Thiết kế nhà máy bia năng suất 26 triệu lít/năm tại khu công nghiệp Nam Cẩm, Nghi Lộc, Nghệ An

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
MỞ ĐẦU
Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, có mùi thơm đặc trưng và vị đắng dịu
của hoa houblon. Ngoài khả năng làm thỏa mãn nhu cầu giải khát, bia còn cung cấp
một lượng lớn năng lượng cho cơ thể con người.
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là: malt đại mạch, hoa houblon và
nước. Ngoài ra để làm tăng hiệu quả kinh tế và để đáp ứng nhu cầu và thị hiếu của
người tiêu dùng, các nhà máy còn sử dụng thêm một số nguyên liệu khác để thay thế
một phần malt đại mạch như: đại mạch chưa nẩy mầm, gạo, ngô đã tách phôi, malt
thóc... để sản xuất bia. Bia được sản xuất với nhiều phương pháp và với nhiều loại
nguyên liệu thay thế khác nhau nên có nhiều loại bia và mỗi loại bia cũng có các chỉ
tiêu chất lượng khác nhau, được đặc trưng bởi mùi, vị, màu sắc, độ rượu khác nhau.
Ở nước ta do có khí hậu nhiệt đới nên nhu cầu giải khát càng nhiều. Hơn nữa
do chính sách mở cửa của nhà nước ta nên các thương hiệu bia nước ngoài tràn vào
thị trường nước ta với chất lượng tốt và kỹ thuật quảng cáo tinh vi, nhưng các thương
hiệu bia nước ngoài với giá cả khá cao nên chỉ đáp ứng phần nào cho tầng lớp có thu
nhập khá, vì vậy để cạnh tranh thị trường đòi hỏi bia trong nước cần phải có chất
lượng cao và giá thành sản phẩm ổn định.
Hiện nay ở nước ta có nhiều nhà máy bia, với sản phẩm đạt chất lượng cao
chiếm lĩnh được thị trường trong và ngoài nước, như nhà máy bia Sài Gòn, Huda,...
Sản phẩm của các nhà máy bia này mang lại một khoảng lợi nhuận tương đối lớn góp
phần vào sự phát triển kinh tế đất nước. Với những nguồn lợi do bia mang lại thì
việc xây dựng thêm một nhà máy bia có chất lượng tốt để nhằm đáp ứng nhu cầu
người tiêu dùng và góp phầp vào nền kinh tế đất nước là một yêu cầu thiết thực .
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 1
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
CHƯƠNG 1
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
Qua tìm hiểu về vị trí địa lý, khí hậu, hệ thống giao thông vận tải và các điều
kiện khác, tôi quyết định chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia tại khu công nghiệp

Nam Cấm, thuộc huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An. Tỉnh Nghệ An là một tỉnh có nền
kinh tế phát triển nhưng hệ thống khu công nghiệp còn hạn chế, dân số của tỉnh đông
nên có một lực lượng lao động dồi dào. Mặt khác, kế hoạch tách và mở rộng thành
phố Vinh thành một thành phố độc lập khỏi tỉnh Nghệ An. Để quy hoạch lại thành
phố Vinh, thành phố đã mở rộng ra các huyện lân cận trong đó có huyện Nghi Lộc là
nơi xây dựng nhà máy. Vì vậy việc xây dựng một nhà máy bia trên địa bàn huyện
Nghi Lộc có ý nghĩa to lớn nhằm giải quyết công ăn việc làm cho người lao động,
góp phần xây dựng thành phố trở thành thành phố loại I.
1.1. Đặc điểm thiên nhiên [20]
Địa điểm xây dựng nhà máy nằm trên mặt bằng của khu công nghiệp Nam
Cấm Nghệ An. Với quy mô diện tích được quy hoạch 327,83 hecta, có vị trí hết sức
thuận lợi về giao thông: nằm trên trục đường quốc lộ 1A, cách cảng biển Cửa Lò 6
km, có đường sắt Bắc Nam đi qua và cách ga đường sắt Quán Hành 2 km, cách sân
bây Vinh 12 km, khu công nghiệp Nam Cấm có đầy đủ các yếu tố để trở thành một
khu công nghiệp lớn. Với vị trí như rất thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu,
cũng như vận chuyển tiêu thụ sản phẩm từ cảng về nhà máy.
Về khí hậu, Nghệ An là tỉnh có khí hậu tương đối phức tạp. Nhiệt độ nóng bức
vào mùa hè làm tăng nhu cầu giải khát là nguồn tiêu thụ lớn cho nhà máy. Hướng gió
chính là hướng Đông Nam.
1.2. Nguồn nguyên liệu
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và
nước. Ngoài ra, nhà máy còn sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo.
Do khí hậu đất đai ở nước ta không trồng được đại mạch và cây hoa houblon
nên hai loại nguyên liệu này phải nhập từ nước ngoài về. Malt đại mạch và hoa
houblon được nhập về cảng Cửa Lò sau đó được ô tô vận chuyển về nhà máy.
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 2
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
Hiện nay, sản lượng gạo ở nước ta rất lớn. Do đó, việc nhà máy sử dụng
nguyên liệu thay thế là gạo để sản xuất bia rất có ý nghĩa trong vấn đề tận dụng

