đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít năm

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 p

AE

THIET KE NHA MAY BIA NANG

SUAT 25 TRIEU LIT/NAM

an —————`**x-z)

Giáo viên hướng dẫn

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Giang Sơn

Mục lục

Trang Mục lục - 1

Lời nói đầu 6

Phan I: Lập luận kinh tế kỹ thuật -8

I Hién trang san xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và tại Viét Nam - 8

II Chọn loại sản phẩm, địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thị trường - 9

1 Lựa chọn loại bia sản xuất - -9

2 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy -9

5 Nguon cung c4p điện, nước, lạnh - - 10

6 Nguồn cung cấp nhiên liệu - - l1

7 Nguồn nhân lực- - l1

Phần II: Chọn phương pháp sản xuất và thuyết minh dây chuyền công nghệ - 12

7 Bão hoà O; vào dịch lên men - - 29

Do dn tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lí/năm

B Tính cân bằng sản phẩm 36

I Tinh cân bằng sản phẩm cho 10001 bia chai - 36

1 Tính lượng gạo và lượng malt 36

2 Lượng bã gạo và bã malt - 37

3 Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã 38

4 Lượng hoa houblon sử dụng 39

5 Các nguyên liệu khác 40

II Tính cân bang sản phẩm cho 10001 bia hoi - 45

1 Tính lượng gạo và lượng malt 45

2 Lượng bã gạo và bã malt - 46

3 Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã 46

4 Lượng hoa houblon sử dụng 47

5 Các nguyên liệu khác 48

1 Héa chat vệ sinh các nồi nấu: 53

2 Hóa chất vệ sinh cac thiét bi 1én men, tang trit bia: - 53

I Tinh va chọn thiết bị cho phân xưởng nấu -~ -~ ~-~-====-================== 55

3 Nồi hồ hoá -~~-====~~r=rrr==~~rrrrr~r=rrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrreee 56

4 Nồi đường hoá - 57

5 Thing loc day bang 58

7 Thùng chứa trung gian 60

§ Thùng lắng xoáy: 61

9 Thiết bị lạnh nhanh và sục khí 62

11 Hệ thống cip nấu 63

II Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng lén men - 64

1 Tank lên men 64

2 Thiết bị nhân giống cấp II 65

3 Thiét bi nhan giéng cap I - 65

4 Thiết bị rửa men sữa kết lắng 66

II Tinh và chọn thiết bị cho phân xưởng hoan thién - 69

Phần V: Tính toán nhu cầu năng lượng, nhu cầu nước của nhà máy -~ ~ ~-~-== 74

1 Lượng nhiệt lạnh cần cấp cho thiét bi lanh nhanh - 74

2 Lượng nhiệt lạnh cấp cho khu tank lên men -~ -~ ======================= 74

a Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong giai đoạn lên men chính - 74

b Lượng nhiệt lạnh cần cấp để hạ nhiệt độ dịch - 76

c Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong giai đoạn lên men phụ 76

3 Luong nhiét lanh cap cho hé thống cấp men giống: ~c~=crcrrr=r==r=r=rrrrrrrrrrrr=ree T7

a Luong nhiệt lạnh cần cấp đề tái sử dụng men két lang - T7

b Lượng nhiệt lạnh cần cấp để nhân men 78

4 Lượng nhiệt lạnh cấp cho phan xu6ng hoan thién - 80

2 Lượng hơi cấp cho nồi đường hoá - 84

4 Lượng hơi cấp cho thiét bi dun néng nuse - 86

5 Lượng hơi c4p cho phan xu6éng hoan thién - 86

1 Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu 88

2 Lượng nước dùng cho phân xưởng 1én men - 88

3 Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện - 88

4 Lượng nước dùng cho các hoạt động khác của nha may - 89

2 Phụ tải sản xuất - 92

3 Xác định các thông số của hệ théng dién - 93

b Điện năng tiêu thụ cho sản xuất hang nam - 94

c Điện năng tiêu thụ cả năm 94

Phan VI: Tính toán và thiết kế về xây dựng của nhà máy -~ -~-~ -=====-======== 95

A Phân tích và lựa chọn địa điểm xây dựng 95

B Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 97

I Tính toán các hạng mục công trình - 98

1 Khu vực sản xuất 98

a Nha san xuất chính —- 98

b Xưởng cơ điện 101

c Nhà đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO; và cấp khí nén - 101

d Phân xưởng hơi 101

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lí/năm

IV Thiết kế phân xưởng sản xuất chính

1 Đặc điểm và cách bố trí các thiết bị trong phân xưởng sản xuất chính

2 Thiết kế xây dựng phân xưởng sản xuất chính

Phan VII: Tinh toán kinh tế

A Phân tích thị trường

B Tính các chỉ tiêu dự án đầu tư

I Nhu cầu vốn đầu tư

1 Vốn lưu động

a Tiền lương

b Chi phí nhiên liệu, năng lượng

c Chi phi marketing:

2 Vén cé dinh

a Vốn đầu tư cho xây dựng

b Vốn đầu tư mua dây chuyền thiết bị

c Tiền đầu tư mua phương tiện vận tải

d Tiền đầu tư ban đầu để mua chai, két, bock

e Khấu hao tài sản cố định

3 Nguồn vốn:

II Tính giá thành sản phẩm

1 Chi phí vận hành

a Chi phi nguyên vật liệu

b Chi phí nhân công trực tiếp

c Chi phí sản xuất chung:

d Chỉ phí tiêu thụ sản phẩm

e Chi phí quản lý doanh nghiệp

2 Các khoản thu, chi khác

a Thu nhập từ việc bán các sản pham phy cia nha may -

b Chỉ phí tiền vốn:

3 Giá thành sản phẩm

4 Giá bán

5 Thu nhập trước thuế của dự án

TH Tính dòng tiền và một số chỉ tiêu hiệu qua cua dy an -

Phan VIII: Vé sinh an toan lao động

I Vệ sinh

1 Vệ sinh cá nhân

2 Vệ sinh thiết bị nhà xưởng

IL An toàn lao động

Do dn tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lí/năm

Lời noi dau

Bia là một loại đồ uống giải khát hiện rất được ưa chuộng ở nước ta cũng như trên thế giới Bia có màu sắc, hương vị đặc trưng, đễ dàng phân biệt với các loại đồ uống khác Được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại

mạch, hoa hublon bia đem lại giá trị đinh dưỡng, một lít bia cung cấp 400 — 450kcal, bia có khả năng kích thích tiêu hoá, giúp cơ thể khoẻ mạnh khi dùng

với liều lượng thích hợp và đặc biệt còn có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát

của người uống nhờ đặc tính bão hoa CO)

