Thiết kế nhà máy bia sản xuất bia đen năng suất 10triệu lít/năm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế nhà máy bia sản xuất bia đen
năng suất 10triệu lít/năm
PHẠM THỊ MINH NGUYỆT


Ngành kỹ thuật Sinh học

Giảng viên hướng dẫn:

Bộ mơn:
Viện:

GS.TS Nguyễn Văn Cách
Chữ ký của GVHD
GS.Hồng Đình Hịa
ThS.Nguyễn Quang Chương
Kĩ thuật Sinh học
Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm

HÀ NỘI, 07/2020



ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Phạm Thị Minh Nguyệt
Số hiệu sinh viên: 20152743
Khóa: 60
Viện: Cơng nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm

Ngành: Kỹ thuật Sinh học
1. Đầu đề thiết kế:
Thiết kế nhà máy bia sản xuất bia đen năng suất 10 triệu lít/năm
2. Các số liệu ban đầu:
Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen năng suất 10 triệu lít/năm:60% bia chai, nồng
độ dịch đường 14,5oBx. 40% bia hơi, nồng độ dịch đường là
12,5 oBx. Với 63% malt vàng,10% malt đen,20% malt melano và 7% gạo.
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
Chương 1 : Lập luận kinh tế kỹ thuật.
Chương 2 : Chọn và thuyết minh dây chuyền cơng nghệ.
Chương 3 : Tính tốn cân bằng sản phẩm.
Chương 4 : Tính tốn và chọn thiết bị.
Chương 5 : Tính tốn điện-hơi-nước.
Chương 6 : Tính tốn xây dựng.
Chương 7 : Tính tốn kinh tế.
Chương 8 : Vệ sinh an toàn lao động.
4. Các bản vẽ:
- Sơ đồ dây chuyền công nghệ (A1)
- Phân xưởng nấu (A1)
- Phân xưởng lên men (A1)
- Phân xưởng hoàn thiện (A1)
- Tổng bình đồ nhà máy (A1)
5. Họ tên cán bộ hướng dẫn:
Công nghệ : PGS.TS Nguyễn Văn Cách….......................................................
Xây dựng: GS.Hồng Đình Hịa.........................................................................
Kinh tế: TS.Nguyễn Quang Chương..................................................................


6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
............................................................................................................................

7. Ngày hoàn thành đồ án:
.............................................................................................................................
Ngày ....... tháng ....... năm 20…
Trưởng bộ môn
(Ký, ghi rõ họ, tên)

Cán bộ hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ, tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày…..tháng…năm…..
Người duyệt
(Ký, ghi rõ họ, tên)

Sinh viên
(Ký, ghi rõ họ, tên)


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN NGÀNH BIA................................1
1.1

Giới thiệu tổng quan ngành Bia.................................................................1
1.1.1
Tình hình sản xuất bia trên thế giới và những thách thức đặt ra
với ngành. [7]................................................................................................1

1.2

1.1.2

Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam.........................3

1.1.3

Giới thiệu về sản phẩm bia đen [10]...........................................6

Thuyết minh địa điểm xây dựng nhà máy...............................................10
1.2.1

Vị trí địa lý...............................................................................10

1.2.2

Nguồn nguyên liệu...................................................................10

1.2.3

Khu vực tiêu thụ.......................................................................11

1.2.4

Cơ sở hạ tầng............................................................................11

1.2.5

Nguồn lao động........................................................................12

CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP VÀ THUYẾT MINH DÂY
CHUYỀN CÔNG NGHỆ..................................................................................13
2.1

2.2

2.3

Nguyên liệu sản xuất...............................................................................13
2.1.1

Malt đại mạch...........................................................................13

2.1.2

Malt đen...................................................................................14

Hoa houblon............................................................................................20
2.2.1

Dạng hoa viên...........................................................................21

2.2.2

Dạng cao hoa............................................................................22

2.2.3

Nước.........................................................................................22

2.2.4

Nấm men..................................................................................23

2.2.5

Nguyên liệu thay thế (gạo).......................................................24

2.2.6

Các chế phẩm enzyme..............................................................25

2.2.7

Các nguyên liệu phụ trợ............................................................26

Lựa chọn phương pháp và thiết bị...........................................................26
2.3.1

Nghiền nguyên liệu...................................................................26

2.3.2

Hồ hóa và dịch hóa...................................................................28

2.3.3

Đường hóa................................................................................28

2.3.4

Lọc dịch đường.........................................................................29

2.3.5

Nấu hoa houblon......................................................................30

2.3.6

Lắng trong và làm lạnh nhanh..................................................31


2.4

2.5

2.6

2.7

Lên men...................................................................................................34
2.4.1

Phương pháp lên men trong hai thiết bị....................................34

2.4.2

Phương pháp lên men trong một thiết bị...................................35

Lọc bia.....................................................................................................35
2.5.1

Máy lọc khung bản...................................................................36

2.5.2

Máy lọc đĩa...............................................................................36

2.5.3

Máy lọc nến..............................................................................36

2.5.4

Máy ly tâm...............................................................................36

Thuyết minh quy trình cơng nghệ............................................................37
2.6.1

Nghiền malt..............................................................................38

2.6.2

Nghiền gạo...............................................................................38

2.6.3

Hồ hóa và dịch hóa...................................................................38

2.6.4

Đường hóa................................................................................39

2.6.5

Lọc dịch đường.........................................................................40

2.6.6

Lắng xốy.................................................................................42

2.6.7

Làm lạnh nhanh........................................................................42

2.6.8

Bão hịa O2 vào dịch lên men....................................................43

2.6.9

Chuẩn bị men...........................................................................44

2.6.10

Lên men....................................................................................45

2.6.11

Lọc bia......................................................................................47

