TÍNH và CHỌN THIẾT bị CHO PHÂN XƯỞNG HOÀN THIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 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 CO2, 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
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
nhà máy bia năng suất 40 triệu lít/năm, xây dựng tại Hải Dương, phục vụ
người dân trong tỉnh và các vùng lân cận.

Thời gian vừa qua, dưới sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong viện
Công nghệ sinh học - thực phẩm trường đại học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt
dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Lan Hương, 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 15 tháng 05 năm 2008
Sinh viên thực hiện

TRẦN THẾ DŨNG
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
PHẦN I:LẬP LUẬN KINH TẾ
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.
Ở 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. Mười

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 nh ư: 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.
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU 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.
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 uống có độ cồn nhẹ, có giá 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 là 10 lít/người, tổng sản
lượng 1000 triệu lít. Dự kiến đến năm 2008 tiêu thụ 20 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
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
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 2008: 15000 Triệu lít
Năm 2010: 19000 Triệu lít
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.
- Năm 2008 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.
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
Sản lượng sản xuất ngành 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
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.
+ 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.
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
+ 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 dựng nhà máy nằm ở
thành phố Hải Dương . Địa điểm này đáp ứng được các nhu cầu trên phương
diện sau:
a. Giao thông
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.
b. 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 – Bắc Ninh. 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 Định, Thái Bình.
c. 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.
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 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.
d. 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.
e. 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.
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
PHẦN II: CHỌN VÀ THUYẾT MINH
DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
I. Nguyên liệu sản xuất
Nguyên liệu chính trong sản xuất bia là: malt đại mạch (có thể sử dụng
nguyên liệu thay thế như gạo ngô,… ở đây ta chọn gạo với tỷ lệ 30%), hoa
houblon, nước, nấm men. Trong điều kiện nước ta hiện nay chủ yếu áp dụng
công thức sau:
Bia = malt + gạo + hoa houblon + nước + nấm men.
1. Malt đại mạch.
Đây là nguyên liệu chính đề xuất bia, khoảng 1/3 đại mạch được trồng
chủ yếu ở Nga, Mỹ, Pháp…Trong nhiều nghiên cứu đã khẳng định rằng bia
được sản xuất từ malt đại mạch có chất lượng hơn hẳn so với các nguồn
nguyên liệu khác.
Khi đưa vào sản xuất malt phải đạt các yêu cầu sau:
a. Chỉ tiêu cảm quan
- Màu sắc: Màu vàng sáng, vỏ có ánh.
- Mùi vị: Đặc trưng là vị ngọt nhẹ hay ngọt dịu, không được có mùi lạ.
- Độ sạch: Không được lẫn tạp chất quá 1%, hạt có kích thước đều, tỷ lệ
vỡ tối đa cho phép <5%.
b. Chỉ tiêu cơ học, hoá học.
- Khối lượng tuyệt đối: 29 – 38g/1000 hạt
- Dung trọng: 530 – 560g/l
- Độ ẩm: W = 5 – 8%

TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
- Độ hoà tan: 65 – 82% chất khô
- Thời gian đường hoá 10 – 20ph/70
o
C
- Đường maltoza chiếm 65 – 72% tổng chất hoà tan, tỷ lệ đường/phi
đường (gluxit đơn giản/ gluxit cao phân tử) là 1/0.5
c. Thành phần chính
STT Thành phần hoá học của malt
Tính theo phần trăm
chất khô
1 Tinh bột 58 – 65
2 Đường khử 4
3 Saccharoza 5
4 Pentoza 1
5 Nitơ formol 0.7 – 1
6 Chất khoán 2.5
7 Pentoza không hoà tan và hexoza 9
8 Xenlluloza 6
9 Các chất chứa nitơ 10
10 Các chất chứa nitơ không đông tụ 2.5
11 Chất béo 2.5
2. Gạo
a.Yêu cầu chung về gạo:
- Đồng nhất về kích thước.
- Màu sắc trắng đồng nhất, không có hạt bị mốc, mối, mọt mùi hôi.
- Không có hạt sạn cát (nếu có cho phép 2%).
- Độ ẩm 10 – 13%.
- Độ hoà tan 75 – 85%

TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
b.Thành phần hoá học của gạo
STT Thành phần
Tính theo thành phần
chất khô
1 Tinh bột 75
2 Protein 6 - 8
3 Chất béo 1 – 1.5
4 Xenlluloza 0.5 – 0.8
5 Chất khoáng 1 - 1.2
3. Hoa houblon
Đây được coi là nguyên liệu thứ hai không thể thay thế trong sản xuất
bia. Hoa làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả
năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của
sản phẩm. Do những tính năng đặc biệt như vậy nên trải qua mấy thiên niên
kỉ tồn tại và phát triển của ngành bia hoa houblon vẫn giữ được vai trò độc
tôn và là loại nguyên liệu “không thể thay thế”
a.Yêu cầu của hoa
- Màu sắc: hoa cánh màu vàng đục hơi xanh, không có màu nâu hoặc
xám đen
- Tạp chất: không có tạp chất, không lẫn nhiều cuống hoa.
- Mùi thơm đặc trưng không có mùi hắc
- Dùng tay nghiền hoa còn dính tay.
- Chỉ sử dụng loài hoa cái chưa thụ phấn.
- Hoa viên hoa cánh thu về được sấy khô nghiền ép và đùn thành viên
được bảo quản trong giấy nhôm.
- Cao hoa: hoa được trích ly bằng các dung môi hữu cơ rồi cô đặc dịch
đến cao. Cao hoa có màu vàng, đen sẫm, dẻo có thể bảo quản tốt từ 3 – 4
năm, dễ dàng vận chuyển.

b. Thành phần của hoa
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
STT Thành phần Tính theo % chất khô
1 Độ ẩm 11 - 13
2 Chất đắng 15 – 21
3 Polyphenol 2,5 – 6
4 Tinh dầu thơm 0.3 – 1
5 Protit 15 – 21
6 Xenlluloza 12 - 14
7 Chất khoáng 5 – 8
8 Các chất khác 26 - 28
4. Nấm men
Đặc điểm: Nấm men thường dùng hiện nay là chủng Saccharomyces
carbergensis. Đây là loại nấm men chìm, tế bào có hình oval, kích thước 3 -
10µm, sinh sản chủ yếu bằng phương thức nẩy chồi, lên men ở điều kiện nhiệt
độ thấp, có khả năng lên men các loại đường raffinoza, maltoza, glucoza,
fructoza…vào cuối quá trình lên men nó kết lắng xuống đáy do tính chất tạo
thành chùm tế bào, thuận lợi cho việc tách men sau quá trình lên men để quay
vòng sử dụng nấm men.
Nguồn men giống: Có thể lấy men giống từ nuôi cấy nấm men thuần
chủng hay tái sử dụng từ những nấm men trước.
5. Nước
Hàm lượng các chất hoà tan trong dịch đường trước khi lên men là 10 –
13% đối với bia vàng. Như vậy hoà tan chiếm 82 – 89% do đó nước là một
trong những nguyên liệu chính để sản xuất bia.
Nước giữ vai trò quan trọng trong việc hình thành vị của sản phẩm nên
nó phải đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu hoá học và sinh học. Nước dùng trong sản
xuất bia là nước mềm, đảm bảo một số yêu cầu sau:
- Nước uống được đảm bảo yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm nước

trong suốt, không màu, không mùi, không vị, không có tạp chất.
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
- Hàm lượng muối cacbonat <50mg/l
- Hàm lượng muối magie <50mg/l
- Hàm lượng clorua <50mg/l
- Hàm lượng sunphat <250mg/l
- Hàm lượng ion canxi <50mg/l
- Hàm lượng ion magie <50mg/l
- Hàm lượng ion sắt <50mg/l
- Hàm lượng đồng, kẽm: không có.
- Hàm lượng muối phopho ≤ 5000mg/l.
- PH ≤ 9,5.
- NH
3
và muối NO
3
-
: 0,1mg/l.
- VSV không quá ≤ 100 tế bào/1cm
3


- E.coli và các VSV độc hại ≤ 3 tế bào/1cm3
6. Chế phẩm Enzym để dịch hóa cháo.
+ Dùng enzym để dịch hoá cháo với mục đích:
- Tiết kiệm chi phí, dùng gạo thay thế nhiều hơn với chất lượng tốt hơn.
- Kiểm soát tốt hơn và cải tiến và quá trình nấu, tăng hiệu suất thu hồi
chất chiết.
- Làm ổn định và nâng cao chất lượng của bia.

