Thiết kế nhà máy sản xuất bia công suất 150 000 lít

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA HÓA HỌC

======

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾ KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA CƠNG SUẤT
150.000 LÍT/NGÀY. TRONG ĐĨ BIA CHAI CÓ
NỒNG ĐỘ 11.50BX, BIA HƠI CÓ NỒNG ĐỘ 100BX.
LƢỢNG BIA HƠI CHIẾM 20%
Giáo viên hướng dẫn : K.S: Lê Đình Thạch
Sinh viên thực hiện

: Hồ Bá Minh

Lớp 47K

: Công nghệ thực phẩm

Vinh, tháng 12/ 2010
i


LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tồn thể các thầy cơ giáo trong khoa Hố
Học trường Đại học Vinh đã tạo điều kiện cho em được học tập và nghiên cứu trong một
môi trường học tập khoa học, giúp cho em có những kiến thức vững vàng trước khi bước
vào đời. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của các thầy cơ trong bộ
mơn hố thực phẩm Và thầy giáo – kỹ sư: Lê Đình Thạch là người trực tiếp hướng dẫn,
chỉ bảo cho em trong suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Đồng thời em cũng

xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới các bạn trong lớp, những người luôn đứng sau giúp đỡ, chia
sẻ với em những khó khăn và thuận lợi trong thời gian qua.
Đề tài tốt nghiệp của em là “ Thiết kế nhà máy sản xuất bia cơng suất 150000
lít/ngày. Trong đó sản phẩm bia chai có nồng độ là 11,50 Bx, bia hơi có nồng độ 100 Bx.
Lượng bia hơi chiếm 20%”. Đây là bản đồ án có khối lượng công việc tương đối lớn,
nhưng do thời gian thực hiện cịn hạn chế nên chắc chắn khơng tránh khỏi những thiếu
sót. Vì vậy em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cơ giáo và bạn bè để
bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Vinh, ngày 20 tháng 12 năm 2010
Sinh viên thực hiện

Hồ Bá Minh

ii


TÓM TẮT
Đồ án của em “Thiết kế nhà máy sản xuất bia cơng suất 150000 lít/ngày. Trong đó sản
phẩm bia chai có nồng độ là 11,50 Bx, bia hơi có nồng độ 100 Bx. Lượng bia hơi chiếm
20%” là một đồ án với một khối công việc lớn, với những nội dung sau:
Nội dung đồ án gồm các phần chính sau:
Phần I : Lập luận kinh tế kỹ thuật
Phần II : Chọn phương pháp sản xuất và thuyết minh dây chuyền công nghệ
Phần III : Lập kế hoạch sản xuất và tính cân bằng sản phẩm
Phần IV : Tính và chọn thiết bị
Phần V : Tính tốn nhu cầu nhiên liệu, năng lượng, nhu cầu nước của nhà máy
Phần VI : Tính tổ chức
Phần VII : Tính tốn và thiết kế xây dựng
Phần VIII: Tính tốn kinh tế

Phần IX : An tồn lao động và vệ sinh xí nghiệp
Phần X : Kiểm tra sản xuất và đành giá chất lượng sản phẩm
Năm bản vẽ:
Sơ đồ dây chuyền công nghệ (A0)
Tổng mặt bằng nhà máy (A0)
Mặt bằng, mặt cắt nhà sản xuất chính (A0)
Mặt bằng, mặt cắt khu tank lên men (A0)
Mặt bằng nhà hoàn thiện sản phẩm (A0)

iii


MỤC LỤC
Đề mục

Trang

Trang bìa ............................................................................................................................ i
Nhiệm vụ đồ án
Lời cảm ơn ......................................................................................................................... ii
Tóm tắt ............................................................................................................................... iii
Mục lục .............................................................................................................................. iv
Danh sách hình vẽ.............................................................................................................. vii
Danh sách bảng biểu ........................................................................................................ viii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................... 1
PHẦN 1: LẬP LUẬN KINH TẾ VỀ XÂY DỰNG NHÀ MÁY BIA ......................... 2
1.1 Tình hình phát triển cơng nghiệp sản xuất bia ............................................................ 2
1.1.1 Tình hình sản xuất bia trên thế giới .......................................................................... 2
1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam........................................................ 3
1.2. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy ...................................................................... 5

1.2.1. Nguồn nguyên liệu .................................................................................................. 5
1.2.2. Nguồn điện, nhiên liệu ............................................................................................ 6
1.2.3. Nguồn nước ............................................................................................................ 6
1.2.4. Giao thông ............................................................................................................... 6
1.2.5. Nguồn nhân lực ....................................................................................................... 6
1.2.6. Thị trường tiêu thụ ................................................................................................... 6
PHẦN 2: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ ......... 6
2.1. Chọn nguyên liệu ........................................................................................................ 6
2.1.1. Malt đại mạch .......................................................................................................... 7
2.1.2. Hoa houblon ............................................................................................................ 9
2.1.3. Nước ........................................................................................................................ 10
2.1.4. Nguyên liệu thay thế ................................................................................................ 10
2.1.5. Enzym ...................................................................................................................... 11
2.1.6. Các chất phụ gia ...................................................................................................... 11
2.2 Chọn phương pháp nghiền nguyên liệu ....................................................................... 11
2.2.1. Nghiền malt ............................................................................................................. 11

iv


2.2.2. Nghiền gạo ............................................................................................................... 12
2.3. Chọn phương pháp nấu ............................................................................................... 13
2.3.1. Hồ hoá và đường hoá .............................................................................................. 13
2.3.2. Lọc dịch đường ........................................................................................................ 13
2.3.3. Nấu hoa .................................................................................................................... 14
2.3.4. Lắng trong và làm lạnh dịch đường houblon hoá.................................................... 15
2.4. Chọn chủng nấm men và phương pháp lên men ........................................................ 16
2.4.1. Chọn chủng nấm men .............................................................................................. 16
2.4.2. Lên men sản phẩm bia chai ..................................................................................... 17
2.4.3. Lên men sản phẩm bia hơi ...................................................................................... 18