2.6.12

Bão hịa CO2.............................................................................49

2.6.13

Chiết block, chiết chai và đóng nắp..........................................49

2.6.14

Thanh trùng..............................................................................50

2.6.15

Dán nhãn..................................................................................50

Công nghệ xử lý nước cấp, nước thải......................................................50
2.7.1

Xử lý nước cấp.........................................................................51

2.7.2

Xử lý nước thải.........................................................................51

CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN CÂN BẰNG SẢN PHẨM...................................53
3.1

Lập kế hoạch sản xuất.............................................................................53

3.2

Tính cân bằng sản phẩm..........................................................................53
3.2.1

Tính tốn cân bằng sản phẩm sản xuất bia chai........................54

3.2.2

Tính cân bằng sản phẩm cho sản xuất bia hơi..........................63

CHƯƠNG 4. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ.....................................................70
4.1

Tính và chọn thiết bị phân xưởng chuẩn bị nguyên liệu..........................70


4.2

4.3

4.4

4.1.1

Gầu tải, vít tải nhập liệu và Silo................................................70

4.1.2

Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng nghiền...........................73

Tính tốn thiết bị phân xưởng nấu...........................................................77

4.2.1

Nồi hồ hóa và dịch hóa.............................................................77

4.2.2

Nồi đường hóa..........................................................................79

4.2.3

Thùng lọc đáy bằng..................................................................80

4.2.4

Nồi nấu hoa..............................................................................82

4.2.5

Thùng lắng xoáy.......................................................................83

4.2.6

Thiết bị làm lạnh nhanh và hệ thống sục khí............................84

4.2.7

Thùng nước nấu........................................................................85

4.2.8

Hệ thống CIP nhà nấu...............................................................86

4.2.9

Bơm..........................................................................................87

Tính và chọn thiết bị phân xưởng lên men..............................................87
4.3.1

Tank lên men............................................................................88

4.3.2

Thiết bị nhân men giống cấp II.................................................89

4.3.3

Thiết bị nhân men giống cấp I..................................................91

4.3.4

Thiết bị bảo quản men sữa........................................................93

4.3.5

Thiết bị hoạt hóa men sữa.........................................................94

4.3.6

Hệ thống CIP bộ phận lên men.................................................95

Tính tốn thiết bị bộ phận hoàn thiện sản phẩm......................................96
4.4.1

Thiết bị lọc bia..........................................................................96

4.4.2

Bơm lọc....................................................................................97

4.4.3

Thùng chứa bia sau lọc.............................................................97

4.4.4

Thiết bị bão hòa CO2...............................................................98

4.4.5

Hệ thống chiết bock..................................................................99

4.4.6

Hệ thống chiết chai.................................................................100

CHƯƠNG 5. TÍNH TỐN NHU CẦU NĂNG LƯỢNG VÀ NHU CẦU SỬ
DỤNG NƯỚC CỦA NHÀ MÁY....................................................................104
5.1

Tính nhiệt lạnh......................................................................................104
5.1.1

Lượng nhiệt lạnh cần cấp cho thiết bị làm lạnh nhanh............104

5.1.2

Tính lượng nhiệt lạnh cấp cho khu lên men............................104

5.1.3

Tính tốn lượng nhiệt lạnh cấp cho hệ thống cấp men giống..107

5.1.4

Lượng nhiệt lạnh cấp cho phân xưởng hoàn thiện..................111

5.1.5

Hệ thống lạnh.........................................................................112


5.2

5.3

5.4

Tính hơi.................................................................................................114
5.2.1

Tính hơi cấp cho q trình hồ hóa và dịch hóa.......................114

5.2.2

Tính lượng hơi cần cho q trình đường hóa..........................115

5.2.3

Tính lượng hơi cần cấp cho q trình nấu hoa........................116

5.2.4

Tính lượng hơi cấp cho nồi đun nóng nước............................117

5.2.5

Tính lượng hơi cấp cho phân xưởng hồn thiện.....................118

5.2.6

Tính lượng nhiên liệu cấp cho nồi hơi....................................119

Tính lượng nước sử dụng......................................................................120
5.3.1

Tính lượng nước sử dụng cho phân xưởng nấu......................120

5.3.2

Tính lượng nước dùng cho phân xưởng lên men....................121

5.3.3

Lượng nước sử dụng cho phân xưởng hồn thiện...................121

5.3.4

Tính lượng nước dùng cho các hoạt động khác......................122

Tính điện năng tiêu thụ..........................................................................123
5.4.1

Tính phụ tải chiếu sáng...........................................................123

5.4.2

Phụ tải sản xuất.......................................................................125

5.4.3

Tính tốn các thơng số của hệ thống điện...............................125

5.4.4

Tính lượng điện năng sử dụng hằng năm................................126

CHƯƠNG 6. TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG NHÀ MÁY........128
6.1

Tính tốn các hạng mục cơng trình........................................................128
6.1.1

Khu vực sản xuất....................................................................128

6.1.2

Kho tàng.................................................................................130

6.1.3

Các phân xưởng phụ trợ sản xuất...........................................131

6.1.4

Các cơng trình khác................................................................131

6.2

Bố trí các hạng mục cơng trình..............................................................134

6.3

Tính tốn đánh giá thơng số xây dựng...................................................134

CHƯƠNG 7. TÍNH TỐN KINH TẾ...........................................................135
7.1

Mục đích, ý nghĩa của việc tính kinh tế.................................................135

7.2

Nội dung tính tốn.................................................................................135
7.2.1

Chi phí mua sắm tài sản cố định.............................................135

7.2.2

Chi phí trong từng năm...........................................................140

7.2.3

Tính giá thành sản phẩm.........................................................145

7.2.4

Tính giá bán sản phẩm............................................................145