- Linh động hơn trong việc lựa chọn nguyên liệu.
+ Enzym sử dụng dể dịch hoá gạo là Termamyl 120L của Đan Mạch.
Đây là loại enzym dạng lỏng thu được từ nuôi cấy Bacillus licheriformis có
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
khả năng chịu được nhiệt độ cao. Termamyl 120L chứa chủ yếu α – Amilaza
có tác dụng phân cắt các liên kết 1,4 anpha – glucozit trong chuỗi mạch
amiloza và amilopectin, làm giảm nhanh độ nhớt của cháo, tránh hiện tượng
lão hoá tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hoá tiếp theo.
+ Ưu điểm của việc sử dụng enzym:
- Đạt đựơc độ nhớt thấp, tránh hiện tượng lão hoá tinh bột.
- Tăng hiệu suất thu hồi chất chiết.
- Chịu được nhiệt độ cao thích hợp với điều kiện công nghệ.
7. Các chất phụ gia.
Các chất phụ gia bao gồm tất các chất được sử dụng dưới dạng nguyên
liệu phụ để nhằm đạt được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết trong quá trình sản
xuất. Bao gồm:
- Nhóm các chất phụ gia dùng để xử lý nước đầu vào, nước thải: dung
dịch axit, xút, than hoạt tính…
- Nhóm các chất sát trùng, tẩy rửa thiết bị, đường ống: dung dịch axit,
xút…
- Nhóm các chất dùng cho thu hồi CO
2
: thanh hoạt tính, sillicagel…
II. Chọn dây chuyền sản xuất.
+ Mục đích của quá trình nấu là:
- Hoà tan các chất có trong malt, gạo.
- Sử dụng các enzym amylaza để chuyển tinh bột thành đường, proteaza
để thuỷ phân protein thành axit amin, polypeptit, peptit.
- Làm đắng dịch đường nhờ hoa houblon.

TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
+ Quá trình nấu được chia thành 5 công đoạn:
- Nghiền nguyên liệu.
- Nấu và đường hoá.
- Lọc dịch đường.
- Nấu hoa hay houblon hoá.
- Lắng trong và làm lạnh dịch đường houblon hoá.
1. Nghiền nguyên liệu.
Có rất nhiều phương pháp nghiền khác nhau, mỗi phương pháp đều có
những ưu điểm, nhược điểm riêng tuỳ theo điều kiện nhà máy lựa chọn sao
cho phù hợp nhất.
- Nghiền khô: ưu điểm là có thể nghiền trước một ngày, có thể nghiền
malt có độ nhuyễn kém nhưng nhược điểm là không giữ được nguyên vỏ, bụi
và bột nhiều nên dung tích thùng lọc nhỏ.
- Nghiền ướt: có thể khắc phục được bảo toàn có thể tăng chiều cao lớp
lọc nhưng nhược điểm là nghiền không tốt các loại malt có độ nhuyễn kém,
chi phí thiết bị và vệ sinh thiết bị lớn, dễ ăn mòn thiết bị.
- Nghiền ẩm: có thể khắc phục toàn bộ những nhược điểm của hai
phương pháp trên kỹ thuật hơi phức tạp.
Trong đồ án này em chọn phương pháp nghiền khô.
Đây là phương pháp đơn giản và hiện đang được áp dụng rộng rãi tại
nước ta.
2. Nấu và đường hoá.
Có 3 phương pháp đường hoá là:
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
- Phương pháp ngâm chiết: ngâm, chiết dần, ngâm chiết tăng dần nhiệt
độ. Phương pháp này chỉ thích hợp cho malt có độ nhuyễn tốt và phương
pháp lên men nổi, nhiệt độ cao.

