Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
MỞ ĐẦU

Từ lâu bia đã là một trong các loại đồ uống được ưa chuộng trên
khắp thế giới. Bia có mặt trong tiệc vui, lễ, Tết, trong bữa ăn thường ngày,
đem lại cho con người sự thoải mái tinh thần, sự bổ trợ sức khoẻ, tác dụng
giải khát vì có CO
2
, độ cồn nhẹ, hương thơm và vị đắng đặc trưng cùng với
các chất dinh dưỡng phong phú trong bia. Nếu uống bia điều độ không quá 2
cốc/ngày có thể làm tăng trí nhớ, tăng sức đề kháng các bệnh tim mạch. Bia
không phải là thứ đồ uống xa xỉ mà ngược lại bia còn được tiêu dùng bởi cả
người giàu, người có điều kiện kinh tế trung bình và khá.
Sản xuất bia là một trong những ngành được con người phát minh
sớm nhất và ngày càng được cải tiến về công nghệ, thiết bị... nhằm đáp ứng
được nhu cầu thưởng thức của tất cả mọi người.
Ngày nay, đời sống vật chất và tinh thần của con người đang tăng
lên, nhu cầu tiêu dùng, nhu cầu ẩm thực cũng tăng lên. Nhiều nhà máy trên
Thế giới nói chung, ở Việt Nam nói riêng đã được mở rộng sản xuất và xây
dựng thêm để kịp thời đáp ứng nhu cầu này. Tiến bộ khoa học công nghệ
cũng được áp dụng rộng rãi vào các ngành sản xuất thực phẩm,trong đó có
ngành sản xuất bia.Nước ta tuy đã có định hướng cụ thể và bắt tay vào việc
mở rộng quy mô sản xuất nhưng vì nhu cầu không ngừng tăng lên mạnh nên
việc thiết kế thêm nhà máy ở các địa phương là cần thiết và hợp lý, góp phần
vào công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.
Đồ án thiết kế của em cũng không nằm ngoài mục đích trên. Nội
dung của đồ án gồm các phần sau: Phần lập luận kinh tế, phần chọn và thuyết
minh dây chuyền sản xuất, phần tính cân bằng sản phẩm, tính và chọn thiết bị,
phần tính điện, hơi, lạnh, nước, phần xây dựng, phần tính toán kinh tế, phần
vệ sinh an toàn lao động, phần kết luận và tài liệu tham khảo. Đối tượng thiết
kế là nhà máy bia năng suất 20 triệulít/năm, xây dựng tại khu công nghiệp

Tiên Sơn – Bắc Ninh, phục vụ người dân trong tỉnh và các vùng lân cận.
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
1
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
Thời gian vừa qua,dưới sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong viện
Công nghệ sinh học và công nghệ thực phẩm trường đại học Bách Khoa Hà
Nội,đặc biệt dưới sự hướng dẫn của TS Quản Lê Hà , các thầy cô trong ngành
kinh tế và xây dựng cũng như nỗ lực làm việc,em đã hoàn thành nhiệm
vụ.Tuy nhiên do còn hạn chế về nhiều mặt như kinh nghiệm thực tiễn và kiến
thức bản thân nên bản đồ án của em không thể tránh khỏi thiếu sót, em kính
mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn để em có thể củng cố
kiến thức bản thân, cũng như tránh được những sai sót trong quá trình công
tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn
Hà Nội ngày tháng năm
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Thịnh
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
2
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
PHẦN I LẬP LUẬN KINH TẾ
I.1 Tình hình phát triển ngành bia trên thế giới
a. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới
Nhu cầu tiêu thụ bia trên thế giới ngày càng nhiều cùng với nhu cầu và điều
kiện đời sống vật chất của mọi người ở khắp nơi trên thế ngày càng tăng.
Theo thống kê, các nước Đức, Mỹ có sản lượng bia lớn hơn 10 tỷ
lít/năm. Mỹ là một nước phát triển, qui mô sản xuất lớn 5 công ty đã chiếm
60% tổng sản lượng bia sản xuất ra. ở Canada hai công ty chiếm 94% tổng
sản lượng bia sản xuất ra. Các nước Đức, Đan Mạch, Tiệp tiêu thụ nhiều hơn
100 lít/người/năm.

Châu Âu, hầu hết các nước đều sản xuất và tiêu thụ bia với lượng lớn
thì ở Châu Phi chỉ một số nước là sản xuất và tiêu thụ nhiều bia. Người ta đã
thống kê được 10 nước có sản lượng bia cao nhất ở tất cả các châu lục là: Mỹ,
Trung Quốc, Đức, Brazin, Nhật, Anh, Mexico, Tây Ba Nha, Nam Phi.
10 nước có mức tiêu thụ bia cao nhất là:Tiệp, Đức, Italia, Úc, Bỉ,
Niudilan, Áo, Đan Mạch, Hungari, Anh.
b. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Châu á.
Châu á có các nước phát triển như: Nhật,Trung Quốc và các nước đang phát
triển như: Lào, Campuchia, Việt Nam điều có sản lượng sản xuất và tiêu thụ
bia ngày càng tăng lên nhưng mức độ tăng trưởng là khác nhau ở các nước
khác nhau.
Thái Lan 26,5%, Philippin 22%, Malaixia 21%, Trung Quốc20%.
Sản lượng bia ở Trung Quốc, Nhật gần bằng với sản lượng bia ở Đức, Mỹ
8-12 tỷ lít/năm.
Nhật có 4 công ty lớn chiếm 40% sản lượng sản xuất ra Trung Quốc có 800
nhà máy có sản lượng lớn hơn 150 triệu lít/năm (chiếm 25% tổng sản lượng
sản xuất ra).
Mức tiêu thụ ở Nhật 50 lít/người/năm.
Mức tiêu thụ ở Singapo 18-20 lít/người/năm.
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
I.2.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam.
Việt Nam là một nước Đông Nam á, vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, bia là thứ
đồ ưống có độ cồn nhẹ, có gía trị dinh dưỡng và chất lượng cảm quan cao có
tác dụng giải khát nên bia rất được ưa chuộng ở Việt Nam.
Mức tiêu thụ của người Việt Nam năm 2000 là10lít/người, tổng sản lượng
1000 triệu lít.Dự kiến đến năm 2005 tiêu thụ 16 lít/người/năm
Mục tiêu:
- Xây dựng ngành bia thành một ngành kinh tế mạnh. Sử dụng tối đa

