân kỹ thuật và nghiệp vụ 13.5%;
Trung cấp 5.5%; Cao đẳng, đại học và trên đại học 4.5%).
Hàng năm Thái Bình có khoảng 19,000 học sinh tốt nghiệp THPT, là lao động trẻ, có
trình độ văn hố, chưa có điều kiện học tiếp lên đại học. Lực lượng này có thể học
tiếp ở các trường trung cấp, cơng nhân kỹ thuật trong tỉnh hoặc được đào tạo tại chỗ ở
các đơn vị sản xuất kinh doanh trong tỉnh sẽ là nguồn nhân lực cho phát triển Kinh tế
- Xã hội, trong đó có các KCN.
1.4.5. Thị trường tiêu thụ
Như đã phân tích ở trên, đặc điểm địa hình của địa điểm nhà máy rất thuận
tiện về giao thông đi lại, giao dịch vận chuyển hàng hóa trong nội tỉnh cũng như các
tỉnh lân cận. Bên cạnh đó ,Thái Bình hiện đang phát triển rất nhiều khu cơng nghiệp
với rất nhiều các nhà máy, xí nghiệp nên lượng cơng nhân, người lao động rất nhiều.
Trong tương lai khi mỏ than ở Thái Bình đi vào khai thác thì người lao động ở đây là
1 nguồn tiêu thụ đáng kể sản phẩm của nhà máy.
Thị trường bia ở Thái Bình đang có sức hút rất lớn. Cùng với các sản phẩm bia
Đại Việt, bia Hương Sen sản xuất tại nhà máy bia cao cấp Hương Sen, gần đây tổng
công ty bia- rượu- nước giải khát Hà Nội ( HABECO) đã xây dựng nhà máy bia Thái
Bình – Hà Nội với cơng suất 50 triệu lít/năm tạo ra một xu thế cạnh tranh rất lớn.

10


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

Trong thời kì kinh tế thị trường hiện nay, chính sự cạnh tranh lại góp phần làm nên sự
phát triển của một sản phẩm.
Bên cạnh đó, dân số Thái bình và các tỉnh lân cận khá đơng. Chất lượng cuộc
sống và thị hiếu của người tiêu dùng tăng nhanh.


Thái bình : 1.886.039 người



Hưng Yên: 1.128.702 người



Nam định: 1.825.771 người
(Theo thống kê của ủy ban dân số 1/4/2009)

Với mục tiêu phát triển của ngành công nghiệp bia Việt Nam cùng với những
tiềm lực và khả năng phát triển trong tương lai việc đặt một nhà máy bia với năng suất
100 triệu lít/ năm tại Khu cơng nghiệp Sơng Trà tại xã Tân Bình, thành phố Thái
Bình, tỉnh Thái Bình là có tính khả thi và chắc chắn sẽ mang lại hiệu quả kinh tế ,
đồng thời tạo việc làm cho một lượng cơng nhân lớn, góp phần tăng nguồn thu nhập
cho ngân sách nhà nước, và thúc đẩy nền kinh tế của Thái bình.

11


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

Phần 2. Chọn phương pháp và thuyết minh dây chuyền công nghệ
2.1. Chỉ tiêu chất lượng của bia
Để chọn dây chuyền sản xuất cho phù hợp thì căn cứ vào chỉ tiêu chất lượng của bia
2.1.1. Chỉ tiêu cảm quan
 Màu sắc : màu vàng sáng, trong
 Độ trong: trong suốt
 Độ bọt : bọt trắng mịn , thời gian giữ bọt < 15 phút
 Hương: thơm dịu , có mùi vị đặc trưng cuả hoa houblon
 Vị: vị đắng dịu, đặc trưng của hoa houblon
2.1.2. Chỉ tiêu hóa lí
Chỉ tiêu hóa lí

Đơn vị

Bia chai

Bia hơi

Độ đường ban đầu

0

Bx

12

10.5

Hàm lượng cồn

% (v/v)

5 ± 0.1

3.9 ± 0.1

Hàm lượng CO2

g/l

5

3.5

Độ chua

ml NaOH 0.1N

1.5 ± 1

1.5 ± 1

Độ mầu

EBC

6÷7

5÷ 6

Hàm lượng diaxetyl

mg/l

≤ 0.15

≤ 0.2

2.1.3. Chỉ tiêu vi sinh vật

12


Đồ án tốt nghiệp






2.2.