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, bia ra đời từ khoảng 7000 năm

trước Công nguyên, bắt nguồn từ các bộ lạc cư trú ven bờ sông Lưỡng Hà, sau đó được truyền sang các châu lục khác thông qua quá trình trao đổi, buôn bán giữa các bộ lạc Trong quá trình tìm kiếm nguyên liệu phụ để tăng chất lượng cho bia, người ta nhận thấy hoa houblon mang lại cho bia hương vị rất đặc biệt và nhiều đặc tính quý giá Hiện nay, hoa hublon vẫn là nguyên liệu

không thé thay thé trong san xuat bia Dén thé ky XIX Louis Pasteur xuat ban

cuốn sách về bia đã tạo ra ngành công nghiệp sản xuất bia dưới ánh sáng khoa học, cùng với sự phát triển của các ngành khoa học khác quy trình công nghệ

sản xuất bia đang ngày cảng trở nên hoàn thiện Chính vì vậy, bia đã trở thành loại đồ uống được ưa chuộng nhất hiện nay, được sản xuất và tiêu thụ ngày

nhiều trên phạm vi toàn thế giới

Ở Việt Nam, bia xuất hiện chưa lâu lắm (chỉ khoảng 100 năm), ngành

công nghiệp sản xuất bia vẫn còn rất nhiều tiềm năng phát triển Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng bia ở nước ta ngày càng tăng Rất nhiều nhà máy cũng như cơ sở sản xuất bia được thành lập trên khắp cả nước nhưng vẫn chưa đáp ứng hết được nhu cầu thị trường cả về chất lượng cũng như số lượng Hơn nữa bia là một ngành công nghiệp có nhiều đóng góp to lớn cho

ngành kinh tế quốc dân vì nó là ngành sản xuất đem lại lợi nhuận cao, khả

năng thu hồi vốn nhanh, và là nguồn thu quan trọng cho ngân sách quốc gia

Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề ra và lợi ích của việc phát

triển công nghệ sản xuất bia nên việc xây dựng thêm các nhà máy bia với cơ cấu tổ chức chặt chẽ cùng các thiết bị công nghệ hiện đại để cung cấp cho

người tiêu dùng các loại bia có chất lượng cao, giá thành phù hợp là vô cùng cần thiết

Trong bản đồ án này em trình bày thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm Đây là một nhà máy với năng suất trung bình, nếu được trang bị

và tô chức hợp lý sẽ có khả năng thích ứng linh hoạt với qui mô sản xuất

trung bình, cũng như có khả năng mở rộng qui mô sản xuất

Do dn tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 2Š triệu lit/năm

Phần I: Lập luận kinh tế kỹ thuật

I Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và tại Việt Nam

Trong các loại đồ uống giải khát hiện nay bia rất được ưa chuộng, được

phổ biến rộng rãi trên thế giới và sản lượng tiêu thụ lớn và ngày càng tăng Ở

các nước phát triển như Đức, Đan Mạch, Ba Lan, Mỹ ngành công nghiệp sản xuất bia rất phát triển, sản lượng bia của Đức, Mỹ đã đạt 10 tỷ lít/năm Công nghệ sản xuất bia cũng như sản phẩm bia của các nước này đã thâm nhập vào thâm nhập vào thị trường của rất nhiều nước trên thế giới trong đó

có cả Việt Nam Mức tiêu thụ bia bình quân ở các nước này khá cao khoảng

100 lí/người/năm

Các nước Á Đông tuy hiện tại có mức tiêu thụ bia chưa cao bình quân

khoảng 20 lít/ngườinăm ngoại trừ một số nước như Nhật Bản đạt 50 lí/người/năm Nhưng đây là một thị trường đông dân cư, sản lượng bia ở Trung Quốc và Nhật Bản cũng gần bằng sản lượng bia của Đức, Mỹ

Ở Việt Nam bia mới chỉ xuất hiện từ đầu thế kỉ 20, nhưng là một nước

nằm trong vùng nhiệt đới cận xích đạo đã tạo điều kiện thuận lợi để ngành

công nghiệp bia tồn tại và ngày càng phát triển Từ ban đầu chỉ có các nhà máy bia nhỏ là nhà máy bia Hà Nội và nhà máy bia Sài Gòn, hiện nay các nhà máy bia đã xuất hiện ở hầu khắp các tỉnh trong cả nước, sản lượng của các nhà máy cũng ngày càng tăng Hiện nay năng suất của nhà máy bia Hà Nội đã đạt trên 100 triệu lít/năm và đang tiếp tục tăng năng suất tới 200 triệu lít/năm

vào năm 2010, năng suất của nhà máy bia Sài Gòn đã đạt trên 350 triệu lí/năm và dự kiến sẽ là 780 triệu lí/năm vào năm 2010 Bên cạnh đó rất

nhiều thương hiệu bia ngoại đã xuất hiện ở nước ta như Tiger, Heineken Mức tiêu thụ bia bình quân ở Việt Nam hiện còn thấp khoảng 15 lit/người/năm và sẽ hứa hẹn nhiều tiềm năng để ngành sản xuất bia phát triển

IH Chọn loại sản phẩm, địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thị

trường

1 Lựa chọn loại bia sản xuất

Để sản phẩm sản xuất ra có thể tiêu thụ được đặc biệt là sản phẩm bia chai có thể chiếm lĩnh được thị trường rộng thì sản phẩm bia phải có chất

lượng cao đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng Do đó

em lựa chọn sản xuất loại bia có chất lượng cao, thuộc loại bia vàng là loại bia

đang rất được ưa chuộng hiện nay

Sản phẩm bia sản xuất ra phải đảm bảo đạt được các tiêu chuẩn sau:

* Các chỉ tiêu cảm quan:

- Độ bọt: Khi rót bia ra cốc, bia phải có bọt trắng min, tir day cốc luôn có các

bọt khí li t¡ nổi dần lên bề mặt Chiều cao lớp bọt > 2cm, thời gian giữ bọt 5 —

2 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy

Địa điểm được lựa chọn cần đáp ứng được yêu cầu sau:

- Phù hợp với qui hoạch chung của tỉnh, thành phó

- Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và thị trường tiêu thụ sản phẩm

- Thuận tiện về mặt giao thông

- Đảm bảo các nguồn điện, nước, nhiên liệu.

