Luận văn thạc sĩ thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70 malt đại mạch 30 gạo với năng suất 200 hecto lít ngày

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA
*

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA TỪ 70% MALT ĐẠI
MẠCH VÀ 30% GẠO NĂNG SUẤT 200 HECTO LÍT / NGÀY

SVTH: TRẦN THỊ YẾN

Đà Nẵng – Năm 2017


TÓM TẮT
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch và 30% gạo năng
suất 200 hecto lít / ngày.
Sinh viên thực hiện: Trần Thị Yến
Lớp: 12H2
Mã sinh viên: 107120190
Nội dung bài thuyết minh nêu rõ các vấn đề sau: cơ sở và điều kiện thuận lời để
xây dựng nhà máy, giới thiệu và tổng quan nguồn nguyên liệu đưa vào sản xuất, chọn
quy trình sản xuất thích hợp vầ thuyết minh quy trình, tính tốn lượng nhiệt nướ cung
cấp cho nhà máy. Bài thuyết minh cịn tính phân cơng lao động và tính tổ chức xâ
dựng.Đưa ra các phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm và tính an tồn lao động
Bản vẽ A0 gồm:
1. Sơ đồ quy trình sản xuất: Nêu lên được các công đoạn sản xuất bia.
2. Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính: Cách bố trí và vị trí thiết bị trong phân
xưởng sản xuất.
3. Mặt cắt: Thể hiện hình dạng, chiều cao thiết bị và vị trí thiết bị trong phân

xưởng.
4. Sơ đồ nhiệt – hơi nước: Cách bố trí các đường ống vào thiết bị cho thích hợp.
5. Tổng mặt bằng nhà máy: Sắp xếp và bố trí khu sản xuất chính và các khu phụ
trợ thích hợp khu vực lựa chọn để đặt nhà máy.
Thiết kế: “ Nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch và 30% gạo năng suất
200 hecto lít/ ngày” là thiết kế mới có khả năng ứng dụng cao.


ÐẠI HỌC ÐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ÐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

Họ và tên sinh viên

Ðộc lập - Tự do - Hạnh phúc
----- -----

NHIỆM VỤ ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
: TRẦN THỊ YẾN

Số thẻ sinh viên
Lớp

: 107120190
: 12H2

Khóa

Ngành

: 2012 – 2017
: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

1. Tên đề tài đồ án:
THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA TỪ 70% MALT ĐẠI MẠCH VÀ 30%
GẠO NĂNG SUẤT 200 HECTO LÍT / NGÀY.
2. Đề tài thuộc diện:
Có kí kết thoả thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Mặt hàng: Sản xuất bia
Nguyên liệu sản xuất: 70% malt đại mạch + 30 gạo.
Năng suất: 200 hecto lít / ngày
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn
LỜI CÁM ƠN
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ
CHƯƠNG 6: TÍNH NHIỆT – HƠI – NƯỚC
CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG
CHƯƠNG 8: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY
CHƯƠNG 9: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

5. Các bản vẽ (ghi rõ các loại bản vẽ và kích thước bản vẽ):


BẢN VẼ 1: SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ (A0)
BẢN VẼ 2: MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (A0)
BẢN VẼ 3: MẶT CẮT PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (A0)
BẢN VẼ 4: TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY (A0)
BẢN VẼ 5: ĐƯỜNG ỐNG NHIỆT - HƠI - NƯỚC (A0)
6. Cán bộ hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường
7. Ngày giao nhiệm vụ: 20/01/2017
8. Ngày hồn thành nhiệm vụ: 15/05/2017

Thơng qua bộ mơn
Ngày …… tháng …… năm 2017
TRƯỞNG BỘ MÔN

PGS.TS. ĐẶNG MINH NHẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

ThS. BÙI VIẾT CƯỜNG


LỜI NÓI ĐẦU
---oOo--Đồ án tốt nghiệp là học phần cuối cùng của sinh viên trước khi rời khỏi trường
đại học. Để hồn thành được đồ án tốt nghiệp tơi phải áp dụng tất cả những kiến thức
đã được học và tích lũy trong suốt những năm ngồi trên ghế nhà trường. Những kiến
thức đã được tiếp thu trong những năm học tại trường đại học Bách Khoa không
những là nền tảng vững chắc giúp tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp mà cịn là hành
trang q báu để tơi bước vào đời một cách vững chắc và tự tin.

Trước tiên, tôi xin chân thành gởi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong trường
Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung, các thầy cơ trong khoa Hóa và đặc biệt thầy
cơ trong bộ mơn cơng nghệ thực phẩm nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho
tơi những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường.
Tiếp đến, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc đến thầy Bùi Viết
Cường – người đã tận tình hướng dẫn, trực tiếp chỉ đạo, định hướng đề tài, động viên
và giúp đỡ tơi trong suốt q trình thjực hiện đồ án tốt nghiệp này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bố mẹ, người thân trong gia đình và
bạn bè đã tạo điều kiện, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian làm đồ án tốt
nghiệp.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo trong Hội đồng bảo vệ đồ án tốt
nghiệp đã giành thời gian quý báu của mình để đọc và nhận xét cho đồ án của tơi.
Kính chúc q thầy cơ dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp trồng người.
Xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 5 năm 2017
Sinh viên

Trần Thị Yến

i


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực và
chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Bài đồ án được thực hiện dựa vào sự
hướng dẫn của thầy hướng dẫn và nội dung không coppy. Nội dung bài đồ án gồm 1
bảng thuyết minh và 5 bản vẽ A0 theo đúng quy định.. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực
hiện đồ án tốt nghiệp này đã được cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn đã
được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố.