nguồn nguyên liệu trong nước để sản xuất ra sản phẩm có chất lượng cao, đa
dạng hoá về chủng loại, cải tiến bao bì mẫu mã, phấn đấu hạ giá thành, nâng
cao khả năng cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu trong nước và có sản phẩm xuất
khẩu, tăng nguồn thu ngân sách, hội nhập vững chắc kinh tế khu vực và thế
giới.
- Khuyến khích các thành phần kinh tế tham gia sản xuất, bia đạt chất
lượng cao từ nguyên liệu trong nước và nhập khẩu.
Định hướng phát triển
-Về công nghệ, thiết bị: hiện đại hoá công nghệ, từng bước thay thế
công nghệ thiết bị hiện có bằng công nghệ, thiết bị tiên tiến hiện đại của thế
giới, đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng, an toàn vệ sinh thực phẩm, môi
trường theo qui định của Việt Nam và quốc tế để sản phẩm có khả năng cạnh
tranh ngày càng cao trên thị trường trong và ngoài nước.
- Về đầu tư: Tập chung đầu tư vào các nhà máy có công suất thiết kế
lớn, phát huy tối đa năng lực của các cơ sở sản xuất có thiết bị và công nghệ
tiên tiến, đồng thời tiến hành đầu tư mở rộng năng lực của một số nhà máy
hiện có đa dạng hoá hình thức đầu tư phương thức huy động vốn, khuyến
khích huy động nguồn vốn của các thành phần kinh tế trong nước, phát hành
trái phiếu đẩy mạnh việc cổ phần hoá đối với những doanh nghiệp nhà nước
không nắm giữ 100% vốn.
+ Các chỉ tiêu chủ yếu.
Sản lượng: Năm 2005: 12000 Triệu lít
Năm 2010: 15000 Triệu lít
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
4
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
Tập trung đầu tư các nhà máy công suất lớn, sản xuất kinh doanh hiệu quả,
quản lý chặt chẽ vệ sinh an toàn thực phẩm đảm bảo chất lượng, giá thành
được người tiêu dùng chấp nhận cụ thể.
- Sau năm 2005 xây dựng mới một nhà máy thuộc công ty bia Hà Nội

với năng suất 100 triệu lít/ năm và có khả năng mở rộng vào những năm tiếp
theo.
Đối với các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài tập trung khai thác
đủ công suất thiết kế.
- Trong đó bia Việt Nam phải giữ vai trò chủ chốt trong việc nâng uy
tín chất lượng thương hiệu bia Việt Nam, đảm bảo sản xuất và tiêu thụ đạt tỷ
trọng từ 60%-70% thị phần trong nước và hướng tới suất khẩu.
Sản lượng sản xuất nghành bia
Chỉ tiêu Năm 2005(triệu lít) Năm 2010(triệu lít)
1 Công ty bia Sài Gòn
Công ty bia Hà Nội
Các nhà máy khác
2 Liên doanh và 100%
vốn nước ngoài
3 Địa phương và các
thành phố.
- Địa phương
- Các thành phần
kinh tế khác
350
100
100
350
200
100
780
200
150
400
270

150

Nhu cầu vốn đầu tư
Chỉ tiêu Năm 2005 2010
Công ty bia Sài Gòn
Công ty bia Hà Nội
Các nhà máy khác
2730
1680
700
3780
2100
1400
I.3. Chọn địa điểm và năng suất xây dựng nhà máy.
Các nguyên tắc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy:
+ Gần vùng nguyên liệu và nhiên liệu.
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
5
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
+ Thuận lợi về giao thông thuỷ, bộ để vận chuyển nguyên liệu, vật liệu
và sản phẩm.
+ Gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước hợp lý để không
ảnh hưởng đến môi trường, đến sức khỏe của người dân trong vùng.
+ Gần nơi đông dân cư để có nguồn nhân lực dồi dào, tiêu thụ sản
phẩm thuận lợi.
+ Địa hình bằng phẳng, điạ chất ổn định, không có chấn động.
+ Đủ diện tích bố trí thiết bị và khu vực trong nhà máy, sản xuất, giao
thông nội bộ thuận tiện, có đất dự trữ cho mở rộng sản xuất.
Từ các nguyên tắc trên, em lựa chọn địa điểm xây dựngnhà máy nằm trong
khu công nghiệp Tiên Sơn- Bắc Ninh. Địa điểm này đáp ứng được các nhu

cầu trên phương diện sau:
I.3.1. Giao thông
Khu công nghiệp Tiên Sơn – Bắc Ninh nằm sát quốc lộ 1 và quốc lộ 5, nên
thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, cũng như việc vận
chuyển sản phẩm đi tiêu thụ, vì vậy vậy viêc tiêu thụ bia không chỉ gói gọn tại
chỗ mà có thể tiêu thụ ở các vùng lân cận.
I.3.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu
Nguyên liệu chính là malt vàng nhập từ úc về thông qua công ty nhập khẩu
malt. Ngoài ra có thể nhập thêm malt tại nhà máy sản xuất malt trong khu
công nghiệp Tiên Sơn nhằm giảm chi phí. Hoa houblon được nhập bằng
đường thuỷ, từ các cảng biển theo đường quốc lộ đến thẳng nhà máy ở dạng
chế phẩm thương mại: cao hoa và hoa viên.
Nguyên liệu thay thế được sử dụng là gạo. Gạo được thu mua từ các địa
phương như Nam Đinh, Thái Bình.
I.3.3. Đầu ra
Với dân cư đông đúc trong tỉnh và các tỉnh lân cận đều có số dân từ một triệu
người trở lên thì sản phẩm được dành để phục vụ cho đông đảo người dân
trong vùng.
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
6
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
Mặt khác dân cư đông còn là điều kiện thuận lợi để lựa chọn, đào tạo nguồn
nhân lực có đầy đủ kỹ năng thao tác thực hành, rành về trình độ chuyên môn,
đáp ứng được yêu cầu sản xuất.
I.3.4 Nguồn cung cấp điện, nhiệt, lạnh:
Sử dụng mạng lưới điện quốc gia thông qua nguồn cung cấp điện của tỉnh và
qua trạm hạ áp của nhà máy. Nhà máy có bộ phận trống cháy, nổ, bình cứu
hoả, cửa thoát hiểm, máy phát điện công suất vừa đủ (theo phần tính điện) để
phục vụ cho nhà máy không bị gián đoạn sản xuất.
Nhiệt sử dụng trong nhà máy phát đi từ lò hơi chạy bằng nguyên liệu than. Có

hai lò hơi làm việc đồng thời. Người vận hành lò hơi phải có trình độ chuyên
môn cao, phải thường xuyên kỉêm tra, bảo dưỡng thiết bị, sửa chữa và thay
thế phụ tùng ngay khi cần thiết.
Nhà máy sử dụng máy lạnh, tác nhân làm lạnh cho thiết bị là glycol, tác nhân
chạy máy làm lạnh là khí Freon 22.
I.3.5. Nguồn cấp thoát nước.
Nhà máy sử dụng nước lấy từ giếng khoan trong nhà máy đã qua xử lý đạt
yêu cầu kỹ thuật hoặc mua nước của khu công nghiệp. Nước thải sau khi sử
dụng cho công đoạn vệ sinh thiết bị, rửa chai, rửa phân xuởng, dụng cụ thao
tác…được đưa qua bộ phận sử lý nước thải trước khi thải ra ngoài sông, cống
rãnh. Nước ngưng được đem sử lý và dùng cho nồi hơi.
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
7
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
PHẦN II: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN
CÔNG NGHỆ
I. NGUYÊN LIỆU
Muốn bia có chất lượng tốt đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng thì
đầu tiên là vấn đề nguyên liệu phải đạt được những yêu cầu nhất định.
I.1 Malt đại mạch
Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các bia. Malt đại mạch chính
là hạt đại mạch được nảy mầm trong điêu kịên nhiệt độ và độ ẩm thích hợp,
sau đó được sấy khô, tách rễ, làm sạch để chuyển chúng thành sản phẩm bền
vững dễ dàng cho việc vận chuyển, bảo quản và loại trừ khả năng xâm nhập
và phát triển của vi sinh vật.
Do tính chất và tầm quan trọng của malt trong công nghệ sản xuất bia mà
malt cần đạt được những chỉ tiêu về chất lượng nhất định mới được lựa chọn
để sản xuất bia.
- Chỉ tiêu cảm quan
+ Về màu sắc: có màu vàng sáng.

