thiết kế nhà máy bia năng suất 20 triệu lítnăm tại Tiên Sơn - Bắc Ninh (+bản vẽ).

ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
MỞ ĐẦU
Bia là loại nước giải khát lên men rất bổ dưỡng. Bia có nồng độ rượu nhẹ (hàm
lượng rượu khoảng 3% ÷ 6%), có ga (hàm lượng CO
2
khoảng 3 ÷ 4 gam/lít), có bọt
mịn, xốp & có hương vị thơm ngon rất đặc trưng. Ngoài ra, bia còn chứa một số chất
bổ dưỡng.
Chất đạm: đặc biệt là đạm hoà tan chiếm (8 ÷ 10)% chất tan bao gồm prôtêin,
peptit, aminoaxit.
Gulucit: glucit tan (70% là dextrin, pentosan – sản phẩm caramen hoá).
Vitamin: chủ yếu là vitamin nhóm B (vitamin B
1
, B
6
).
Ngoài ra trong bia còn chứa một lượng các enzim khác nhau. Đặc biệt CO
2
hoà
tan trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát cho người uống bia, giúp tiêu hoá
nhanh thức ăn và ăn uống ngon miệng, giảm mệt mỏi, tăng phần tỉnh táo nếu người
uống sử dụng một liều lượng thích hợp. Nhờ những đặc điểm nêu trên, bia được sản
xuất và sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới với sản lượng ngày càng
tăng.
Nước ta là một nước gần xích đạo nên nóng và oi bức. Vì vậy nhu cầu về nước
giải khát chiếm một vị trí quan trọng trong mùa hè, ngành công nghiệp nước giải khát
nói chung và ngành bia hiện nay nói riêng rất được quan tâm. Ngoài các nhà máy bia
có công suất lớn là nhà máy bia Hà Nội, nhà máy bia Hà Tây và nhà máy bia Sài Gòn
với tổng công suất khoảng 400 triệu lít/năm, gần đây đã xuất hiện rất nhiều nhà máy
sản xuất bia liên doanh với nước ngoài. Các nhà máy này cùng với những cơ sở sản
xuất quy mô nhỏ ở hầu hết các tỉnh thành trong cả nước nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu

dùng bia ngày càng tăng của mọi người. Vào khoảng những năm 80 của thế kỉ trước
bia có thể coi là đồ uống xa xỉ đối với người lao động, nhưng hiện nay đời sống của
người lao động đã dần được cải thiện, mức sống ngày càng cao hơn nên việc sử dụng
bia hàng ngày càng trở nên phổ biến. Để đáp ứng nhu cầu này thì việc xây dựng thêm
các nhà máy bia là rất thích hợp.
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
PHẦN 1
LẬP LUẬN KINH TẾ
1.1 Địa điểm xây dựng nhà máy
Bia là một trong những loại nước uống giải khát được ưa chuộng nhất hiện nay.
Trên thế giới bia được phổ biến rộng rãi và luôn được tiêu thụ với sản lượng lớn. Có
thể ví dụ cụ thể theo thống kê trước đây thì các nước Đức, Mỹ có sản lượng bia lớn
hơn 10 tỉ lít/năm. Còn ở Châu Á thì sản lượng bia của Nhật & Trung Quốc cũng gần
bằng với sản lượng bia của Đức & Mỹ là khoảng 7-10 tỉ lít/năm.
Hiện nay ở Việt Nam đời sống của mọi người đều được nâng cao nên việc dùng
bia làm nước giải khát hàng ngày trở nên thông dụng hơn. Tuy nhiều nhà máy mới
mọc lên và đang áp dụng tiến bộ khoa học kĩ thuật, sử dụng dây truyền thiết bị hiện
đại để tăng năng suất, nâng cao chất lượng nhưng vẫn không đáp ứng đủ nhu cầu tiêu
thụ. Chính điều này đã thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất nước
giải khát nói chung và công nghệ sản xuất bia nói riêng. Giữa sự phát triển ngành
công nghiệp bia & tăng trưởng kinh tế có sự tác động tương hỗ lẫn nhau. Phát triển
công nghiệp bia tạo công ăn việc làm cho rất nhiều người lao động, đáp ứng nhu cầu
tiêu dùng, có doanh thu lớn, góp phần vào tăng trưởng kinh tế. Ngược lại, nền kinh tế
phát triển tạo điều kiện cho đầu tư mở rộng sản xuất, mở rộng thị trường tiêu thụ cả
trong nước và nước ngoài.
Để thiết kế và xây dựng một nhà máy bia hoạt động có hiệu quả, việc đầu tiên là
phải chọn được một địa điểm xây dựng thích hợp, thuận tiện về giao thông đường
thuỷ, đường bộ để dễ vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, vật liệu và sản phẩm. Phải

gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước hợp lí không ảnh hưởng đến vệ
sinh môi trường, đến sức khoẻ của người dân trong vùng. Phải gần nơi đông dân cư
để có nguồn nhân lực dồi dào, tiêu thụ sản phảm thuận lợi.
Qua khảo sát và tìm hiểu em chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia ở thị xã Tam
Đường, tỉnh Lào Cai. Đây là một tỉnh vùng cao biên giới thuộc vùng trung du và miền
núi phía Bắc của Việt Nam, giáp ranh giữa vùng Tây Bắc và vùng Đông Bắc. Phía
Bắc Lào Cai giáp Trung Quốc, phía Tây giáp tỉnh Lai Châu, phía đông giáp tỉnh Hà
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
Giang, phía Nam giáp tỉnh Yên Bái. Theo kết quả điều tra dân số ngày 01/04/2009
dân số tỉnh là 613.075 người trong đó dân trong trong độ tuổi lao động chiếm 53%.
Theo dự kiến, năng suất nhà máy sẽ là 20 triệu lít/năm 20 triệu lít năm với 50% bia
hơi và 50% bia chai, bia hơi sản xuất chủ yếu vào mùa hè còn bia chai do đặc điểm có
thể bảo quản được 6 tháng nên sẽ sản xuất quanh năm. Chất lượng bia ở mức trung
bình khá hướng tới thị trường bình dân.
1.2 Nguyên liệu
Với chất lượng bia ở múc trung bình khá, tỷ lệ nguyên liệu chính/nguyên liệu thay thế
dự kiến là malt 60%, gạo chiếm 40% mục đích hạ giá thành sản phẩm, nâng cao lợi
nhuận. Gạo sẽ được thu mua từ các địa phương lân cận trong nước, malt nhập khẩu từ
nước ngoài (dự kiến là Trung Quốc) Nếu nhập khẩu malt từ Trung Quốc thì sẽ rất
thuận tiện vì tỉnh Lào Cai có vị trí địa lí rất gần với đường biên giới Việt Nam –
Trung Quốc, thông thương thuận lợi và nhanh chóng. Hoa houblon dự kiến cũng sẽ
được nhập khẩu từ Trung Quốc với 2 dạng : hoa viên và cao hoa. Nấm men sử dụng
tại nhà máy là loại Saccharomyces carlsbergensis. Về nguồn nước, trên địa phận tỉnh
Lào Cai, có 2 con sông lớn chảy qua là sông Hồng và sông Chảy, tận dụng nguồn
nước sẵn có này cùng với việc khai thác các nguồn nước ngầm sẽ đảm bảo cho nhu
cầu sản xuất của nhà máy. Vấn đề đặt ra là chi phí và trang thiết bị cần thiết cho việc
xử lý nguồn nước cấp đảm bảo tiêu chuẩn của nước nấu bia. Ngoài ra cũng có thể
xem xét sử dụng nguồn nước máy của tỉnh để hạ giá thành sản xuất vì trên thực tế,