Đà Nẵng, ngày 15 tháng 5 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Trần Thị Yến

ii


MỤC LỤC

TÓM TẮT
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................ I
LỜI CAM ĐOAN .........................................................................................................II
MỤC LỤC ................................................................................................................... III
DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................... VIII
DANH SÁCH HÌNH..................................................................................................... X
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT ..................................................2
Vị trí xây dựng .....................................................................................................2
Đặc điểm tự nhiên................................................................................................2
Nguồn nguyên liệu ...............................................................................................2
Nguồn cung cấp điện ..........................................................................................2
Nguồn cung cấp hơi .............................................................................................3
Nguồn cung cấp nước ..........................................................................................3
Thốt nước bẩn và vệ sinh mơi trường .............................................................3
Hệ thống giao thông vận tải ................................................................................4
Tiêu thụ sản phẩm và hợp tác hoá .....................................................................4
Nguồn nhân lực ................................................................................................4
Thiết bị ..............................................................................................................4

TỔNG QUAN .........................................................................................5
Nguyên liệu sản xuất bia .....................................................................................5
Malt đại mạch ......................................................................................................5
Nguyên liệu thay thế: Gạo .................................................................................6
Hoa houblon .......................................................................................................6
Nước ...................................................................................................................8
Chất hỗ trợ kĩ thuật.............................................................................................9
Chế phẩm enzyme Termamyl ............................................................................9
Nấm men bia ......................................................................................................9
Các chất hỗ trợ kĩ thuật khác .............................................................................9
Các q trình sinh hố quan trọng ..................................................................10
Các quá trình xảy ra khi nấu ............................................................................10
Các quá trình xảy ra khi lên men .....................................................................11
iii


Các phương pháp sản xuất bia .........................................................................12
Phương pháp lên men cổ điển ..........................................................................12
Phương pháp lên men liên tục..........................................................................12
Phương pháp lên men hiện đại .........................................................................13
Giới thiệu sản phẩm bia ....................................................................................13
Thành phần trong bia .......................................................................................13
Các chỉ tiêu trong bia .......................................................................................14
Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới .............................................14
Tình hình sản xuất bia ......................................................................................14
Tình hình tiêu thụ bia .......................................................................................15
Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam ..............................................15
Tình hình sản xuất ............................................................................................15
Tình hình tiêu thụ .............................................................................................15
Vai trị của bia trong đời sống ..........................................................................16

CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ ........17
Chọn dây chuyền cơng nghệ .............................................................................17
Thuyết minh dây chuyền công nghệ ................................................................ 18
Nhập nguyên liệu .............................................................................................18
Làm sạch ..........................................................................................................18
Nghiền nguyên liệu ..........................................................................................18
Nấu nguyên liệu ...............................................................................................19
Lọc dịch đường và rửa bã ................................................................................22
Houblon hóa .....................................................................................................23
Lắng trong và làm lạnh dịch đường .................................................................24
Lên men............................................................................................................25
Lọc trong bia ....................................................................................................28
Ổn định bia sau khi lọc .................................................................................28
Chiết rót và thanh trùng ................................................................................28
Dán nhãn bia chai [21].................................................................................30
Hồn thiện sản phẩm ....................................................................................33
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT .........................................................34
Các số liệu ban đầu ............................................................................................34
Tính cân bằng sản phẩm ...................................................................................35
Tính cân bằng cho nguyên liệu ban đầu ..........................................................35
Công đoạn làm sạch .........................................................................................35
Công đoạn nghiền ............................................................................................36
iv


Cơng đoạn nấu .................................................................................................36
Q trình lọc dịch đường .................................................................................38
Thể tích dịch đường sau khi đun sơi ................................................................ 38
Chi phí bao bì .....................................................................................................44
Chi phí chai ......................................................................................................44

TÍNH TỐN VÀ CHỌN THIẾT BỊ ..................................................47
Cơng đoạn xử lý ngun liệu ............................................................................47
Tính xilơ chứa ngun liệu ..............................................................................47
Máy làm sạch nguyên liệu ...............................................................................49
Máy nghiền nguyên liệu...................................................................................50
Tính Bunke chứa ..............................................................................................52
Công đoạn chuẩn bị dịch đường ......................................................................53
Nồi nấu nguyên liệu .........................................................................................53
Thiết bị lọc dịch đường sau đường hóa .............................................................56
Thùng chứa bã nguyên liệu ..............................................................................57
Nồi houblon hóa ...............................................................................................58
Thiết bị lắng whirlpool.....................................................................................58
Thiết bị làm lạnh ..............................................................................................59
Cân nguyên liệu ...............................................................................................60
Tính và chọn các loại bơm cho phân xưởng nấu .............................................60
Tính cơ cấu vận chuyển bằng gàu tải...............................................................62
Công đoạn lên men ............................................................................................62
Thiết bị nuôi cấy nấm men...............................................................................62
Thiết bị lên men ...............................................................................................65
Thiết bị ủ bia non sau lên men .........................................................................66
Thiết bị lọc bia và thùng phối trộn chất trợ lọc................................................68
Thiết bị ổn định bia ..........................................................................................68
Thiết bị pha bia ..............................Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định.
Tính và chọn các loại bơm cho phân xưởng lên men .....................................70
Bơm dịch đường vào thiết bị lên men ..............................................................70
Bơm bia sau khi lên men đi lọc........................................................................70
Bơm bia sau khi lọc đi ổn định ........................................................................70
Bơm bia đi pha .................................................................................................71
Phân xưởng chiết rót .........................................................................................71
Phân xưởng chiết chai ......................................................................................71

Máy kiểm tra mực bia trong chai .....................................................................72
v


Máy thanh trùng ...............................................................................................72
Máy dán nhãn ...................................................................................................72
Máy in phun hạn sử dụng.................................................................................72
Máy rửa két ......................................................................................................73
Băng tải chai và két ..........................................................................................73
Máy dỡ chai và cho chai vào két......................................................................73
TÍNH NHIỆT – NƯỚC ......................................................................75
Tính nhiệt – nước cho phân xưởng nấu ..........................................................75
Các cơng thức sử dụng để tính tốn cho phân xưởng nấu ...............................75
Tổng lượng nhiệt dùng cho các nồi .................................................................78
Tính nhiệt - nước cho phân xưởng lên men ....................................................78
Tính nhiệt cho thùng lên men chính ................................................................ 78
Tính nhiệt – nước cho quá trình nhân giống nấm men ....................................80
TÍNH TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG.........................................82
Tổ chức ...............................................................................................................82
Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy ...............................................................82
Chế độ làm việc ...............................................................................................82
Phân bố lao động trong nhà máy......................................................................83
Xây dựng ............................................................................................................84
Kích thước các cơng trình ................................................................................84
Diện tích khu đất ..............................................................................................87
Tính hệ số sử dụng ...........................................................................................88
KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ............89
Kiểm tra nguyên liệu .........................................................................................89
Kiểm tra chất lượng của malt ...........................................................................89
Kiểm tra chất lượng của gạo ............................................................................89