- Phương pháp đun sôi: phương pháp này có đặc điểm là tạo ra bước
nhẩy nhiệt độ, tránh các điểm dừng ở nhiệt độ trung gian, hơn nữa chỉ đun sôi
một phần dịch đường do đó hoạt động của enzym tốt hơn nâng cao được hiệu
suất hoà tan của dịch đường. Có thể nấu 1 lần, 2 lần, 3 lần khi nấu chỉ nấu
phần đặc. Phương pháp này yêu cầu phải có 2 nồi nấu.
- Phương pháp hỗn hợp: áp dụng cho quá trình nấu có sử dụng nguyên
liệu thay thế. Nguyên liệu thay thế được dịch hoá riêng sau đó được đường
hoá, có thể đường hoá chung hoặc riêng với malt. Dịch cháo có thể được dịch
hoá bằng enzym và có sử dụng malt lót 10% so với nguyên liệu thay thế sau
đó được đường hoá chung với malt trong nồi đường hoá.
10% Malt lót
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 16
Gạo
Dịch hoá
Hồ hoá
Đun sôi
Malt
Đường hoá
Lọc bã
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
3. Lọc dịch đường
-Có thể lọc dịch đường bằng nồi lọc hoặc máy lọc khung bản.
Máy lọc khung bản có ưu điểm là lọc nhanh tốn ít lượng nước rửa bã
hơn, thiết bị gọn hơn nhưng nhược điểm của nó là không kín dịch đường dễ bị
oxy hóa nên chất lượng dịch đường kém hơn, vệ sinh vải lọc khó tốn lao động
và chi phí bảo dưỡng lớn.
-Nồi lọc bằng tay tuy lâu hơn, chiếm nhiều diện tích hơn nhưng năng
suất lọc lớn hơn cách nhiệt tốt hơn, dịch lọc ít bị ôxy hoá, dễ cơ giới hoá và tự
động hoá, chi phí bảo dưỡng ít.
-Do đó trong dây chuyền sản xuất này em chọn nồi lọc để lọc dịch nhằm

đảm bảo chất lượng, giảm mức độ lao động của công nhân trong công đoạn
rửa bã và vệ sinh thiết bị.
4. Nấu hoa.
Trong giai đoạn đun hoa phải đảm bảo được thời gian đun sôi cũng như
cường độ sôi của dịch để có thể kết lắng tốt các cặn thô và mịn đảm bảo quá
trình đồng phân hoá nhưng đồng thời tránh hiện tượng caramen hoá dịch.
Kỹ thuật nấu hoa được chia làm 3 phần:
Phần 1: Cho ½ lượng hoa viên vào khoảng 15 – 20 phút sau khi đun sôi,
sử dụng loại hoa đắng nhất ít thơm nhất, giàu tanin nhất.
Phần 2: Cho toàn bộ lượng cao hoa vào, lượng hoa này tạo vị đắng đặc
trưng cho bia.
Phần 3: Cho ½ lượng hoa viên còn lại vào khoảng 15 – 20 phút trước
khi kết thúc nấu hoa, dùng loại hoa thơm nhất, mùi đặc trưng nhất cho bia.
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
Trong dây chuyền sản xuất này em chọn nấu hoa 3 phần sử dụng 2 dạng
chế phẩm là cao hoa và hoa viên. Lượng sử dụng của từng loại dựa trên tương
quan độ đắng của từng loại chế phẩm này.
5.Chọn phương pháp lắng trong .
Sau quá trình nấu hoa, dịch đường vẫn còn nhiều cặn nóng, cặn này gây
ảnh hưởng không tốt đến quá trình lên men và tạo sản phẩm, cần phải tách
cặn và làm nguội đến nhiệt độ lên men.
Quá trình tách cặn ở đây là tách cặn nóng. Lượng cặn nóng tạo ra phụ
thuộc vào:
+ Phương pháp nấu.
+ Phương pháp đường hoá.
+ Cường độ đun sôi dịch đường.
+ Loại và hàm lượng hoa houblon (loại hoa cánh cho cặn nhiều hơn cao
hoa).
+ Chất lượng lọc dịch hèm.