7.2.5

Doanh thu và thu nhập............................................................146

7.2.6

Thu nhập sau thuế của dự án..................................................147


7.2.7

Đánh giá dự án và thời gian hoàn vốn....................................147

CHƯƠNG 8. VỆ SINH VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG...................................149
8.1

8.2

Vệ sinh..................................................................................................149
8.1.1

Vệ sinh cá nhân......................................................................149

8.1.2

Vệ sinh thiết bị nhà xưởng......................................................149

An tồn lao động...................................................................................150
8.2.1

Chống khí độc trong nhà máy.................................................150

8.2.2

Chống ồn và rung động..........................................................150

8.2.3

An toàn khi vận hành thiết bị..................................................150

8.2.4

An tồn về điện.......................................................................150

8.2.5

Phịng cháy chữa cháy............................................................151

KẾT LUẬN......................................................................................................152
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................153


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Các loại bia tại Việt Nam.......................................................................3
Hình 1.2 Thị trường bia tại Việt Nam...................................................................7
Hình 2.1 hạt malt đen [9]....................................................................................14
Hình 2.2 nguyên liệu gạo[9]................................................................................24
Hình 2.3 Quy trình cơng nghệ.............................................................................37
Hình 4.1 Thiết bị hồ hóa......................................................................................77
Hình 4.2 Thiết bị lọc đáy bằng............................................................................80
Hình 4.3 Thiết bị nấu hoa....................................................................................82
Hình 4.4 Thùng lắng xốy...................................................................................83
Hình 4.5 Thiết bị nhân giống cấp II....................................................................89
Hình 4.6 Thiết bị nhân giống cấp I......................................................................91
Hình 4.7 Thiết bị bảo quản men sữa....................................................................93
Hình 4.8 Lọc bia..................................................................................................96


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Các chỉ tiêu cảm quan............................................................................9
Bảng 1.2 Các chỉ tiêu hóa học...............................................................................9

Bảng 1.3 Các chỉ tiêu về vi sinh vật....................................................................10
Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu của malt đen.[1]...........................................................15
Bảng 2.2 Đặc điểm khác nhau trong công nghệ sản xuất malt đen và malt vàng.
[5]........................................................................................................................ 16
Bảng 2.3 Một số thông số kĩ thuật của malt vàng, malt đen và malt melano.......20
Bảng 2.4 Tiêu chuẩn nước trực tiếp sản xuất......................................................23
Bảng 2.5 Thành phần hóa học của gạo.[4]..........................................................25
Bảng 2.6 Yêu cầu về chất lượng của gạo............................................................25
Bảng 3.1 Kế hoạch sản xuất các mặt hàng bia trong năm...................................53
Bảng 3.2 Các chỉ số ngun liệu.........................................................................54
Bảng 3.3 Bảng tổng hợp tính tốn cân bằng vật chất đối với bia chai.................62
Bảng 3.4 Hàm lượng chất khô và chất chiết trong từng loại nguyên liệu............64
Bảng 3.5 Bảng thống kê nguyên liệu cho sản xuất bia hơi..................................68
Bảng 4.1 Thông số kĩ thuật của gầu tải nhập liệu................................................72
Bảng 4.2 Thơng số kĩ thuật của vít tải nhập liệu.................................................72
Bảng 4.3 Thông số kĩ thuật silo chứa..................................................................72
Bảng 4.4 Thông số kĩ thuật của gầu tải...............................................................74
Bảng 4.5 Thông số kĩ thuật vít tải.......................................................................74
Bảng 4.6 Thơng số kĩ thuật máy sàng.................................................................75
Bảng 4.7 Thông số kĩ thuật thiết bị nghiền..........................................................76
Bảng 4.8 Các thông số kĩ thuật nồi hồ hóa..........................................................78
Bảng 4.9 Các thơng số kĩ thuật nồi đường hóa....................................................79
Bảng 4.10 Thơng số kĩ thuật thùng lọc đáy bằng................................................81
Bảng 4.11 Thông số kĩ thuật nồi nấu hoa............................................................83
Bảng 4.12 Thông số thiết bị lắng.........................................................................84
Bảng 4.13 Thông số của thiết bị lạnh nhanh.......................................................84
Bảng 4.14 Thông số thùng chứa nước.................................................................86
Bảng 4.15 Thông số kĩ thuật của thùng CIP........................................................87
Bảng 4.16 Thông số thiết bị lên men...................................................................89
Bảng 4.17 Thông số kỹ thuật của thiết bị nhân giống cấp II...............................91

Bảng 4.18 Thông số kỹ thuật của thiết bị nhân giống cấp I.................................92
Bảng 4.19 Thống số kỹ thuật thiết bị hoạt hóa men sữa......................................95
Bảng 4.20 Thông số thiết bị CIP nhà men...........................................................96
Bảng 4.21 Thông số thiết bị lọc nến....................................................................97