Kiểm tra chất lượng của hoa houblon ..............................................................89
Kiểm tra nấm men giống..................................................................................89
Kiểm tra nước dùng nấu bia .............................................................................89
Kiểm tra các công đoạn sản xuất .....................................................................90
Kiểm tra công đoạn nấu ...................................................................................90
Kiểm tra công đoạn lên men ............................................................................90
Kiểm tra công đoạn thành phẩm ......................................................................91
Kiểm tra sản phẩm ............................................................................................91
Các chỉ tiêu cảm quan ......................................................................................91
Các chỉ tiêu hoá lý ............................................................................................91
vi


Các chỉ tiêu hố học .........................................................................................91
AN TỒN LAO ĐỘNG - VỆ SINH CƠNG NGHIỆP NHÀ MÁY 93
An tồn lao động ................................................................................................ 93
Nguyên nhân xảy ra tai nạn lao động ..............................................................93
Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động ......................................................93
Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động ......................................................93
Vệ sinh xí nghiệp................................................................................................ 95
Vệ sinh cá nhân của cơng nhân ........................................................................95
Vệ sinh máy móc thiết bị .................................................................................95
Vệ sinh xí nghiệp .............................................................................................95
Xử lý phế liệu của quá trình sản xuất ..............................................................95
Xử lý nước thải ................................................................................................ 95
Xử lý nước dùng để sản xuất ...........................................................................95
KẾT LUẬN ..................................................................................................................97
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................98

vii

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Các thành phần chính của malt khơ . ...............................................................5
Bảng 2.2 Thành phần hố học của hoa houblon ...........................................................8
Bảng 2.3 Hàm lượng các kim loại ..................................................................................9
Bảng 2.4 Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới 2004 ....................................................15
Bảng 4.1 Các thành phần chính của malt khơ và gạo....................................................34
Bảng 4.2 Bảng tiêu hao nguyên liệu qua các công đoạn ...............................................34
Bảng 4.3 Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất .............................................................45
Bảng 5.1 Thông số kĩ thuật máy làm sạch gạo .............................................................50
Bảng 5.2 Thông số kĩ thuật máy nghiền malt ................................................................ 51
Bảng 5.3 Thông số kĩ thuật nghiền gạo .........................................................................51
Bảng 5.4 Thông số kĩ thuật buke chứa malt ..................................................................53
Bảng 5.5 Thông số kĩ thuật buke chứa gạo ...................................................................53
Bảng 5.6 Thông số kĩ thuật của nồi nấu gạo .................................................................55
Bảng 5.7 Thông số kĩ thuật của nồi nấu malt ................................................................ 56
Bảng 5.8 Thông số kĩ thuật của thùng lọc ....................................................................57
Bảng 5.9 Bảng đặc tính kĩ thuật của thùng chứa bã .....................................................58
Bảng 5.10 Bảng đặc tính kĩ thuật của nối houblon hóa ................................................58
Bảng 5.11 Bảng đặc tính kĩ thuật của thiết bị lắng.......................................................59
Bảng 5.12 Tthông số kĩ thuật của thiết bị làm lạnh bản mỏng ......................................60
Bảng 5.13 Thông số kĩ thuật của bơm ...........................................................................60
Bảng 5.14 Đặc tính thơng số kĩ thuật bơm ly tâm .......................................................61
Bảng 5.15 Thông số kĩ thuật của thùng nhân giống nấm men cấp 1.............................64
Bảng 5.16 Thông số kĩ thuật của thùng nhân giống nấm men cấp 2.............................64
Bảng 5.17 Thông số kĩ thuật của thùng nhân giống nấm men cấp 3.............................65
Bảng 5.18 Thông số kĩ thuật của thùng lên men ...........................................................66
Bảng 5.19 Thông số kĩ thuật của thùng ủ bia ...............................................................67

Bảng 5.20 Thông số kĩ thuật của thiết bị lọc khung bản ...............................................68
Bảng 5.21 Thông số kĩ thuật của thùng ổn định bia ... Lỗi! Thẻ đánh dấu không được
xác định.
Bảng 5.22 Thông số kĩ thuật của thùng pha bia ...........................................................70
Bảng 5.23 Thông số kĩ thuật của máy chiết ..................................................................71
Bảng 5.24 Thơng số kĩ thuật của máy kiểm tra thể tích chai .......................................72
viii


Bảng 5.25 Thông số kĩ thuật máy thanh trùng .............................................................72
Bảng 5.26 Thông số kĩ thuật của máy dán nhãn ...........................................................72
Bảng 5.27 Thông số kĩ thuật của máy phun hạn sử dụng ............................................73
Bảng 5.28 Thông số kĩ thuật máy rửa kết .....................................................................73
Bảng 5.29 Thông số kĩ thuật máy dỡ chai và cho chai vào kết ....................................73
Bảng 5.30 Bảng tổng kết thiết bị kích thước thiết bị.....................................................73
Bảng 6.1 Lượng nhiệt dùng để đun nóng vỏ thiết bị. ....................................................75
Bảng 6.2 Lượng nhiệt tổn thất. ......................................................................................76
Bảng 6.3 Lượng nhiệt dùng để nâng nhiệt độ cho các nồi. ...........................................76
Bảng 6.4 Tổn thất nhiệt khi nâng nhiệt độ của khối nấu trong các nồi .........................77
Bảng 6.5 Lượng nhiệt dùng để giữ nhiệt cho các nồi....................................................77
Bảng 6.6 Tổng lượng nhiệt dùng cho các nồi................................................................78
Bảng 7.1 Bảng phân phối lao động gián tiếp ................................................................ 83
Bảng 7.2 Bảng phân phối lao động trực tiếp .................................................................83
Bảng 7.3 Bảng tổng kết các cơng trình..........................................................................87