2.5. Thuyết minh dây chuyền sản xuất ............................................................................. 18
2.5.1. Sơ đồ khối của dây chuyền ...................................................................................... 18
2.5.2 .Nghiền nguyên liệu.................................................................................................. 20
2.5.3. Hồ hóa...................................................................................................................... 20
2.5.4. Đường hóa ............................................................................................................... 21
2.5.5. Lọc dịch đường ........................................................................................................ 23
2.5.6. Nấu hoa houblon ...................................................................................................... 23
2.5.7. Lắng xoáy ................................................................................................................ 24
2.5.8. Lạnh nhanh và bổ sung khí O2 cho dịch lên men ................................................... 25
2.5.9. Chuẩn bị men giống................................................................................................. 25
2.5.10. Lên men chính ....................................................................................................... 26
2.5.11. Lên men phụ .......................................................................................................... 28
2.5.12. Hồn thiện sản phẩm ............................................................................................. 29
PHẦN 3: TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM .................................................................... 33
3.1. Lập kế hoạch sản xuất ................................................................................................ 33
3.2. Tính cân bằng sản phẩm ............................................................................................. 33
3.2.1.Thơng số ................................................................................................................... 34
3.2.2. Tính cân bằng sản phẩm cho bia hơi ....................................................................... 34
3.2.3.Tính cân bằng sản phẩm cho bia chai ....................................................................... 41
PHẦN 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ......................................................................... 47
4.1. Phân xưởng nấu .......................................................................................................... 47
4.2. Phân xưởng lên men và hoàn thiện sản phẩm ............................................................ 61

v


PHẦN 5: TÍNH TỔ CHỨC ............................................................................................ 72
5.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy .......................................................................... 72
5.2. T ổ chứa lao động của nhà máy .................................................................................. 72
PHẦN 6: TÍNH TỐN XÂY DỰNG ............................................................................. 75

6.1. Tính tốn diện tích các cơng trình ............................................................................. 75
6.2 Tính khu đất xây dựng nhà máy .................................................................................. 82
PHẦN 7:TÍNH ĐIỆN HƠI NƢỚC ............................................................................... 84
7.1.Tính điện ..................................................................................................................... 84
7.2. Tính hơi ..................................................................................................................... 91
7.3. Tính nước.................................................................................................................... 103
7.4. Tính tốn lạnh cho nhà máy ..................................................................................... 105
PHẦN 8:TÍNH KINH TẾ ............................................................................................... 115
8.1. Vốn đầu tư xây dựng .................................................................................................. 115
8.2. Vốn đầu tư thiết bị ...................................................................................................... 116
8.3. Chi phí trực tiếp .......................................................................................................... 119
8.3.1.Tính tiền đầu tư nguyên liệu và nhiên liệu ............................................................... 120
8.4. Chi phí gián tiếp ......................................................................................................... 120
PHẦN 9:AN TỒN LAO ÐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP ................................... 122
9.1. An tồn lao động ........................................................................................................ 122
9.2. Vệ sinh cơng nghiệp ................................................................................................... 124
PHẦN 10. KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ÐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM 126
10.1. Kiểm tra nguyên liệu ................................................................................................ 126
10.2. Kiểm tra các công đoạn sản xuất .............................................................................. 127
10.3 Kiểm tra sản phẩm ..................................................................................................... 129
KẾT LUẬN ...................................................................................................................... 134
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 135
PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 136

1


DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 4.1: Nồi hồ hóa ......................................................................................................... 52
Hình 4.2: Nồi đường hố ................................................................................................... 53

Hình 4.3: Thùng lọc đáy bằng ........................................................................................... 53
Hình 4.4: Thùng nấu hoa ................................................................................................... 56
Hình 4.5: Thùng chứa trung gian ...................................................................................... 57
Hình 4.6: Thùng Lắng xốy............................................................................................... 58
Hình 4.7: Thùng nước nấu ................................................................................................. 60
Hình 4.8: Thùng lên men ................................................................................................... 61

2


DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Thống kê tình hình sản xuất bia trên thế giới .................................................. 2
Bảng 1.2: Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới năm 2007 .................................................. 3
Bảng 1.3 : Tình hình tiêu thụ ở các nước tiềm năng ......................................................... 3
Bảng 1.4: Sản lượng bia qua các năm như sau .................................................................. 4
Bảng 2.1. Thành phần hóa học (tính theo % chất khơ) ..................................................... 8
Bảng 2.2.Thành phần hóa học của hoa Houblon ( tính theo % chất khơ) ......................... 9
Bảng 3.1: Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy ............................................................... 33
Bảng 3.2. Chỉ số nguyên liệu chính cho qua trình sản xuất bia ........................................ 34
Bảng 3.3: Tổn thất tính theo % trong từng công đoạn sản xuất là ................................... 34
Bảng 3.4:Bảng tóm tắt cân bằng sản phẩm của bia hơi 100Bx.......................................... 40
Bảng 3.5: Bảng tóm tắt cân bằng sản phẩm của bia chai 11,50Bx .................................... 46
Bảng 5.1: Bảng phân phối lao động gián tiếp ................................................................... 73
Bảng 5.2: Bảng phân phối lao động trực tiếp .................................................................... 74
Bảng 6.1: Bảng tổng kết các cơng trình ............................................................................ 82
Bảng 7.1: Cơng suất chiếu sáng các cơng trình ................................................................. 87
Bảng 7.2: tổng kết cơng suất các động cơ ........................................................................ 88
Bảng 8.1:Chi phí xây dựng các cơng trình chính ............................................................ 115
Bảng 8.2:Chi phí đầu tư thiết bị chính ............................................................................ 116

Bảng 8.3:Chi phí sản xuất trực tiếp .................................................................................. 119

3


MỞ ĐẦU
Bia là một loại đồ uống có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao và có độ
cồn thấp, mùi vị thơm, ngon và bổ dưỡng. Uống bia với một lượng thích hợp khơng
những có lợi cho sức khỏe, ăn cơm ngon, dễ tiêu hóa mà cịn giảm được sự mệt mỏi sau
ngày làm việc mệt nhọc. Khi đời sống kinh tế xã hội phát triển nhu cầu tiêu thụ bia của
con gười ngày càng tăng, thậm chí ngày nay trở thành loại nước giải khát khơng thể thiếu
hàng ngày đối với mỗi người dân phương Tây.
So với những loại nước giải khát khác, bia có chứa một lượng cồn thấp (3-8%), và
nhờ có CO2 giữ được trong bia nên tạo nhiều bọt trong bia khi rót, bọt là đặc tính ưu việt
của bia. Về mặt dinh dưỡng, một lít bia có chất lượng trung bình tương đương với 25g thịt
bị hoặc 150g bánh mì loại một, hoặc tương đương với nhiệt lượng là 500kcal. Vì vậy bia
được mệnh danh là bánh mì nước .
Ngồi ra trong bia cịn có vitamin B1, B2, nhiều vitamin PP và axit amin rất cần
cho cơ thể. Theo Hopkins, trong 100ml bia 10% chất khơ có: 2,5-5 mg vitamin B1, 35-36
mg vitamin B2, và PP. Chính vì vậy từ lâu bia đã trở thành thứ đồ uống quen thuộc được
nhiều người ưa thích, được đưa vào sản xuất với quy mơ lớn. Sản xuất bia đem lại lợi
nhuận kinh tế cao và có tiềm năng phát triển rất lớn. Đặc biệt với những quốc gia thuộc
vùng nhiệt đới như nước ta. Lịch sử nghành bia ở nước ta tuy phát triển chưa lâu nhưng
đã đóng một vai trị hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nghệ an là một tỉnh có
dân số đơng, lượng bia tiêu thụ trên địa bàn hàng năm là rất lớn, vì thế việc xây dựng
thêm một nhà máy bia có cơng suất lớn là rất cần thiết. Vì vậy trong đồ án tốt nghiệp tôi
chọn đề tài: "Thiết kế nhà máy bia công suất 150000 lít/ngày. Trong đó sản phẩm bia
chai có nồng độ là 11,50 Bx, bia hơi có nồng độ 100 Bx. Lƣợng bia hơi chiếm 20%."