+ Độ nhuyễn malt .
Mức độ tách cặn nóng càng nhiều càng tốt vì nếu để lâu thì kết tủa nhiều
hơn nó thường rất dễ dàng bị kết lắng, làm đục bia, chất lượng càng giảm.
Cặn nóng còn nhiều tạo mùi vị không tốt cho bia nên cần tách triện để. Tuy
nhiên, cặn mịn thì dễ dàng bám vào thành thiết bị, loại bỏ cặn mịn kéo theo
một số chất khác nữa làm bia rất nhạt. Cặn mịn làm cho khả năng đảo trộn bia
tốt, góp phần giữ bọt nên ta cần tách một phần cặn mịn.
Các phương pháp tách cặn:
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
Phương pháp cổ điển: gồm hai bộ phận thiết bị, bể làm nguội đến 60
0
C
và máy làm lạnh dịch đường đến nhiệt độ lên men.
+Ưu điểm:
- Thao tác đơn giản .
- Ở 60
0
C là nhiệt độ mà hầu hết các cặn thô đã kết lắng .
- Nhược điểm được bão hoà oxy nhưng lại không tiếp xúc với không khí
vô trùng. Vì bể để hở trong không khí nên dễ nhiễm tạp vi sinh vật.
Phương pháp hiện đại: Làm nguội và tách cặn trong hệ thống kín.
+ Ưu điểm:
- Khắc phục được các nhược điểm của phương pháp cổ điển vì dịch
đường được bão hoà oxy trong không khí vô trùng, không bị nhiễm tạp vi
sinh vật ở không khí.
+Nhược điểm:
-Thao tác phức tạp, hệ thống thiết bị nhiều hơn và cầu kì .
Trong lắng trong hiện đại có ba phương pháp:
-Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ cao 90

0
C.
-Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ cao 60
0
C .
-Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ thấp.
Nếu tách cặn toàn bộ, bớt được thao tác chuyển thùng, bớt thiết bị ly tâm
mà hiệu quả ly tâm vẫn đạt được tương tự. Nếu tách cặn ở nhiệt độ thấp thì
máy ly tâm và đường ống có áo lạnh, máy làm lạnh dễ bị tắc vì cặn nóng chưa
được tách.
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
Nếu tách cặn bằng máy lọc với bột trợ lọc điatômit thì cho chất lượng
dịch đường cao nhưng chất trợ lọc đắt, phức tạp khi thao tác.
Từ đó, ta chọn phương pháp tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiêt độ cao
90
0
C.
Thiết bị là thùng Whirlpool và máy lạnh nhanh tấm bản, cặn lạnh được
tách sau.
6. Chọn phương pháp lên men.
a.Lên men cổ điển.
- Là quá trình lên men mà sản phẩm có phân tử lượng nhỏ hơn phân tử lượng
của các chất có trong nguyên liệu, thu được bằng các phản ứng dị hoá xẩy ra
trong quá trình lên men.
- Các phương pháp lên men cổ điển gồm có:
+ Lên men chìm, gián đoạn, trong thiết bị hở.
+ Lên men nổi.
+ Lên men trong thiết bị kín kết hợp thu hồi CO
2

.
- Ưu điểm: bia có chất lượng cao, mùi vị hài hoà.
- Nhược điểm: chu kì lên men kéo dài.
Bia 10
o
S: cần 28 ngày.
Bia 12
o
S: cần 38 ngày.
Bia 13
o
S: cần 45 ngày.
Diện tích chiếm chỗ lớn, chí phí thiết bị và lạnh lớn.
Năng suất và hiệu quả không còn phù hợp nữa vì tổn thất lớn.
b. Lên men hiện đại:
- Là những quá trình lên men mà sản phẩm thu được phức tạp hơn, không thể
thay thế bằng phương pháp hoá học, thực tế đó là quá trình sinh tổng hợp.
- Các phương pháp lên men hiện đại ra đời gồm có:
+ Lên men gia tốc trong thiết bị thân trụ đáy côn.
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
+ Lên men một pha trong thiết bị có kích thước lớn.
+ Lên men theo phương pháp liên tục và bán liên tục.
- Nhược điểm: chất lượng sản phẩm không bằng lên men cổ điển từ dịch
đường
-Ưu điểm:
+ Chu kỳ lên men được rút ngắt 50 ÷ 70%, tăng năng suất.
+ Chất lượng bia tiệm cận được với lên men cổ điển.
+ Công nghệ không phức tạp, dễ tự động hoá.
+ Mặt bằng chiếm diện tích ít.