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

Vi sinh vật hiếu khí: <100 tế bào/ml
Vi khuẩn yếm khí: khơng có
Ecoli: khơng có
Vi trùng gây bệnh đường ruột: khơng có

Nấm mốc: ≤ 5 tế bào/ml
Ngun liệu sản xuất

2.2.1. Malt
Malt là nguyên liệu chính dùng trong sản xuất bia Trong Malt có một lượng
enzim đóng vai trị quan trọng trong q trình biến đổi tinh bột thành đường. Phân cắt
của hợp chất cao phân tử thành các hợp chất thấp phân tử và các đường đơn giản, các
peptit và a xít amin. Những chất này giữ vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng và
phát triển của nấm men cũng như đối với chất lượng bia sau này.
Có nhiều loại Malt ,mỗi loại Malt được sử dụng để sản xuất ra từng loại bia
khác nhau. Malt vàng để sản xuất bia vàng, Malt đen để sản xuất bia đen. Trong nhà
máy này, ta sản xuất bia vàng nên sử dụng Malt vàng. Malt có thể sử dụng các loại
malt nhập ngoại của Pháp, Úc hoặc có thể nhập từ nhà máy sản xuất Malt ở khu công
nghiệp Tiên Sơn – Bắc Ninh nhưng phải đảm bảo các chỉ tiêu sau:
 Chỉ tiêu cảm quan:
 Về màu sắc: màu vàng sáng






Mùi: thơm tự nhiên, đặc trưng của Malt
Vị: ngọt dịu nhẹ
Tạp chất: 0.5% hạt gãy, vỏ (độ sạch) 1% tạp chất khác
Malt không mốc, mối mọt.
Chỉ tiêu vật lý:

 Khối lượng tuyệt đối: Là lượng của 1000 hạt (khoảng > 36g/1000 hạt)
 Chỉ tiêu hóa học:

 Độ ẩm  6.5%
 Độ hòa tan  73.5%
 Hàm lượng tinh bột  65%

13


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

 Thời gian đường hóa: 10-12 phút ở 70oC
 Năng lực đường hoá > 285 DC

2.2.2. Nguyên liệu thay thế
Sử dụng hai loại nguyên liệu thay thế là gạo và đường. Tùy từng loại bia mà sử
dụng tỷ lệ nguyên liệu thay thế khác nhau.
 Gạo
Sử dụng nguồn ngun liệu sẵn có trong tỉnh vì Thái bình vốn là quê hương của
lúa gạo.
Tiêu chuẩn của gạo
 Hàm lượng chất hòa tan tương đối ≥ 79%.
 Độ ẩm ≤ 15%.
 Tỷ lệ tấm to: từ gẫy ½ hạt đến không lọt sàng cỡ ϕ1.25mm ≤ 40%.
 Tỷ lệ tấm nhỏ lọt qua sàng cỡ ϕ1.25mm ≤ 0.3%.
 Gạo khơng mốc, khơng vón cục, khơng có mối mọt.
 Đường
Đường sử dụng là đường tinh luyện của nhà máy đường Lam Sơn Thanh Hóa
Tiêu chuẩn của đường:
 Hàm lượng đường saccaroza: > 99.8%

 Hàm lượng đường khử: 0.03% khối lượng
 Độ ẩm ≤ 0.3%.
 Cảm quan: Đường trắng, không ướt.
 Bao bì: nguyên vẹn, khối lượng tịnh 50 ± 0.5kg.
2.2.3. Hoa houblon
Sử dụng ba loại hoa là hoa viên, cao hoa và hoa nhập từ Đức, Pháp.
Tiêu chuẩn của hoa

14


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

 Bao bì ngun vẹn
 Hàm lượng α- axit đắng:
-

Hoa cao: 50%.

-

Hoa viên đắng: 8%.

-

Hoa viên thơm: 3-5%.

2.2.4. Nước

Thái bình là tỉnh được bao bọc bởi những dịng sơng. Nguồn nước rất phong phú,
dồi dào.
Nguồn nước sử dụng trong sản xuất được khai thác từ nguồn nước ngầm và qua xử
lý đảm bảo các chỉ tiêu sau :

Tên chỉ tiêu

Đơn vị

Nước

Màu

Khơng màu

Mùi

Khơng mùi

Độ trong

EBC

pH

< 0.5
6.5 ÷ 7.5

Kiềm tổng

ppm CaCO3

20 - 80

Độ cứng chung

0GH

3÷ 8

Ca2+

ppm

10 ÷ 50

Mg2+

ppm

< 20

Fe

ppm

≤ 0.05

Mn

ppm

≤ 0.05

Cl+

ppm

0

Cl2

ppm

15


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

Vi sinh vật
-

Tổng số vi khuẩn hiếu khí

số khuẩn lạc/ml

1000

-

Coliform

số vi khuẩn/ml

50

-

Tổng số tế bào từ nấm men
nấm mốc
số khóm nấm/ml

100

-

E. Coli

số vi khuẩn/ml

0

-

S.aureua, Strep.faecal.
Perfrinden

số khuẩn lạc/ml

0

Cl.