nguyên liệu sẵn có ở địa phương cũng như việc hạ giá thành sản phẩm. Nguồn cung
cấp gạo là từ các công ty lương thực hoặc có thể mua của nhân dân địa phương.
1.3. Thị trường tiêu thụ
Do khí hậu nước ta nên nhu cầu về giải khát tăng mạnh, hơn nữa các nước
trong khu vực Đông Nam Á như: Malaisia, Indonesia, ...đều có khí hậu tương đối
giống nước ta nên nhu cầu về giải khát rất lớn, chính vì thế sản phẩm của nhà máy có
thể đáp ứng nhu cầu của người dân trong tỉnh, ngoài tỉnh và có thể xuất khẩu sang các
nước lân cận.
1.4. Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp
riêng. Ngoài ra, để đảm bảo cho quá trình sản xuất được liên tục, nhà máy còn trang
bị máy phát điện dự phòng.
1.5. Nguồn cung cấp hơi
Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng lấy từ lò hơi riêng của nhà máy.
Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu F.O được mua từ các trạm xăng dầu trong tỉnh, nhà
máy có kho chứa để đảm bảo sản xuất.
1.6. Nguồn cung cấp nước
Nước là nguyên liệu không thể thiếu trong quá trình sản xuất bia: Nước được
sử dụng để nấu bia, cung cấp cho lò hơi, dùng để vệ sinh nhà máy, sinh hoạt... Nhà
máy lấy nước chủ yếu từ nhà máy nước của thành phố. Ngoài ra trong nhà máy còn
có giếng bơm để phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt. Tuy nhiên để đưa nước vào sản
xuất thì nước được xử lý qua hệ thống xử lý riêng của nhà máy.
1.7. Thoát nước
Phần lớn nước thải của nhà máy đều chứa các chất hữu cơ là môi trường phát
triển của vi sinh vật, khi thải ra ngoài sẽ gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái.
Vì vậy, nước từ các phân xưởng chảy ra được cho qua hệ thống xử lý nước thải của
nhà máy trước khi thải ra ngoài.
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia

1.8. Nguồn nhân lực
Việc xây dựng nhà máy bia góp phần giải quyết việc làm cho người dân trong
tỉnh. Do vậy nhân công của nhà máy chủ yếu tuyển người địa phương. Cán bộ quản
lý và kỹ thuật của nhà máy có thể nhận về từ các trường Đại học, Cao đẳng trong cả
nước.
Việc tuyển nhân công địa phương sẽ giúp cho nhà máy đỡ phầ̀n đầu tư về xây
dựng nhà ở cho công nhân cũng như một số công trình khác.
1.9. Hợp tác hóa [20]
Nhà máy có thể liên hợp hoá với các nhà máy trong khu công nghiệp và các
nhà máy trong các khu công nghiệp khác như: Khu công nghiệp Hoàng Mai, Khu
công nghiệp Bắc Vinh, khu công nghiệp Cửa Lò, tạo điều kiện cho nhà máy tăng lợi
nhuận và giảm giá thành sản phẩm.
1.10. Năng suất của nhà máy
Nhà máy được thiết kế với năng suất 26 triệu lít bia 14
%
/năm.
Từ những phân tích thực tế như trên, việc xây dựng một nhà máy bia tại khu
công nghiệp Nam Cấm thuộc huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An với năng suất 26 triệu
lít/năm là rất cần thiết, nhà máy có thể giải quyết được việc làm cho công nhân, đáp
ứng nhu cầu của người tiêu dùng, góp phần thúc đẩy nền kinh tế tỉnh nhà phát triển.
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 4
Hình 2.1. Hạt malt [27]
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU VÀ CÁC CHẤT HỖ TRỢ KỸ
THUẬT
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia gồm 3 loại cơ bản: Malt đại mạch, hoa
houblon và nước. Ngoài ra, nhằm mục đích hạ giá thành và đa dạng hóa sản phẩm
nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo, để tăng hiệu suất của quá trình sản xuất