+ Mùi: có mùi thơm tự nhiên, đặc trưng của malt, không có mùi lạ.
+ Vị: có vị ngọt dịu nhẹ.
+ Độ sạch của malt là tỷ lệ các tạp chất, hạt vỡ gãy chứa trong đó. Tỷ lệ cho
phép là 0,5% hạt gãy, vỡ và 1% là các tạp chất khác.
- Chỉ tiêu vật lý:
+Khối lượng tuyệt đối: Là khối lượng của 1000 hạt không lựa chọn chỉ số
này dao động trong khoảng 29 ÷ 38 g.
+ Hình thái vết cắt của malt là mức độ trắng đục hoặc trắng trong của phần
nội nhũ:
Đối với malt vàng số hạt trắng đục
≥
94%.
- Chỉ tiêu hoá học :
+ Thuỷ phần:
≤
7%
+ Chất hoà tan: 70 ÷ 79%
+ Hàm lượng tinh bột: 56 ÷58% chất khô
+ Protit : 8 ÷ 10% chất khô
+Saccharoza: 5%
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
8
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
+Đường khử: 4% chất khô
+Cellulo: 6% chất khô
I.2 Hoa hounblon
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản, đứng vị trí thứ 2 ( sau malt đại mạch ),
của công nghệ sản xuất bia. Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương
thơm đặc trưng, làm tăng khă năng tạo bọt và giữ bọt của bia, làm tăng độ bền
keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm.

Hoa houblon có thành phần hoá học:
Nước: 11 ÷ 13%
Chất đắng: 15 ÷ 21% CK
Polyphenol: 6 ÷9% CK
Protein: 15 ÷ 21%
Xenluloza: 12 ÷ 14%
Chất khoáng: 5 ÷8%
Các chất khác: 26 ÷28%
Trong các cấu tử trên đây thì có giá trị nhất là chất đắng, tiếp đến tinh dầu
thơm và thứ 3 là polyphenol.
- Vai trò của chất đắng trong công nghệ sản xuất bia là rất to lớn. Chúng
làm cho bia có vị đắng dịu, tạo ra một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của
bia. Khi đã hoà tan vào dịch đường và tồn tại trong bia, các chất đắng là
những chất có hoạt tính sinh học cao, tạo ra sức căng bề mặt giúp cho bia
có khả năng giữ bọt rất lâu. Với một nồng độ khá thấp, các chất đắng cũng
có khả năng ức chế rất mạnh sự phát triển của vi sinh vật. Vì vậy chúng có
tính kháng khuẩn cao và nhờ đó làm tăng độ bền sinh học của bia thành
phẩm.
- Tinh dầu thơm: là cấu tử rất có giá trị của hoa houblon. Tinh dầu thơm của
hoa houblon hoà tan vào dịch đường tồn tại trong bia và tạo ra cho nó một
mùi thơm đặc trưng rất nhẹ nhàng và dễ chịu. Tinh dầu thơm là nhân tố
quyết định hương thơm của bia vàng.
- Polyphenol: giá trị công nghệ lớn nhất của polyphenol là chúng được dùng
để kết lắng và loại bỏ các hợp chất protid cao phân tử ra khỏi dịch đường,
làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia.
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
9
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
Chính vì các yếu tố trên mà hoa houblon là nguyên liệu không thể thay thế
trong công nghệ sản xuất bia.

I.3 Gạo
Ngoài đại mạch, trong công nghệ sản xuất bia để giảm giá thành sản phẩm,
người ta đã đưa một số nguyên liệu khác vào thay thế, người ta thường sử
dụng các nguyên liệu dạng hạt chưa nảy mầm. Nước ta là một nước nông
nghiệp trồng lúa nước nên nguồn gạo của chúng ta rất phong phú va giá thành
rẻ vì vậy ta chọn gạo làm nguyên liệu thay thế,
Thành phần của gạo đưa vào sử dụng:
Độ ẩm: w = 12 ÷ 14%
Tinh bột: 75 ÷ 80% chất khô
Protein: 6,5 ÷ 7,5% chất khô
Các thành phần khác tương đương đại mạch.
I.4 Nước
Trong công nghệ sản xuất bia nước chiếm 80 ÷ 90% trong bia. Với một tỷ lệ
lớn như vậy, ta có quyền nói rằng nước là một trong những nguyên liệu chính
để sản xuất bia. Vì vậy nước đưa vào sản xuất bia phải đạt được những yêu
cầu nhất định. Nước thực chất là một dung dịch loãng của các muối ở dạng
ion. Nhóm cation thì chiếm nhiều nhất là Ca
2+
, Mg
2+
, H
+
, Na
+
, K
+
, Mn
2+
,…
nhóm anion chủ yếu là OH

-
, HCO
3
-
, CO
3
2-
, SO
4
2-
…. Hàm lượng các muối
trong nước khác nhau nên ảnh hưỏng của chúng đối với tiến trình công nghệ
khác nhau. Trong nước có Fe làm bia tanh, Mn làm bia đắng, Ca, Mg, Na làm
bia có vị chát.
Các loại muối hoà tan trong nước tạo cho nước có độ cứng. Trong nước nếu
có muối bicacbonat thì ảnh hưởng bất lợi cho bia vì chúng làm giảm độ chua
định phân của dịch cháo khi chúng tác dụng với các muối photphat của malt:
2KH
2
PO
4
+ 2Na
2
HCO
3
----> K
2
PO
4
+ Na

2
HPO
4
+ H
2
O + CO
2
làm cho pH của dịch cháo tăng, khả năng hoạt động của Enzim sẽ bị giảm và
do đó hiệu suất thuỷ phân cũng giảm theo.
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
10
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
Muối sunphat của Canxi lại làm tăng độ chua định phân của dịch cháo, tác
động này rất có lợi cho quá trình đường hoá.
Nước dùng để nấu phải là nước trung bình hoặc nước mềm. Nước cần phải xử
lý để đạt các tiêu chuân sau:
- Tiêu chuẩn vật lý: trong suốt, không mùi, không vị.
- Tiêu chuẩn vi sinh vật: chỉ số E.coli là 3 (số tế bào E.coli cho phép trong
1lít nước).
- Tiêu chuẩn hoá học:
Ca
2+
5 – 6 đến 200 – 250 mg/l
Mg
2+
3 – 4 đến 80 – 100 mg/l
Na
+
15 – 20 mg/l theo Na
2