ix


DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Malt đại mạch ..................................................................................................5
Hình 2.2 Gạo....................................................................................................................6
Hình 2.3 Hoa houblon .....................................................................................................6
Hình 3.1 Thiết bị nghiền malt 2 đơi trục . .....................................................................18
Hình 3.2 Thiết bị nghiền búa ........................................................................................19
Hình 3.3 Sơ đồ nâng và giữ nhiệt của quá trình nấu ....................................................20
Hình 3.4 Nồi nấu gạo ....................................................................................................20
Hình 3.5 Nối nấu malt ...................................................................................................21
Hình 3.6 Thiết bị lọc đáy bằng .....................................................................................23
Hình 3.7 Thiết bị hoalon hóa ........................................................................................23
Hình 3.8 Thiết bị lắng Whirlpool ..............................................................................24
Hình 3.9 Thiết bị làm lạnh khung bản ..........................................................................25
Hình 3.10 Thiết bị lên men .........................................................................................26
Hình 3.11 Thiết bị lọc khung bản .................................................................................28
Hình 3.12 Cấu tạo hệ thống chiết bia ...........................................................................29
Hình 3.13 Máy thanh trùng bia .....................................................................................30
Hình 3.14 Cấu tạo máy dán nhãn bia chai .....................................................................31
Hình 5.1 Xilơ chứa ngun liệu.....................................................................................47
Hình 5.2 Máy làm sạch ..................................................................................................49
Hình 5.3 Thơng số kĩ thuật máy làm sạch malt .............................................................49
Hình 5.4 Máy làm gạo ..................................................................................................50
Hình 5.5 Máy nghiền malt .............................................................................................51
Hình 5.6 Máy nghiền gạo ..............................................................................................51
Hình 5.7 Bunke ..............................................................................................................52
Hình 5.8 Nồi nấu nguyên liệu........................................................................................53
Hình 5.9 Thùng chứa bã ................................................................................................ 57
Hình 5.10 Thùng lắng whirlpool ...................................................................................59
Hình 5.11 Thiết bị làm lạnh bản mỏng ..........................................................................60
Hình 5.12 Thùng nhân giống nấm men .........................................................................63
Hình 5.13 Tank lên men ................................................................................................ 66

Hình 5.14 Thiết bị ủ bia non ..........................................................................................67
Hình 5.15 Thiết bị lọc khung bản ..................................................................................68
Hình 5.16 Thiết bị pha bia .............................................................................................69
Hình 5.17 Máy rửa chai chiết rót đóng nắp 3 trong 1 ...................................................71
x


Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch + 30% gạo năng suất 200 hecto lít/ngày.

MỞ ĐẦU

Một trong những loại thức uống lên men được tiêu thụ mạnh nhất ở Việt Nam
trong những năm gần đây là bia, đây là sản phẩm không những được cánh nam giới ưa
chuộng mà nó ngày càng có sức thu hút đối với phái nữ.
Bia được định nghĩa như là một loại nước uống giải khát có độ cồn thấp, giàu
dinh dưỡng và có mùi thơm đặc trưng của hoa houblon. Uống bia với một lượng thích
hợp sẽ có lợi cho sức khỏe, giúp tiêu hóa, giảm mệt mỏi. Chính vì vậy, từ lâu bia đã
trở thành đồ uống được nhiều người yêu thích.
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước.
Để tăng hiệu quả kinh tế cũng như đáp ứng nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng, các
nhà máy sản xuất bia còn dùng một số loại nguyên liệu thay thế như: Đại mạch chưa
nảy mầm, gạo, ngô đã tách phôi ...Có nhiều phương pháp và với nhiều loại nguyên liệu
thay thế khác nhau tạo ra các sản phẩm bia có chất lượng khác nhau.
Một phần vì nước ta là nước nhiệt đới nên nhu cầu sử dụng nước giải khát, đặc
biệt về bia là khá nhiều và cùng với sự phát triển của nền kinh tế thì mức sống của con
người ngày càng cao nên đòi hỏi thị trường là phải sản xuất ra những loại sản phẩm có
chất lượng cao. Trong đó, bia cũng là một trong những sản phẩm được chú trọng để
nâng cao chất lượng.
Với những yêu cầu trên, tôi được giao nhiệm vụ: “Thiết kế nhà máy sản xuất bia
từ 70% malt đại mạch + 30% gạo với năng suất 200 hecto lít/năm”.

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Yến

Hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường

1


Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch + 30% gạo năng suất 200 hecto lít/ngày.

LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT

Vị trí xây dựng
Việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy rất quan trọng, bởi nó ảnh hưởng rất lớn
đến hoạt động sau này của nhà máy. Qua nghiên cứu và khảo sát địa hình, khí hậu tơi
chọn vị trí mặt bằng xây dựng nhà máy tại Khu cơng nghiệp Hịa khánh ở thành phố
Đà Nẵng. Vì tại đây có những lợi thế căn bản về: Địa lý tự nhiên, giao thơng, chính
sách quản lý cũng như nhân công. Đồng thời tại đây gần nguồn nguyên liệu để giảm
giá thành vận chuyển, giảm hao hụt nguyên liệu, từ đó giảm giá thành sản phẩm.
Đặc điểm tự nhiên
Nhà máy phải đặt gần nguồn cung cấp năng lượng như điện, hơi, nước, gần trục
đường chính để đảm bảo sự hoạt động bình thường và chú ý đến nguồn nhân lực địa
phương. Nhà máy được xây dựng tại khu cơng nghiệp Hồ Khánh, quận Liên Chiểu,
thành phố Đà Nẵng. Đây là khu vực có địa hình rộng, bằng phẳng, khô ráo, cấu tạo đất
đai chắc chắn, không bị lún, cho phép xây dựng nhà công nghiệp nhiều tầng.
Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ít
biến động. Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu miền Bắc và
miền Nam, với tính trội là khí hậu nhiệt đới điển hình ở phía Nam. Mỗi năm có 2 mùa
rõ rệt: Mùa mưa và mùa khơ, thỉnh thoảng có những đợt rét mùa đơng nhưng khơng
đậm và khơng kéo dài.