mua nước máy rẻ hơn khá nhiều so với xử lý nước ngầm, nước sông.
1.3 Giao thông vận tải
Lào Cai là một trong số ít tỉnh miền núi có mạng lưới giao thông vận tải đa dạng,
bao gồm: đường bộ, đường sắt, đường sông, và trong giai đoạn 2006 – 2010
đã đang triển khai dự án sân bay Lào Cai.
Tuyến đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai phía hữu ngạn sông Hồng đang được
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
3
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
Bộ Giao thông Vận tải và Ngân hàng Phát triển châu Á (ADB) triển khai nghiên cứu
xây dựng. Dự kiến tuyến đường này sẽ nối với tuyến đường cao tốc Côn Minh - Hà
Khẩu tạo nên hành lang Côn Minh - Lào Cai - Hà Nội - Hải Phòng.
Tuyến đường sắt Hà Nội - Lào Cai dài 296 km, đoạn qua địa phận Lào Cai dài
62 km được nối với đường sắt Trung Quốc, năng lực vận tải khoảng 1 triệu tấn/năm
và hàng ngàn lượt khách/ngày đêm.
1.4 Nguồn nhân lực
Nhà máy có thể sử dụng lực lượng lao động tại địa phương, vừa nhằm giải quyết
công ăn việc làm cho người dân tại đây, mặt khác khi sử dụng nguồn nhân công tại
chỗ giúp chúng ta không phải quan tâm đến nơi ăn chốn ở của công nhân. Bên cạnh
đó nhà máy đặt tại thị xã lớn của một tỉnh với đường giao thông thuận lợi sẽ thu hút
nhân tài từ các tỉnh lân cận về đây làm việc.
1.5 Đối tượng khách hàng
Lào Cai đã phát hiện được 150 mỏ và điểm mỏ với trên 30 loại khoáng sản,
trong đó có một số mỏ chất lượng thuộc loại quy mô lớn nhất nước và khu vực như:
mỏ A Pa Tit Cam Đường với trữ lượng 2,5 tỷ tấn, mỏ sắt Quý Xa trữ lượng 124 triệu
tấn, mỏ đồng Sin Quyền trữ lượng 53 triệu tấn, mỏ Molipden Ô Quy Hồ trữ lượng
15,4 nghìn tấn. Trong dự án này, đối tượng khách hàng hướng tới chủ yếu của sản
phẩm bia hơi là công nhân viên làm việc tại các khu vực khai thác khoáng sản cũng
như dân cư sinh sống tại địa phận thị xã Tam Đường tỉnh Lào Cai. Bia chai có thể tiêu
thụ trên diện rộng hơn đến các tỉnh lân cận như Lai Châu, Điện Biên, Cao Bằng,

Tuyên Quang và xuất khẩu sang các tỉnh vùng biên giới của Trung Quốc. Hiện nay
trên địa phận thị xã Tam Đường tỉnh Lào Cai, chỉ có một vài cơ sở sản xuất bia tư
nhân với quy mô nhỏ lẻ, năng suất thấp, sản xuất chủ yếu là bia hơi. Với đặc tính của
bia và nhu cầu nước giải khát ngày càng cao cùng với sự giảm chi phí sản xuất do
dùng 40% nguyên liệu thay thế và địa điểm đặt nhà máy thuận lợi thì dự án có triển
vọng sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
4
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
PHẦN 2
NGUYÊN LIỆU DÙNG TRONG SẢN XUẤT
2.1 Nguyên liệu sản xuất bia
2.1.1 Malt đại mạch
Malt đại mạch là sản phẩm không tồn tại trong tự nhiên, nó là một sản phẩm
nhân tạo: cho hạt đại mạch nảy mầm và sự nảy mầm dừng lại ở sấy khô.
Hạt đại mạch bao gồm:
Lớp vỏ hạt: có vai trò như một màng bán thấm, chỉ cho nước thấm vào bên trong
hạt đồng thời giữ các chất hoà tan trong hạt không cho thấm ra ngoài. Vỏ hạt chiếm
một giá trị khá lớn nhưng không có giá trị dinh dưỡng. Đối với công nghệ sản xuất
bia vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt, mặt bất lợi là vì trong vỏ chứa các chất màu, các
chất đắng & chất chát. Nếu những chất này hoà tan vào dịch đường sẽ làm giảm chất
lượng của sản phẩm. Mặt lợi của vỏ là nó đóng vai trò xây dựng màng lọc trong quá
trình tách bã khỏi khối cháo.
Nội nhũ: là phần lớn nhất đồng thời là phần giá trị nhất của hạt. Cấu trúc của nội
nhũ gồm các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một ít protein,
xelluloza, chất béo, đường.
Phôi: là phần sống của hạt, trọng lượng cả phôi chỉ chiếm khoảng 2,5-5% so với
trọng lượng của hạt. Vai trò của phôi có tầm quan trọng đăc biệt không những đối với
sự sống lưu truyền của cây mà ngay cả trong công nghệ sản xuất bia. Quá trình chế
biến hạt để trở thành malt dựa vào sự nảy mầm của hạt hay sự phát triển của phôi.