4

PHẦN 1: LẬP LUẬN KINH TẾ VỀ XÂY DỰNG NHÀ MÁY BIA
1.1 Tình hình phát triển cơng nghiệp sản xuất bia
1.1.1 Tình hình sản xuất bia trên thế giới
Sản xuất bia là một ngành cơng nghiệp thực phẩm có bước phát triển nhanh chóng.
Ngày nay, bia là một sản phẩm khơng cịn xa lạ với hầu hết mọi người. Ngành cơng
nghiệp này đã có một vị trí quan trọng trong ngành cơng nghiệp đồ uống nói riêng và
cơng nghiệp thực phẩm nói chung, mang lại hiệu quả kinh tế cho nhà sản xuất cũng như
nền kinh tế quốc dân. Sản xuất bia ngày càng tăng về mặt số lượng và chất lượng.
Bảng 1.1: Thống kê tình hình sản xuất bia trên thế giới:

Nă

T
T

m
1

19
10

2

19
50

3

19
70

4

19
75

5

19
80

6

19
85

7

19
90

8

19
94

9

19
95

1

20

Sản lượng tồn thế giới (triệu lít)

Tăng trưởng(%)

10 000
21 000
50 000
60 000
70 000
100 000
110 000
116 000
119 000
145000

5

210
238
120
116.7
142.9
110

105.5
102.6
121.8


0

00
1

20

1

117.2

170 000

05

Mức độ tiêu thụ bia tính bình qn đầu người của các nước là khác nhau. Dưới đây
các nước có mức tiêu thụ bình qn đầu người ở nước phát triển cao:

Bảng 1.2: Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới năm 2007

Xếp

Quốc gia

Tiêu thụ (l/ ng/ năm)

1

Tiệp

156,9

2

Alien

131,1

3

Đức

115,8

4

Úc

109,9

5

Áo

108,3

6

Anh

99,0

7

Nam tư

93,3

8

Bỉ

93

9

Đan mạch

89,9

10

Phần lan

85,0

hạng

Một số nước hiện nay có sản lượng tiêu thụ bình qn đầu người chưa cao nhưng
có tiềm năng lớn về tiêu thụ:
Bảng 1.3 : Tình hình tiêu thụ ở các nƣớc tiềm năng

Quốc gia

Bình qn đầu người(triệu lít)

Nhật Bản

55

Braxin

44

6


Italia

23

Trung Quốc

18

Việt Nam

18

Indonesia

0,6

Ấn Độ

0,4

1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam
Bia được biết tới ở Việt Nam vào thời kì Pháp xâm lược 1858. Nhà máy bia đầu
tiên được xây dựng ở Việt Nam do một người chủ tư bản Pháp xây dựng ở Hà Nội năm
1890 và chỉ đáp ứng cho nhu cầu quần đội và kiều dân Pháp. 1990 chỉ có nhà máy bia lớn
là nhà máy bia Hà Nội. Từ sau năm 1990 ngành bia Việt Nam đã có những bước nhảy
vọt, và thực sự được mọi người biết đến. Trong thời gian này hai nhà máy bia được biết
tới là nhà máy bia Hà Nội và Sài Gòn. Sau 1990, Một số hãng bia nổi tiếng trên thế giới
đã đầu tư vào Việt Nam như Carlsberg, San Miguel, Heineken, Tiger. Các liên doanh này
đã tạo một gương mặt mới cho ngành bia Việt Nam. Để cạnh tranh trên thị trường tiềm
năng này địi hỏi các hãng phải đầu tư cơng nghệ hiện đại. Điều này cũng thúc đẩy các
công ty trong nước phải có những điều chỉnh thích hợp trong mơi trường cạnh tranh này.
Bảng 1.4: Sản lƣợng bia qua các năm nhƣ sau:

Năm

Sản lượng(triệu lít)

1987

84,5

1992

169

1997

667

2000

1000

2005

1500

2010 (Dự đốn)

2500

Ngồi năng lực sản xuất trong nước, hàng năm nước ta còn nhập một lượng đáng
kể bia từ nước ngoài. Lượng bia nhập vào khoảng 20 - 25 triệu lít.
Loại bia chủ yếu bán ở thị trường Việt Nam là loại bia nhẹ với hàm lượng cồn
khoảng 4 - 5 0C
Hiện nay ở Việt Nam có hai cơng ty bia lớn là Cơng ty bia Sài Gịn và cơng ty
bia Hà nội có sản lượng chiếm khoảng 50% lượng bia sản xuất trong nước. Riêng Cơng ty
bia Sài gịn, thường được gọi tắt là Sabeco, hiện chiếm lĩnh hơn 30% thị trường bia ở Việt