nhà máy sử dụng một số chế phẩm enzime.
2.1. Malt đại mạch
2.1.1. Vai trò cuả malt đại mạch
Malt đại mạch vừa là nguyên liệu chính vừa
là tác nhân đường hóa để sản xuất các loại bia.
Trong malt đại mạch có hệ enzyme cân đối thích
hợp cho công nghệ sản xuất bia: hệ enzyme thủy
phân tinh bột, thủy phân protein. Các hợp chất
gluxit và protein cao phân tử trong nội nhũ của hạt
dưới tác dụng của các hệ enzyme tương ứng sẽ bị
phân cách tạo thành các sản phẩm có phân tử nhỏ hoà tan vào nước để thành chất
chiết của dịch đường.
Malt đại mạch dùng để sản xuất bia ở nước ta thường được nhập khẩu. Sau
khi malt được vận chuyển về nhà máy được bảo quản trong các silo cung cấp cho 3-
4 tuần sản xuất.
2.1.2. Thành phần hóa học của malt đại mạch
Thành phần hóa học của malt bao gồm: Tinh bột, đường khử, sacaroza,
pentozan, xenluloza, chất chứa nitơ, chất béo, chất khoáng. Ngoài ra khác với các loại
nguyên liệu khác và lí do malt được chọn làm nguyên liệu chính cho quá trình sản
xuất bia là trong malt chứa hệ enzime đầy đủ. [11-tr 7]
2.1.3. Các yêu cầu chất lượng của malt khi nhập
+ Màu hạt malt vàng sáng đều.
+ Mùi thơm đặc trưng.
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 5
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
+ Vị ngọt nhẹ.
+ Hình dáng to, tròn, đều.
+ Tạp chất < 0,1%.
+ Hạt gãy <0,5%.

+ Khối lượng hạt 28-38g/1000 hạt.
+ Độ ẩm
≤
5%.[3-tr 211]
2.2. Gạo
2.2.1. Vai trò
Gạo có chứa rất nhiều tinh bột, protein vừa phải, chất béo và xenlulo ở giới
hạn thấp. Sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế một phần giảm giá thành sản phẩm
mà chất lượng bia không thua kém so với sử dụng toàn bộ malt đại mạch. Gạo có nội
nhũ trắng trong và trắng đục, trong sản xuất bia chọn hạt có độ trắng đục vì hàm
lượng protein thấp.
Nước ta là một nước nông nghiệp nên gạo được thu mua ở trong nước. Gạo
được bảo quản trong silo, thời gian bảo quản là 15 ngày.
2.2.2. Các yêu cầu chất lượng của gạo
+ Hình thái: Trắng, nhẵn bóng, không lẫn sỏi đá, không mối mọt.
+ Tạp chất: Tối đa 0,03%.
+ Thóc: Tối đa khoảng 15hạt/1kg gạo.
+ Tạp chất vô cơ: <0,01%, cám <0,01%.
+ Mức tấm: <30%.
+ Gạo đớn hoặc gãy đôi: 2-3%.
+ Mức trắng: <65%.
+ Độ hoà tan tính theo chất khô: 75%.
+ Độ ẩm: <13%.[3- tr 26]
2.3. Hoa houblon
2.3.1. Vai trò
Hoa houblon là nguyên liệu không thể thiếu trong công nghệ sản xuất bia. Nó
có tác dụng làm cho bia có vị đắng, mùi thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và
giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần của sản phẩm. [3-tr 32]
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 6

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
2.3.2. Nguồn thu nhận và bảo quản
Hoa houblon được trồng nhiều ở vùng Trung Âu và Bắc Mỹ còn ở nước ta do
điều kiện khí hậu không trồng được hoa houblon nên phải nhập khẩu.
Hoa houblon được bảo quản trong túi polyetylen hàn kín miệng hoặc cho vào
thùng kim loại để đưa đi bảo quản, nơi bảo quản cần bảo đảm khô ráo, không có ánh
sáng mặt trời, hàm ẩm tối đa 13%, nhiệt độ bảo quản tốt nhất 0,5-2
o
C.
2.3.3. Thành phần hóa học của hoa houblon [3-tr 33]
Hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau nhưng các chất có giá trị trong công
nghệ sản xuất bia là nhựa hoa, tanin và tinh dầu, ngoài ra trong hoa còn có chứa các
chất khác như: protein, sáp, các hợp chất protein.
c Nhựa hoa:
Nhựa hoa là thành phần quan trọng của hoa houblon. Bao gồm nhựa cứng và
nhựa mềm. Nhựa mềm gồm có
axit−
α
đắng,
−
β
axit đắng, -axit đắng,-axit
đắng. Các chất đắng có tác dụng tạo vị, mùi cho bia mà còn có tác dụng sát trùng ức
chế sự phát triển của vi sinh vật.
c Các tanin:
Tanin là các polyphenol thuộc nhiều nhóm khác nhau như flavanon,
catechin… trong quá trình nấu bia các chất này liên kết với protein của malt. Do đó
hàm lượng polyphenol ở trong bia chủ yếu là của malt và chỉ khoảng 10-20% là
polyphenol của hoa houblon. Các hợp chất tanin dễ bị oxi hóa do đó nó có tác dụng
bảo vệ các axit đắng khỏi bị oxi hóa mặt khác tanin tham gia tạo vị cho bia.