Trong giai đoạn này quá trình sinh học chủ yếu xảy ra là sự hoạt hoá và tích luỹ hoạt
lực của enzyme trong hạt. Phôi là trạm hoạt hoá và là nhà máy sản xuất enzyme, nếu
thiếu nó thì cơ sở lí thuyết của quá trình sản xuất malt coi như sụp đổ.
Malt đại mạch là nguyên liệu chính cho sản xuất bia, Malt được sản xuất từ đại
mạch. Quá trình quan trọng nhất để đại mạch chuyển thành malt là quá trình nảy
mầm. Mục đích của quá trình này là biến hạt đại mạch thành sản phẩm giàu các enzim
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
5
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
xúc tác sinh học, có hương vị thích hợp, màu sắc mong muốn cho loại bia sẽ sản xuất.
Hoạt hoá & nâng cao năng lực của enzim chủ yếu có trong đại mạch, ứng dụng thuỷ
phần hợp chất cao phân tử, chuyển hoá một phần chính đại mạch (dịch chiết, dịch lên
men) khi hoạt lực enzim tăng dễ dàng cho quá trình sản xuất bia, tạo nhiệt độ, độ ẩm
và môi trường thích hợp để phôi phát triển, hệ enzim thuỷ phân trong hạt đại mạch
giải phóng khỏi trạng thái liên kết để trở thành trạng thái tự do, tăng cường hoạt động
tích luỹ các hệ enzim như amylaza, proteaza và một số enzim khác. Nhờ lượng tích tụ
trong hạt kết quả là sự thuỷ phân tinh bột, protit, hemixenllulo, các phốt pho hữu cơ
diễn ra triệt để hơn. Sau quá trình nảy mầm đem sấy khô tách rễ và làm sạch.
Chỉ tiêu chất lượng của malt đại mạch trong sản xuất bia:
- Hình dáng bên ngoài của hạt:
Hạt phải thống nhất về màu sắc: vàng nhạt óng ánh (giống như màu rơm), hạt có màu
xanh là hạt chưa chín, màu đậm là thu hoạch bị ẩm, hạt có chấm màu nâu hoặc xám
(đặc biệt là hai đầu hạt) là dấu hiệu bị mốc, không có khả năng nảy mầm, hạt có mùi
thơm đặc trưng (giống màu rạ tươi).
Hạt phải thống nhất về độ thuần khiết của giống lúa: với một loại giống đại mạch có
chế độ xử lý kỹ thuật để đạt chất lượng yêu cầu. Trong sản xuất chỉ chấp nhận 5% các
hạt ngoại lai khi dùng số lượng hạt đại mạch lớn.
- Trọng lượng đại mạch: nhỏ hơn (7 ÷ 9)% trọng lượng hạt, không dùng hạt có chỉ số
lớn hơn 9% (10% ÷ 12%).
- Dung trọng:

Đại mạch loại 1 dung trọng ≥ 680g/l hạt.
Đại mạch loại 2 dung trọng (650 ÷ 680)g/l hạt.
Đại mạch loại 3 dung trọng (630 ÷650)g/l hạt.
- Trọng lượng tuyệt đối: đại mạch trung bình bằng (35 ÷ 45)g/1000 hạt.
Đại mạch loại nặng > 44g/1000 hạt.
Đại mạch loại trung = (44 ÷ 45)g/1000 hạt.
Đại mạch loại nhẹ = (35 ÷ 40)g/1000 hạt.
Trong sản xuất chỉ dùng hai loại trên, loại thứ ba chỉ dùng với một tỷ lệ nhất định
thông thường không quá (15 ÷ 20)%.
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
6
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
- Hàm lượng ẩm (w): phải đạt trung bình (10 ÷ 15)%. Khi bảo quản tốt nhất w = (12 ÷
13)% & không vượt quá 13% khi tàng trữ & w tối thiểu cho phép là 10%. Trên 13%
(nhất là > 15% ÷ 16% hạt dễ bốc nóng, khó bảo quản, nếu độ ẩm < 10% hạt nhanh
chóng mất khả năng nảy mầm.
- Hàm lượng protit: di chuyển trong giới hạn (8 ÷ 14)% chất khô của hạt. Protit càng
nhiều, tinh bột càng giảm & do đó chất hoà tan càng thấp. Đại mạch có nhiều prôtit
quá thì khó chế biến. Nhưng ngược lại protit < 8% thì không thích hợp cho sản xuất
bia vì bia ít bột. Đại mạch chất lượng cao nếu protid chiếm từ (9 ÷ 11)% chất khô.
- Hàm lượng tinh bột: chiếm từ (55 ÷ 65)% trọng lượng hạt. Đại mạch dùng để sản
xuất bia phải có lượng tinh bột không nhỏ quá từ (63 ÷ 65)% tính theo chất khô.
Ngoài ra malt dùng để sản xuất bia không được lẫn cát, rác cỏ, các loại thóc khác, tất
cả phải thuộc một nhóm đồng nhất. Nhìn hạt thóc tốt, khô, vỏ mọng không có vết là
loại đại mạch nhiều tinh bột chuyên dùng để sản xuất bia vàng.
2.1.2 Gạo
Để hạ giá thành sản xuất, cải tiến mùi vị của bia và nhằm mục đích để được lâu
dài, trong sản xuất bia người ta thường trộn lẫn một số đại mạch chưa nảy mầm hoặc
các loại ngũ cốc khác để thay thế thóc mầm, cũng có khi dùng tinh bột hoặc các loại
đường (gluco, saccaro, malto ...) để làm nguyên liệu thay thế.