7


Nam. Chất lượng bia của hai công ty này cũng được đánh giá là cao nhất. Bên cạnh đó
cịn một số cơng ty có tên tuổi khác như bia Việt Hà, bia Huda Huế, bia Đại Việt...vv.
Một số tỉnh thành phố đều có cơng ty bia như bia NaDa ở Nam Định, bia Hải Phịng, bia
Thanh Hóa...vv. Ngồi ra cịn có hàng chục các xưởng sản xuất bia quy mơ nhỏ phục vụ
nhu cầu bình dân ở địa phương. Theo số liệu của Bộ Cơng nghiệp, cả nước hiện có trên
300 cơ sở sản xuất bia với công suất thiết kế 1,7 tỷ lít/năm. Trong số các nhà máy bia hiện
đang hoạt động có 19 nhà máy đạt sản lượng sản xuất thực tế trên 20 triệu lít, 15 nhà máy
bia có cơng suất lớn hơn 15 triệu lít, cịn lại phần lớn các cơ sở chỉ có năng lực sản xuất
dưới 1 triệu lít/năm.
Mức độ tiêu thụ bia của người Việt Nam tăng lên rất nhanh. Năm 1975, bình quân
đầu người là 0,41 lít/người; năm 1985 là 1,35 lít/người; năm 1994 là 4,72lít/người; hiện
nay là 18 lít/người.
Dưới đây là kế hoạch phát triển ngành bia của Việt Nam trong những năm tới:
- Khơng đầu tư nhà máy bia có cơng suất dưới 10 triệu lít/ năm
- Ngừng đầu tư nhà máy bia 100% vốn nước ngoài, cũng như liên doanh, tập trung
huy động hết cơng suất hiện có của các cơng ty bia nước ngồi đã đầu tư.
- Tập trung mở rộng, nâng cao chất lượng Bia trung ương (Hà nội, Sài Gịn) vì có
hiệu quả cao, nhằm đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu.
- Tập trung đầu tư chiều sâu nâng cao chất lượng các doanh nghiệp Bia quốc doanh
có thiết bị nhập ngoại.
1.2. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy
Địa điểm xây dựng nhà máy phải đáp ứng các yêu cầu phù hợp với đặc thù của
nghành công nghệ sản xuất bia
+ Phải phù hợp với quy hoạch chung của nghành và thành phố
+ Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và thuận lợi việc tiêu thụ sản phẩm
+ Giao thông thuận lợi

+ Đảm bảo nguồn điện, nước, nhiên liệu
+ Cấp thoát nước và xử lý nước thải dễ dàng
+ Có nguồn nhân lực tại chỗ rẻ và dồi dào
Với những đăc điểm như trên , tôi chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia cơng suất
150000 lít/ngày. Tại khu cơng nghiệp Hồng Mai - Quỳnh Lưu - Nghệ An, nơi ranh giới
giữa Quỳnh Lưu và Tỉnh Gia – Thanh Hoá, gần khu kinh tế Nghi Sơn. Với vị trí là nằm

8


trên tuyến đường huyết mạch quốc lộ 1A và tuyến đường sắt Bắc – Nam rất thuận lợi cho
sự phát triển bền vững của nhà máy. Ngoài ra Nghệ An và Thanh Hố là hai tỉnh có dân
số đơng, nguồn lao động dồi dào và cũng là thị trường tiêu thụ đầy tiềm năng. Nhà máy
bia cơng suất 150000lít/ngày ,tơi dự định thiết kế phục vụ nhu cầu về bia của nhân dân
tỉnh Nghệ An, Thanh Hoá và các tỉnh lân cận thuộc miền Trung.
1.2.1. Nguồn nguyên liệu
Malt: là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất bia, được nhập khẩu 100% từ Úc.
Gạo: là nguyên liệu thay thế malt được mua tại các điểm thu mua ở Nghệ An
Hoa houblon: được nhập từ Đức và Đan Mạch
Nấm men : Nhập từ Đức
Nước : Dùng nguồn nước khoan và nước mua của khu công nghiệp, được xử lý qua
hệ thống xử lý nước của nhà máy, đảm bảo tiêu chuẩn nước dùng cho việc sản xuất bia
1.2.2. Nguồn điện, nhiên liệu
Nhà máy sử dụng nguồn điên chung của khu vực, được dẫn từ mạng lưới điện quốc
gia . Ngoài ra ,với hệ thống máy phát điên dự phịng ln sẵn sàng hoạt động, các sự cố
gián đoạn nguồn cung cấp điện năng được đề phòng
1.2.3. Nguồn nƣớc
Nước là nguồn nguyên liệu khơng thể thiếu và đóng vai trị vơ cùng quan trọng trong
sản xuất bia . Nước chiếm đến hơn 80% của thể tích bia thành phẩm. Do đó sản xuất bia
đòi hỏi một lượng nước rất lớn. Nước dùng cho sản xuất bia là nước đã được xử lý để đáp

ứng các yêu cầu kỉ thuật
1.2.4. Giao thông
Nhà máy nằm ở trên quốc lộ 1A và nằm gần ga Hoàng Mai của tuyến đường sắt
Bắc –Nam nên giao thông rất thuận tiện. Đây là tiền đề rất quan trọng để cho việc vận
chuyển nguồn nguyên, nhiên liệu cũng như việc phân phối và tiêu thụ sản phẩm
1.2.5. Nguồn nhân lực
Nghệ An là tỉnh có dân số đơng nên ở đây sẽ có nguồn nhân cơng dồi dào. Nguồn
nhân cơng sẽ được đào tạo trước khi đi vào thực tiễn của nhà máy. Nguồn cán bộ kỉ thuật
cao sẽ tuyển mộ bao gồm những người có thâm niên kinh nghiệm sản xuất bia và các kỉ
sư mới tốt nghiệp có trình độ và lịng nhiệt tình với cồng việc
1.2.6. Thị trƣờng tiêu thụ

9


Nhà máy bia cơng suất 150000 lít /ngày ra đời trước hết là để đáp ứng được nhu cầu
tại chỗ của nhân dân trong tỉnh và sau đó là các tỉnh lân cận của khu vực miền trung nước
ta

PHẦN 2: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
2.1. Chọn nguyên liệu
Nguyên liệu chính đầu tiên dùng cho sản xuất bia trong nhà máy là malt đại mạch,
và nguyên liệu dùng để thay thế cho malt là gạo với tỷ lệ 20% nhằm giảm giá thành sản
phẩm, hoa houblon tạo hương vị đặc trưng cho bia, và nước cũng là một thành phần
không thể thiếu để sản xuất bia.
2.1.1. Malt đại mạch
Malt đại mạch là nguyên liệu chính số một dùng để sản xuất bia. Khoảng 1/3 đại
mạch trên thế giới được trồng để sản xuất bia. Đại mạch thường được gieo trồng vào mùa
đông hay mùa xuân, được trồng nhiều ở Nga, Mỹ, Canada, Pháp.....
Đại mạch có giống 2 hàng và đại mạch đa hàng, trong đại mạch đa hàng lại gồm có