Nhiệt độ trung bình hàng năm: 25,9ºC.
Độ ẩm trung bình hàng năm: 83,4%.
Hướng gió chủ đạo: Đơng – Nam.
Nguồn nguyên liệu
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia tại nhà máy là malt đại mạch, gạo, hoa
houblon... Do điều kiện khí hậu ở nước ta khơng thích hợp với việc trồng đại mạch và
hoa houblon nên hai loại nguyên liệu này phải nhập từ nước ngoài. Malt đại mạch và
hoa houblon được nhập về cảng Tiên Sa, sau đó được ơ tơ vận chuyển về nhà máy.
Hiện nay, sản lượng gạo ở nước ta rất lớn. Nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế
là gạo để sản xuất bia vừa 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.
Nguồn cung cấp điện
Nguồn điện chính phục vụ cho nhà máy được lấy từ lưới điện của khu cơng
nghiệp. Ngồi ra trong nhà máy có trạm biến áp riêng, máy phát điện dự phịng để đảm
Sinh viên thực hiện: Trần Thị Yến

Hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường

2


Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch + 30% gạo năng suất 200 hecto lít/ngày.

bảo hoạt động liên tục.
Điện thế thường dùng trong nhà máy 220V, điện dùng trong nhà máy với nhiều
mục đích cho các thiết bị hoạt động, chiếu sáng trong sản xuất và dùng trong sinh hoạt.
Nguồn điện: Nguồn cung cấp điện được lấy từ trạm 110KV hiện có ở khu cơng
nghiệp giai đoạn I, II, III. Lắp đặt mới một trạm biến áp trung gian 110/35/22KV-2 ×
25MVA tại vị trí phía Đông Bắc khu công nghiệp. Tuỳ theo công suất sử dụng mỗi

nhà máy sẽ đặt các trạm 22KV/0,4.
+ Mạng lưới: Mạng lưới cấp điện cho tồn khu cơng nghiệp được bố trí theo hệ
thống giao thơng.
+ Chiếu sáng cơng cộng: Chiếu sáng bằng hệ thống đèn cao áp gắn trên cột thép
bát giác, lưới điện ngầm.
Nguồn cung cấp hơi
Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng được lấy từ lò hơi riêng của nhà
máy. Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu Mazut [15].
Nguồn cung cấp nước
Khu công nghiệp sử dụng nguồn cung cấp nước sạch từ nhà máy nước sân bay
với công suất 30.000 m3/ngày đêm.
Mạng lưới cấp nước đảm bảo cung cấp đến tận tường rào các doanh nghiệp.
Nước được sử dụng trong nhà máy rất lớn, với nhiều mục đích khác nhau.
Thốt nước bẩn và vệ sinh mơi trường
Thốt nước bẩn: Tiêu chuẩn thốt nước lấy bằng tiêu chuẩn cấp nước. Nước thải
từ khu vực nhà máy, khu điều hành dịch vụ, khu kỹ thuật đầu mối được xử lý sơ bộ
đến giới hạn tiêu chuẩn cho phép sau đó đổ vào mạng lưới thu gom chung chảy về
trạm xử lý nước thải tập trung.
Toàn khu cơng nghiệp có 1 trạm xử lý nước thải cơng suất 5000 m3/ngày đêm,
được đưa vào sử dụng năm 2007. Thực hiện chủ trương xã hội hóa, cơng tác vận hành
và quản lý. Trạm xử lý nước thải khu công nghiệp Hịa Khánh đã bàn giao cho cơng ty
Trách Nhiệm Hữu Hạn Một Thành Viên Môi Trường và Đô thị Hà Nội. Nước thải sản
xuất công nghiệp và nước thải sinh hoạt được xử lý riêng cục bộ tại mỗi nhà máy, xí
nghiệp đạt tiêu chuẩn (TCVN 40 – 2011) trước khi thốt vào hệ thống cống chung khu
cơng nghiệp và dẫn về trạm xử lý nước thải để xử lý đạt loại B (TCVN 40 – 2011)
trước khi thải ra sơng.
Mơi trường khơng khí: Xử lý bụi, khí độc nhà máy bằng dây chuyền công nghệ
hiện đại các thiết bị khử bụi, khí độc hiện tại theo tiêu chuẩn TCVN5939-1995 và
TCVN 5940-1995.
Trồng cây xanh cách ly giữa các nhà máy khu công nghiệp và khu dân cư [15].

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Yến

Hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường

3


Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch + 30% gạo năng suất 200 hecto lít/ngày.

Hệ thống giao thơng vận tải
Khu cơng nghiệp Hịa Khánh nằm trên quốc lộ 1A. Đà nẵng lại là thành phố
đang phát triển, giao thông đi lại thuận lợi cả đường bộ lẫn đường sắt kể cả đường
thủy. Vì vậy nhà máy có thể dễ dàng vận chuyển nguyên liệu cũng như trong việc vận
chuyển phân phối tiêu thụ sản phẩm.
Khu cơng nghiệp Hịa khánh nằm tại quận Liên Chiểu thành phố Đà Nẵng.
Cách cảng biển Tiên Sa 5km
Cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 10km
Cách trung tâm thành phố Đà Nẵng 10km
Cách ga đường sắt 9km
Tiêu thụ sản phẩm và hợp tác hoá
Sản phẩm bia của nhà máy sản xuất phần lớn sẽ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của
người dân Đà Nẵng nói riêng và khu vực miền Trung nói chung. Đồng thời một phần
sẽ đáp ứng cho nhu cầu xuất khẩu theo đơn đặt hàng.
Nhà máy có thể liên hợp hóa với các nhà máy trong khu cơng nghiệp về việc mua
bán nguyên liệu thay thế và phụ phẩm, phế phẩm từ nhà máy, tạo điều kiện cho nhà
máy tăng lợi nhuận và giảm giá thành sản phẩm [15].
Nguồn nhân lực
Công nhân được chọn trong địa bàn tỉnh để tận dụng nguồn nhân lực địa phương,
do đó giảm đầu tư nhà ở và sinh hoạt công nhân.
Đà Nẵng, đặc biệt là khu vực Hịa Khánh, ngồi nguồn nhân cơng trong vùng,

cịn có nguồn lao động lớn từ các tỉnh khác.
Ngồi ra cịn có nguồn cán bộ kỹ thuật cao từ các trường đại học trong thành
phố. Đây là nguồn cung cấp nhân công rất tốt cho nhà máy.
Đối với đội ngũ lãnh đạo nhà máy, tỉnh đáp ứng đầy đủ các kỹ sư, cử nhân tốt
nghiệp từ các trường đại học trong cả nước. Đặc biệt Huế, Đà Nẵng, Quảng Trị có đủ
kiến thức, năng lực nghiệp vụ để lãnh đạo [15].
Thiết bị
Nhà máy sử dụng phần lớn các thiết bị trong nước chế tạo nhằm giảm chi phí,
ngồi ra có thể nhập một vài thiết bị từ nước ngồi để đảm bảo qui trình cơng nghệ.
Thiết bị phải đảm bảo phù hợp với quy trình cơng nghệ và được tự động hóa
trong sản xuất, góp phần làm hiện đại hóa trong sản xuất [15].

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Yến

Hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường

4


Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch + 30% gạo năng suất 200 hecto lít/ngày.