+ An toàn vệ sinh tốt.
- Điểm khác nhau giữa lên men một pha và lên men gia tốc:
+ Lên men một pha diễn ra trong các tank kích thước lớn.
+ Chất lượng sản phẩm sẽ tốt hơn.
+ Chế độ công nghệ khác nhau.
Từ các đặc điểm của các phương pháp lên men, cộng với điều kiện sản xuất
thực tế ta nhận thấy việc lựa chọn phương pháp lên men một pha là hợp lý.
Phương pháp lên men gián đoạn với chủng Saccaromyces carlsbergensis,
nhiệt độ lên men chính 14
o
C, lên men phụ 1
o
C, thời gian lên men chính 8
ngày, thời gian lên men phụ 12 ngày.
7. Chọn phương pháp lọc bia non:
Sau khi lên men, bia non thu được còn căn lạnh là xác tế bào nấm men và một
số hợp chất không tan vào dịch đường nhưng chưa được tách triệt để trước
khi lên men. Có các phương pháp lọc sau:
• Lọc có chất trợ lọc:
+Ưu điểm: lọc triệt để hiệu quả.
+Nhược điểm chi phí cao hơn, thiết bị cấu tạo phức tạp.
• Lọc không có chất trợ lọc: Nhanh bị bít chỉ được dùng để lọc hoàn thiện.
Máy lọc có chất trợ lọc lại có nhiều loại khác nhau:
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
• Máy lọc nến:
+ Ưu điểm:
- Bề mặt lọc tăng dần
- Lọc kín nên không bị oxy hoá bia
- Dễ dàng lắp đặt.

+Nhược điểm:
- Chu trình lọc ngắn.
- Vệ sinh khó khăn.
- Không tăng năng suất vì không tăng bộ phận lọc được
• Máy lọc khung bản.
+Ưu điểm:
- Bề mặt lọc lớn
- Lọc trong và loại bỏ được nấm men
- Vật liệu lọc dễ kiếm, dễ thay thế.
- Không yêu cầu trình độ kỹ thuật cao, thao tác đơn giản
+Nhược điểm:
- Bia dễ bị oxy hoá
- Khó giữ nhiệt độ lạnh cho bia trong quá trình lọc nên làm giảm tính ổn định
các hạt keo tạo độ nhớt.
- Phải thay thế vải lọc nhiều lần, chi phí cao.
• Lọc đĩa: ít bị bít hơn.
Giữ chặt bằng thuỷ lực cơ học tất cả các hạt có kích thước lớn hơn lỗ hổng
của vật liệu lọc.
Hấp thụ các hạt có kích thước bé hơn thậm chí các hạt hoà tan dạng keo và
dạng hoà tan phân tử.
Máy lọc không chất trợ lọc:
• Lọc màng cần có trình độ cao hơn, hay bị bít, ta chọn phương pháp lọc đĩa.
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
Sơ đồ công nghệ sản xuất bia


TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 23
Lắng xoáy
Cặn

Làm lạnh nhanh
bổ sung O2
Nén
Xử lý
Không
khí
Nấm
men
Nhân
giống
Lên men chính
CO2 Thu hồi xử lý
Lên men phụ
Lọc trong
Bổ sung CO2
Chiết chai
Thanh trùng
Dán nhãn
Xếp két
Men sữa
Xử lý
Malt
Nghiền
Gạo
Hồ hóa
Rửa bã
Bã
Nghiền
Đường hóa
Lọc dịch đường