đại mạch 4 hàng và đại mạch 6 hàng. Tuy nhiên chỉ có đạimạch hai hàng được dùng trong
sản xuất bia. Còn đại mạch đa hàng chỉ dùng trong chăn ni và các mục đích khác.
Hạt đại mạch trải qua quá trình ngâm, ươm mầm sẽ trở thành hạt malt tươi; hạt
malt tươi lại tiếp tục qua q trình sấy, tách rễ và đánh bóng sẽ trở thành hạt malt khơ tiêu
chuẩn có thể bảo quản dài ngày trong điều kiện khô, mát và được sử dụng để sản xuất bia.
Trong q trình xử lí hạt đại mạch để trở thành hạt malt hoàn thiện hệ enzyme trong hạt
đã được hoạt hóa và tăng cường hoạt lực, đặc biệt là hệ enzyme thủy phân thực hiện quá
trình chuyển hóa các chất cao phân tử để tạo ra chất chiết của dịch đường.
Hiện nay, các cơ sở sản xuất bia ở nước ta thường sử dụng loại malt có nguồn gốc
từ đại mạch hai hàng, chủ yếu được nhập từ Úc hoặc một số nước châu Âu như: Đức, Đan

10


Mạch... Malt dùng trong sản xuất bia cần đảm bảo một số yêu cầu:
Chỉ tiêu cảm quan:
- Màu sắc: hạt malt vàng có màu vàng rơm, sáng óng ánh, ( malt đen có màu sẫm).
- Mùi vị: mùi vị đặc trưng cho malt vàng là vị ngọt nhẹ hay ngọt dịu, có hương
thơm đặc trưng, khơng được có mùi vị lạ.
- Độ sạch của malt cho phép là 0,5% hạt gãy vỡ, 1% các tạp chất khác.
Chỉ số cơ lý:
- Trọng lượng khô tuyệt đối: 28 – 38g/1000hạt
- Dung trọng: 530 – 560g/l
- Độ ẩm: 5 – 8%
- Độ hoà tan: 70 – 80%
- Thời gian đường hoá: 10 – 20phút ở 70˚C
- Đường maltose chiếm từ 65 – 70% tổng chất hoà tan, tỷ lệ:
- Đường maltose/đường phi maltose = 1/0,4 – 1/0,51
Bảng 2.1. Thành phần hóa học (tính theo % chất khơ):

Thành phần hố học của malt

% chất khơ

1

Tinh bột

58 – 65

2

Đường khử

4

3

Saccaroza

5

4

Pentoza

1

5

Nitơ formol

0,7 – 1

6

Chất khống

2,5

7

Pentozan khơng hoà tan và Hexozan

9

8

xelluloza

6

9

Các chất chứa nitơ

10

10

Các chất chứa nitơ không đông tụ

2,5

11

Chất béo

2,5

TT

+ Chỉ tiêu cơ học và vật lý
- Màu hạt malt vàng : Vàng sáng, óng mượt
- Mùi

: Thơm đặc trưng

- Vị

: Ngọt nhẹ

11


- Hình dáng

: To trịn, đều hạt

- Tạp chất

: Cỏ dại  0,1%

- Khối lượng hạt

: 30  44 g/1000 hạt

- Hạt có bột xốp

: > 98%

- Dạng bán thủy tinh

: < 1%

- Dạng thủy tinh

: < 1%

- Độ dài của mầm hạt

:

+ Từ 0  1/4

: Chiều dài của hạt < 5%

+ Từ 0  1/2

: Chiều dài của hạt < 5%

+ Từ 1/2  3/4

: Chiều dài của hạt < 86%

+ Từ 3/4  1

: Chiều dài của hạt < 4%

Malt phải xốp, khi cắn phải mềm, không cịn các phản ứng, malt khơng được có
dấu hiệu meo mốc. Nếu độ ẩm trong malt >5% thì chất lượng sẽ bị giảm, khó bảo quản.
2.1.2. Hoa houblon
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản, đứng vị trí thứ hai sau malt đại mạch trong
cơng nghệ sản xuất bia. Nó có vai trò tạo vị đắng, hương thơm đặc trưng cho sản phẩm
bia, đồng thời làm tăng khả nang tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành
phần sinh học của bia. Chính vì thế, hoa houblon là thành phần “ không thể thay thế ”
trong ngành sản xuất bia. Hoa houblon được đóng gói cẩn thận, bảo quản kho lạnh nhiệt
độ từ 0,2-0,5 0C. Ở nhiệt độ cao, khơng khí ẩm, ánh sáng mặt trời sẽ làm giảm phẩm chất
của hoa.
Chất đắng tạo vị đắng dịu tồn tại trong bia là những hợp chất có hoạt tính sinh học
cao tạo sức cang bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt lâu. Với nồng độ thấp có khả
năng ức chế sự phất triển của vi sinh vật. Do vậy chúng có khả năng kháng khuẩn cao và
tăng độ bền sinh học của bia thanh phẩm.
Tinh dầu thơm: tạo mùi thơm cho bia. Tuy nhiên trong quá trình đun nấu thì 98%
tinh dầu bay hơi theo hơi nước, chỉ có 2% là cũn lại trong thành phần sản phẩm.
Polyphenol dùng để kết lắng các loại bỏ các hợp chất protit cao phân tử ra khỏi
dịch đường làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm.
Nhà máy sử dụng hai loại hoa: Hoa viên và Hoa cao.
Bảng 2.2.Thành phần hóa học của hoa Houblon ( tính theo % chất khơ):

12


Thành phần

Hàm lượng (%)

Nước

11-13

Chất đắng

15-21

Polyphenol

2,5-6

Protein

15-21

Xelluloza

12-14

Chất khoáng

5-8

Tinh dầu thơm

0,3-1

Các hợp chất khác

26-28

Yêu cầu chất lượng của hoa houblon
- Màu sắc: Hoa có màu xanh hơi ngà, cánh hoa phải có màu sáng ngà, khơng có
màu nâu hoặc màu sẫm đen.
- Mùi vị: có vị đắng, mùi thơm đặc trưng.
- Tạp chất: hàm lượng tạp chất < 17,5%, không lẫn nhiều lá và cuống hoa(có thể
chấp nhận lá và cuỗng gẫy cịn khoảng 3%).
- Hàm lượng ẩm: dùng tay nghiền hoa, hoa khơng được dính vào nhau hoặcmất lá,
khơng bị ướt, khơng bị gãy.
- Hình dáng hoa: các búp hoa phải to đều, các cánh hoa xếp khít lên nhau.
- Các hạt lupulin (nhụy hoa): hoa có càng nhiều lupulin càng tốt, lupulin có màu
vàng chanh tới vàng bóng, dính.
2.1.3. Nƣớc
Nước chiếm tỷ lệ 77-90% trong thành phần của bia thành phẩm. Vì vậy thành
phần và tính chất của nước ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của bia.
Yêu cầu chất lượng nước dùng trong công nghệ sản xuất bia:
- Nước trong, khơng có mùi vị lạ, khơng có Fe, Mn, …
- Độ cứng tạm thời < 7mg đương lượng/ lit.
- Độ cứng vĩnh cửu: 0,4 – 0,7 mg đương lượng/ lit.
- Chỉ số Coli: 3 (là số tế bào E.coli tối đa cho phép có trong 1 lit nước).
- pH từ 6,5 - 7.
- Vi sinh vật không quá 100 Tế bào.