TỔNG QUAN

Nguyên liệu sản xuất bia
Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon, nước, nguyên
liệu thay thế dùng trong nhà máy là gạo.
Malt đại mạch
Malt là hạt hoà thảo nảy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhất định. Malt
đại mạch cho bia có hương vị đặc trưng so với các loại malt khác.
Dùng malt đại mạch trong sản xuất bia có 2 mục đích chính vừa là nguyên liệu

vừa là tác nhân đường hố vì nó cho một tỉ lệ enzym cân đối thích hợp cho cơng nghệ
sản xuất bia.

Hình 2.1 Malt đại mạch [20]
Các yêu cầu chất lượng của malt khi nhập: Khi nhập malt vào trong sản xuất yêu
cầu malt phải có màu vàng sáng, óng mượt, kích thước đồng đều trịn và to. u cầu
hạt khơng được gãy nát q nhiều, hạt gãy < 0,5% và không lẫn tạp chất. Đặc biệt hạt
malt phải giữ được mùi thơm đặc trưng, khơng có mùi vị lạ khơng được mốc và khơng
bị hơi khói. Hạt malt khi nhập vào phải kiểm tra độ ẩm nghiêm ngặc, độ ẩm an toàn
khi bảo quản hạt malt phải nhỏ hơn 6%. Khối lượng hạt phải đạt 28 – 29g/1000 hạt.
Độ hồ tan tính theo chất khơ 76 - 81,7%. Thời gian đường hóa trong khoảng từ 10 –
20 phút/70ºC. Cường độ màu của hạt malt vàng từ 0,3 – 0,16 mg iod/ lít H2O.
Bảng 2.1 Các thành phần chính của malt khơ
Thành phần

% Chất khơ

Thành phần

% Chất khơ

Tinh bột

58

Đường khử

4

Pentozan hồ tan

1

Protid

10

Hexozan và Pentozan
khơng tan

9

Protid hồ tan

3

Cellulo

6

Chất béo

2,5

Saccaroza

5

Chất khống

2,5

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Yến

Hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường

5


Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch + 30% gạo năng suất 200 hecto lít/ngày.

Trong thành phần hoá học của malt, quan trọng nhất là hàm lượng tinh bột. Hàm
lượng tinh bột càng cao càng tốt nhưng hàm lượng protein phải nằm trong giới hạn cho
phép từ 9 – 12%. Nếu hàm lượng protein cao thì bia dễ bị đục, khó bảo quản, nếu thấp
hơn thì bia sẽ kém bọt và có hương vị kém đậm đà.
Nguyên liệu thay thế: Gạo
Gạo sau khi xay xát, có thể đánh bóng để hạt gạo trắng và sáng hơn, sau khi xay
hạt thóc chúng ta sẽ có được những hạt gạo trắng sáng, trong gạo trắng chứa tinh bột
(80%), một thành phần chủ yếu cung cấp nhiều năng lượng, protein (7,5%), nước
(12%), vitamin và các chất khoáng (0,5%) cần thiết cho cơ thể. Gạo có chứa rất nhiều
tinh bột, protein vừa phải, chất béo và xenlulo ở giới hạn thấp

Hình 2.2 Gạo [26]
Trong quá trình nấu ta thu được nhiều chất hòa tan. Mặt khác 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 được bảo quản trong kho bảo quản
ngũ cốc bình thường, thời gian bảo quản là một tháng.
Yêu cầu hạt gạo phải: Trắng, nhẵn bóng khơng lẫn sỏi đá, khơng mối mọt và
khơng vóng cục. Gạo khi nhập kho cần đạt độ ẩm nhỏ hơn 12%. Gạo cần có độ hịa tan
tốt 75% tính theo chất khơ [27].

Hoa houblon
Vai trị của hoa houblon

Hình 2.3 Hoa houblon [19]
Sinh viên thực hiện: Trần Thị Yến

Hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường

6


Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch + 30% gạo năng suất 200 hecto lít/ngày.

Houblon là loại thực vật lâu niên đơn tính, thuộc họ gai mèo. Nó gồm có hoa cái
và hoa đực nằm trên hai thân khác nhau. Trong công nghệ sản xuất bia chỉ sử dụng hoa
cái chưa thụ phấn vì khi đã thụ phấn trong hoa sẽ tạo hạt làm giảm chất lượng của hoa.
Hoa houblon là nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất bia bởi vì: Hoa
houblon truyền mùi thơm và vị đắng cho bia vì trong hoa houblon có chứa chất đắng,
tinh dầu và tanin [5].
a. Chất đắng: Chất đắng có vai trị rất lớn trong sản xuất bia. Nó truyền cho bia
vị đắng dịu, tăng cường sức căng bề mặt của bia nên góp phần giữ bọt lâu tan và nó có
tính kháng khuẩn nên làm tăng độ bền sinh học cho bia.
Thành phần chất đắng của hoa houblon bao gồm axit đắng và nhựa đắng.
Các axit đắng gồm dạng 𝛼- và dạng 𝛽-. Ở giai đoạn houblon hóa các hợp chất
này khơng trực tiếp hịa tan vào dịch đường mà phải trải qua quá trình đồng phân hóa.
Các sản phẩm đồng phân này có khả năng hòa tan và cho độ đắng cao hơn nhiều so
với các hợp chất nguyên thủy.
Các nhựa đắng bao gồm nhựa mềm và nhựa cứng, trong đó nhựa mềm là hợp
phần có giá trị của chất đắng, trong khi đó nhựa cứng thì khơng có giá trị. Vì chúng
hầu như khơng hịa tan vào nước và dịch đường, chúng thường bị thải ra ngoài theo