Chỉ tiêu chất lượng của gạo trong sản xuất bia:
Trạng thái bên ngoài và cảm quan: không có mùi lạ, không có vị đắng. Trạng
thái đồng nhất, nhẵn bóng, hạt đồng đều, không mối mọt, không vón cục, không mốc,
ẩm.
Chỉ tiêu hóa lý:
Hàm lượng tinh bột
≥
75%
Độ ẩm
≤
13%
Độ hòa tan
≥
85%
Hàm lượng protein
≥
7%
Tạp chất
≤
2%
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
7
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
2.1.3 Hoa houblon
Hoa houblon là một loại cây sống lâu năm, thuộc họ cây leo, chiều cao trung
bình của cây houblon thường từ (10 15) m, lá cây hình bàn tay. Hoa houblon gồm
hoa đực và hoa cái. Trong ngành sản xuất bia người ta chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ
phấn, hoa đực không sử dụng được vì nó rất bé và chứa rất ít hương lupulin.
Cấu tạo của hoa houblon có những thành phần chính sau: cuống hoa, cánh hoa
và những hạt lupulin vàng óng tựa phấn hoa. Những hạt phấn hoa này chứa chất đắng

và chất thơm của hoa houblon. Lượng hạt này phụ thuộc vào giống và điều kiện trồng
hoa houblon. Người ta đã chứng minh rằng ở điều kiện thời tiết nhiều ánh nắng mặt
trời thì hoa sẽ có nhiều hạt lupulin hơn.
Hoa houblon có hình dạng quả trứng, dài từ (3 4) cm, màu hoa khi chín thường
từ vàng đến vàng óng. Trọng lượng từng phần của hoa như sau: cánh hoa (66 67)%,
hạt lupulin (19 20)%, cuống hoa (7 8)% và những cuống con của cánh hoa (5 6)%.
Hiện nay có trên 100 giống hoa houblon trên thế giới.
Thành phần chủ yếu trong hoa houblon: trong hoa houblon có chứa đựng những
hợp chất đặc trưng cho loại hoa này như chất thơm, tinh dầu thơm ... những hợp chất
này có ý nghĩa quan trọng về kỹ thuật trong sản xuất bia. Ngoài những hợp chất đặc
trưng trong hoa còn chứa đựng những hợp chất khác tượng tự các loại thực vật, một
vài trong những hợp chất ấy cũng có ý nghĩa quan trọng trong kỹ thuật.
Chỉ tiêu chất lượng của hoa houblon trong sản xuất bia:
Hoa cánh phải có màu vàng hơi xanh, hoa viên có màu xanh, hoa cao có màu
đen hoặc vàng sẫm. Hoa cánh sử dụng phải là hoa cái chưa thụ phấn, nghiền còn dính.
Hoa có mùi thơm đặc trưng, không lẫn các tạp chất.
Độ ẩm 11-13%
Chất đắng 15-21 %
Polyphenol 2,5-6 %
Tinh dầu thơm0,3-1 %
Cellulose 12-14 %
Chất khoáng 5-8 %
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
8
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
Protein 15-21 %
Các hợp chất khác 26-28 %
2.1.4 Nước
Nước là 1 trong các nguyên liệu chính để sản xuất bia chiếm (80 ÷ 90)% trọng
lượng bia thành phẩm. Thành phần hoá học và chất lượng của nước ảnh hưởng trực