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lí/năm

- Nguồn nhân lực không quá khan hiếm

Dựa vào những yêu cầu trên em chọn địa điểm xây dựng nhà máy nằm trong khu công nghiệp Quang Minh, thuộc huyện Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc Đây là một khu công nghiệp mới có diện tích rộng và đang tiếp tục được phát

triển, có nhiều tiềm năng để phát trién kinh tế xã hội Các khu dân cư và đô

thị xung quanh đang được xây dựng và mở rộng Bên cạnh đó hệ thống giao

thông gần khu công nghiệp đã và đang được xây dựng, cải tạo và hoàn thiện như đường cao tốc Bắc Thăng Long - Nội Bài, đường quốc lộ 2, quốc lộ 3,

quốc lộ 18, tuyến đường sắt Hà Nội — Lào Cai là những tuyến giao thông

quan trọng nhờ thuận lợi trong vận chuyển nguyên liệu và phân phối sản phẩm Mạng lưới điện quốc gia ở đây cung cấp cho cả khu công nghiệp rất ôn

định và thuận lợi

3 Vùng nguyên liệu

Nguyên liệu chính đầu tiên để sản xuất bia là malt đại có thê nhập

ngoại từ Đức, Úc Hoa houblon nhập từ Tiệp Khắc đưới dạng cao hoa và hoa

viên Nguyên liệu thay thế là gạo có thể mua ngay trong tỉnh hay mua từ các

tỉnh lân cận Hà Tây, Hưng Yên, Hải Dương, Nam Định, Thái Bình với giá

thành hợp lý, chất lượng đảm bảo vận chuyển về nhà máy chủ yếu bằng ô tô Trong nhà máy còn thiết kế một hệ thống lấy nước từ giếng khoan xử

lý lọc và làm mềm nước dùng cho nấu bia và các hoạt động khác của nhà may

4 Vùng tiêu thụ sản phẩm

Bia nhà máy sản xuất ra cung cấp cho các cửa hàng trong tỉnh và các

tỉnh lân cận như Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hà Tây, Nam Định, Phú Thọ,

Thái Nguyên Sản phẩm sau chiết chai, chiết bock được chuyên chở bằng ô

tô, nêu số lượng ít có thể sử dụng các phương tiện khác

5 Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh

Nguồn điện: Sử dụng điện lưới của mạng lưới điện quốc gia chạy qua khu vực Mạng lưới điện này cung cấp 24/24 giờ trong ngày, nhưng để đề

phòng sự có mạng lưới, nhà máy bố trí một trạm biến thế và sử dụng thêm

máy phát điện dự phòng

Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 10

Nguồn nước: nước được lấy từ hệ thống giếng khoan Trong nhà máy nước được dùng vào các mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nước nấu nguyên liệu, nước rửa chai, nước vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà máy Nước nấu bia cần đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu cho công nghệ sản xuất bia Do đó nước

phải đi qua một hệ thống xử lý đúng kỹ thuật trước khi cấp cho sản xuất

Bên cạnh đó cần phải xây dựng khu xử lý nước thải để xử lý nước thải của nhà máy tránh gây ô nhiễm đến môi trường xung quanh

Nhà máy cũng cần đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO; và cấp khí

nén phù hợp với công suất của nhà máy đủ để cấp lạnh cho hoạt động sản xuất của nhà máy Hệ thống lạnh có thể sử dụng tác nhân lạnh 14 NH; hay Freon, chất tải lạnh sử dụng nước glycol hay nước muối

6 Nguôn cung cấp nhiên liệu

Nhiên liệu sử dụng trong nhà máy là cho nồi hơi phục vụ cho các mục đích khác nhau như nấu nguyên liệu, thanh trùng Nhà máy sử dụng nhiên liệu là than

7 Nguồn nhân lực

Địa điểm xây dựng nhà máy cách không xa các khu dân cư, gần các tuyến giao thông đi tới các vùng đô thị trung tâm như thành phố Hà Nội nên

có nguồn nhân lực dồi đào Các cán bộ, kỹ sư có trình độ tô chức chuyên môn

phải được đào tạo đủ trình độ quản lý, điều hành Các công nhân có thể tuyển

chọn lao động phổ thông, học nghề ở các vùng dân cư xung quanh để đảm bảo được yêu cầu về nơi ở, sinh hoạt

ở Giao thông vận tải

Nhà máy nằm gần trục giao thông nên thuận tiện cho vận chuyển nguyên nhiên vật liệu đến nhà máy, và vận chuyển sản phẩm phân phối cho các đại lý, cửa hàng tiêu thụ bằng đường bộ

Do dn tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 2Š triệu lit/năm

Phần II: Chọn phương pháp sản xuất và thuyết minh

dây chuyền cơng nghệ

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 khơng thể thiếu đề sản xuất bia

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 thuộc

họ Hordeum Sativum, cĩ một số ít thuộc họ H.Muvirum, H.Jubatum Đại

mạch thường được gieo trồng vào mùa đơng hay mùa xuân, được trồng nhiều

ở Nga, Mỹ, Canada, Pháp, Nga

Đại mạch cĩ giống 2 hàng và đại mạch đa hàng, trong đại mạch đa hàng lại gồm cĩ đại mạch 4 hàng và đại mạch 6 hàng Tuy nhiên chỉ cĩ đại

mạch hai hàng được dùng trong sản xuất bia Cịn đại mạch đa hàng chỉ đùng trong chăn nuơi và các mục đích khác