cặn lắng.
b. Tinh dầu: Tinh dầu của hoa houblon hòa tan vào dịch đường, tồn tại trong bia
và tạo cho nó mùi thơm đặc trưng, nhẹ nhàng và dễ chịu.
Trong q trình đun sơi dịch đường với hoa houblon có đến 98% lượng tinh dầu
bay ra ngồi theo hơi nước, chỉ cịn lại 2% tồn tại trong bia. Mặc dù cịn lại ít nhưng
lượng tinh dầu này quyết định hương thơm của bia, nhất là bia vàng.
c. Tanin: Tanin của hoa houblon dễ hòa tan trong nước và trong dịch đường. Do
đó, trong q trình houblon hóa các tanin hịa tan vào dịch đường và dễ dàng kết hợp
với protein cao phân tử để tạo thành các phức chất khơng hịa tan. Nhờ đó mà loại trừ
được các cấu tử protein khó biến tính và kết lắng ra khỏi dịch đường.
Tanin của hoa houblon dễ bị oxy hóa nên bảo vệ nhựa houblon khỏi bị oxy hóa.
Mặt khác, tanin của hoa houblon cịn tham gia vào việc hoàn thiện vị cho bia.
Trong sản xuất bia nên sử dụng hoa houblon dưới nhiều dạng khác nhau: Dạng
hoa nguyên cánh, dạng hoa nghiền, hoa viên và cao hoa. Trong nhà máy sử dụng hoa
viên và cao hoa để sản xuất bia vì nó dễ bảo quản, chất lượng tốt. Không nên sử dụng
100% cao hoa để nấu bia vì nó sẽ làm cho mùi, vị của bia giảm sút [5].
Thành phần hoá học của hoa houblon
Thành phần hoá học của hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau, nhưng các chất
có giá trị trong cơng nghệ sản xuất bia là nhựa hoa houblon, các tanin và tinh dầu.
Sinh viên thực hiện: Trần Thị Yến

Hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường

7


Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch + 30% gạo năng suất 200 hecto lít/ngày.

Ngồi ra trong hoa còn chứa một số các chất khác như: protein, mỡ, sáp, các tạp chất
phi protein.

Bảng 2.2 Thành phần hố học của hoa houblon 5
Thành phần

Hàm lượng
chất khơ (%)

Thành phần

Nước

11 – 13

Amino axit

0,1

Nhựa đắng tổng số

15 – 20

Protein

15 – 27

Tinh dầu

0,5 – 1,5

Lipit và sáp

3

Tanin

2–5

Chất tro

5–8

Xenluloza, lignin và

40 – 50

Monosaccarit

2

Pectin

2

các chất khác

Hàm lượng
chất khô (%)

Biện pháp bảo quản hoa
Để bảo quản hoa được tốt cần giữ hoa trong các điều kiện sau: Ngăn chặn sự xâm
nhập của không khí vào hoa bằng cách bảo quản trong thùng kín hoặc trong mơi

trường khí trơ. Cần chú ý bảo quản trong mơi trường nhiệt độ thấp, gần 0ºC vì ở nhiệt
độ thấp có tác dụng kiềm chế các q trình hoá học, hạn chế sự phát triển của vi sinh
vật. Nhà máy bảo quản 5 – 10°C và bảo quản trong điều kiện cách ẩm tốt.
Nước
Vai trị trong cơng nghệ sản xuất bia
Hàm lượng nước trong bia thành phẩm chiếm hơn 90%. Nước là một trong
những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Nước có ảnh hưởng lớn đến tiến trình
cơng nghệ và chất lượng sản phẩm.
Thành phần hóa học của nước
Nước thực chất là một dung dịch loãng của các muối ở dạng ion: Nhóm cation
chiếm nhiều nhất là: Ca2+, Mg2+,H+, Na+, K+, Fe2+, Mn2+, Al3+.
Nhóm anion chủ yếu là: OH-, HCO3-, Cl-, SO42-, NO3-, NO2-, SiO32-, PO43Các muối của canxi và magie là nguyên nhân gây độ cứng của nước.
Yêu cầu chất lượng
Nước nấu bia phải trong suốt, khơng màu, vị dễ chịu, khơng có mùi vị lạ và
không chứa các vi sinh vật gây bệnh.
Độ cứng trung bình 5 - 6mg đương lượng/lít, có pH = 6,8 - 7,3 độ oxy hóa khơng
vượt q 1 - 2mg/lít, hàm lượng cặn khơ khơng vượt q 600mg/lít. Hàm lượng các
kim loại:

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Yến

Hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường

8


Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch + 30% gạo năng suất 200 hecto lít/ngày.

Bảng 2.3 Hàm lượng các kim loại [5,tr 65]
Kim loại

Hàm lượn(mg/l)

Kim loại

Hàm lượng(mg/l)

Sắt

0,3

Sunphat

250

Mangan

0,05

Đồng

3

Magie

125

Kẽm

5

Chì

0,1

Flo

1

Nitrat

35

Asen

0,05

Trong nước nấu bia khơng được có xianit, Hg, Ba, Cr, NH3, photphat, nitrit.
Chất hỗ trợ kĩ thuật
Chế phẩm enzyme Termamyl
Cơng dụng: Chế phẩm enzyme này có bản chất là α-amylaza, dùng để bổ sung
vào nồi gạo hỗ trợ cho quá trình thủy phân tinh bột tạo ra sản phẩm là glucose và
dextrin. Nhờ quá trình phân cắt này mà độ nhớt của dịch cháo nhanh chóng giảm
xuống.
Chế phẩm enzyme là chế phẩm lấy từ vi khuẩn Baccillus licheniformis.
Màu sắc: Từ màu sáng cho đến nâu tối. Hoạt độ: 120 KNU-T/g. Độ nhớt: 1 - 25
cPs. Tỉ trọng:1 ,26 g/ml, pH ở 25°C là 5,5 - 7. Chất ổn định: Methionine, Sodium
chloride, Sucrose [ 5].
Nấm men bia
Trong công nghệ sản xuất bia người ta sử dụng các chủng nấm men:

+ Saccharomyces cerevisiae: Thuộc loại lên men nổi.
+ Saccharomyces carlsbergensis: Thuộc loại lên men chìm.
Ở đây ta sử dụng nấm men chìm.
Thành phần hố học của tế bào chứa khoảng 75% nước, protein 15 - 45%,
cacbonhiđrat 25 - 35%, chất béo 4 - 7%, chất vô cơ 8 - 9%.
Chủng nấm men này có chứa enzyme melibiaza nên lên men được hồn tồn
đường rafinose.
Chủng nấm men chìm lên men ở nhiệt độ 6 - 10°C và nó sẽ ngừng lên men khi
nhiệt độ dưới 0°C. Vào thời kỳ cuối của lên men chính, chủng nấm men chìm lắng
xuống đáy thiết bị lên men và tạo thành kết tủa đặc, đồng thời cũng kéo theo những
chất lơ lửng góp phần làm trong bia.
Khi sử dụng men chìm, một phần nấm men bị yếu và nó kết tủa kém cho nên có
thể làm cho bia có mùi men. Do đó phải thường xun thay men. Tuy nhiên men chìm
ít bị nhiễm khuẩn [5 ].
Các chất hỗ trợ kĩ thuật khác
Sinh viên thực hiện: Trần Thị Yến

Hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường

9


Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch + 30% gạo năng suất 200 hecto lít/ngày.