Bã
Nấu hoa
Hoa
Malt lót
10%
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
III. Thuyết minh sơ đồ sản xuất.
1. Nghiền nguyên liệu:
a. Nghiền malt
Mục đích: Đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với
nước, thúc đẩy quá trình đường hoá và các quá trình thuỷ phân khác.
Yêu cầu: Vỏ còn nguyên vẹn và tách ra khỏi nội nhũ, lượng tấm thô
nhỏ, lượng tấm mịn nhiều, bột mịn rất ít để tránh tắc khi lọc.
Malt nghiền được phân làm 5 loại: Vỏ, tấm lớn, tấm bé, bột thô, bột mịn.
Mức độ nghiền: vỏ 24%, tấm 51%, bột 25%.
b. Nghiền gạo
Mục đích: Phá vỡ màng tinh bột để quá trình dịch hoá hồ hóa diễn ra
nhanh và triệt để hơn
Yêu cầu: Nghiền càng nhỏ càng tốt.
2. Quá trình nấu và đường hoá.
a. Nấu gạo
Mục đích: Tinh bột gạo được dịch hoá và hồ hoá, độ nhớt giảm, tạo điều
kiện thuận lợi cho quá trình đường hoá sau này.
Tiến hành nấu gạo: Sau khi vệ sinh thiết bị bằng nước nóng, bơm một ít
luyượng nước vào nồi nấu gạo. Nước bơm vào được tận dụng từ nước ra ở
máy lạnh nhanh có nhiệt độ khoảng 45
o
C. Bật cánh khuấy. Cho toàn bộ lượng
malt lót. Bổ sung chế phẩm Termamyl 120L với tỷ lệ 0,1% so với gạo. Sau đó
cho lượng bột gạo vào. Nâng nhiệt lên 50 – 52

o
C và giữ 15 phút để proteaza
trong malt hoạt động phân cắt protein thành các axit amin. Cấp hơi để nâng từ
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 40 TRIỆU LÍT/ NĂM
từ nhiệt độ khối dịch lên 83oC (1 độ /phút), đầy là nhiệt độ hồ hoá của tinh
bột. Giữ ở nhiệt độ 20 phút để hồ hoá tinh bột. Tiếp tục cấp hơi đun sôi dịch
cháo trong khoảng 60 phút. Khi sôi được khoảng 30 phút thì bắt đầu ngâm
malt ở nồi đường hoá. Kiểm tra xem cháo chín chưa. Ngừng cấp hơi, để nguội
xuống 80 – 83
o
C (trong vòng 15 phút) rồi bơm sang nồi nấu malt.
Thời gian nấu một mẻ là: 160 phút.
b. Đường hoá
Mục đích: Tạo điều kiện thích hợp thông qua việc điều chỉnh nhiệt độ,
pH môi trường để hệ enzym của malt hoạt động, phân cắt các hợp chất cao
phân tử trong dung dịch cháo thành các hợp chất thấp phân tử dễ hoà tan.
Yêu cầu của quá trình đường hoá là dịch đường thu được chứ hàm lượng
chất chiết tối đa có thể và tỷ giữa các thành phần là 80% đường lên men, 20%
đường không lên men.
Tiến hành đường hoá: Sau khi vệ sinh thiết bị, bơm nước có nhiệt
độ từ 35 – 40
o
C vào nồi nấu malt. Bật cánh khuấy, cho malt vào (tỷ lệ nước:
malt = 5:1). Cho axít vào để đưa pH dịch cháo về pH = 5,4 – 5,6. Tiến hành
ngâm bột ở nhiệt độ này trong vòng 30 phút nhằm mục đích chiét tách và hoạt
hoá các enzym trong malt vào dung dịch. Sau khi ngâm được 3 phút, tiến
hành bơm cháo sang. Chỉ bơm lượng cháo sao cho nhiệt độ toàn khối dịch
khoảng 50 – 52
o

C . Giữ ở nhiệt độ này khoảng 15 phút để proteaza hoạt động.
Sau đó bơm nốt lượng cháo sang đồng thời cấp nhiệt nâng nhiệt độ khối dịch
lên 60 – 62
o
C.
Giữ nhiệt độ này trong 20 phút. Đây là thời gian dừng cho
β
- amylaza
hoạt động, phân cắt bột tạo maltoza là đường lên men chính cho nấm men.
Sau đó cấp hơi nâng nhiệt độ lên 70 – 72
o
C (mất khoảng 10 phút) để α –
TRẦN THẾ DŨNG - CNSH K45 25