b Tinh dầu:
Tinh dầu là chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu hòa tan vào
dịch đường, tồn tại trong bia với hàm lượng nhỏ nhưng tạo ra cho bia mùi thơm đặc
trưng, dễ chịu.
Lượng tinh dầu trong hoa houblon dao động rất lớn (0,2-2%) phụ thuộc vào
lượng hoa, giống hoa, quá trình bảo quản hoa.
2.4. Nước [ 9-tr 71]
Hàm lượng nước trong bia thành phẩm chiếm khoảng 85- 90%. Trong nhà
máy bia, nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau như: xử lý nguyên liệu, nấu
nguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm, thanh trùng vệ sinh thiết bị, vệ sinh xí
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 7
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
nghiệp… Do đó lượng nước dùng trong nhà máy bia rất lớn. Lượng nước dùng để
trực tiếp nấu bia không những đòi hỏi có đầy đủ các tiêu chuẩn nước uống mà còn
phải có những yêu cầu riêng đáp ứng trong công nghệ sản xuất bia.
2.4.1. Thành phần hóa học trong nước sản xuất
Nước là dung dịch của các loại muối ở dạng ion. Nhóm cation nhiều chất là:
Ca
2+
, Mg
2+
, H
+
, K
+
, Na
+
, Fe
2+

, Mn
2+
, Al
3+
. Còn nhóm anion chủ yếu là OH
-
, CO
3
-
, Cl
-
,
SO
4
2-
, NO
3
-
, NO
2
-
, SiO
2
3
-
, PO
4
3-
... Các muối của canxi và magiê là những hợp chất
gây ra độ cứng của nước. [3-tr 43]

2.4.2. Những yêu cầu cơ bản của nước dùng nấu bia
Nước để nấu bia trước hết phải trong suốt, không màu, có vị dễ chịu, không có
mùi lạ và không chứa các vi sinh vật gây bệnh.
+ Độ cứng trung bình của nước 5- 6 mg đương lượng/lít.
+ pH = 6,8 - 7.
+ Độ oxy hoá không vượt quá 1- 2 mg/l.
+ Hàm lượng cặn khô không vượt quá 600 mg/l.
+ Các chỉ tiêu sinh học: chuẩn độ Coli là >300, chỉ số Coli < 3.

2.5. Nấm men bia [ 9-tr 86]
Để thực hiện quá trình lên men dịch đường houblon hoá, điều kiện tiên quyết
là phải có một lượng nhất định sinh khối nấm men bia thuần khiết.
Nấm men được sử dụng trong sản xuất bia gồm 2 loại:
+ Sacchoromyces cerevisiae (giống nấm men nổi).
+ Sacchoromyces carlsbergensis (giống nấm men chìm).
Nhà máy sử dụng chủng nấm Sacchoromyces carlsbergensis.
Yêu cầu kỹ thuật đối với giống nấm men để sản xuất bia:
+ Nấm men bia phải được nhân giống từ chủng thuần khiết và một đời men
giống có thể sử dụng được 6-10 chu kỳ lên men.
+ Giống nấm men phải thích ứng được với những điều kiện như: nhiệt độ,
pH, thành phần môi trường.
+ Số lượng men giống ít nhất phải đạt từ 8-10.10
6
tế bào/cm
3
khi cho vào
để lên men dịch đường.
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 8
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia

2.6. Các chất hỗ trở kỹ thuật
Nhóm các chất phụ gia được sử dụng dưới dạng nguyên liệu phụ nhằm giúp
điều chỉnh các thông số kỹ thuật cần thiết mà trong quá trình sản xuất chưa đạt tới, ta
có các phụ gia chủ yếu sau:
2.6.1. Hóa chất
2 Nhóm các phụ gia xử lý nước: than hoạt tính, hạt nhựa…
2 Axit lactic: để điều chỉnh pH trong quá trình nấu.
2 Phụ gia để vệ sinh thiết bị: dung dịch CIP.
đ Chất trợ lọc: Diatomit.
2.6.2. Chế phẩm enzyme
2 Termamyl (Amylaza của hãng NOVO Đan Mạch) [2-tr 110]
+ Tác dụng: Tăng hiệu suất thủy phân cung cấp hệ enzyme amylaza.
+ Tỷ lệ: 35ml/100 kg bột gạo.
+ t
0C
0pt
= 90
0
C.
+ Nguồn phân lập: Bacillus lichensiom.
+ pH
opt
= 6.
= Ceremix: ( hỗn hợp của alpha-amylase, glucanase and protease) [19]
+ Tác dụng: Tăng hiệu suất đường hóa.
+ Tỷ lệ: 13ml/ 1kg bột malt.
+ t
0C
0pt
= 55

0
C.
+ pH
opt
= 5,5 -7,5.
+ Nguồn phân lập: Bacillus amyloliquesfacien.
B Maturex: [2-tr 110]
+ Tác dụng: Hạn chế sự hình thành Diaxextyl trong quá trình lên men.
+ Hàm lượng 1kg/100hl dịch lên men.
+ t
0C
0pt
= 5,5
0
C.
+ pH
opt
= 6.
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 9
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
CHƯƠNG 3
DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia


Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 10
Dán nhãn, indate
Men giống

Nuôi cấy
Xử lý
Bã men
Chiết rót và đóng nắp
Thanh trùng
Ổn định bia
Lọc trong
Lên men phụ và tàng trữ
bia non
Xử lý
Lên men chính
CO
2
Nước nóng 78
0
C
Bã
Lọc dịch đường và rữa bã
Làm lạnh
O
2
, Maturex
Đường hóa
Bột gạo
Hồ hóa và đun sôi
Làm sạch
Gạo
Đạm hóa
Bột malt
Nghiền

Làm sạch
Malt
Nghiền
Lắng cặn
Cặn
Houblon hoá
Hoa
Thành phẩm
Đóng két
Chất tải lạnh
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ
3.2.1. Làm sạch nguyên liệu
3 Mục đích:
Tách bụi và các tạp chất nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp theo.
T Thực hiện:
Nguyên liệu: nguyên liệu từ silo được vít tải, gàu tải vận chuyển lên máy sàng
tự động, sau đó đưa qua thiết bị từ tính để tách kim loại.
3.2.2. Nghiền nguyên liệu
3.2.2.1. Nghiền malt đại mạch
3 Mục đích:
Phá vỡ cấu trúc tế bào giải phóng các phân tử tinh bột, tạo điều kiện thuận lợi
cho quá trình tiếp theo.
Khi nghiền yêu cầu vỏ malt giữ càng nguyên càng tốt, tạo một tỷ lệ thích hợp
giữa tấm và bột sao cho thu nhận được hiệu suất chiết cao nhất, đồng thời bảo đảm
lọc dịch đường nhanh và dịch trong.
l Thực hiện: [3-tr 231]
Malt được nghiền với thiết bị nghiền trục. Thiết bị nghiền 2 cặp trục một lưới
sàng. Trục nghiền có bề mặt nhẵn.

∗ Cấu tạo của máy nghiền malt:
1. Trục cánh khế đẩy malt.
2. Cặp rulo thứ nhất.
3. Sàng.
4. Cặp rulo thứ hai.
Nguyên lý làm việc: Malt sau khi qua cặp trục nghiền rulo thứ nhất cấu trúc
hạt bị phá vở, bột nghiền được đổ xuống sàng. Lọt qua lỗ sàng là bột và tấm bé. Hai
pha này được thu gom vào bunke chứa tạm, còn vỏ và tấm lớn nằm lại trên sàng được
đổ vào cặp rulo thứ hai để nghiền lại một lần nữa.
3.2.2.2. Nghiền gạo
3 Mục đích:
Nhằm đưa nguyên liệu ở dạng hạt về dạng bột để dễ dàng thấm nước, tạo điều
kiện thuận lợi cho các công đoạn chế biến sau này.
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 11
Hình 3.1. Máy nghiền trục
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
Thực hiện: [ 3-tr
239]
Nguyên liệu sau khi làm sạch được đem đi nghiền mịn bằng máy nghiền trục
∗ Cấu tạo của máy nghiền trục:
1. Bu long.
2. Lưỡi dao (búa).
3. Đĩa.
4.Trục roto.
5. Sàng dạng hình trụ khuyết.
Nguyên tắc lý làm việc: Nguyên liệu vật liệu cần nghiền được đổ vào máy
qua phễu nạp liệu. Tại đây nguyên liệu được nghiền nát nhờ các lưỡi dao(búa) số 2.
Các búa số 2 được gắn trên các đĩa số 3, các đĩa này gắn liền với roto số 1. Khi roto
quay làm cho đĩa số 3 quay theo và búa số 2 quay. Khi búa quay nó sẽ chém hạt