Hạt đại mạch trải qua quá trình ngâm, ươm mam sẽ trở thành hạt malt

tươi; hạt malt tươi lại tiếp tục qua quá trình sấy, tách rễ và đánh bĩng sẽ trở thành hạt malt khơ tiêu chuẩn cĩ thể bảo quản đài ngày trong điều kiện khơ,

mát và được sử dụng để sản xuất bia Trong quá trình xử lí hạt đại mạch để

trở thành hạt malt hồn thiện hệ enzyme trong hạt đã được hoạt hĩa và tăng

cường hoạt lực, đặc biệt là hệ enzyme thủy phân thực hiện quá trình chuyển

hĩa 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 cĩ nguồn

gốc từ đại mạch hai hàng, chủ yếu được nhập từ Úc hoặc một số nước châu

Âu như: Đức, Đan Mạch Malt dùng trong sản xuất bia cần đảm bảo một số yêu cầu:

Chỉ tiêu cảm quan:

- Màu sắc: hạt maÏlt vàng cĩ màu vàng rơm, sáng ĩng ánh, màu chuẩn là 0,3

d6 iod; (malt den cé mau sam)

Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 12

- Mùi vị: mùi vị đặc trưng cho malt vàng là vị ngọt nhẹ hay ngọt dịu, có hương thơm đặc trưng, không được có mùi vị lạ

- Độ sạch của malt cho phép là 0,5% hạt gãy vỡ, 1% các tạp chất khác

- Thời gian đường hoá: 10 — 20phút ở 70°C

- Đường maltose chiếm từ 65 — 70% tông chất hoà tan, tỷ lệ:

đường maltose/đường phi maltose = 1/0,4 — 1/0,51

TT Thành phần hoá học của malt % chất khô

sinh học của bia Các hợp chất có giá trị trong hoa phải kể đến chất đắng,

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lí/năm

polyphenol va tỉnh dầu thơm ngoài ra còn một số hợp phần khác nhưng không mang nhiều ý nghĩa trong công nghệ sản xuất bia

Hoa houblon thường được sử dụng dưới 3 dạng: hoa cánh, hoa viên và

cao hoa

- Hoa cánh: hoa houblon tươi, nguyên cánh được sấy khô đến hàm ẩm =1 1%,

sau đó được phân loại rồi xông hơi (SO;) để hạn chế sự oxy hóa và sự phát

triển của vi sinh vật

- Hoa viên: hoa houblon sau khi xử lý sơ bộ, được nghiền và ép thành các viên nhỏ, xếp vào các túi polyetylen hàn kín miệng dé tiện cho việc bảo quản cũng như vận chuyền

- Cao hoa: trích ly các tỉnh chất trong hoa bằng các dung môi hữu cơ (foluen, benzen ), sau đó cô đặc đề thu lấy chế phẩm ở dạng cao

1 kg hoa viên = 1,3 — 1,5 kg hoa cánh

1 kg cao hoa = 7 — 10 kg hoa cánh

Các chỉ tiêu kĩ thuật của hoa:

- Hoa cánh có màu vàng hơi xanh, hoa viên có màu xanh, cao hoa có màu đen

hoặc vàng Hoa cánh sử dụng là hoa cái chưa thụ phắn, nghiền còn dính

- Hoa có mùi thơm đặc trưng, không lẫn các tạp chất

STT Thành phần % chất khô I1 Độẩm 11-13

thành phần bia, nước cũng chiếm một lượng lớn (80 — 90%), góp phần hình

Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 14

thành nên hương vị của bia Bởi vậy, nước dùng trong sản xuất bia phải có chất lượng tốt, đáp ứng được các chỉ tiêu quan trọng:

- Nước uống phải đảm bảo yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm

- Nước trong suốt, không màu, không mùi, không vị, không có tạp chất cơ

học

- Độ cứng <10°H

- Hàm lượng các ion: Ca”: < 250mg/lít; Mg””: < 100mg/lít; Na”: 15 — 20 mgilít; Fe”: 0,2-— 0,5mg/lit; SO¿?: < 250 meg/lit; muối cacbonat < 50mg]; muối clorua < 50mg/l; muối phospho < 5000mg/l; không có đồng, kẽm; amoniac và muối nitrit < 0,1mg/1

Dé án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lit/năm

Il Chọn phương pháp nấu

Mục đích của quá trình nấu là: Hoà tan các chất có trong malt, gạo Sử dụng hệ enzyme của malt để thuỷ phân tỉnh bột thành đường, dextrin; thuỷ phân protein thành axit amin, peptide, polypeptide bên cạnh đó còn trích ly các chất chất trong hoa houblon dé tao hương vị đặc trưng cho bia

Quá trình nấu bia có thể chia làm 5 giai đoạn chính

- Nghiền nguyên liệu

- Hồ hoá và đường hoá

- Lọc dịch đường

- Nấu hoa

- Lắng xoáy và làm lạnh dịch đường houblon hoá

1 Nghiền nguyên liệu

Nghiền malt: Về cấu tạo hạt malt có 2 phần chính là vỏ và nội nhũ Để đảm bảo quá trình đường hóa đạt hiệu quả cao thì phần nội nhũ malt phải được nghiền càng nhỏ càng tốt Nhưng lớp vỏ trấu không mang thành phần chất chiết cần thiết của dịch đường nếu nghiền nhỏ sẽ làm dịch đường đắng chát gây ảnh hưởng âm tính đến tinh chất cảm quan của bia thành phẩm, hơn nữa lớp vỏ trấu lại đóng vai trò tạo lớp màng lọc tích cực trong quá trình lọc dịch đường do đó chỉ nên nghiền thô malt Thực tế không có phương án nào thoả mãn tối ưu cho các yêu cầu nêu trên mà để đảm bảo công nghệ sản xuất

ra bia thành phẩm đạt chất lượng cao người ta chọn giải pháp nghiền thô malt bằng máy nghiền trục

Có 3 phương pháp nghiền malt thường được dùng là: nghiền khô, nghiền ẩm

và nghiền ướt

Nghiền khô: có ưu điểm là cấu tạo thiết bị đơn giản vận hành dễ dàng, có thể

nghiền trước một ngày trước khi nấu, có thể nghiền malt có độ nhuyễn kém nhưng có nhược điểm là vỏ trấu thường bị nát làm địch đường đắng chát, quá trình lọc khó khăn