O
Fe
2+
0,2 – 0,5 mg/l
Mn
2+
< 0,05 mg/l
Cl < 75 – 150 mg/l
CO
3
2-
<50 mg/l
Kim loại nặng: không có
Khi nước không đạt tiêu chuẩn để sản xuất bia thì phải xử lý. Xử lý nước bao
gồm: Lắng trong và lọc, làm mềm nước và cải tạo thành phần sinh học và hoá
học của nước.
Làm mềm nước: loại bỏ các muối bicacbonat và cacbonả ra khỏi nước hoặc
chuyển chúng sang một dạng khác không nguy hại đến tiến trình công nghệ
sau này. Làm mềm nước bằng phương pháp trao đổi ion và phương pháp
trung hoà.
Cải tạo thành phần sinh học của nước, diệt vi sinh vật có trong nước để cho
nước sạch về phương diện sinh học.
I.5 Chủng nấm men
Trong lên men bia thường sử dụng 2 loài nấm men sau:
- Saccharomyces cerevisiae:
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
11
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
Là nấm men nổi, phân bố chủ yếu ở các lớp chất lỏng trên bề mặt của môi
trường. Trong suốt thời gian lên men và thậm chí quá trình đã kết thúc tế bào

vẫn cứ trôi lơ lửng trong bia non, khả năng kết lắng của chúng rất kém. Mặt
khác chúng chỉ hấp thụ và lên men được 1/3 Rafinoza.
- Saccharomyces carlbergensis
Là nấm men chìm thích nghi với điều kiện sinh trưởng và phát triển ở nhiệt
độ thấp hơn. Chúng phân bố chủ yếu ở tầng sâu của dịch đường trong thiết bị
lên men. Trong quá trình lên men chúng có thiên hướng chìm sâu và kết lắng
xuống đáy thùng. Khi quá trình lên men chính kết thúc thì phần lớn lượng
sinh khối đã bị kết lắng. Ở nhiệt độ 0
o
C, nấm men chìm vẫn có khả năng lên
men, trong khi đó chỉ cần nhiệt độ thấp hơn 10
o
C một chút, loài nấm men nổi
đã trở thành vô hoạt. Hơn nữa nấm men chìm có khả năng hấp thụ toàn bộ
phân tử đường Rafinoza.
Từ hai loại nấm men trên ta thấy nấm men chìm có nhiều đặc tính ưu việt hơn
nấm men nổi. Vậy trong công nghiệp sản xuất bia chúng ta chọn chủng nấm
men Saccharomyces carlbergensis.
II. CHỌN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
12
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
Sơ đồ công nghệ sản xuất bia
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
13
Lắng xoáy
Cặn
Làm lạnh nhanh,
bổ sung O
2

Nén
Xử lý
Không
khí
Nấm
men
Nhân
giống
Lên men chính
CO
2
Thu hồi xử lý
Lên men phụ
Lọc trong
Bổ sung CO
2
Chiết chai
Thanh trùng
Dán nhãn
Xếp két
Men sữa
Xử lý
Malt
Nghiền
Gạo
Hồ hoá
Rửa bã
Bã
Nghiền
Đường hoá

Lọc dịch đường
Bã
Nấu hoa
Hoa
Malt lót 10%
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
II.1 Máy nghiền nguyên liệu
II.1.1 Nghiền malt
- Mục đích của quá trình nghiền malt là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để
tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào nội nhũ
nhanh hơn và triệt để hơn.
Hạt được nghiền càng nhỏ thì càng tạo điều kiện tốt cho các enzim phát huy
hiệu lực, tuy nhiên nếu nghiền nhỏ cả vỏ malt thì một số thành phần của vỏ sẽ
hoà tan vào dịch đường lam cho bia có vị đắng và chát khó chịu, mặt khác nó
còn ảnh hưởng tới quá trình lọc dịch đường, các cấu tử của vỏ trấu có khích
thước quá bé thì khả năng lọc kém hơn, các mương dẫn bị tắc, kết quả dẫn
đến là hiệu quả của quá trình lọc kém. Vậy xu thế trong quá trình nghiền là
nội nhũ càng nhỏ càng tốt, còn lớp vỏ càng bảo toàn nguyên vẹn bao nhiêu thì
càng tốt bấy nhiêu.
Có 3 phương pháp nghiền malt:
+ Nghiền khô: Malt được đưa vào nghiền trực tiếp.
Ưu điểm: Tiến hành đơn giản, tiết kiệm vốn đầu tư.
Nhược: vỏ malt nát không tốt cho vị của bia và quá trình lọc trong dịch
đường.
+ Nghiền ẩm: Malt trước khi nghiền được phun ẩm bổ sung bằng nước nóng.
Ưu điểm: vỏ malt được bảo toàn phần nào trạng thái nên bảo đảm được chất
lượng bia.
Nhược điểm: Tiến hành phức tạp hơn so với nghiền khô, vốn đầu tư cao hơn.
+Nghiền ướt: Malt được nghiền cùng với nước theo tỷ lệ phối trộn nhất định (
thường phối trộn theo tỷ lệ đưa vào đường hoá).

Ưu điểm: lớp vỏ đã được hút nước sẽ trở nên rất dai vì vậy chế độ nghiền này
vỏ trấu gần như được giữ nguyên vẹn.
Nhược điểm: Đòi hỏi máy móc phức tạp, kỹ thuật cao, vốn đầu tư.
Từ những ưu, nhược điểm của các phương pháp em chọn nghiền ướt phù hợp
với yêu cầu trong công nghệ sản xuất bia.
II.1.2 Nghiền gạo
Gạo có đăc điểm là cấu trúc tinh bột của chúng còn rất cứng, ở trạng thái
như vậy chúng rất khó bị thuỷ phân. Để đạt được mục tiêu cuối cùng là chích
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
14
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
ly được nhiều nhất chất hoà tan từ nguyên liệu, biện pháp hữu hiệu nhất là
chúng phải được nghiền nhỏ mịn, sau đó phải xử lý ở nhiệt độ cao, làm cho
tinh bột chín thì quá trình thuỷ phân sau đó mới triệt để. Có 2 loại máy nghiền
là máy nghiền trục và máy nghiền búa. Nhưng chúng ta chọn máy nghiền búa,
vì máy nghiền búa nghiền nguyên liệu cho độ mịn tốt hơn máy nghiền trục.
II.2 Nấu và đường hoá nguyên liệu
Các phương pháp đường hoá nguyên liệu: có 3 phương pháp
- Phương pháp đường hoá phân đoạn
Phương pháp này bột malt được trộn lẫn với nước ở thiết bị phối trộn. Sau đó
bơm một phần dịch đặc ở đáy thiết bị phối trộn sang thiết bị đường hoá. Phần
này bao gồm chủ yếu là các cấu tử thuộc pha rắn và được gọi đoạn nhất. Đoạn
nhất này sẽ được đường hoá qua các giai đoạn nhiệt độ thích hợp và cuối
cùng là đun sôi, sau thời gian sôi cần thiết để bột chín, khối cháo của đoạn
nhất được bơm quay trở về nồi phối trộn. Khi đó nhiệt độ của toàn khối cháo
sẽ tăng lên.
Bơm tiếp một phần bã kết lắng ở nồi phối trộn sang nồi đường hoá. Phần cháo
đặc bơm sang la đoạn nhì. Đoạn nhì này sẽ được đường hoá tương tư như
đoạn nhất.
Phương pháp đường hoá phân đoạn này căn cứ vào số phân đoạn thực hiện