tiếp tới toàn bộ kỹ thuật sản xuất và ảnh hưởng rất lớn tới đặc điểm, tính chất và chất
lượng bia thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia cần một lượng nước rất lớn, một
phần dùng để đun sôi, hồ hoá, đường hoá, một phần để rửa men, rửa thiết bị và nấu
hơi. Việc sử dụng nước rộng rãi như vậy đòi hỏi nước phải có thành phần và tính chất
thích hợp nhất định.
Thành phần của nước phụ thuộc vào nguồn của nó. Nước mạch thường chứa
nhiều muối và chất hữu cơ hơn, nước mưa chứa nhiều khí hơn. Phụ thuộc vào thành
phần của các lớp đất mà nguồn nước đi qua, những dòng nước mạch có những lượng
muối và chất hữu cơ theo tỷ lệ khác nhau. Đặc biệt acit cacbonat rất thừa thãi trong
đất, nó hoà tan cacbonat kiềm thổ và những cacbonat khác và đưa chúng về các dạng
bicacbonat. Nước thiên nhiên rất giàu các muối hoà tan dạng ở dạng ion, trong đó
nhiều nhất là các catrion Ca, Mg, Na, K, Fe, Al ... và các anion -OH, -HCO3, -NO2 ...
Trong trường hợp dưới khái niệm nước dùng để nấu bia ta có thể hiểu là nước
dùng để nấu dịch lên men. Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng đến quá trình
hồ hoá, đường hoá. Ngoài ra các muối của chúng đi vào thành phần của dịch đường
và hoa, tham gia vào sự hình thành mùi vị và một vài tính chất của bia.
Chỉ tiêu chất lượng của nước trong sản xuất bia
- Độ cứng của nước ≤ (4 ÷ 10)°Đ.
- Độ pH = (6,5 ÷ 7)%.
- Hàm lượng muối
−2
2
CO
< 50 mg/l.
- Hàm lượng muối
+2
Mg
< 100 mg/l.
- Hàm lượng muối
−

Cl : (75 ÷ 150) mg/l.
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
9
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
- Hàm lượng CaSO4: (150 ÷ 200) mg/l.
- Hàm lượng
+2
Fe
< 0,3 mg/l.
- Vi sinh vật ≤ 100 tế bào/lít.
- Các kim loại nặng: không có.
- Các vi sinh vật gây bệnh: không có.
- Ecoli ≤ 2% (2 tế bào/lít).
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
10
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
PHẦN 3
CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
3.1 Lựa chọn phương pháp lên men
Lên men cổ điển.
Lên men cổ điển là quá trình mà sản phẩm có phân tử lượng nhỏ hơn phân tử
lượng của các chất trong nguyên liệu, thu được bằng các phản ứng dị hoá xảy ra trong
quá trình lên men.
Các phương pháp lên men cổ điển gồm có:
Lên men chìm, gián đoạn, trong thiết bị hở.
Lên men nổi.
Lên men trong thiết bị kín thu hồi CO
2
.
Ưu điểm: bia có chất lượng cao, mùi vị hài hoà.