Nghiền âm: các thiết bị sử dụng cũng chỉ yêu cầu như nghiền khô, có thể khắc

phục được một phần hiện tượng nát vỏ trau

Nghiền ướt: yêu cầu thiết bị chịu ăn mòn, thiết bị có kích thước lớn, vận hành

nghiêm ngặt, nghiền xong phải nấu ngay nhưng có ưu điểm nổi trội là bảo

Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 1ó

toàn được lớp vỏ trấu trong quá trình nghiền do đó dịch đường thu được có chất lượng cao, quá trình lọc thuận lợi

Căn cứ vào ưu nhược điểm của các phương pháp em chọn phương pháp nghiền malt là nghiền ướt bằng máy nghiền trục nghiền malt ướt

Nghiền gạo: 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 Hồ hoá và đường hoá

Vì nấu bia ở đây có sử dụng nguyên liệu thay thế nên không thể sử dung

phương pháp đường hóa toàn 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 sôi từng phần nguyên liệu để

tạo bước nháy nhiệt độ thì yêu cầu phải có nồi phối trộn được bảo ôn, nhưng một nhược điểm rất lớn là quá trình kéo dài tốn năng 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 hoá, có thể thiết kế nồi cháo

và nồi malt cấu tạo giống nhau chỉ khác nhau về thể tích nên sẽ linh động trong tô chức sản xuất Nồi nấu phải thiết kế hệ thống áo hơi dé cấp nhiệt cho quá trình nấu, đồng thời phải có cánh khuấy để hoà trộn đều dịch bột và chống khê dịch ở sát vỏ

Máy lọc khung bản có ưu điểm là thiết bị có kích thước nhỏ gọn hơn

thùng lọc đáy bằng, lọc nhanh tốn ít nước rửa bã, nhưng thiết bị không kín

nên dịch đường bị oxy hoá nhiều, tốn nhiều lao động thủ công để vận hành,

vệ sinh và bảo dưỡng cũng tốn công hơn Thùng lọc đáy bằng chiếm diện tích

lớn, lọc chậm nhưng năng suất lọc vẫn lớn hơn máy lọc khung bản Thùng lọc

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lí/năm

đáy bằng có kết cầu cơ giới tự động nên vận hành đơn giản, bảo ôn tốt, thùng kín nên địch đường ít bị oxy hoá hơn Căn cứ vào những điều trên em chọn sử

dụng thùng lọc đáy bằng để lọc dịch đường Thùng lọc đáy bằng có đáy giả cách đáy thật khoảng 2cm, có hệ thống cào bã để nhanh chóng tạo và tạo lại lớp lọc, tạo không gian gom dịch đường Phía dưới thùng cần có hệ thống ống gom dịch, bên cạnh đó còn cần thiết bị én định lưu lượng địch trước bơm,

đường ống dẫn dịch ra cần thiết kế đoạn vồng lên để tránh tạo áp suất chân

không làm bít lỗ lọc, đồng thời tách đi một phần cặn lắng của dịch lọc Cần

thiết kế cả đường ống để thông áp và hồi lưu dich loc con duc

4 Nấu hoa

Nấu hoa nhằm mục đích bất hoạt hệ enzyme cua 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 quá trình này cũng trích ly các chất có lợi của hoa vào địch

đường: chất đắng trong hoa houblon vào dịch đường, thành phần nay tao vi

đắng dịu đặc trưng cho bia đồng thời cũng kìm hãm các vi sinh vật gây đục cho bia thành phẩm; các chat tanin làm kết tủa đạm cao phân tử tạo màng kéo theo các phần tir dé kết lắng trong dịch đường; tinh dầu thơm tạo hương cho bia thành phẩm Ngoài ra trong quá trình này còn diễn ra nhiều phản ứng

phụ khác như: phản ứng melanoid, phản ứng caramel hoá Để đảm bảo cấp nhiệt cho quá trình sôi mãnh liệt của dịch cần thiết kế cả hệ thống ống chùm

gia nhiệt trung tâm đồng thời với vỏ áo hơi

Kỹ thuật nau bé sung hoa 3 lần để đạt hiệu suất trích ly cao:

Phần 1: Bồ sung cao hoa khi dịch sôi khoảng 15 phút Phần cao hoa này có

hàm lượng axít đắng và tanin cao nhằm tạo vị dang, kết tủa các đạm cao phân

tử trong dịch đường

Phần 2: Bồ sung 1/2 lượng hoa viên khi địch sôi được khoảng 60 phút

Phần 3: Bồ sung 1/2 lượng hoa viên trước khi đưa sang nồi lắng xoáy 10 phút Phần hoa viên có hàm lượng axít đắng thấp hơn cao hoa mà chủ yếu để cung cấp tinh dau thơm tạo hương cho bia

Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 18

5 Lắng trong và làm lạnh dịch đường 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 phâm 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 tắm, lắng xoáy Ở đây em chọn thiết bị lắng xoáy để làm trong dịch đường Thiết bị lắng xoáy 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 khỏi dịch đường Đề tránh nhiễm tạp trong khi lắng xoáy thì ống hơi ở thùng lắng xoáy thiết kế có đường

kính bằng khoảng 1/10 đường kính thùng để dòng 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 ôn 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 — 5°

Làm lạnh dịch đường đề 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 đây nhanh tiến trình sản xuất Ở đây em chọn thiết

bị trao đổi nhiệt kiêu tắm bản, làm lạnh 1 cấp, với chất tải nhiệt là nước lạnh 2°C để làm lạnh nhanh dịch đường Nước sau khi lẫy nhiệt của dịch đường

được dùng dé phuc vu qua trinh nau va vé sinh hé thống nồi nấu Ngay sau

lạnh nhanh bố trí thiết bị sục không khí vô trùng vào dịch đường rồi đưa đi

lên men.