- NH3 và muối NO2 khơng có.

13


Nước được lấy từ nguồn nước máy sạch Của khu công nghiệp và khoan.
2.1.4. Nguyên liệu thay thế
Nguyên liệu thay thế sử dụng ở đây là gạo. Sử dụng gạo để thay thế cho Malt với mục
đích giảm bớt chi phí cũng như giá thành sản phẩm. Thơng thường sử dụng gạo thay thế cho
Malt với tỷ lệ 30 - 40 % so với Malt. Ở đây, nhà máy sử dụng gao thay thế là 20%.
Gạo được xay nghiền hết lớp vỏ trấu có hàm lượng:
+Tinh bột khá cao
+Protein: ở mức vừa phải.
+Chất béo và xenluloza: ở giới hạn thấp.
Yêu cầu chất lượng:
+Màu sắc: trắng đều.

+Khơng có mùi vị lạ( mốc, ẩm…).

+Tạp chất cho phép<2%.

+Độ ẩm <14%.

Gạo phải đồng nhất về kích thước, màu sắc, khơng có hạt bị mốc, mối mọt, khơng có
mùi hơi, khơng có cát sạn, có độ hòa tan tốt.
Gạo được nhập là nguồn gạo trong nước từ các đại lý gạo.
2.1.5. Enzym
Enzyme sử dụng trong sản xuất bia là chế phẩm Enzyme Termamyl của hãng
Novo - Đan Mạch.
Ưu điểm của phương pháp dùng enzyme Termamyl:

Tăng hiệu suất thu hồi chất hoà tan.
Tăng tỷ lệ thay thế.
Thuỷ phân triệt để hơn.
2.1.6. Các chất phụ gia
-Chất phụ gia góp phần nâng cao độ bền sinh hố và phục vụ các yêu cầu
khác của công nghệ sản xuất:
- Nhóm chất phụ gia dùng để xử lý nước: Nhóm náy có thể dùng để làm
mềm nước như các muối Sunfit của Nitơ, Sunfit Natri…
- Nhóm chất sát trùng nước và điều chỉnh pH: H2SO4, acid lactic, dung dịch Clo…
- Nhóm chất sát trùng, tẩy rửa vệ sinh đường ống, thiết bị, rửa chai: HCl,
NaOH, H3PO4, HNO2, HNO3…
- Nhóm chất chống oxy hố cho bia: Acid ascorbic, H2O2…
- Nhóm các chế phẩm enzyme dùng cho đường hoá và lên men: Dùng amylase

14


cho đường hoá: Dùng E.Termamyl, cho lên men.
- Bột trợ lọc: sử dụng bột trợ lọc Diatomit với lượng nhất định dùng để lọc trong
bia sau khi lên men xong.
2.2 Chọn phƣơng pháp nghiền nguyên liệu
2.2.1. Nghiền malt
Nghiền malt nhằm mục đích đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc
với nước làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy
quá trình thủy phân của các enzyme, tạo điều kiện cho q trình đường hóa sau này được
tiến hành thuận lợi hơn.
Nguyên tắc nghiền: Bảo đảm yêu cầu thu nhận được nhiều chất hịa tan nhất nhưng
thể tích bột nghiền vã bã malt cũng đạt giá trị cao nhất trong điều kiện có thể đạt được.
Thơng thường có 3 phương pháp nghiền malt: Nghiền khô, nghiền ẩm, và nghiền ướt.
+ Nghiền khô: Malt đạt yêu cầu sau khi cân được đưa máy nghiền và nghiền trong

trạng thái khô.
- Ưu điểm: Có thể nghiền mịn được khối hạn.
Kéo dài thời gian sử dụng (Nghiền trước khi nấu lâu được).
Thiết bị đơn giản, dễ vận hành.
- Nhược điểm: Khơng bảo tồn vỏ trấu được, khi nghiền có nhiều bụi bay ra ngồi
nhiều. Ảnh hưởng đến q trình lọc và chất lượng của bia.
+ Nghiền ướt: Malt được nghiền với nước theo tỉ lệ phối trộn nhất định
- Ưu điểm: Nghiền ướt làm cho độ rỗng của khối bã tắng nên làm rút ngắn được
thời gian lọc bã khoảng 10-20% .
- Nhược điểm: Đòi hỏi kỹ thuật tốt, nguyên tắc nghiền phức tạp, khó xác định các
pha trong thành phần cơ học để có tỷ lệ phối trộn nhất định.
Chi phí đầu tư thiết bị lớn, nghiền không tốt những loại malt chưa nhuyễn.
+ Nghiền ẩm: Malt đạt yêu cầu được phun ẩm bằng nước ấm trước khi đi vào máy
nghiền. Phun ẩm bằng nước ấm để trong 5- 10 phút để vỏ trấu được làm ẩm khoảng 20%.
Mục đích của việc phun ẩm: làm cho vỏ ẩm để bảo toàn trạng thái sau nghiền, làm trương
nở các hạt sợi keo của nội nhũ. Phương pháp nghiền ẩm khắc phục được nhược điểm của
hai phương pháp trên: vỏ trấu được bảo toàn, nghiền được malt có độ nhuyễn thấp,ít bội,
chi phí máy móc khơng lớn. Có thể áp dụng cho mọi phân xưởng từ nhỏ tới lớn, từ thủ
công tới tự động.