Bảng 4.22 Thông số thiết bị lọc đĩa.....................................................................97
Bảng 4.23 Thông số tank chứa bia sau lọc..........................................................98
Bảng 4.24 Thông số thiết bị bão hịa CO2...........................................................98
Bảng 4.25 Thơng số thiết bị rửa bock.................................................................99
Bảng 4.26 Thông số thiết bị chiết bock.............................................................100
Bảng 4.27 Thông số thiết bị chiết rót 3 in 1......................................................100
Bảng 4.28 Thơng số thiết bị thanh trùng chai....................................................102
Bảng 4.29 Thông số thiết bị dán nhãn...............................................................102
Bảng 4.30 Thông số kỹ thuật của thiết bị xếp két..............................................103
Bảng 4.31 Thông số thiết bị rửa két..................................................................103
Bảng 5.1 Lượng bóng đèn sử dụng và cơng suất chiếu sáng.............................124
Bảng 5.2 Công suất tiêu thụ điện của các thiết bị..............................................125
Bảng 6.1 Các thiết bị phân xưởng nấu...............................................................128
Bảng 6.2 Thông số thiết bị phân xưởng lên men...............................................129
Bảng 6.3 Thông số các cơng trình xây dựng.....................................................133
Bảng 7.1 Chi phí xây dựng các hạng mục cơng trình........................................135
Bảng 7.2 Vốn đầu tư cho thiết bị phân xưởng sản xuất chính...........................136
Bảng 7.3 Vốn đầu tư Phân xưởng lên men........................................................137
Bảng 7.4 Vốn đầu tư phân xưởng hoàn thiện....................................................138
Bảng 7.5 Vốn đầu tư cho các khu vực phụ trợ..................................................138
Bảng 7.6 Vốn đầu tư cho phương tiện vận chuyển............................................139
Bảng 7.7 Chi phí mua nguyên liệu trực tiếp cho sản xuất bia chai....................140
Bảng 7.8 Chi phí mua nguyên liệu trực tiếp cho sản xuất bia hơi.....................140
Bảng 7.9 Chi phí đầu tư ban đầu cho vật liệu sản xuất......................................141

Bảng 7.10 Chi phí năng lượng...........................................................................142
Bảng 7.11 Nhân cơng cho bộ phận sản xuất trực tiếp........................................142
Bảng 7.12 Cán bộ trong nhà máy......................................................................143
Bảng 7.13 Lương trung bình 1 tháng cho cán bộ, công nhân viên nhà máy......144
Bảng 7.14 Giá thành sản phẩm bia chai (6 triệu lít/năm)..................................145
Bảng 7.15 Giá thành sản phẩm bia hơi (4 triệu lít/năm)....................................145
Bảng 7.16. Bảng dự tốn thời gian hoàn vốn....................................................148


LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội,
ban chủ nhiệm khoa Kỹ thuật Sinh Học cùng với các thầy cô giáo trong khoa đã
tạo điều kiện cho em học tập và nghiên cứu trong suốt thời gian 5 năm học ở
trường, tạo điều kiện cho em được học tập trong mơi trường học tập khoa học,
giúp chúng em có kiến thức vững vàng để làm hành trang lập nghiệp sau này.
Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc và lời cảm ơn chân thành tới GS
Nguyễn Văn Cách, GS Hồng Đình Hịa, Ths Nguyễn Quang Chương đã tận tình
chỉ bảo và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập cũng như việc lựa chọn và
làm đồ án tốt nghiệp.
Cuối cùng cho em gửi lời biết ơn chân thành tới gia đình, người thân và
bạn bè đã hết lịng giúp đỡ, động viên em trong thời gian học tập vừa qua.
Do thời gian có hạn nên bài đồ án của em khơng tránh khỏi những thiếu
sót, vậy em rất mong nhận được sự cảm thông và chỉ bảo tận tình của các thầy cơ
giáo cùng các bạn để bài đồ án của em được hoàn thiện hơn và đạt kết quả tốt
nhất.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện,

Phạm Thị Minh Nguyệt

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN

Bia là loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng
cao và có độ cồn thấp, mùi vị thơm, ngon và bổ dưỡng. Bia được sản xuất từ các
loại nguyên liệu chính là nước, malt đại mạch, hoa houblon, nấm men và có thể
bổ sung thêm nguyên liệu thay thế (gạo, ngô, khoai, sắn…) để giảm giá thành bia
mà chất lượng vẫn được giữ nguyên.
Bia là loại nước giải khát có nhiều bọt, có hương thơm đặc trưng, có vị
đắng dễ chịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 khá cao giúp cho cơ thể giải
khát một cách triệt để khi ta uống. Hàm lượng các chất hòa tan trong bia không
nhiều, chỉ khoảng 5 – 10% tùy theo loại Bia nhưng hầu hết các chất hòa tan này
vào trong cơ thể đều được con người hấp thụ tốt, sản phẩm bia mang lại cho
người uống cảm giác mát lạnh sảng khối, được nhiều người ưa thích.
Bia có tác dụng giải khát, kích thích tiêu hóa, ngồi ra nó còn chứa
Vitamin B1, B2, PP và rất nhiều acid amin cần thiết cho cơ thể. Uống bia với một
lượng thích hợp khơng những có lợi cho sức khoẻ, ăn cơm ngon, dễ tiêu hố mà
cịn giảm được sự mệt mỏi sau những ngày làm việc mệt nhọc.
Hiện nay, việc Nghị định 100 sửa đổi Nghị định 46/2016 (Luật Phòng
chống tác hại của rượu, bia năm 2019 (có hiệu lực từ 1/1/2020) đã tác động mạnh
mẽ lên ngành sản xuất đồ uống có cồn nói chung và bia nói riêng. Vì vậy, việc
sản xuất một loại bia đặc sản mới lạ, nồng độ cồn vừa phải sẽ có tính tiềm năng ở
thị trường Việt Nam.
Người Sài Gòn hẳn chưa quên loại bia đen được đóng lon của hãng
Guinness nhập khẩu vào Việt Nam đầu thập niên 90. Tuy nhiên loại bia này
nhanh chóng bị thất bại do có mùi giống thuốc Bắc. Những năm gần đây, sau khi
đã mở cửa hội nhập với các nước trên thế giới, mức sống tăng lên kéo theo thị
hiếu cũng nhanh chóng thay đổi. Bia đen đang có xu hướng quay lại thị trường
Việt, thu hút một bộ phận khách hàng do nhà sản xuất khai thác tính hiếu kì của

khách hàng cũng như tính sành điệu của sản phẩm.