thành mạnh vụn nhờ lưới sàng số 5 các hạt được nghiền nát vụn chảy qua lỗ sàng,
còn hạt chưa đạt đến độ mịn được giữ lại trên lưới sàng và tiếp tục nghiền tiếp.
3.2.3. Nấu
Mục đích:
Nhằm chuyển các chất không hoà tan sang trạng thái hoà tan nhờ tác động của
nhiệt độ và enzyme.
n Tiến hành nấu:
Sau khi nghiền nguyên liệu xong phải đem nấu ngay, vì để lâu thì dễ bị nhiễm
vi sinh vật và bị oxy hoá các chất có trong nguyên liệu.
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 12
Hình 3.2. Thiết bị nghiền búa

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
Các bước tiến hành:
Tỉ lệ phối trộn nguyên liệu: nước nấu là:
Malt: nước = 1 kg: 4 lít
Gạo: nước = 1 kg: 4,5 lít
* Nồi gạo:
Bột gạo đã nghiền mịn cùng với 10% bột malt lót (so với tổng lượng gạo cần
dùng cho một mẻ nấu) được đem vào phối trộn với nước ở 45
o
C trong nồi phối trộn
có cánh khuấy. Dùng axit lactic để điều chỉnh pH = 5,5-5,6 và bổ sung enzyme
Termamyl với tỷ lệ 35ml/ 100kg bột gạo. Giữ ở nhiệt độ này trong 10 phút nhằm kích
hoạt hệ enzyme. Sau đó nâng nhiệt độ khối nấu lên 63
o
C trong 10 phút và giữ nhiệt
10 phút, tiếp tục nâng nhiệt lên 90
0

C trong 25 phút và giữ 30 phút. Sau đó nâng nhiệt
đến sôi trong 15 phút và giữ 20 phút, sau đó bơm hội cháo trong 15 phút.
* Nồi malt:
Khởi động sau nồi gạo 85 phút. Bột malt còn lại của mẻ nấu vào nồi phối trộn
với nước ở nhiệt độ 45
o
C, dùng axit lactic để điều chỉnh pH = 5,6-5,8 và bổ sung
enzyme Ceremix (
−
α
amylaza,
−
α
glucanaza, proteaza ) giữ ở nhiệt độ này trong 10
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 13
85
135
200
Sơ đồ nâng và giữ nhiệt của nồi malt và gạo
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
phút. Tiếp theo, nâng nhiệt độ khối nấu lên 52
o
C trong 10 phút, giữ ở nhiệt độ này 15
phút rồi tiến hành hội cháo trong 15 phút. Bật cánh khuấy ở chế độ nhanh nhất, bơm
dịch cháo từ nồi gạo sang nồi malt. Sau khi hội cháo, nhiệt độ của khối dịch đạt
khoảng 65
o
C, giữ nhiệt độ này trong 25 phút rồi nâng lên 75
o

C trong 10 phút và giữ
25 phút. Cuối cùng nâng nhiệt độ lên 76
o
C trong 5 phút rồi đem đi lọc.
∗ Cấu tạo của nồi nấu nguyên liệu: [3-tr 287]
1. Ống thoát hơi.
2. Cánh khuấy.
3. Hộp giảm tốc.
4.Van tháo dịch.
5. Bơm dịch.
6. Van hơi.
7.Van giảm áp.
8. Phân phối hơi.
9. Hơi ngưng.
10. Van đuổi không khí.
11. Áp kế.
12. Đường ống dẫn dịch vào nồi.
13. Nhiệt kế.
14. Ký độ nhiệt.
3.2.4. Lọc dịch đường-rửa bã
3 Mục đích: [3- tr 288]
Tách pha lỏng ra khỏi hỗn hợp để tiếp tục các giai đoạn tiếp theo của qui trình
công nghệ, còn pha rắn loại bỏ ra ngoài.
Quá trình lọc dịch đường gồm hai giai đoạn: Lọc dịch đường và rửa bã. Rửa
bã nhằm mục đích thu hồi các chất hòa tan còn sót lại trong bã, để tiến hành rửa bã sử
dụng nước nóng 78
0
C để rửa. Quá trình rửa bã tiếp tục cho đến khi nồng độ chất hòa
tan trong dịch nước rửa 1-1,5% thì kết thúc. Nếu rửa kỹ quá thì chất đắng trong
nguyên liệu chuyển vào dịch đường làm cho bia có vị khó chịu.

Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 14
Hình 3.3. Cấu tạo của nồi nấu nguyên
liệu
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
Tiến hành lọc dịch đường:
Quá trình lọc dịch đường có thể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau. Trong nhà
máy tiến hành lọc bằng thiết bị thùng lọc đáy bằng .
∗ Cấu tạo của thùng lọc đáy bằng:
1. Động cơ.
2. Ống xã bã.
3. Cửa cấp dịch cháo.
4, 7. Đường ống CIP.
5. Cánh khuấy (dao đảo bã).
6. Đường nước rửa bã.
8. Ống thoát hơi.
9. Đường dịch hồi lưu.
10. Bình trung gian.
11.Đường dịch cháo đi.
12. Bơm dịch .
13. Lưới lọc.
14. Bộ truyền động.
15. Ống thu dịch trong.
Nguyên lý hoạt động của thùng lọc bã malt:
Dịch cháo từ nồi nấu được bơm vào thùng lọc qua cửa cấp dịch cháo (3). Dịch
sau khi lọc sẽ theo đường ống (15) về bình trung gian (10), sau đó được bơm hồi lưu
về thùng lọc theo đường hồi lưu (9). Khi quan sát thấy dịch lọc trong đạt yêu cầu thì
đóng van đường hồi lưu (9). Mở van đường ống (11) để bơm dịch trong đi houblon
hoá. Quá trình lọc trong được thực hiện nhờ lưới lọc (13) và lớp bã malt làm chất trợ
lọc, bã malt được giữ lại trên bề mặt lưới còn dịch trong thấm qua bề mặt lưới lọc và

bã malt xuống dưới theo các ống dẫn ra ngoài. Quá trình lọc được diễn ra nhanh nhờ
hệ dao đảo bã (5). Dao đảo bã có tác dụng làm cho lớp bã có độ rỗng xốp nhất định
để dịch có thể đi qua dễ dàng hơn nhưng bã vẫn được giữ lại trên bề mặt lưới lọc. Để
đảm bảo lớp bã lọc không bị xáo trộn thì dao đảo bã không được chạm đến sát quá bề
mặt lưới lọc. Dao đảo bã hoạt động nhờ động cơ điện (1) và bộ truyền động (14). Hơi
trong quá trình lọc thoát lên và ra ngoài theo ống thoát hơi (8). Khi dịch lọc hết, quá
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 15
15
14
12
11
10
9
8
7
6
5
4
1
3
2
13
Hình 3.4. Thùng lọc đáy bằng
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
trình rửa bã được tiến hành, nước rữa bã được bơm vào theo ống số (6). Bã sau khi
rữa sẽ được tháo ra ngoài qua đường ống (2).
Bã được rửa bằng nước nóng có nhiệt độ 76- 78
o
C nhằm trích ly thu hồi chất

dinh dưỡng còn sót lại.
Ngừng quá trình rửa khi độ đường trong nước rửa bã còn 1-1,5%.
3.2.5. Houblon hóa
3 Mục đích:
Mục đích của quá trình này là để truyền cho bia mùi và vị của hoa houblon, ổn
định thành phần dịch đường và làm cho dịch đường có nồng độ thích hợp theo yêu
cầu, làm keo tụ protein, vô hoạt các enzime và thanh trùng dịch đường.
c Tiến hành houblon hóa: [9-tr 79]
Thiết bị houblon hóa là thiết bị được chế từ thép không rỉ bên trong có buồng
trao đổi nhiệt.
∗Cấu tạo nuồi huoblon hóa:
1. Ống thoát hơi.
2. Cửa nạp liệu.
3. Cửa quan sát.
4. Buồng trao đổi nhiệt.
5. Ống thoát dịch.
6. Ống thoát nước ngưng.
+ Kỹ thuật đun sôi:
Lượng hoa cần dùng và phương
pháp nạp:
Lượng hoa cần dùng: 2g/1 dịch đường.
Lượng hoa này phụ thuộc vào yêu cầu mức độ đắng của từng loại bia, chất
lượng của hoa, thành phần hoá học của nước và nhiều yếu tố khác. Hoa houblon
được nạp vào nồi nấu theo phương pháp nạp 3 lần, loại thường là dùng hoa viên và
bổ sung cao hoa để giảm thời gian houblon hoá.
Tiến hành: Dịch đường và nước rửa bã từ thiết bị lọc chuyển thẳng vào nồi
houblon hóa. Khi dịch đường vào nồi thì bắt đầu cung cấp nhiệt để nhiệt độ dịch
đường luôn giữ ở 75
o
C. Khi nước rửa bã chảy vào nồi gần kết thúc thì bắt đầu nâng

Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 16
Hình 3.5. Nồi huonblon hóa
3
1
2
4
6
D
h
2
h
1
H
30
0
5
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
nhiệt và cho 1/3 lượng hoa vào nhằm lấy chất đắng, duy trì khoảng 20 phút cho
enzim amylaza tiếp tục thủy phân tinh bột còn sót. Nâng nhiệt cho đến khi sôi, giữ 30
phút rồi tiếp tục cho 1/3 lượng hoa vào. Đun sôi dịch đường 60 phút. Trước khi kết
thúc quá trình houblon hóa khoảng 30 phút thì cho tiếp 1/3 lượng hoa còn lại nhằm
tạo hương và kết lắng protein. 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 120 phút.
3.2.6. Lắng trong
Mục đích: [3-tr 368]
Lắng và tách cặn để làm trong dịch đường.
L Phương pháp tiến hành:
Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị lắng trong

∗ Cấu tạo của thùng lứng whirlpool:
1. Mức dịch đường.
2. Đèn tín hiệu.
3. Cửa vệ sinh .
4. Nhiệt kế.
5. Ống thủy báo mức.
6. Cửa quan sát.
7. Đường ống dịch đường vào.
8. Ống thoát hơi.
9. Van tháo dịch đường.
10. Van xả cặn.
11. Nước vệ sinh.
12. Độ nghiêng của đáy.
1 Nguyên lý làm viêc:
Thiết bị làm lạnh whirlpool là một thùng được làm bằng thép không rỉ, đáy
thùng có độ nghiêng 8-10% so với phương ngang. Ở độ cao 1/4 thân thùng là đường
ống để bơm dịch đường vào thùng. Theo hướng đi của đường ống từ bơm, khi cách
thùng khoảng 0,4- 0,5 m đường ống đột ngột thắt lại, vận tốc dòng chảy tăng mạnh.
Dòng chảy với vận tốc lớn tạo nên chuyển động xoáy của khối dịch trong thùng. Các
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 17
Hình 3.5. Thiết bị lắng whirlpool
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
hạt lơ lửng chịu tác động của lực hướng tâm. Kết quả cặn lắng bị hút vào tâm thùng
và lắng xuống đáy ,còn dịch đường trong thông qua đường ống cao hơn đáy ta thu
được chúng.
3.2.7. Làm lạnh
. Mục đích: [ 3-tr 371]
+ Hạ nhiệt độ của dịch đường đến nhiệt
độ lên men.

+ Bão hòa oxy cho dịch lên men.
Thiết bị làm lạnh nhanh có cấu tạo là
những tấm bản gấp sóng, chế tạo từ thép không rỉ.
Các tấm bản có hình chữ nhật, có bốn tai ở bốn góc.
Trên mỗi tai đục thủng một lỗ tròn. Với cấu tạo như
vậy khi lắp các bản lên khung thì tạo thành mương dẫn.
v Tiến hành:
Dịch đường nóng vào máy theo mương dẫn phía trên, còn lúc ra khởi máy nhiệt
độ của dịch đường được hạ xuống 8
0
C và theo mương dẫn dưới ngược phía. Tác
nhân lạnh đi vào mương dẫn kia ở phía trên, ngược chiều với dịch đường và đi ra ở
mương dẫn dưới ngược phía. Sau khi làm lạnh bổ sung O
2
với hàm lượng 8mg/l và
Maturex với tỷ lệ1kg/100hl.
3.2.8. Lên men chính
3 Mục đích:
Đây là quá trình lên men rượu các loại đường có trong dịch lên men dưới tác
dụng của các enzim trong nấm men. Trong thời kỳ này phần lớn đường lên men được
chuyển thành rượu và CO
2
, sản phẩm của quá trình lên men chính là bia non.
, Nấm men bia: [3-tr 404]
Sử dụng chủng giống men là men chìm Saccharomyces carlsbergensis. Mật
độ tế bào men giống 23 triệu tế bào/100ml dịch đường.
ầ Phương pháp nuôi cấy men giống:
Là thùng hình trụ đứng, làm bằng thép không gỉ, bên trong có bộ phận lọc khí.
Trên thiết bị có ống dẫn dịch đường vào và dịch men ra. Trước khi tiến hành nuôi cấy
yêu cầu thiết bị và môi trường phải vô trùng tuyệt đối.

Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 18
Hình 3.6. Thiết bị làm lạnh