Nhược điểm:
Chu kì lên men kéo dài.
Diện tích chiếm chỗ lớn, chi phí thiết bị và làm lạnh lớn.
Năng suất và hiệu quả không phù hợp vì tổn thất quá lớn.
Lên men hiện đại.
Lên men hiện đại là những quá trình lên men mà sản phảm thu được phức tạp
hơn, không thể thay thế bằng các phương pháp hoá học, thực chất đó là các quá trình
sinh tổng hợp.
Các phương pháp lên men hiện đại ra đời gồm có:
Lên men gia tốc trong thiết bị thân trụ đáy côn.
Lên men một pha trong thiết bị có kích thước lớn.
Lên men theo phương pháp liên tục và bán liên tục.
Ưu điểm:
Chu kỳ lên men được rút ngắn 50 – 70%, tăng năng suất.
Chất lượng bia tiệm cận được với bia cổ điển.
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
11
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
Công nghệ không phức tạp, dễ tự động hoá.
Mặt bằng chiếm chỗ ít.
An toàn và vệ sinh tốt.
Nhược điểm: chất lượng sản phẩm không bằng chất lượng bia lên men cổ điển từ
dịch đường.
Trong phân xưởng này, em quyết định lựa chọn phương pháp lên men gia tốc,
sử dụng thiết bị lên men thân trụ đáy côn với hệ thống áo lạnh bố trí phù hợp đảm bảo
quá trình lên men trong 15 ngày đối với bia hơi và 18 ngày đối với bia chai.
3.2 Lựa chọn phương pháp lọc
Sau khi lên men, bia non thu được còn cặn lạnh là xác tế bào nấm men và một số
hợp chất không tan vào dịch đường nhưng chưa được tách triệt để trước khi lên men.
Có các phương pháp lọc sau:

Lọc có chất trợ lọc:
Ưu điểm: lọc triệt để, hiệu quả.
Nhược điểm: chi phí cao hơn, thiết bị cấu tạo phức tạp.
Lọc không có chất trợ lọc:
Ưu điểm: chi phí lọc thấp, thiết bị đơn giản.
Nhược điểm: nhanh bị bít, chỉ dùng để lọc hoàn thiện.
Với mục tiêu sản xuất bia chất lượng ở mức trung bình, phục vụ đối tượng khách
hàng thuộc tầng lớp bình dân, em quyết định chọn máy lọc khung bản sử dụng bột trợ
lọc diatomit để lọc bia hơi. Với bia chai yêu cầu chất lượng cao hơn thì sau khi lọc
khung bản sẽ tiến hành lọc tiếp lần 2 qua máy lọc đĩa với bột trợ lọc PVPP
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
12
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
3.3 Sơ đồ công nghệ phân xưởng lên men
3.4 Thuyết minh công nghệ
Dịch đường từ nồi lắng xoáy được làm lạnh xuống đến 8-10 ºC bởi máy làm
lạnh nhanh dạng tấm bản, tác nhân làm lạnh là nước 2 ºC sau đó sẽ được phối trộn
ngay bằng nước bài khí để thu được dịch lên men có độ đường phù hợp: đối với bia
hơi là 10 ºP còn bia chai là 12 ºP. Trên đường đi của dịch ở mẻ nấu đầu tiên, ta sẽ tiếp
men với mật độ tế bào là 130 triệu TB/ml dịch và bổ sung O
2
với lượng 5-7 mg/l để
thúc đẩy sự phát triển của nấm men. Trong các lần bơm dịch ở các mẻ nấu tiếp theo,
không cần tiếp men hoặc bổ sung O
2
. Dự kiến 1 tank lên men sẽ chứa dịch của 5 mẻ
nấu, do đó lượng tế bào nấm men giao cấy trong 1 tank lên men sẽ tương đương với
giá trị là 26 triệu TB/ml dịch. So với lý thuyết thì tỷ lệ gieo cấy này là khá cao, tuy
nhiên nó phù hợp với mục đích đề ra là lên men trong thời gian ngắn (15 ngày đối với
bia hơi và 18 ngày đối với bia chai) nhằm giảm chi phí, tăng lợi nhuận. Lưu ý là trước