Với những tương lai rộng mở cho sản phẩm bia đen, em xin trình bày đồ
án tốt nghiệp: “Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen với năng suất 10 triệu lít/năm.”


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN NGÀNH BIA
VÀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIA ĐEN
1.1 Giới thiệu tổng quan ngành Bia
1.1.1 Tình hình sản xuất bia trên thế giới và những thách thức đặt ra
với ngành. [7]
Bia là 1 trong những đồ uống lâu đời nhất của lồi người, có thể xuất hiện
trong thời kì đầu Đồ Đá hay 9.500 trước CN khi mà ngũ cốc lần đầu tiên được
gieo trồng. Theo, tiến sĩ Tim Cooper, các bằng chứng lịch sử sớm nhất xuất hiện
ở Ai Cập và Iraq cổ đại. Bài thánh ca Ninkasi, được người Sumerian viết vào
khoảng 3500-3100 trước Công nguyên, là bằng chứng văn học đầu tiên ngợi ca
và mô tả cách thức nấu bia Các nhà khảo cổ học cho rằng, bia là 1 trong những
công cụ để hình thành lên các nền văn minh.
Bia, từ trước cuộc Cách mạng Công nghiệp, chỉ được nấu để phục vụ nhu
cầu nội địa của từng nước và tại nhiều nơi ở Châu Âu, bia là mặt hàng độc quyền
của các tu viện. Sau Cách mạng Công nghiệp, bia được áp dụng nhiều công nghệ
mới và đã đạt được quy mô sản xuất lớn, phục vụ cho nhu cầu không chỉ nội địa
và vươn ra nhiều nơi trên thế giới.
Tùy vào loại nấm men được sử dụng và quá trình lên men của chúng, có thể
phân loại bước đầu các loại bia thành hai nhóm: các loại bia lên men nổi (Ale) và
các loại bia lên men chìm (Lager).
Bia lên men nổi nổi tiếng có thể kể ra như: Weizenbier, Berliner Weifie,
Altbier hoặc Kolsch ở Đức, Ale, Porter hoặc Stout ở Anh và ở Bỉ là Lambic,
Gueuze, Trappist…

Các nhãn hiệu bia sản xuất theo phương pháp lên men chìm nổi tiếng như:
Pilsner ở Đức, Marzen March beer, bia Bock, Double Box beer…
Với nhu cầu ngày càng đa dạng, các sản phẩm bia theo đó cũng trở nên đa
dạng hơn, phù hợp với nhiều người hơn như:
-

Bia nhẹ độ (light beer) có độ cồn từ 2,5 – 4,0.

-

Bia cho người ăn kiêng (diet beer) là loại bia được đường hóa triệt để
nhằm làm giảm giá trị dinh dưỡng của bia.

-

Bia không cồn (alcohol free beer) được sản xuất như bia thơng thường sau
đó được chưng cất để loại bỏ cồn nhưng vẫn giữ được hương vị thơm
1


ngon của bia.
Ngành bia trên thế giới nhìn chung đã bước vào giai đoạn trưởng thành và
bão hòa. Cơ cấu tiêu thụ dịch chuyển từ các quốc gia phát triển với nền văn hóa
bia lâu đời sang các quốc gia đang phát triển có ngành bia non trẻ. Tính đến năm
2019, tỷ trọng tiêu thụ bia tại Châu Á chiếm 35% tổng sản lượng bia tiêu thị trên
toàn thế giới. Lượng tiêu thụ bia tập trung tại các nước như Nga, Brazil, Ấn Độ,
Trung Quốc… với động lực thúc đẩy tăng trưởng trong tiêu thụ là việc tự do hóa
thương mại, thu nhập đầu người tăng và cơ cấu dân số có tỷ trọng người trong độ
tuổi lao động cao. Đi ngược với xu hướng bão hòa của ngành bia thế giới ngồi
khu vực Châu Á cịn có Châu Phi, với lượng tiêu thụ tăng đều đặn qua các năm

đi liền với bùng nổ dân số và tình hình kinh tế khu vực có sự tăng trưởng mạnh.
Trong giai đoạn 2015 – 2020, Châu Phi được dự kiến và khu vực có tốc độ tăng
trưởng nhanh nhất, khoảng 5,2%/năm. Châu Á vẫn sẽ tiếp tục là thị trường tiêu
thụ bia lớn nhất thế giới, với lượng tiêu thụ kỳ vọng tăng từ 63,3 tỷ lít lên 90 tỷ
lít vào năm 2020.
Bia là loại hàng hóa có vịng đời sản phẩm ngắn, thời hạn sử dụng chỉ từ 3
tháng đến 1 năm. Do vậy, cung cầu của ngành có đặc thù là thường đi cùng nhau,
khơng có độ trễ, lượng tồn kho không đáng kể và cung dễ thay đổi theo cầu.
Đến thời điểm năm 2018, Trung Quốc là quốc gia có sản lượng sản xuất bia
lớn nhất thế giới, theo sau đó là Mỹ và Brazil. Cũng trong năm này, Việt Nam
nằm trong top 10 nước có sản lượng sản xuất bia lớn nhất thế giới ở vị trí thứ 9,
chiếm 2,3% thị phần trong sản xuất bia toàn cầu.
Về tiêu thụ, Trung Quốc vẫn tiếp tục là quốc gia tiêu thụ bia nhiều nhất trên
thế giới trong năm 2018. Tuy nhiên, mức tiêu thụ bình quân đầu người cao nhất
vẫn thuộc về các quốc gia Tâu Âu như Cộng hịa Séc, Đức, Áo… vào khoảng
hơn 100 lít/người/năm.
Xu hướng tiêu thụ sắp tới của ngành bia thế giới tập trung vào phân khúc
bia cao cấp, trào lưu bia thủ công và xu hướng đa dạng trải nghiệm uống. cùng
với đó là mối quan tâm của người tiêu dùng đối với sức khỏe ngày càng gia tăng
sẽ thúc đẩy sự ra đời và phát triển của các sản phẩm bia ít hoặc không cồn.