15


So sánh 3 phương pháp trên, ta chọn chế độ nghiền malt theo phương pháp nghiền
ướt.
Ta chọn máy nghiền bốn trục một sàng. Thiết bị thường được sử dụng trong trường
hợp malt có độ nhuyễn tốt hoặc sản xuất các loại bia phổ thông.Thiết bị không cồng kềnh,
dễ lắp đặt, vệ sinh và chi phí đầu tư khơng lớn.
2.2.2. Nghiền gạo
Mục đích: Làm tăng mặt tiếp xúc với enzyme, giúp cho q trình trương nở và hịa

tan tốt hơn.
Vì vậy, để đạt được mục đích cuối cùng là trích ly được nhiều chất hịa tan thì gạo
phải được nghiền nhỏ để phá vỡ các hạt tinh bột.
Do gạo có cấu trúc hạt tinh bột cứng, chưa bị tác động bởi Enzym, khó bị hồ hóa
nên cần chọn phương pháp phá vỡ màng tinh bột, phá vỡ một phần cấu trúc hạt tinh bột,
bột nghiền càng mịn càng tốt.
Thiết bị : Máy nghiền búa. Để đạt được hiệu quả hồ hoá và đường hoá cao yêu cầu
gạo phải được nghiền thật mịn do đó giải pháp nghiền gạo bằng máy nghiền búa là
phương pháp đơn giản mà đạt được hiệu quả cao.
2.3. Chọn phƣơng pháp nấu
Mục đích của q trình nấu là: Hồ tan các chất có trong malt, gạo. Sử dụng hệ
enzyme của malt để thuỷ phân tinh bột thành đường, dextrin; thuỷ phân protein thành axit
amin, peptide, polypeptide... bên cạnh đó cịn trích ly các chất chất trong hoa houblon để
tạo hương vị đặc trưng cho bia.
Quá trình nấu bia có thể chia làm 4 giai đoạn chính.
- Hồ hoá và đường hoá
- Lọc dịch đường
- Nấu hoa
- Lắng xoáy và làm lạnh dịch đường houblon hoá
2.3.1. Hồ hoá và đƣờng hố
Vì nấu bia ở đây có sử dụng nguyên liệu thay thế nên không thể sử dụng phương
pháp đường hóa tồn khối liên tục vì phương pháp này chỉ thích hợp khi sử dụng 100%
nguyên liệu là malt có độ nhuyễn tốt và lên men nổi. Nếu sử dụng phương pháp đường
hóa gián đoạn đun sơi từng phần nguyên liệu để tạo bước nhảy nhiệt độ thì yêu cầu phải
có nồi phối trộn được bảo ơn, nhưng một nhược điểm rất lớn là quá trình kéo dài tốn năng

16


lượng để cấp hơi đốt và bơm. Do đó ở đây em chọn phương pháp nấu hồ hoá gạo riêng,

dịch cháo sau hồ hoá được đường hoá chung với matl. Với phương pháp này thời gian
nấu được rút ngắn mà vẫn đảm bảo hiệu suất đường hố, có thể thiết kế nồi cháo và nồi
malt cấu tạo giống nhau chỉ khác nhau về thể tích nên sẽ linh động trong tổ chức sản xuất.
Nồi nấu phải thiết kế hệ thống áo hơi để cấp nhiệt cho quá trình nấu, đồng thời phải có
cánh khuấy để hồ trộn đều dịch bột và chống khê dịch ở sát vỏ.
Thiết bị : Nồi hai vỏ
2.3.2. Lọc dịch đƣờng
Mục đích: Thành phần cơ học của cháo malt sau khi đường hoá kết thúc, bao gồm
hai hợp phần: pha rắn và pha lỏng. Thành phần của pha rắn bao gồm các cấu tử khơng hồ
tan của bột nghiền, còn pha lỏng bao gồm nước và các hợp chất thấp phân tử được trích ly
từ malt, hồ tan trong đó. Pha rắn được gọi là bã malt, pha lỏng được gọi là dịch đường
hoặc nước nha.
Quá trình lọc nhằm tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo của
q trình cơng nghệ, cịn pha rắn loại bỏ ra.
Có hai thiết bị lọc dịch đường. Lọc bằng thùng lọc đáy bằng và lọc bằng máy lọc
ép khung bản:
Thiết bị thùng lọc đáy bằng:
Ưu điểm:
- Hạn chế được sự oxi hóa của tanin trong vỏ trấu ( do lớp bã ln ngập trong dịch
đường),vì thế chất lượng dịch đường tốt .
- Cơ giới hóa, tự động hóa cao. Đồng thời giảm nhẹ sức lao động, vệ sinh thiết bị
đơn giản.
Nhược điểm: Thời gian lọc kéo dài Khó lọc đối với malt nghiền mịn , không chiết
rút được hết lượng dịch đường.
Thiết bị máy lọc ép khung bản
Ưu điểm
- Thời gian lọc nhanh
- Không phụ thuộc mức độ nghiền mịn của malt.
Nhược điểm
- Dễ bị oxi hóa tanin trong vỏ chấu do q trình tiếp xúc với khơng khí lớn.Chất

lượng dịch đường khơng tốt.

17


- Dịch không trong bằng máy lọc ép khung bản.
- Khó cơ giới hóa, tự động hóa, máy cồng kềnh, yêu cầu cần sức lao động và vận
hành thủ công nhiều.
Từ những ưu nhược điểm trên, em chọn thiết bị lọc dịch đường là thùng lọc đáy
bằng.
2.3.3. Nấu hoa
Nấu hoa nhằm mục đích bất hoạt hệ enzyme của malt đồng thời cũng là một công
đoạn để diệt vi sinh vật còn tồn tại trong dịch đường nhằm đảm bảo quá trình lên men sau
này ổn định, đảm bảo chất lượng của bia thành phẩm.
Bên cạnh đó q trình này cũng trích ly các chất có lợi của hoa vào dịch đường:
chất đắng trong hoa houblon vào dịch đường, thành phần này tạo vị đắng dịu đặc trưng
cho bia đồng thời cũng kìm hãm các vi sinh vật gây đục cho bia thành phẩm; các chất
tanin làm kết tủa đạm cao phân tử tạo màng kéo theo các phần tử dễ kết lắng trong dịch
đường; tinh dầu thơm tạo hương cho bia thành phẩm... Ngồi ra trong q trình này cịn
diễn ra nhiều phản ứng phụ khác như: phản ứng melanoid, phản ứng caramel hoá... Để
đảm bảo cấp nhiệt cho quá trình sơi mãnh liệt của dịch cần thiết kế cả hệ thống ống chùm
gia nhiệt trung tâm đồng thời với vỏ áo hơi.
Kỹ thuật nấu bổ sung hoa 3 lần để đạt hiệu suất trích ly cao:
Phần 1: Bổ sung cao hoa khi dịch sôi khoảng 15 phút. Phần cao hoa này có hàm lượng
axít đắng và tanin cao nhằm tạo vị đắng, kết tủa các đạm cao phân tử trong dịch đường.
Phần 2: Bổ sung 1/2 lượng hoa viên khi dịch sôi được khoảng 60 phút.
Phần 3: Bổ sung 1/2 lượng hoa viên trước khi đưa sang nồi lắng xốy 10 phút.
Phần hoa viên có hàm lượng axít đắng thấp hơn cao hoa mà chủ yếu để cung cấp
tinh dầu thơm tạo hương cho bia.
2.3.4. Lắng trong và làm lạnh dịch đƣờng houblon hoá