trong quá trình đường hoá người ta có : Phương pháp đường hoá nhất phân
đoạn, nhị phân đoạn, tam phân đoạn.
Ưu điểm của phương pháp đường hoá phân đoạn: Hiệu suất đường hoá cao.
Nhược điểm: Tốn vốn đầu tư thiết bị, tốn thời gian, tốn năng lượng, hơn nữa
chỉ sử dụng phương pháp này khi nguyên liệu toàn là malt.
- Phương pháp đường hoá toàn khối
Sử dụng phương pháp này, toàn bộ khối dịch bột được đường hoá bằng cách
nâng dần nhiệt độ tư khoảng 40
0
C đến 78
0
C qua các giai đoạn nhiệt độ thích
hợp cho các enzim hoạt động trong quá trình đường hoá rồi sau đó đem đi lọc
bã.
Hoặc sau khi phối trộn với nước, thì khối dịch có nhiệt độ 72
0
C – 73
0
C, cả
khối cháo để yên cho nhiệt độ giảm dần đến khi đường hoá kết thúc thì đem
lọc.
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
15
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
Ưu điểm: tốn ít thời gian, ít năng lượng, thiết bị gọn nhẹ.
Nhược điểm: hiệu suất đường hoá không cao, độ bền của bia thấp, và phương
pháp này cũng chỉ áp dụng cho nguyên liệu toàn bộ là malt.
- Trên cơ sở phương pháp phân đoạn, khi sử dụng nguyên liệu thay thế nước
ta có phương pháp đun riêng phần nguyên liệu
II.3 Lọc bã malt

Sau khi đường hoá kết thúc, thành phần cơ học của cháo malt bao gồm 2 hợp
phần: pha rắn và pha lỏng. Thành phần của pha rắn bao gồm các cấu tử không
hoà tan của bột nghiền ( cám, tinh bột chưa thuỷ phân, vỏ trấu, các thành phần
li ti khác...). Pha lỏng bao gồm nước và các hợp chất thấp phân tử được trích
ly từ malt, gạo, hoà tan vào trong đó. Pha rắn được gọi là bã malt, pha lỏng
được gọi là dịch đường.
Mục đích của quá trình lọc bã malt là tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục
các bước tiếp theo của tiến trình công nghệ. Còn pha rắn không cần cho tiến
trình công nghệ phải loại bỏ.
Có 2 thiết bị hay dùng trong lọc trong dịch đường
- Máy lọc khung bản
Gồm một dãy các khung và bản cùng kích thước xếp liền nhau, giữa khung và
bản có căng vải lọc.
Nguyên tắc làm việc: Cháo malt dưới tác dụng của áp lực bơm được đưa vào
khoảng rỗng của khung, phần dịch sẽ chui qua lớp vải lọc sang các rãnh của
bản rồi ra ngoài, phần bã malt sẽ được giữ lại thành lớp bã trong khung.
Ưu điểm: bề mặt lọc trên 1 đơn vị diên tích sản xuất lớn, tốc độ lọc nhanh do
hiệu số áp suất lớn.
Nhược điểm: dịch đường tiếp xúc nhiều với oxy, hao phí lao động cơ bắp
nhiều, không cơ giới hoá được.
- Thiết bị lọc đáy bằng
Là một thùng hình trụ chế tạo bằng thép không gỉ có 2 đáy: đáy thật và đáy
giả cách nhau khoảng 10 – 15 cm. Đáy giả bao gồm nhiều mảnh ghép thường
có hình rẻ quạt. Và có hệ thống lưỡi dao để cạo và đảo lớp bã lọc.
Nguyên tắc lọc ở đây là sử dụng sự chênh lệch áp suất ở phía trên và phía
dưới màng lọc, dịch đường sẽ tự chảy qua lớp lọc để ra ngoài. Màng lọc ở đây
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
16
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
được tạo ra là sự kết lắng bã malt.

Ưu điểm: Thiết bị lọc kín nên dịch đường không bị tiếp xúc nhiều với với
oxy, việc vệ sinh dễ dàng, có thể cơ giới hoá.
Nhược điểm: Thời gian lọc kéo dài, diện tích sản xuất lớn, khó tăng năng
suất.
Từ những ưu, nhược điểm của 2 thiết bị lọc ta chọn thiết bị lọc đáy bằng, như
vậy chất lượng dịch đường của ta sẽ tốt hơn.
II.4 Nấu dịch đường với hoa houblon
Sử dụng thiết bị nấu hoa dạng trao đổi nhiệt gián tiếp bằng hệ thống ống
chùm trung tâm. Tác nhân là hơi nước bão hòa.
Ưu điểm: khả năng trao đổi nhiệt lớn cho toàn bộ khối dịch, không cần sử
dụng cánh khuấy.
Nhược điểm: Khó vệ sinh hệ thống ống chùm sau mỗi mẻ nấu.
II.5 Lên men bia
Lên men bia là giai đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đường houblon
hoá thành bia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của
chúng.
Có 2 phương pháp lên men là lên men hiện đại và lên men cổ điển
- lên men cổ điển: có đặc điểm chính là hai quá trình lên men chính và lên
men phụ tiến hành trong các thiết bị riêng biệt.
Ưu điểm: Phương pháp lên men cổ điển cho sản phẩm có chất lượng cao.
Nhược điểm: Tốn diện tích mặt bằng, làm lạnh toàn bộ mặt bằng lên men
nên hệ thống làm lạnh lớn, tốn chi phí đầu tư, thời gian lên men dài, việc
chuyển dịch lên men từ khu lên men chính sang khu lên men phụ sẽ gây
tổn thất và dễ nhiễm tạp.
- Lên men gia tốc: Với phương pháp này quá trình lên men chính và lên
men phụ được tiến hành trong cùng một thiết bị hình trụ, đáy côn, có hệ
thống áo lạnh bên ngoài để điều chỉnh nhiệt độ của quá trình lên menvà
có thể làm lạnh cục bộ.
Ưu điểm: Thời gian lên men nhanh, thiết bị lên men gọn, không tốn thiết
bị, không tốn lạnh như lên men cổ điển, không tốn diện tích mặt bằng phân

Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
17
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
xưởng, có thể đặt ở ngoài trời, ít bị nhiễm tạp.
Nhược điểm: Thời gian lên men nhanh làm giảm chất lượng bia, chất
lượng của sản phẩm chỉ có thể tiệm cận với sản phẩm từ phương pháp lên
men cổ điển.
Vậy từ hai phương pháp lên men trên ta thấy phương pháp lên men gia tốc
cho ta năng suất và hiệu suất cao hơn, tốn ít chi phí về lao động, thiết bị,
năng lượng... mà chất lượng bia vẫn đảm bảo được, không khác xa nhiều
so với lên men cổ điển. Vậy ta chọn phương pháp lên men hiện đại. Với
nấm men chìm như ta đã chọn chủng ở trên.Và phương thức lên men gián
đoạn vì thiết bị đơn giản dễ chế tạo, khi bị nhiễm thì dễ xử lý.
III. THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
III.1 Nghiền nguyên liệu
III.1.1 Nghiền malt
Malt được chứa trong các bao polyetylen khối lượng 50kg được đưa đến và
đổ vào phễu chứa malt chưa nghiền, từ đây malt sẽ được gầu tải vận chuyển
lên phễu
có đặt cân điện tử định lượng để cân malt, khi lượng malt đã đủ theo định
lượng ban đầu thì việc vận chuyển malt lên phễu này được dừng lại và lúc này
malt từ phễu này chuyển vào phễu chứa malt của máy nghiền bằng gầu tải,
malt trước khi vào nghiền sẽ được phối trộn với nước ở 45
0
C theo tỷ lệ malt :
nước là 1 : 5
Sau khi nghiền dịch malt sẽ được bơm pittong bơm vào nồi đường hoá.
III.1.2 Nghiền gạo
Tương tự như malt, gạo được chứa trong các bao polyetylen khối lượng 50kg,
gạo sẽ được đổ vào phễu chứa gạo chưa nghiền từ đây gạo sẽ được gầu tải

chuyển vào phễu chứa gạo chưa nghiền của máy nghiền và đi vào máy
nghiền. Sau khi nghiền, bột gạo được chứa ở phễu chứa gạo đã nghiền và từ
đây bột gạo được gầu tải chuyển lên phễu có đặt cân điện tử định lượng để
cân lượng bột gạo cần thiết cho mẻ nấu. Và để vận chuyển bột gạo vào nồi
nấu ta dùng vít tải.
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
18
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
III.2 Quá trình hồ hoá
Trước khi tiến hành hồ hoá thì tiến hành vệ sinh nồi nấu bằng nước nóng. Sau
đó mới đưa bột gạo đã được hoà trộn với nước 45
0
C theo tỷ lệ bột gạo : nước
là 1 :5 đồng thời bật cánh khuấy cho toàn bộ lượng bột hoà tan đều vào nước
và trong quá trình hồ hoá không bị vón hoặc cháy két, đồng thời tăng cường
quá trình truyền nhiệt. Trong nồi hồ hoá bổ sung thêm 1 lượng malt chiếm
10% nguyên liệu thay thế, việc bổ sung malt lót để nhờ hoạt động của hệ
enzim có trong malt thuỷ phân 1 phần tinh bột làm loãng dịch hồ hoá, giảm
độ nhớt của cháo gạo. Ngoài ra trong nồi hồ hoá ta còn cho thêm enzim
Termamyl và CaSO
4
, hạ pH của dịch xuống 6 – 6,5 bằng cách bổ sung axit
H
3
PO
4
. Ta giữ nhiệt độ 45
0
C trong 10 phút, đây là nhiệt độ thích hợp cho
nhóm proteaza hoạt động. Sau đó mở van cấp hơi để hơi để nâng nhiệt độ của

khối dịch lên 90
0
C, thời gian nâng 1
0
C/1phút, giữ ở nhiệt độ 90
0
C trong
20phút. Ta để ở nhiệt độ 90
0
C là vì nhiệt độ hồ hoá của gạo là 86
0
C còn nhiệt
để enzim Termamyl thichs hợp hoạt động là 94
0
C nên 90
0
C là mức giữa.Sau
đó nâng nhiệt độ đến 100
0
C để đun sôi khối dịch trong 30 phút để tinh bột
chín hoàn toàn tạo điều kiện cho quá trình đường hoá tiếp theo được dễ dàng.
Khi cháo chín thì ngừng cấp hơi rồi bơm sang nồi đường hoá.
III.3 Quá trình đường hoá
Mục đích của quá trình đường hoá: tạo điều kiện về nhiệt độ và pH của môi
trường thích hợp để hệ enzim có trong malt và enzim bổ sung phân cắt
protein, amyloza, dextrin bậc cao... thành các hợp chất hoà tan vào nước trở
thành chất chiết của dịch đường.
Cách tiến hành:
Trong thời gian nấu cháo, tính toán thời điểm nghiền malt để sao cho khi
nghiền xong, chuyển malt vào nồi đường hoáđược 20 phút thì cháo sôi được

30 phút. Khi bơm dịch malt vào nồi hồ hoá xong thì bổ sung H
3
PO
4
để hạ pH
của nồi đường hoá xuống 5,3 – 5,4 đây là pH thích hợp cho quá trình thuỷ
phân.
Sau khi malt có thời gian ngâm ủ được 20 phút, bơm dịch cháo từ nồi hồ hoá
sang sao cho nhiệt độ trong nồi đường hoá lúc này khoảng 52
0
C – 53
0
C và
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
19
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
duy trì ở nhiệt độ này 20 phút. Đây là nhiệt độ thích hợp cho enzim proteaza
hoạt động mạnh nhất nhằm thuỷ phân protein thành các axit amin, các hợp
chất thấp phân tử, những thành phần này trong quá trình công nghệ sẽ góp
phần tạo melanoit, tạo bọt và giữ bọt cho bia làm cho bia có hương vị đậm đà
màu sắc đặc trưng, ngoài ra nó còn là nguồn dinh dưỡng cho nấm men hoạt
động.
Sau đó cấp hơi để nâng nhiệt độ toàn bộ khối dịch lên 63 ÷ 64
o
C, giữ ở nhiệt
độ này 40 phút, nhiệt độ này thích hợp cho enzim β- amylaza hoạt động thuỷ
phân tinh bột thành maltoza và dextrin phân tử lượng lớn. Sau đó tiếp tục cấp
hơi nâng nhiệt độ khối dịch lên 73
o
C, giữ ở nhiệt độ này đến khi dường hoá

xong (để biết quá trình đường hoá đã kết thúc chưa dùng phương pháp thử
màu bằng iôt, khi dịch đem thử không làm đổi màu iôt thì quá trình đường
hoá kết thúc), ở 73
o
C là nhiệt độ thích hợp cho enzim α – amylaza hoạt động,
α – amylaza sẽ phân cắt tinh bột và các dextrin cao phân tử thành glucoza,
dextrin thấp phân tử… Cuối cùng sau khi đường hoá xong, nâng nhiệt độ khối
dịch lên 78
o
C rồi bơm đi lọc
III.4 Lọc dịch đường
Mục đích của quá trình lọc dịch đường là: Hỗn hợp sau đường hoá bao gồm 2
pha rắn lỏng. Pha lỏng bao gồm nước và các chất hoà tan trong nó: các loại
đường, các hợp chất chứa Nitơ thấp phân tử, các dextrin bậc thấp, các chất vô
cơ. Pha lỏng này sẽ đi tiếp qui trình công nghệ để tạo ra bia. Pha rắn bao gồm:
vỏ trấu, cám, tinh bột chưa thuỷ phân, những hạt li ti khác không cần thiết cho
tiến trình công nghệ cần loại bỏ.Vậy quá trình lọc bã malt là tách pha rắn khỏi
hỗn hợp để thu nhận dịch đường có thaqnhf phần chưa ổn định để đi tiếp các
bước của tiến trình công nghệ.
Tiến hành quá trình lọc:
Trước khi bơm dịch đường sang nồi lọc thì thiết bị lọc phải được rửa sạch
bằng nước sôi. Sau đó bơm nước 80
0
C vào thùng ngập đáy giả khoảng 3 ÷5
cm. Hạ dao cào xuống mức thấp nhất, bơm cháo malt vào nồi lọc, cho hệ
thống dao cào quay với tốc độ 15 ÷ 25 vòng/phút để giàn đều bã lên mặt đáy
giả. Khi bơm hết cháo vào nồi thì dừng quay hệ thống dao cào và nâng chúng
lên ở vị trí cao nhất. Để yên khối cháo 10 ÷ 15 phút, phần bã cháo hình thành
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
20