2


1.1.2

Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam

Ngành bia Việt Nam có lịch sử và truyền thống trên 100 năm với hai nhà
máy bia của Pháp xây dựng phía Bắc và phía Nam từ những năm 1890. Cho đến

nay chỉ trong thời gian ngắn ngành bia Việt Nam đã có bước phát triển nhảy vọt
thơng qua việc đầu tư phát triển nhà máy bia mới có quy mơ và cơng nghệ hiện
đại hơn. Khơng chỉ có vậy cịn có một số nhà máy liên doanh với các hãng nước
ngồi như: Heniken, Carsberg, Posters… Cơng nghiệp bia phát triển đã đóng góp
một lượng đáng kể vào ngâm sách quốc gia và giúp giải quyết việc làm cho một
lượng lớn lao động.
Trong những năm gần đây, để nâng cao năng lực của ngành Bia- RượuNước giải khát trong bối cảnh nền kinh tế đã mở cửa sau khi Việt Nam gia nhập
tổ chức thương mại thế giới(WTO), chính phủ đã ban hành các chính sách, quy
hoạch ngành, nhằm chỉ đạo kịp thời cơng cuộc cơng nghiệp hố hiện đại hố của
ngành với định hướng kết hợp cơng nghệ cổ truyền với hiện đại, đẩy mạnh những
khâu then chốt, đầu tư và phát triển hoạt động nghiên cứu khoa học và ứng dụng,
dự án đổi mới trang thiết bị của các doanh nghiệp trong ngành Bia- Rượu- Nước
giải khát Việt Nam.

3


Hình 1.1 Các loại bia tại Việt Nam

Trong nhóm đồ uống có cồn, bia là sản phẩm được người Việt lựa chọn
nhiều nhất, chiếm hơn 97% tổng sản lượng đồ uống có cồn được tiêu thụ trong
năm 2018. Bia trung cấp vẫn là phân khúc được tiêu thụ nhiều nhất tại Việt Nam.
Hoạt động mạnh và chiếm thị phần nhiều nhất trong phân khúc này là các doanh
nghiệp nội địa như Sabeco, Habeco… Trong giai đoạn 2015 -2020, bia trung cấp
nội địa vẫn là phân khúc có lượng tiêu thụ nhiều nhất, kỳ vọng tăng trưởng ở
mức CAGR 7,1%, cao hơn mức trung bình ngành. Tuy nhiên phân khúc bia cao
cấp lại là phân khúc có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất, được thúc đẩy bởi xu
hướng tiêu dùng cao cấp hóa đang phổ biến trên tồn cầu và cũng ảnh hưởng đến
thị trường tiêu dùng Việt Nam, cùng với đó là thu nhập người dân tăng và nhu
cầu thể hiện đẳng cấp và vị thế xã hội. Phân khúc này hiện tại lại là sân chơi của

các hãng bia ngoại với Heineken đang ở vị trí dẫn đầu và được dự báo tăng
trưởng với CAGR 2015 – 2020 là 7,2%. Phân khúc bình dân nội địa có CAGR
2015 – 2020 đạt 3,7%, thấp hơn rất nhiều so với tăng trưởng kỳ vọng tại hai phân
khúc trên, thể hiện rõ rệt xu hướng tiêu thụ cao cấp hóa.
Thị trường bia Việt Nam hiện có mức cơ đặc cao, 4 doanh nghiệp lớn là
Sabeco, Habeco, Heineken Việt Nam và Carlsberg đã chiếm tới 90% thị phần,
4


10% thị phần còn lại là các hãng bia ngoại như Sapporo, San Muguel… và các
hãng bia địa phương.
Theo khu vực địa lý, thị trường Việt Nam được chia làm 3 miền Bắc,
Trung, Nam với những đặc điểm khác nhau:
-

Miền Bắc: chiếm khoảng 35% lượng tiêu thụ bia cả nước. Dẫn đầu thị
phần tại khu vực này là thương hiệu Bia Hà Nội và Bia hơi Hà Nội của
Habeco, tiếp theo Heineken và Tiger của Heineken Việt Nam và Saigon
Special, 333 của Sabeco. Một thương hiệu bia tầm trung là Halida được
tiêu thụ khá nhiều tại khu vực Thanh Hóa, Nghệ An.

-

Miền Trung: Với đặc điểm là dân số ít và không nhiều thành phố lớn. Khu
vực miền Trung chiếm 6% lượng tiêu thụ bia toàn ngành bia. Đây là khu
vực tiêu thụ chính của Hue Brewery (thuộc sở hữu của Carlsberg) với
thương hiệu bia Huda, dẫn đầu thị phần khu vực. Tiếp theo là bia Larue và
các sản phẩm của bia Sài Gòn, Heineken…