Do dn tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 2Š triệu lit/năm

HI Chọn chủng nắm men và phương pháp lên men

Lên men là giai đoạn quyết định đề chuyển hoá dịch đường houblon hoá thành bia đưới tác động của nắm 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 quá trình lên men rượu hoặc sau đó, trong dịch lên men còn xảy ra rất nhiều quá trình hoá sinh, sinh lý, hoá lý, hoá học và lý học phức tạp khác Những quá trình này đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc ấn định thành phần và chất

lượng của bia

1 Chọn chủng nấm men

Ở đây để thực hiện quá trình lên men chuyển hoá địch đường houblon hoá thành bia vàng em chọn chủng nam men chim thudc loai Saccharomyces carlbergensis

Dac diém: nam men Saccharomyces carlbergensis, té bao nam men hinh cau hay bầu dục, kích thước trung bình là 3 — 15um, sinh sản chủ yếu bằng phương thức nảy chồi, có khả năng lên men ở điều kiện nhiệt độ thấp nên

giảm được sự nhiễm tạp và tạo được bia có chất lượng cao bền sinh học, nó

có khả năng lên men các loại đường glucose, fructose, maltose và đặc biệt

do nắm men có khả năng tổng hợp được enzyme melibiase nên lên men được hoàn toàn đường rafinose, vào cuối quá trình lên men nó kết lắng xuống đưới

đáy do tính chất tạo chùm của tế bào, thuận lợi cho việc tách men sau quá

trình lên men để quay vòng tái sử đụng nắm men

Nguồn men giống:

Nắm men cấp cho quá trình lên men có thể lấy từ chủng gốc trải qua hai giai đoạn nhân men trong phòng thí nghiệm và nhân men sản xuất Trong giai đoạn nhân men trong phòng thí nghiệm chủng nắm men gốc được bảo quản dạng đông khô hay bảo quản lạnh trong các ống thạch nghiêng được cấy chuyền ra bình tam giác 100ml, rồi sang bình 1000ml, bình 5I, bình 201 trên môi trường nước chiết malt có bổ sung thêm các chất dinh đưỡng chủ yếu là dạng muối khoáng Mỗi cấp cấy chuyền nuôi trong thời gian 24h ở 22 — 25°C, nếu nuôi lắc thì thời gian có thể ngắn hơn Sang giai đoạn nhân giống sản xuất nắm men được nuôi trong các canh trường có đung tích tăng dần 1001, 3001 cho đến khi đủ lượng cấp cho lên men Trong giai đoạn nhân giống sản xuất

Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 20

môi trường dinh đưỡng để nuôi nam men thường đùng 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 nuôi có sục khí ở thời gian

đầu để nắm men phát triển sinh khối mạnh Mật độ dịch men giống sau nhân giống phải đạt khoảng 100 — 120 triệu té bao/ml

Ngoài 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 Thông thường, cứ 1000 lít dịch

đường cho khoáng 20 lit dịch sinh khối nắm men sệt, độ âm 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 nắm 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 nam 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 — 2°C để loại bỏ cặn bẩn và xác nắm 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 — 2”C

Hoạt hóa: Trước khi sử dụng, để nắm men phát triển tốt cần phải tiến hành hoạt hóa giống bằng cách: nuôi cấy nắm men trong dịch đường mới với tỷ lệ dịch đường : men sữa bằng 4 : 1, sục không khí vô trùng vào dịch, đồng thời tăng dần nhiệt độ tới gần bằng nhiệt độ lên men Khi có nhiều tế bào phát triển và độ cồn đạt 0,3% thì kết thúc quá trình hoạt hóa

2 Lên men sản phẩm bia chai

Bia chai có nồng độ dịch đường trước lên men 1a 12°Bx ở đây em chọn phương thức lên men gián đoạn theo mẻ, phương pháp lên men gia tốc trong

các thiết bị lên men kín thân trụ đáy côn, sử dụng chủng nắm men thuộc loại

Saccharomyces calbergensis chu kì lên men là 21 ngày Ở giai đoạn lên men chính dịch lên men được duy trì ở nhiệt độ 8°C trong thời gian 6 ngày Sau

lên men chính bia non được làm lạnh xuống 4°C để nắm men dễ dàng kết lắng

và được tháo ra ngoài Cuối cùng hạ nhiệt độ dịch lên men xuống 2°C và tiến

hành quá trình lên men phụ và tàng trữ để lão hoá bia non thành bia tiêu

chuẩn đồng thời bão hoà CO; cho bia

Sau lên men bia được xử lý lọc và chiết chai

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lí/năm

3 Lên men sản phẩm bia hơi

Bia hơi có nồng độ dịch đường trước lên men là 10,5°Bx ở đây em cũng chọn phương thức lên men gián đoạn, phương pháp lên men gia tốc

trong các thiết bị thân trụ đáy côn, sử dụng chủng nấm men thuộc loại

Saccharomyces calbergensis chu kì lên men 15 ngày Lên men chính tiến

hành ở 8”C trong thời gian 5 ngày Sau lên men chính dịch lên men được hạ

nhiệt độ xuống 4°C và xả nấm men kết lắng, rồi hạ nhiệt độ dịch lên men xuống 2°C và để thực hiện lên men phụ

Sau lên men bia được xử lý lọc và chiết box

Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 22

IV Thuyết minh dây chuyền sản xuất

Nghién Nghiễn Nghiền ướt

| Nước |———>—————>*[Hồ hoá|——+| Đường hoá

Lang xoay Lanh nhanh

Sục khí vô trùng Nhân giống cấp I

Dé án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lit/năm

1 Nghiền nguyên liệu

a Nghiền malt

Mục đích: Phá vỡ màng tỉnh bột để quá trình đường hoá được tốt hơn

Yêu cầu của quá trình nghiền malt là vỏ còn nguyên vẹn và tách ra khỏi nội nhũ, lượng tắm thô nhỏ Độ mịn và bản chất bột nghiền phụ thuộc vào máy lọc, nguyên liệu thay thé và chất lượng malt

Trong dây chuyền sản xuất này, chọn thiết bị lọc là thùng lọc đáy bằng,

nghiền theo phương pháp nghiền ướt, sử dụng máy nghiền có 2 cặp rulô Malt được đỗ vào phễu hứng ở chân gầu tải thứ nhất, được gầu tải này đưa lên thiết bị cân malt, sau đó đồ xuống phễu hứng của gầu tải thứ hai và được đưa lên đồ vào thùng chứa Từ đây malt được chuyền dần xuống máy nghiền đồng thời được phun nước 65°C, nghiền xong lại bổ sung thêm nước để hỗn dịch