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
lớp lọc: lớp 1 là vỏ trấu lớn, lớp 2 là vỏ trấu cộng tấm, lớp 3 là cặn mịn. Sau
khi hình thành lớp lọc mở van xả dịch, trong khoảng 10 ÷ 15 phút đầu dịch
chạy ra còn đục ta đem bơm hồi lưu về thùng lọc. Khi dịch đường thoát ra đạt
độ trong cần thiết thì bơm sang nồi hoa houblon.
Trong thời gian đầu tốc độ lọc rất nhanh, nhưng khi các mương mao dẫn đã bị
lấp bởi các cặn nhỏ li ti thì tốc độ lọc giảm hẳn. Trong Trường hợp như vậy ta
hạ thấp dao cào xuống ở mức thấp nhất cho quay 1 ÷ 2 vòng rồi sau đó lại
tiếp tục lọc.
Bơm dịch đường ra ngoài đến khi dịch đường còn sấp mặt bã thì ngừng bơm
dịch và chuyển sang quá trình rửa bã để tránh hiện tượng bọt khí xâm nhập
vào bã. Tiến hành rửa 3 lần.
Hạ dao cào xuống mức thấp nhất, cho nước rửa bã ở nhiệt độ 80
0
C cho dao
cào quay để làm lại lớp lọc. Sau đó dừng quay và cho lên ở vị trí cao nhất để
yên khối bã trong 10 ÷ 15 phút, và tiến hành lọc, quá trình lọc như ban đầu.
Khi kết thúc quá trình rửa bã thì hàm lượng chất hoà tan trong dịch rửa không
quá 0,8% khối lượng, khi đó mở van xả bã, hạ dao cào xuống mức thấp nhất
và hạ dao gạt bã xuống sát đáy giả và cho quay để đẩy bã ra ngoài.
III.5 Nấu dịch đường với hoa houblon
Mục đích của quá trình :
- Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa Nitơ
và các thành phần khác của hoa vào dịch đường để tạo cho bia có hương
vị đặc trưng.
- Polyphenol, chất đắng phản ứng với đạm khả kết tạo thành phức chất
màng nhày kết lắng kéo theo các phần tử li ti khác của dịch đường kết
tủa làm cho dịch đường trong và tăng độ bền keo của bia.
- Tạo melanoid: cải thiện tính chất cảm quan của dịch đường, tăng độ
màu của dịch đường.

- Polyphenol, chất đắng là những chất có sức căng bề mặt lớn, chúng
tham gia vào quá trình tạo bọt và giữ bọt cho bia.
- Quá trình đun hoa đưa dịch đường đến nồng độ cần thiết.
- Quá trình đun hoa còn mang lại mang lại những khả năng thanh trùng
dịch đường tiêu diệt các vi sinh vật tạp nhiễm.
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
21
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
Cách tiến hành:
Dịch đường sau khi lọc được bơm vào thùng đun hoa thì tiến hành mở van
xả cấp hơi để nhiệt độ của dịch đường không hạ xuống dưới 70
0
C. Lúc đầu
lượng dịch còn ít nên ta mở van bé để đảm bảo dịch đường luôn đạt trên
70
0
C. khi lượng dịch tăng dần thì lượng hơi cấp vào cũng mạnh dần lên.
Sau khi quá trình rửa bã kết thúc thì tiến hành đun sôI dịch đường và đồng
thời nạp 1/3 hoa. Sau tiếp tục đun sôI dịch đường khoảng 60 phút thì nạp
1/3 hoa và đun sôI 30 phút và sau đó cho tiếp 1/3 hoa đun sôI 15 phút thì
kết thúc quá trình đun hoa.
III.6. Lắng trong dịch đường
Mục đích: Quá trình lắng là làm nguội sơ bộ dịch đường và lắng phần của
dịch đường houblon hoá.
Cách tiến hành: Dịch đường sau đun hoa, được bơm vào thùng theo
phương pháp tiếp tuyến tạo thành dòng xoáy vào tâm thùng và lắng xuống
đáy thùng .
Sau khoảng 30 phút khi cặn đã bị nén chặt xuống đáy và nhiệt độ của dịch
đường hạ xuống khoảng 80
o

C thì dịch được đưa đi làm lạnh nhanh, còn cặn
lắng bị nén chặt ở đáy thùng được dội nước và cho xả ra ngoài.
III.7. Làm lạnh nhanh
Sau khi lắng dịch đường, ta phải dưa về nhiệt độ thích hợp cho quá trình
lên men. Làm lạnh nhanh còn tránh vi sinh vật nhiễm vào dịch đường lên
men và tách cặn min.
dịch đường được làm lạnh nhanh bằng máy lạnh nhanh kiểu tấm bản có
cấu tạo là những tấm bản gấp sóng. Các tấm bản có hình chữ nhật, có 4 tai
ở 4 góc. Trên mỗi tai đục một lỗ tròn. Với cấu tạo của từng bản như vậy
khi lắp chúng lên khung chúng sẽ tạo thành 4 mương dẫn, từng mương dẫn
người ta sẽ cho dịch đường vào máy, dịch đường ra khỏi máy, tác nhân
lạnh vào máy, tác nhân lạnh ra khỏi máy. tác nhân lạnh và dịch đường đi
ngược chiều nhau. Ta sử dụng tác nhân lạnh là nước 2
o
C. Dịch đường sau
lạnh nhanh có nhiệt độ là 10
o
C.
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
22
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
III.8. Sục khí và cấp nấm men
Mục đích: Hòa trộn nấm men với dịch đường đồng thời cấp thêm một
lượng O
2
để nấm men có thể sinh trưởng, phát triển trong quá trình lên men.
Quá trình cấp nấm men và sục khí diễn ra như sau:
- Dịch đường sau khi qua thiết bị lạnh nhanh đã có nhiệt độ thích hợp
cho quá trình lên men chính (12÷15
o