-

Miền Nam: Khu vực tiêu thụ bia mạnh nhất Việt Nam, chiếm tới 59%
tổng lượng tiêu thụ toàn ngành. Sabeco là doanh nghiệp dẫn đầu thị phần
bia tại khu vực này. Với quy mô thị trường lớn hơn hẳn khu vực miền Bắc
và miền trung, việc khai thác tốt thị trường miền Nam (nơi có những điều
kiện như thu nhập bình qn đầu người, khí hậu và văn hóa uống thích
hợp hơn) là cơ sở để Sabeco trở thành doanh nghiệp hàng đầu tại Việt
Nam. Đây cũng là nơi đặt trụ sở chính của Heineken Việt Nam và là nơi
mà các doanh nghiệp bia ngoại chọn để thâm nhập vào thị trường trong
nước.
Trong sản xuất, công nghệ không phải là yếu tố trọng yếu đối với ngành bia

và quy trình sản xuất bia tại Việt Nam cũng giống như quy trình sản xuất chung
của thế giới.
Về cơng suất, Sabeco là hãng bia có tổng cơng suất cao nhất, đạt 1,8 tỷ lít
bia/năm với 23 nhà máy bia trải dài trên khắp cả nước. Với mức độ phủ sóng của
các nhà máy tại cả Bắc, Trung và Nam, Sabeco dễ dàng tiếp cận với các đối
tượng khách hàng trên mọi khu vực địa lý, tạo ra lợi thế cạnh tranh bền vững cho
Sabeco so với các hàng bia khác. Cụ thể, về thị phần, Habeco mặc dù là hãng bia
hiện diện tại miền Bắc và Bắc Trung Bộ đầu tiên nhưng lại đang mất dần thị
5


phần vào tay các hãng bia khác đặc biệt là Sabeco và Heineken ngay chính tại
khu vực hoạt động chủ lực này.
Habeco là doanh nghiệp bia nội địa có tổng cơng suất lớn thứ ba cả nước
(800 triệu lít/năm) với các nhà máy tập trung ở miền Bắc và Bắc Trung Bộ. Có
thể thấy rằng Habeco vẫn chưa thể mở rộng sang thị trường miền Nam đặc biệt là
trong bối cảnh cạnh tranh gay gắt ngay tại thị trường hoạt động truyền thống là
miền Bắc và Bắc Trung Bộ.

Ngoài Sabeco và Habeco cịn có các hãng bia nội khác với quy mơ nhỏ hơn
và có thị trường tiêu thụ chủ yếu tại địa phương nơi đặt trụ sở nhà máy và các
tỉnh lân cận. Cụ thể tại khu vực miền Bắc có bia Hạ Long (mã cổ phiếu: HBL)
với tổng công suất của 2 nhà máy tại Quảng Ninh đạt 50 triệu lít/năm; bia Đại
Việt (cơng suất 200 triệu lít/năm) hay bia Nada tại Nam Định (cơng suất 50 triệu
lít/năm). Khu vực miền Nam cũng có một số thương hiệu bia nổi tiếng như bia
Dung Quất tại Quảng Ngãi với nhà máy có cơng suất 100 triệu lít/năm hay
thương hiệu Sư Tử Trắng của tập đồn Masan.
Về phía các hãng bia ngoại, Heineken bắt đầu gia nhập vào thị trường Việt
Nam từ năm 1991. Cho đến nay hãng bia này đã sở hữu tổng số 5 nhà máy tập
trung ở khu vực Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ với tổng cơng suất 950 triệu
lít/năm. Với việc định vị Việt Nam là thị trường chủ lực cho sự phát triển của
hãng tại khu vực Châu Á – Thái Bình Dương, Heineken đã tích cực đầu tư mạnh
để mở rộng và nâng công suất cho các nhà máy trong nước. Trong năm 2016,
Heineken đã hoàn tất việc mua lại nhà máy bia của Carlsberg tại Vũng Tàu và có
kế hoạch đầu tư 185 triệu USD để nâng công suất nhà máy này từ 50 triệu lên
610 triệu lít/năm.
Khu vực miền Nam là nơi đầu tiên được hầu hết các hãng bia ngoại lựa
chọn để xây dựng nhà máy cũng như phát triển thị trường tiêu thụ. Cụ thể, tính
đến thời điểm hiện tại, Heineken, Sapporo, ABInbev, SABMiller hay San Miguel
đều có nhà máy đặt tại khu vực Nam Trung Bộ hoặc Tây Nam Bộ. Carlsberg là
hãng bia ngoại duy nhất có hai nhà máy đặt tại khu vực miền Bắc và Bắc Trung
Bộ, cụ thể là Nhà máy Bia Đông Nam Á với cơng suất 65 triệu lít/năm tại Hà Nội
và Nhà máy bia Huế có cơng suất 360 triệu lít/năm đặt tại Huế với thương hiệu
bia Huda thuộc sở hữu 100% của Carlsberg. Khác với các hãng bia ngoại định vị
6


thị trường tại miền Nam, Carlsberg lại xác định thị trường tập trung của hãng là
miền Bắc và miền Trung Việt Nam.

Việc các nhà máy được xây dựng với mật độ dày đặc cùng các kế hoạch
đầu tư mở rộng công suất nhà máy khắp cả nước đang dẫn đến tình trạng dư thừa
nguồn cung trong ngành. Cụ thể, theo thống kê của VBA, tổng công suất các nhà
máy bia hiện tại vào khoảng gần 5 tỷ lít/năm, trong khi sản lượng bia tiêu thụ
trong năm 2015 chỉ đạt 3,8 tỷ lít và cao hơn mục tiêu sản xuất 4,1 tỷ lít bia vào
năm 2020 theo kế hoạch đề ra của Bộ Công Thương.
1.1.3

Giới thiệu về sản phẩm bia đen [10]

1.1.3.1. Thị trường chung
Trong những năm gần đây, sản phẩm bia trên thị trường Việt Nam phát
triển mạnh mẽ, đem lại nguồn lợi nhuận lớn cho các doanh nghiệp. Chính vì thấy
được tiềm năng trong tương lai của sản phẩm này trong tương lai mà càng ngày
càng nhiều doanh nghiệp bỏ vốn đầu tư. Các hãng bia lớn nước ngoài bắt đầu
hướng tới thị trường trẻ Châu Á, trong đó có Việt Nam do thị trường truyền
thống của họ đang bão hịa. Chính vì vậy sản phẩm bia Việt Nam đang có tính
cạnh tranh rất cao. Các hãng bia lớn chia nhau đa số thị phần như Sabeco (43%),
Heineken (25%), Habeco (15%), Carlsberg (8 %) trong khi các hãng bia nhỏ cịn
lại cũng cạnh tranh khơng ngừng để giành 10 % thị phần còn lại.