Axit lactic, H2SO4: Cho vào khi hồ hóa ở nồi gạo, có tác dụng tạo mơi trường
thuận lợi cho enzyme hoạt động, có tác dụng điều chỉnh pH.
CaCl2: Làm bền enzyme α-amylaza ở nhiệt độ cao chống lại khả năng nhiễm
khuẩn của bia, kết tủa chất có trong vỏ malt tránh hiện tượng bị đục bia, ổn định, tạo vị
cho bia.
ZnCl2: Cho vào giai đoạn cuối của q trình đun sơi nước nha giúp nấm men

phát triển khỏe trong giai đoạn đầu của quá trình lên men.
Vicant: Chất bảo quản và chất chống oxy hóa làm biến tính bia giúp bia ổn
định.
Maturex: Làm giảm hàm lượng diacety trong bia thành phẩm, rút ngắn chu kỳ
lên men.
Các q trình sinh hố quan trọng
Trong cơng nghệ sản xuất bia có nhiều q trình sinh hoá xảy ra, nhưng quan
trọng nhất là các quá trình xảy ra ở cơng đoạn nấu và lên men bia.
Các quá trình xảy ra khi nấu
Các quá trình xảy ra trong khi nấu được chia làm 2 nhóm là: Quá trình enzyme
và quá trình phi enzyme.
a. Quá trình enzyme [5]
• Sự thuỷ phân tinh bột
Tinh bột dưới tác dụng của hệ enzyme amylaza sẽ bị thuỷ phân thành đường và
các dextrin với phân tử lượng khác nhau. Đường có ý nghĩa lớn với q trình lên men
cịn các dextrin tuy khơng lên men được nhưng nó góp phần quan trọng vào việc hồn
thiện vị của bia.
• Sự thuỷ phân protein
Dưới tác dụng của enzyme proteaza thì protein bị thủy phân thành các axit amin
và các sản phẩm có phân tử lượng lớn hơn như peptit, peptone. Các sản phẩm khác của
quá trình thuỷ phân như axit amin và peptit là nguồn dinh dưỡng nitơ cho nấm men,
cịn pha có phân tử lượng trung bình như pepton tạo vị đậm đà, tham gia vào quá trình
tạo và giữ bọt cho bia. Tuy nhiên nếu hàm lượng của chúng quá cao sẽ làm cho bia dễ
bị đục và khó bảo quản.
• Sự thuỷ phân fitin
Dưới tác dụng của hệ enzyme fitaza xảy ra sự thuỷ phân fitin tạo thành axit
phosphoric và các sản phẩm khác. Axit phosphoric là nguồn dinh dưỡng cung cấp cho
nấm men và đóng vai trị quan trọng trong việc tạo mơi trường đệm thích hợp cho các
enzyme hoạt động.
• Sự thuỷ phân hemixenluloza và một số các chất khác

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Yến

Hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường

10


Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch + 30% gạo năng suất 200 hecto lít/ngày.

Dưới tác động của enzyme xitaza dẫn đến sự thuỷ phân hemixenluloza và một số
chất khác của nguyên liệu để tạo thành glucose, xilose, arabinose. Sự thuỷ phân này
mang 2 ý nghĩa là vừa bổ sung chất hoà tan cho dịch đường, vừa phá bỏ hàng rào
chắn, tạo điều kiện thuận lợi cho các enzyme khác dễ dàng tác động.
b. Quá trình phi enzym
• Sự kết lắng và biến tính của protein
Dưới tác động của nhiệt độ cao, một phần protein bị biến tính và đơng tụ. Đây là
yếu tố có lợi cho cơng nghệ sản xuất bia vì sẽ loại được những protein dễ bị biến tính
ra khỏi dịch đường làm tăng độ bền keo của bia tức là giảm được khả năng gây đục.
• Sự tạo thành melanoid
Đây là một phản ứng đặc biệt quan trọng trong công nghệ sản xuất bia. Tuy phản
ứng này gây ra hao tổn axit amin và đường khử nhưng với một lượng melanoid vừa
phải lại góp phần nâng cao giá trị cảm quan cho sản phẩm sau này. Quá trình tạo thành
melanoid đã xảy ra một cách mạnh mẽ ở giai đoạn sấy malt, đến giai đoạn đường hoá,
điều kiện về nhiệt độ và các yếu tố khác chưa tối ưu cho quá trình trên nhưng dù sao
thì một lượng đáng kể melanoid cũng được tạo thành.
Ngồi ra trong q trình nấu cịn xảy ra phản ứng giữa các muối của nước và
photphat có trong khối cháo, xảy ra sự hồ tan các thành phần dễ hoà tan của malt vào
dung dịch.
Các quá trình xảy ra khi lên men
Lên men chính

• Q trình sinh lý
Thể hiện sự sinh sản của nấm men, nấm men sinh trưởng mạnh trong thời kỳ đầu
của quá trình lên men chính. Lúc đó xảy ra đồng thời sự sinh sản của nấm men và sự
lên men. Trong điều kiện lên men bình thường thì sự sinh sản của nấm men kết thúc
trước khi lên men chính kết thúc xong.
• Q trình sinh hóa
Là sự chuyển hóa các chất nhờ tác động của enzyme trong tế bào nấm men. Cơ
bản là sự chuyển hóa thành rượu và CO2.
Trong quá trình lên men, nấm men thơng qua con đường trao đổi chất và năng
lượng trong các điều kiện kỹ thuật thích hợp để chuyển các gluxit phân tử lượng thấp
(các đường, dextrin...) thành rượu, CO2 theo sơ đồ phản ứng: [5]
C6H12O6
C2H5OH + CO2 + H2O + Q
Đồng thời có các q trình sinh hố xảy ra do sự xúc tác sinh học của các enzym
được hình thành trong quá trình lên men, một số phản ứng phụ cũng hình thành như
các axit hữu cơ, các este, các rượu bậc cao, andehyt, glyxerin...
Sinh viên thực hiện: Trần Thị Yến

Hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường

11