C) được bơm qua thiết bị sục
khí. Không khí từ xưởng khí nén được đưa qua một hệ thống lọc khí
để loại bỏ tạp chất và được xé nhỏ thành nhiều dòng khí vào hòa trộn
với dịch đường. Lượng khí sục khoảng 15 lít không khí/phút, thời
gian sục 40÷50 phút, đảm bảo hàm lượng O
2
hòa tan trong dịch
khoảng 6 mg/lít.
- Nấm men được nuôi trong thùng nhân men giống cấp 1, cấp 2 hoặc
thùng thu hồi men sữa. Dịch đường sau khi sục khí sẽ hòa trộn với
dịch nấm men trên đường ống bơm tới các tank lên men. Lượng nấm
men hòa trộn cỡ khoảng 10% thể tích so với tổng lượng dịch đường
đưa đi lên men.
III.9. Nhân giống nấm men
Men giống sử dụng thuộc chủng nấm men chìm Saccharomyces
carlsbergensis. Men giống sử dụng có thể nhân từ chủng thuần khiết hoặc tái
sử dụng men sữa.
• Nhân giống từ chủng thuần khiết:
Quá trình này tiến hành theo hai giai đoạn: giai đoạn nhân trong phòng
thí nghiệm và giai đoạn nhân trong điều kiện sản xuất. Lượng men giống sử
dụng chiếm khoảng 10% so với lượng dịch đường đem đi lên men.
- Nhân trong phòng thí nghiệm: cấy chuyển liên tiếp từ ống thạch
nghiêng  ống 10ml  bình tam giác 100ml  bình 1 lít  bình 10 lít. Môi
trường nhân giống thường là dịch chiết từ malt, với môi trường 10 lít có thể
lấy từ dịch đường hóa.
- Nhân trong điều kiện sản xuất: môi trường nhân giống lấy trực tiếp từ
dịch đường hóa. Có thể tiến hành sục khí vô trùng trong quá trình nhân.
• Tái sử dụng men sữa:
Sau khi lên men chính, người ta tiến hành tháo sữa men. Thông thường,
cứ 1000 lít dịch đường cho khoảng 20 lít dịch sinh khối nấm men sệt, độ ẩm

Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
23
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
85÷88%. Dịch này được chia thành 3 lớp: lớp dưới cùng là lớp cặn bẩn và lớp
trên cùng là lớp tế bào chết thường dùng làm thức ăn gia súc, chỉ có lớp giữa
có màu trắng ngà là nấm men sạch, có thể tái sử dụng. Số lần tái sử dụng men
sữa khoảng 5÷7 lần, tùy thuộc chất lượng nấm men.
- Rửa men: Dịch bã men thu được sau lên men chính được lọc và rửa
nhiều lần bằng nước vô trùng ở 1÷2
o
C để loại bỏ cặn bẩn và xác nấm men cho
tới khi đạt yêu cầu. Sữa men sạch được kiểm tra để xác định chất lượng, hoạt
lực, sau đó bảo quản trong nước lạnh ở nhiệt độ 0
o
C.
- Hoạt hóa: Trước khi sử dụng, để nấm men phát triển tốt cần phải tiến
hành hoạt hóa giống bằng cách: nuôi cấy nấm men trong dịch đường mới với
tỷ lệ dịch đường : men sữa bằng 4 : 1, sục không khí vô trùng vào dịch, đồng
thời tăng dần nhiệt độ tới gần bằng nhiệt độ lên men. Khi có nhiều tế bào phát
triển và độ cồn đạt 0,3% thì kết thúc quá trình hoạt hóa.
III.10. Lên men
Quá trình lên men chia làm 2 giai đoạn: lên men chính và lên men phụ.
a. Lên men chính
Mục đích: Chuyển đường trong dịch đã được houblon hóa thành rượu,
CO
2
, glyxerin, rượu bậc cao, axit hữu cơ, este... dưới tác dụng của nấm men.
Quá trình lên men chính diễn ra như sau:
- Bơm dịch đường đã được cấp O
2

, hòa trộn với nấm men và làm lạnh
tới nhiệt độ 10÷12
o
C vào thùng lên men.
- Trong những ngày đầu, do nấm men hô hấp phát triển sinh khối, nhiệt
độ dịch lên men có thể lên tới 14÷15
o
C. Do đó, cần hạ nhiệt độ xuống
khoảng 10÷12
o
C bằng cách mở các van cấp lạnh và duy trì ở nhiệt độ
này.
- Trong quá trình lên men chính, CO
2
luôn được tạo thành. Do đó, phải
tiến hành thu hồi để đảm bảo áp suất trong thùng lên men luôn giữ ở
khoảng 0,7÷0,8 kg/cm
2
.
- Thời gian lên men chính khoảng 5÷7 ngày, tới khi khoảng 2/3 lượng
chất khô của dịch đường được tiêu thụ. Kết thúc quá trình lên men
chính, hạ nhiệt độ xuống khoảng 5
o
C rồi tiến hành tách sữa men. Sau
đó, hạ tiếp nhiệt độ xuống 2
o
C, chỉnh áp suất khoảng 1 kg/cm
2
rồi tiến
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46

24
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm
hành lên men phụ.
b. Lên men phụ
Mục đích: ổn định các thành phần của bia, tăng độ bền keo của bia,
hình thành các sản phẩm phụ tạo hương vị hài hòa cho bia, tạo bọt, ức chế vi
sinh vật có hại phát triển...
Quá trình lên men phụ diễn ra như sau:
- Điều chỉnh nhiệt độ khoảng 0÷2
o
C, áp suất khoảng 1 kg/cm
2
. Duy trì
nhiệt độ và áp suất trong suốt quá trình lên men phụ, cấp lạnh hoặc
thu hồi CO
2
khi cần thiết.
- Thời gian lên men phụ khoảng 10÷20 ngày. Nói chung, thời gian lên
men phụ và tàng trữ càng dài chất lượng bia càng tốt, nhưng không
quá 120 ngày.
III.11. Lọc bia
Mục đích: Bia sau khi lên men đã được làm trong tự nhiên (nhờ quá
trình lắng khi lên men phụ) nhưng chưa đạt mức độ cần thiết. Do đó, cần phải
lọc tiếp để loại bỏ hoàn toàn cặn, kết tủa... , tăng độ bền của bia, tăng giá trị
cảm quan, ổn định các thành phần cơ học...
Quá trình lọc gồm 2 giai đoạn: giai đoạn tạo màng lọc và giai đoạn lọc.
- Giai đoạn tạo màng lọc: hòa bột diatomit vào cùng một lượng bia (tỷ
lệ bột : bia = 1 : 8) trong thùng khuấy rồi bơm vào thiết bị lọc để tạo
màng lọc. Bơm tuần hoàn lượng bia này cho tới khi bia ra có độ trong
cần thiết thì khóa van thùng chứa bột trợ lọc.

- Giai đoạn lọc: bơm bia vào để tiến hành lọc. Trong quá trình lọc, cần
liên tục bổ sung bột trợ lọc bằng bơm định mức. Ngoài ra, có thể bổ
sung các chất chống keo tụ, chất kết tủa protit còn sót...
- Bia sau lọc được bơm sang các tank chứa bia trong để ổn định và bão
hòa CO
2
.
III.12. Tàng trữ, ổn định bia và bão hòa CO
2
Mục đích: Tăng chất lượng cảm quan của bia, chống oxy hóa, chống
kết lắng, tăng thời gian bảo quản bia, ổn định các thành phần trong bia...
Quá trình tàng trữ, ổn định bia và bão hòa CO
2
diễn ra như sau:
Nguyễn Văn Thịnh CNSHB – K46
25