7


Hình 1.2 Thị trường bia tại Việt Nam

Sản phẩm các hãng đang kinh doanh là bia vàng, loại bia quen thuộc với
người Việt Nam. Điều này cũng có nghĩa là sản phẩm bia vàng đang là mặt hàng
có tính cạnh tranh cao. Ở các phân khúc cao cấp, bia của các hãng nước ngoài
chiếm chủ đạo, trong khi bia nội chủ yếu nằm ở tầm trung. Các hãng bia nhỏ

hoặc các hãng bia mới mở rất khó có thể cạnh tranh với các hãng bia lớn. Chính
vì vậy, một doanh nghiệp muốn kinh doanh về bia, tốt nhất nên chọn một con
đường riêng. Để có thể tồn tại và đứng vững trên thị trường, các doanh nghiệp
mới cần tạo sự khác biệt cho sản phẩm. Sản phẩm cần có chất lượng cao hoặc là
loại bia đặc biệt. Rõ ràng rằng ở phân khúc cao cấp với chất lượng cao, doanh
nghiệp mới không thể so sánh cùng những hãng bia lâu năm, nổi tiếng của nước
ngồi. Vì vậy, việc nghiên cứu để sản xuất một loại bia đặc biệt so với các sản
phẩm khác là một sự lựa chọn tiềm năng.

Bia đen là loại bia được trộn thêm 1ít mạch nha đen và có thể pha thêm 1 số
chất màu khác như caramen. Malt đen được sấy ở 80 oC rồi tăng lên 150-170oC
tiếp tục nâng nhiệt lên 215 oC.

8


Q trình ủ bia đen địi hỏi nhiều calo hơn là các loại bia khác và chúng cũng
chuyển hóa nhiều chất chống oxy hóa từ lúa mỳ và ngũ cốc hơn. Vì vậy bia đen
giàu đạm hơn bia vàng.
Bia đen uống ngon nhất ở nhiệt độ 12 oC. Nếu quá nhiệt độ này thì bia đen vẫn
có vị ngọt trong khi bia vàng lại đắng.
Bia đen màu càng sẫm thì càng tốt cho tim mạch do trong bia đen có chứa hợp
chất flavonoids (theo nghiên cứu của đại học Wisconsin Madison công bố ngày
13/11). Hợp chất này giúp ngăn ngừa tình trạng tiểu huyết cầu vón cục gây nghẽn
mạch máu cũng như có tác dụng co giãn động mạch, phịng tránh tình trạng
cholesterol bị oxy hóa gây xơ vữa động mạch, thông suốt mạch máu và cải thiện
huyết áp.
Nồng độ cồn trong máu được xem là tốt cho tim là 0,06 tương đương với 2 chai
bia đen 350g.
=> Với chút lợi ích, chút sành điệu, khác biệt so với bia vàng truyền thống bia

đen đã trở thành ưu thế cho những thương hiệu bia mới tham gia thị trường.
Hiện nay các nhà hàng bia tươi đều có bia đen phục vụ thực khách với hai
trường phái: bia Đức và bia Tiệp. Sự khác biệt này chủ yếu do khác nhau về quy
trình sản xuất và nguồn nguyên liệu của 2 nước này.
b) Chỉ tiêu Sản phẩm bia đen
Chọn loại bia sản xuất có một số thơng số chính như:
-

Khối lượng riêng dịch trước lên men (OG – Original Gravity):

1,058 tấn/m3.
-

Khối lượng riêng dịch sau lên men (FG – Final Gravity): 1,015

tấn/m3.
-

Độ đắng (IBUs): 30.

-

Độ màu (SRM): 40.

-

Độ cồn: 5,4-6

. Các chỉ tiêu cảm quan:
Bảng 1.1 Các chỉ tiêu cảm quan

Tên chỉ tiêu

Yêu cầu
9


Màu sắc

Đặc trưng cho từng loại sản phẩm.

Mùi vị

Đặc trưng của bia sản xuất từ hoa houblon và malt đại
mạch, khơng có mùi vị lạ.

Bọt

Khi rót ra cốc có bọt mịn, đặc trưng cho từng loại sản phẩm.

Trạng thái

Dạng lỏng, trong.

Các chỉ tiêu hóa học:
Bảng 1.2 Các chỉ tiêu hóa học

Tên chỉ tiêu

Đơn vị

1. Hàm lượng chất hòa tan ban đầu, %
khối lượng ở 20oC, không nhỏ hơn
2. Hàm lượng ethanol, % thể tích ở 20oC,
khơng nhỏ hơn
3. Hàm lượng carbon dioxide, g/l, không
nhỏ hơn

Mức

% khối lượng 10,5
%v/v

4

g/l

5

ml/100ml

1,6

BU

30

mg/l

0,2

4. Độ axit, số mililit dung dịch natri
hydroxide (NaOH) 1M để trung hòa 100
ml bia đã đuổi hết khí carbonic (CO2),
khơng lớn hơn
5. Độ đắng
6. Hàm lượng diacetyl, mg/l, không lớn
hơn

Chỉ tiêu về vi sinh vật:
Bảng 1.3 Các chỉ tiêu về vi sinh vật

TT

Tên chỉ tiêu

Đơn vị tính

Mức chất lượng

1

Tổng số VSV hiếu khí

CFU/ml sản phẩm

10
10