Đây là giai đoạn dễ nhiễm tạp nhất đặc biệt là nhiễm các loại vi khuẩn chịu nhiệt
có thể gây cho bia thành phẩm có mùi vị lạ do đó cần thiết kế các thiết bị để đảm bảo
tránh nhiễm tạp cho bia.
Để làm trong dịch đường có thể sử dụng các thiết bị: thùng thấp hở, thùng kín lọc
ly tâm, máy lọc tấm, lắng xốy... Ở đây em chọn thiết bị lắng xoáy để làm trong dịch
đường. Thiết bị lắng xốy có cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng, dựa vào lực ly tâm và
trọng lực nên có thể đạt hiệu quả cao trong việc phân ly bã hoa và các cặn lắng khác ra

18


khỏi dịch đường. Để tránh nhiễm tạp trong khi lắng xốy thì ống hơi ở thùng lắng xốy
thiết kế có đường kính bằng khoảng 1/10 đường kính thùng để dịng hơi bốc lên đủ mạnh
để ngăn ngừa sự nhiễm tạp. Để tăng hiệu quả phân ly thì đường ống đưa dịch đường vào
lắng xoáy phải thiết kế thu hẹp để tăng vận tốc dòng chảy trước khi vào tiếp tuyến với
thành thùng ở vị trí cách đáy 1/3 chiều cao thùng nhằm tận dụng hiệu quả lực ly tâm.
Đường ống cấp dịch cũng nên thiết kế đoạn cong lên nhằm tách bớt một phần cặn của
dịch và ổn định dòng dịch. Dịch trong được tháo ra bằng cả đường ống tiếp tuyến cách
đáy một khoảng và cả phía đáy nhằm tránh kéo theo bã. Bã hoa được tháo ra ở đáy thùng
bằng việc xả nước vào thùng, để tháo bã dễ dàng thiết kế đáy thùng hơi nghiêng so với
mặt phẳng nằm ngang chừng 3 – 50.
Làm lạnh dịch đường để hạ nhiệt độ dịch đường xuống tới nhiệt độ lên men. Để
tránh nhiễm tạp giai đoạn này cần tiến hành làm lạnh nhanh dịch đường, đồng thời cũng
để đẩy nhanh tiến trình sản xuất. Ở đây em chọn thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tấm bản, làm
lạnh 2 cấp, với chất tải nhiệt là nước lạnh 2˚C và glycol -50C để làm lạnh nhanh dịch
đường. Nước sau khi lấy nhiệt của dịch đường được dùng để phục vụ quá trình nấu và vệ
sinh hệ thống nồi nấu. Ngay sau lạnh nhanh bố trí thiết bị sục khơng khí vơ trùng vào dịch
đường rồi đưa đi lên men.
2.4. Chọn chủng nấm men và phƣơng pháp lên men
Lên men là giai đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đường houblon hoá thành bia

dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng.
Quá trình quan trọng nhất và phức tạp nhất ở giai đoạn này là quá trình lên men
rượu của các loại đường ở trong cơ chất. Song song với q trình lên men rượu hoặc sau
đó, trong dịch lên men cịn xảy ra rất nhiều q trình hoá sinh, sinh lý, hoá lý, hoá học và
lý học phức tạp khác. Những q trình này đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc
ấn định thành phần và chất lượng của bia.
2.4.1. Chọn chủng nấm men
Nấm men sử dụng trong lên men bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống
0

Saccharomyces có nhiệt độ sinh trưởng là 25– 30 C nhưng có thể phát triển được ở 2–
0

0

3 C và chịu đến -180 C, ở nhiệt độ khơng khí lỏng vẫn sống.
Giai đoạn đầu lên men cần có oxy để dấm man sinh trưởng, phát triển tăng sinh
khối sau đó oxy cạn dần chuyển sang pha yếm khí.
Chủng nấm men được sử dụng để lên men ở đây là Saccharomyces carlsbergensis

19


là loại nấm men hiếu khí tùy tiện.
Trong điều kiện hiếu khí được cung cấp đủ oxy nấm men thực hiện q trình hơ
hấp và tăng sinh khối, cịn trong điều kiện yếm khí chúng thực hiện q trình lên men.
0

Loài nấm men phát triển tốt ngay ở nhiệt độ thấp khoảng 6 – 7 C.
Nấm men cấp cho quá trình lên men có thể lấy từ chủng gốc trải qua hai giai đoạn

nhân men trong phịng thí nghiệm và nhân men sản xuất. Trong giai đoạn nhân men trong
phòng thí nghiệm chủng nấm men gốc được bảo quản dạng đông khô hay bảo quản lạnh
trong các ống thạch nghiêng được cấy chuyển ra bình tam giác 100ml, rồi sang bình
1000ml, bình 5l, bình 20l trên mơi trường nước chiết malt có bổ sung thêm các chất dinh
dưỡng chủ yếu là dạng muối khống. Mỗi cấp cấy chuyển ni trong thời gian 24h ở 22 –
250C, nếu ni lắc thì thời gian có thể ngắn hơn. Sang giai đoạn nhân giống sản xuất nấm
men được nuôi trong các canh trường có dung tích tăng dần 100l, 300l... cho đến khi đủ
lượng cấp cho lên men. Trong giai đoạn nhân giống sản xuất môi trường dinh dưỡng để
nuôi nấm men thường dùng trực tiếp dịch đường sau lạnh nhanh từ phân xưởng nấu có bổ
sung thêm các chất dinh dưỡng, nhiệt độ nhân giống là 16 – 20˚C, trong quá trình ni có
sục khí ở thời gian đầu để nấm men phát triển sinh khối mạnh. Mật độ dịch men giống sau
nhân giống phải đạt khoảng 100 – 120 triệu tế bào/ml.
Ngồi ra có thể tái sử dụng sữa men kết lắng sau lên men. Sau khi lên men chính,
người ta tiến hành tháo sữa men. Thơng thường, cứ 1000 lít dịch đường cho khoảng 20 lít
dịch sinh khối nấm men sệt, độ ẩm 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 6 – 8 lần, tùy thuộc chất lượng nấm men. Để tái sử dụng nấm men kết
lắng cần xử lý rửa, bảo quản và hoạt hoá men.
Rửa men: Dịch bã men thu được sau lên men chính được lọc và rửa nhiều lần
bằng nước vô trùng ở 1 – 20C 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 – 20C.
Hoạt hóa: Trước khi sử dụng, để nấm men phát triển tốt cần phải tiến hành hoạt
hóa giống bằng cách: ni cấy nấm men trong dịch đường mới với tỷ lệ dịch đường: men
sữa bằng 4 : 1, sục khơng khí vơ 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

20