2.2.5. Chế phẩm enzym
Nhà máy sử dụng chế phẩm enzym Termamyl 120L để thuỷ phân tinh bột. Đây là
chế phẩm dạng lỏng có chứa  - amylaza được sản xuất từ vi khuẩn Bacilus
licheniformis của công ty Novo Đan Mạch, là loại enzym endo amylaza có khả năng
chịu được nhiệt độ lên tới 1200C. Enzim này tác dụng thủy phân liên kết α - 1,4
Glucozit của amilaza và amilopectin. Vì vậy bột nhanh chóng bị thủy phân thành các
dextrin phân tử lượng thấp hòa tan trong nước, làm giảm độ nhớt của dịch tinh bột đã
được hồ hóa.
Ưu điểm của phương pháp dùng Termamyl 120L so với phương pháp không sử
dụng Termamyl 120L là:
- Tăng hiệu suất thu hồi chất hoà tan.
- Tăng tỷ lệ nguyên liệu thay thế.
- Có thể tăng nhiệt độ nồi hồ hoá lên đến nhiệt độ sơi mà vẫn đảm bảo cho q
trình dịch hố tốt.
- Thuỷ phân triệt để hơn.
2.2.6. Các nguyên vật liệu, hóa chất phụ trợ
Các chất phụ gia được sử dụng làm nguyên liệu phụ để làm tăng giá trị cảm quan và
chất lượng của bia. Các hóa chất đó phải đảm bảo tiêu chuẩn dùng cho thực phẩm,
phải có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng. Bảo quản ở nơi khô ráo thoáng mát, tránh ánh
nắng mặt trời.
16


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

Các nhóm chất phụ gia sử dụng trong nhà máy:
 Nhóm các chất phụ gia để xử lý nước: nhóm này có thể dùng các chất làm
mềm nước phục vụ cho quá trình sản xuất như các muối Na2SO3,
Na2SO4,CaCl2.
 Nhóm sát trùng nước và điều chỉnh pH của nước và dịch lên men như Clorin,
axit clohydric, axit lactic.
 Nhóm các chất dùng sát trùng, tẩy rửa (vệ sinh đường ống, thiết bị rửa chai...)
gồm dung dịch Clo, axit HCl, NaOH, KMnO4.
 Nhóm các chất dùng trong quá trình thu hồi CO2 gồm: than hoạt tính, H2SO4,
KMnO4, CaCl2 khan.
 Nhóm các chất chống oxy hóa cho bia: axit ascorbic, H2O2, benzoat natri
(C7H5O2Na).
 Nhóm các chất làm tăng màu, mùi vị cho bia: chất màu caramen và hương bổ
sung cho bia.
 Nhóm các chất trợ lọc: bột diatomit, bentomit.
 Nhóm các chất dùng cho sát trùng thiết bị lấy men, bổ sung men: dùng cồn
70%.
2.3. Chọn phương pháp
Quá trình sản xuất bia có thể chia làm 3 q trình chính: nấu, lên men, hồn
thiện sản phẩm.
 Q trình nấu.
Mục đích của q trình nấu là: Hồ tan các chất có trong malt, gạo. Sử dụng hệ
enzyme của malt để thuỷ phân tinh bột thành đường, dextrin; thuỷ phân protein thành
axit amin, peptide, polypeptide... bên cạnh đó cịn trích ly các chất chất trong hoa
houblon để tạo hương vị đặc trưng cho bia.
Q trình nấu bia có thể chia làm các giai đoạn chính:
 Nghiền ngun liệu.
 Hồ hố và đường hoá.

 Lọc dịch đường
 Nấu hoa
 Lắng xoáy

17


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

 Làm lạnh dịch đường
 Q trình lên men
Lên men là giai đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đường houblon hoá thành
bia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng. Quá trình quan
trọng nhất và phức tạp nhất ở giai đoạn này là quá trình lên men rượu của các loại
đường ở trong cơ chất. Song song với quá trình lên men rượu hoặc sau đó, trong dịch
lên men cịn xảy ra rất nhiều q trình hố sinh, sinh lý, hố lý, hoá học và lý học
phức tạp khác. Những quá trình này đóng một vai trị hết sức quan trọng trong việc ấn
định thành phần và chất lượng của bia.
 Q trình hồn thiện sản phẩm
2.3.1. Nghiền ngun liệu
 Mục đích : Nghiền nhỏ malt, phá vỡ màng tế bào tinh bột để khi đường hóa
thu được nhiều chất hịa tan nhất có lợi cho sản xuất và chất lượng thành
phẩm, hạn chế các chất khơng có lợi tan vào dịch đường và sử dụng tốt nhất
các thành phần của malt (chất hòa tan, vỏ…)
 Các phương pháp nghiền thường được dùng là: nghiền khô, nghiền ẩm và
nghiền ướt.
 Nghiền khơ: có ưu điểm là cấu tạo thiết bị đơn giản vận hành dễ dàng, có thể
nghiền trước một ngày trước khi nấu, có thể nghiền malt có độ nhuyễn kém