đạt nhiệt độ 45°C và đạt tỉ lệ: bột malt/nước = 1/4, dịch sữa malt này được

bơm chuyển vào các nồi nấu

b NghiỀn gạo

Đặc điểm chung của các loại nguyên liệu chưa được ươm mầm như gạo

là chưa trải qua quá trình đồ hoá, chưa chịu tác động bởi hệ enzym sitase Cấu

trúc thành tế bào và các hạt tỉnh bột của chúng còn rất chắc, khó bị thuỷ phân

Do đó yêu cần nghiền thật nhỏ và hồ hoá ở nhiệt độ cao để thu được nhiều

chất chiết

Gao được đổ vào phễu hứng và được gầu tải đưa lên đổ xuống máy nghiền búa, bột gạo sau nghiền được quạt gió đưa vào phễu hứng của gầu tải

tiếp theo và được đưa lên cao, được vít tải đưa qua thiết bị phối trộn với nước

ấm rồi đỗ vào nồi hồ hoá Bột gạo trong quá trình được quạt gió thôi và gầu tải vận chuyển sinh ra nhiều bụi nên ở những vị trí này có bố trí đường ống thông với túi lọc và xyclon tách bụi

Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 24

2 Quá trình hồ hoá và đường hoá

a Hồ hoá

Mục đích: Do sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo với tỉ lệ 20% nên cần

tiến hành hồ hoá và dịch hoá gạo trong thiết bị riêng trước khi đường hoá chung với malt Vì gạo chưa trải qua quá trình đồ sinh học nên thành tế bào

chưa bị phá vỡ rất khó cho việc giải phóng tinh bột để đường hoá Do đó ta sử

dụng lượng malt lót với tỉ lệ 20% so với lượng gạo thay thế nhằm mục đích

giảm độ nhớt của dịch cháo giúp cho quá trình nấu dễ dàng hơn, tăng hiệu

suất chất chiết và cũng thuận lợi hơn cho quá trình đường hoá sau này

Tiến hành nấu gạo:

Trước khi nấu, tiến hành vệ sinh thiết bị bằng nước nóng Bột gạo được phối trộn với nước ấm để đạt nhiệt độ dịch khoảng 45°C trước khi bơm vào nồi với tỉ lệ: bột/nước = 1/5 Bật cánh khuấy, bô sung axít lactics để hạ

pH của hỗn dịch xuống khoảng 5,4 — 5,6 Cho malt lót vào nồi với lượng bằng 20% gạo và bỗ sung thêm nước để tỉ lệ: bột/nước = 1/5 Nhiệt độ của khối dịch giảm xuống khoảng 42 — 43°C Bột được trộn đều và giữ ở nhiệt độ 42 — 45°C trong khoảng 15 phút để tỉnh bột hút nước trương nở, đồng thời hệ

enzyme trong malt đặc biệt là peptidase thực hiện quá trình đạm hoá Cấp hơi

dé nâng từ từ nhiệt độ của khối dịch lên 72°C và giữ trong khoảng 10 phút

Tiếp tục nâng nhiệt của khối địch lên 83°C và giữ trong 30 phút để thực hiện quá trình hồ hoá tỉnh bột gạo Cuối cùng cấp hơi đun sôi khối dịch trong

khoảng 30 phút trước khi bơm sang nồi malt Thời gian nấu một mẻ khoảng

150 phút

b Đường hoá

Mục đích: Tạo điều kiện thích hợp thông qua điều chỉnh nhiệt độ, pH

môi trường để hệ enzyme của malt hoạt động, đặc biệt là hệ enzyme thuỷ

phân phân cắt các hợp chất cao phân tử trong dịch cháo thành các hợp chất thấp phân tir dé hoa tan tạo thành chất chiết của dịch đường

Yêu cầu của quá trình đường hoá là dịch đường thu được chứa hàm

lượng chất chiết tối đa và tỉ lệ giữa các thành phần là 80% đường có khả năng

lên men

Trong quá trình đường hoá, tinh bột được thuỷ phân thành các đường

đơn giản và dextrin bậc thấp dễ tan; protein được thuỷ phân thành các hợp

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lí/năm

chất chứa nitơ chủ yếu là có khối lượng phân tử trung bình: peptide, polypeptide, albumose; các hợp chất chứa phospho như Fitin bị thuỷ phân giải phóng axit phosphoric làm tăng độ chua và lực đệm của dịch đường Ngoài các quá trình thuỷ phân bởi enzyme, trong quá trình đường hóa còn có thê xảy

ra các phản ứng phi enzyme như phản ứng caramel hoá, phản ứng melanoid,

sự biến tính protein kém bền nhiệt, hoà tan các chất trong vỏ malt vào dịch

đường

Tiến hành đường hoá:

Trong khi nồi cháo nấu thì vệ sinh nồi malt, khi cháo sôi được khoảng

15 phút thì bơm dịch sữa malt vào nồi đường hoá Bật cánh khuấy đề đảo trộn

đều dịch sữa malt Bồ sung NaCl voi nong độ 200mg/1 để tạo cho bia vị đậm

đà dễ chịu, bỗ sung axit lactics hạ pH của hỗn dịch xuống 5,4 — 5,5 thuận lợi

cho hoạt động của hệ enzyme thuỷ phân và cũng có tác dụng khử độ cứng của

nước còn lại Bơm dịch cháo sang nồi malt hoà trộn với dịch bột malt, khi đó

nhiệt độ của hỗn dịch sẽ vào khoảng 54-55°C, thời gian bơm cháo khoảng 5

phút Nâng nhiệt độ khối địch lên 63°C và giữ trong khoảng 40 phút Tiếp tục

nâng nhiệt độ khối dịch lên 72°C và giữ trong khoảng 30 phút Nâng nhiệt độ

khối địch lên 76°C và giữ trong khoảng 20 phút, rồi bơm sang thùng lọc Thời

gian đường hoá một mẻ khoảng 130 phút

3 Loc dich đường

Mục đích: Tách dịch đường ra khỏi bã với hiệu suất thu hồi lớn nhất, đồng

thời hạn chế tối đa sự oxy hoá dịch đường

Lọc dịch đường có 2 giai đoạn: giai đoạn thứ nhất là lọc để tách dịch đường ra

khỏi bã, giai đoạn 2 là rửa bã để rút nốt phần chất hoà tan còn sót lại trong bã

Tiến hành lọc:

Trước khi tiến hành lọc, thùng lọc cần được vệ sinh kỹ bằng nước, các

mảnh các mảnh của đáy giả phải được ghép thật khít và chặt với nhau Lỗ tháo bã và các van xả dịch phải đóng chặt Bơm nước nóng vào các ống dẫn

dich đề đuôi không khí đồng thời bơm tới đầy khoảng không giữa hai đáy của thùng lọc Dịch đường từ nồi đường hoá sau khi được trộn đều, được bơm

một lần sang thùng lọc, đồng thời hệ thống cào bã hoạt động để dàn đều lớp

bã trên mặt đáy giả Sau khi hết dịch đường hệ thống cánh đảo bã được nâng lên cao Dịch đường được để yên 20 phút để bã kết lắng tạo thành lớp lọc Có thể chia lớp bã thành 3 lớp: lớp dưới cùng gồm các phần tử nặng nhất và lớn

Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 26

nhất, dày khoảng lcm; lớp giữa gồm vỏ và các phần tử nặng khác; lớp trên cùng là các phần tử mịn và nhẹ, xám, dày khoảng lcm Sau đó mở van thu dịch đường, ban đầu dịch đường còn đục nên ta cho hồi lưu trở lại thùng lọc

trong khoảng 15 phút đầu Khi dịch đường bắt đầu trong thì khoá van hồi lưu,

dịch đường được đưa ngay sang nồi nấu hoa Nếu nồi hoa chưa sẵn sàng thì dịch đường được đưa sang nồi trung gian có vỏ bảo ôn chứa tạm Lúc đầu tốc

độ lọc nhanh, về sau tốc độ lọc chậm dan do màng lọc bị bít làm tăng trở lực khi đó cần ngừng quá trình lọc dùng hệ thống cào bã tạo lại lớp màng lọc Dùng áp kế để kiểm tra tốc độ lọc Thời gian ép dịch lọc khoảng 90 phút Sau

đó tiền hành rửa bã

Tiến hành rửa bã gián đoạn làm 3 lần, nước rửa bã có nhiệt độ 78°C Sau khi thu hết dịch đường, khoá van xả dịch, cấp 1/3 lượng nước rửa bã, cho cánh khuấy quay để làm tơi lớp bã giải phóng chất tan còn lưu trong bã vào dịch Đề yên 10 phút thì tháo dịch, dịch này cũng được bơm sang nồi hoa với dịch lọc trước đó Kết thúc quá trình rửa bã hàm lượng đường trong bã còn 0,5 — 1°Bx Thời gian rửa bã khoảng 60 phút

Tổng thời gian lọc khoảng 160 phút

4 Nấu hoa

Mục đích: Quá trình nấu hoa có mục đích chính: diệt enzyme của malt, diệt vi sinh vật; kết lắng các phần tử khó tan phân tán trong dịch đường; trích ly các chat dang va tinh dau thom trong hoa houblon dé dem lai hương vị đặc trưng cho bia thành phẩm

Trong quá trình đun hoa xảy ra một số biến đổi: sự đồng phân hoá các a-axit dang thanh izo a-axit dang có độ hoà tan cao hơn và lực dang manh hơn, vị đắng dịu hơn; trích ly tỉnh dầu thơm của hoa tạo hương thơm đặc trưng cho bia vàng: tạo phức tanin-protein cao phân tử tạo màng kéo theo nhiều phần tử khác kết lắng theo làm trong dịch đường, tạo độ ôn định keo cho dịch; vô hoạt các protein enzyme của malt và diệt vi sinh vật tạp làm tăng tính ôn định sinh học của dịch đường đảm bảo quá trình lên men sau này dịch đường chỉ chuyển hoá bởi hệ enzyme của nắm men Ngoải ra trong quá trình nấu hoa đo nhiệt độ cao xảy ra các phản ứng melanoid, phản ứng caramel hoá làm thay đổi tính chất cảm quan của dịch đường đặc biệt là độ màu của dịch đường ĐÐun hoa còn có tác dụng làm bay hơi một số chất không mong muốn

Dé án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lit/năm như dimethyl sulfua và các dẫn xuất; cô đặc dịch đường nhờ quá trình bay hơi nước; pH dịch đường cũng giảm từ 0,2 — 0,3

Tiến hành đun hoa:

Thiết bị đun hoa được vệ sinh sạch sẽ trước mỗi mẻ nấu Ngay từ khi

dịch lọc đưa sang nồi hoa thì mở van cấp hơi nhưng ở mức vừa phải dé duy trì nhiệt độ dịch lọc trên 75°C Sau đó nâng dần nhiệt độ sao cho tới khi toàn bộ dịch lọc và nước rửa bã được bơm sang nồi hoa thì địch đường trong nồi cũng vừa sôi Khi dịch sôi được khoảng 15 phút thì cho toàn bộ lượng hoa cao vào nồi Sau khi dịch sôi được khoảng 60 phút thì cho 1/2 lượng hoa viên vào nồi Trước khi kết thúc đun hoa 15 phút thì bổ sung nốt 1/2 lượng hoa viên vào nồi Tỷ lệ: cao hoa/hoa viên = 1⁄4 Thời gian đun hoa khoảng 90 phút

5 Lắng xoáy

Mục đích: Quá trình lắng trong cũng đồng thời làm lạnh sơ bộ dịch đường

nhằm mục đích tách bỏ các phần tử rắn hay cặn, bã hoa ra khỏi dịch đường, tránh bia không bị đục

Đặc biệt là cặn nóng được tạo thành từ nhiệt độ trên 60°C và cần được tách bỏ

hoàn toàn vì chúng ảnh hưởng xấu tới quá trình lên men, làm bia kém chất

lượng, sinh ra một số axít có hại cho độ bền của bia

Tiến hành lắng xoáy:

Dịch đường ra khỏi nồi hoa được bơm vào thùng lắng xoáy theo phương tiếp

tuyến với vận tốc 12 — 14m/s, dưới tác dụng của lực ly tâm và trọng lực các

cặn lắng và bã hoa tách ra tập trung ở giữa thùng và lắng xuống đáy Dịch ra

khỏi thùng có nhiệt độ khoảng 90°C được bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh

Cặn tập trung ở đáy thùng khi bơm hết dịch được xối nước xả bã ra ngoài

Thời gian lắng xoáy khoảng 30 phút