khi tiếp dịch, cần nạp đầy CO
2
vào tank lên men, trong quá trình bơm dịch vào thì mở
van đỉnh tank, dịch lên men sẽ đẩy CO
2
ra ngoài. Kết thúc tiếp men, sử dụng nước bài
khí ở 2 ºC để đẩy hết lượng men còn lại trên đường ống vào tank lên men. Quá trình
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
13
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
lên men chính đối với bia hơi và bia chai đều kéo dài 5 - 7 ngày ở nhiệt độ khoảng 10
ºC. Khi hàm lượng đường giảm xuống còn 3,0 – 3,2 ºP thì kết thúc lên men chính, hạ
nhiệt xuống 4-5 ºC để thu men sữa, thời gian để thực hiện việc hạ nhiệt độ là 24-36h.
Tiếp theo, hạ nhiệt xuống 2 ºC và cuối cùng là 0 ºC để lên men phụ và tàng trữ. Một
điều cần chú ý là trong quá trình thu men sữa, ta không thu hết lượng sinh khối nấm
men mà chỉ lựa chọn phần nấm men tốt để thu hồi. Ban đầu, ta sẽ mở van xả đáy tank
lên men để thải hết lượng men già, xác men cũng như những cặn lạnh kết lắng ở đáy,
màu sắc của phần thải này là vàng sẫm đến nâu nhạt, đến khi quan sát thấy men sữa
màu trắng đục qua cửa quan sát thì ta mới tiến hành thu men vào tank bảo quản men.
Toàn bộ quá trình từ thu men sữa đến tiếp men sữa là kín hoàn toàn, nguy cơ nhiễm
tạp hầu như không thể xảy ra nên việc rửa men sữa có thể bỏ qua. Đối với nấm men
dạng chế phẩm LSA, trước khi sử dụng cần có quá trình nuôi cấy qua thùng nhân
giống cấp 1, cấp 2 còn men sữa thì sử dụng trực tiếp. Quá trình lên men phụ và tàng
trữ bia trong thời gian ngắn, vì vậy để bia thành phẩm đảm bảo được hàm lượng
diacetyl theo tiêu chuẩn < 0,1 – 0,2 mg/l ta sử dụng chế phẩm enzyme Maturex 2000L
hãng Novozyme với liều lượng là 3 kg cho 1 tank lên men, chế phẩm được cho vào
cùng với thời điểm tiếp men giống..
Nhiệt độ lên men được điều chỉnh nhờ hệ thống van tự động, áp suất lên men
được duy trì nhờ hệ thống điều chỉnh áp suất thông qua van xả áp và van cấp CO
2

.
Trong quá trình lên men chính, sau thời gian khoảng 1 ngày, hàm lượng CO
2
thoát ra
mạnh nên ta sẽ thu hồi để sử dụng cho các mục đích khác nhau. Áp suất dư trong tank
lên men nếu cao quá sẽ gây ảnh hưởng xấu đến hoạt động của nấm men, nếu thấp quá
thì hàm lượng CO
2
bão hòa vào bia non sẽ kém đi, áp dụng lý thuyết, ta sẽ luôn khống
chế áp suất dư ở mức 0,5 – 0,7 atm.
Trong suốt quá trình lên men, mỗi ngày sẽ tiến hành lấy mẫu định kì 2 lần, kiểm
tra các chỉ số: hàm lượng đường ( ºP), tổng số tế bào nấm men (10
6
TB/ml dịch), phần
trăm tế bào chết, phần trăm tế bào nảy chồi, nhiệt độ và áp suất thực tế
nhằm có những điều chỉnh thích hợp nếu xảy ra sự cố.
Lê Tuân Lớp CN lên men K50
14
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia 20 triệu lít năm
PHẦN 4
TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM
Tổn thất qua các công đoạn
Tổn thất do nghiền 1%
Tổn thất do nấu đường hóa, lọc: 2%
Tổn thất do lắng 2%
Tổn thất do làm lạnh nhanh 1%
Tổn thất do quá trình lên men (cả chính và phụ): 4,0%
Tổn thất do lọc bia: 1,0%
Tổn thất do bão hòa CO
2

: 0,5%
Tổn thất do chiết chai: 4%
Tổn thất do chiết bock: 0,5%
Thông số nguyên liệu chính
Thông số Malt Gạo
Độ ẩm (%) 6 12,5
Độ hòa tan (%) 70 82
Tỷ lệ (%) 60 40
4.1 Tính toán lượng bia chai từ 100kg nguyên liệu ban đầu
Tỷ lệ nguyên liệu: 60% malt 40 % gạo
4.1.1 Tính lượng chất chiết trong 100 kg nguyên liệu ban đầu
Tính lượng chất chiết từ malt trong tổng số 100kg nguyên liệu:
Độ ẩm của malt: 6%.
Hệ số hòa tan: 70%
Tổn thất do nghiền: 1%.
Lượng malt thô sau khi nghiền là (tổn thất do nghiền là 1%)
100
×
0,6
×
0,99 = 59,4 (kg)
Lượng chất khô của malt là:
100
×
0,6
×
0,99
×
0,94 = 55,84 (kg)
Lê Tuân Lớp CN lên men K50

15