nhưng có nhược điểm là vỏ trấu thường bị nát làm dịch đường đắng chát, q
trình lọc khó khăn.
 Nghiền ẩm: các thiết bị sử dụng cũng chỉ yêu cầu như nghiền khơ, có thể khắc
phục được một phần hiện tượng nát vỏ trấu.
 Nghiền ướt: yêu cầu thiết bị chịu ăn mịn, thiết bị có kích thước lớn, vận hành
nghiêm ngặt, giá thành đầu tư khá đắt, nghiền xong phải nấu ngay nhưng có ưu
điểm nổi trội là các thành phần của malt được nghiền ép dễ dàng trong khi đó
vẫn bảo tồn được lớp vỏ trấu do đó dịch đường thu được có chất lượng cao,
q trình lọc thuận lợi.
Căn cứ vào ưu nhược điểm của các phương pháp, nhà máy chọn phương pháp
nghiền malt là nghiền khô bằng máy nghiền búa.

18


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

Nghiền gạo: Để đạt được hiệu quả hồ hoá và đường hoá cao yêu cầu gạo phải
được nghiền thật mịn do đó giải pháp nghiền gạo bằng máy nghiền búa là phương
pháp đơn giản mà đạt được hiệu quả cao.
2.3.2. Hồ hóa
 Mục đích : chuyển tinh bột trong gạo ở dạng khơng tan về dạng hồ tan phục
vụ cho q trình đường hố.
 Phương pháp hồ hóa: Nhà máy sử dụng nguyên liêu thay thế là gạo với tỷ lệ
30%, sử dụng malt lót với tỷ lệ 10% so với lượng gạo, có bổ sung enzym.
2.3.3. . Đường hóa
 Mục đích: thuỷ phân các hợp chất cao phân tử thành các hợp chất thấp phân tử
dể hoà tan tạo thành chất chiết của dịch đường. Sản phẩm của q trình đường

hóa rất đa dạng, nhưng chủ yếu là đường và dextrin.
 Các phương pháp đường hóa thường sử dụng: phương pháp đun sôi từng phần
và phương pháp đun sơi tồn bộ
 Phương pháp đun sơi tồn bộ:
 Ưu điểm: có thao tác đơn giản, thời gian ngắn, dễ cơ giới hóa và tự động hóa
trong quá trình sản xuất.
 Nhược điểm: tinh bột khơng thủy phân được triệt để, làm giảm hiệu suất đường
hóa
 Phương pháp đun sôi từng phần:
 Ưu điểm : tinh bột thủy phân triệt để hơn, từ đó làm tăng hiệu suất đường hóa.
 Nhược điểm: thao tác phức tạp hơn, thời gian kéo dài.
Có 3 phương pháp đun sơi từng phần:
 Phương pháp nấu đun sôi 1 lần:
 Phương pháp nấu đun sôi 2 lần:
 Phương pháp nấu đun sôi 3 lần:
Do nhà máy sản xuất bia có sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo nên nhà máy
chọn phương pháp nấu cháo riêng có sử dụng enzym Termamyl 120L sau đó đường
hóa bằng phương pháp nâng nhiệt nồi đường hóa nhờ bổ sung dịch cháo.

19


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy bia năng suất 100 triệu lít/ năm

2.3.4. Lọc dịch đường






Mục đích: tách dịch đường ra khỏi bã malt và các chất không tan khác.
Các phương pháp lọc dịch đường thường được sử dụng:
Máy lọc khung bản
Nồi lọc đáy bằng

So sánh máy lọc khung bản và nồi lọc

Ưu điểm

Máy lọc

Nồi lọc

Không phụ thuộc vào chất lượng
malt và độ nghiền

Chi phí bảo dưỡng ít

Dùng được
thay thế

Bảo ơn tốt

nhiều

ngun

liệu

Lọc nhanh hơn

Cơ giới hóa tót

Nồng độ dịch đường cao hơn

Năng suất lọc khá lớn

Chiếm ít diện tích

Nhược
điểm

Chi phí bảo dưỡng cao

Phụ thuộc chất lượng malt
và nghiền

Cần nhiều nước để làm nóng thiết bị

Dùng ít ngun liệu thay thế
Cần nhiều nước rửa bã
Chiếm diện tích lớn
Lọc chậm

Sau khi tính tốn kinh tế và dựa vào đặc điểm nghiền malt của nhà máy là nghiền
búa nên em chọn lọc dịch đường bằng máy lọc dịch đường khung bản Meura thế hệ
mới.
2.3.5. Nấu hoa

20