Thiết kế nhà máy sản xuất bia không cồn + full cad

Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, có niên đại ít nhất là từ thiên niên kỷ 5 TCN và đã được ghi chép lại trong các thư tịch cổ của Ai Cập cổ đại và Lưỡng Hà 9. Được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon, nước và men bia với một quy trình công nghệ khá đặc biệt cho nên bia có các tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người đó là hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn. Ngoài ra để tăng hiệu quả kinh tế và đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng, nhiều nhà máy sản xuất bia còn sử dụng các loại nguyên liệu thay thế khác như gạo, tiểu mạch, đại mạch chưa nảy mầm, ngô đã tách phôi…để tạo ra nhiều sản phẩm có chất lượng khác nhau. Bia có giá trị dinh dưỡng cao. Trong bia có chứa nhiều vitamin, các chất khoáng, nguyên tố vi lượng. Ngoài các chất dinh dưỡng, trong bia còn có CO2, chất đắng từ hoa houblon có tác dụng kích thích tiêu hóa, có tính diệt khuẩn cao, đặc biệt CO2 bảo hòa trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống. Trong bia còn chứa một hệ enzyme khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylaza. Vì vậy, khi uống một lượng bia thích hợp sẽ cho ta cảm giác ngon miệng khi ăn, tiêu hóa thức ăn tốt hơn…Nhờ những ưu điểm như vậy mà ngày nay bia được sử dụng rộng rãi như một loại nước giải khát ở hầu hết các nước trên thế giới. Với 3,4 tỷ lít bia năm 2015, Việt Nam là quốc gia tiêu thụ bia cao nhất Đông Nam Á, đứng thứ 3 châu Á sau Nhật Bản, Trung Quốc và nằm trong top 25 của thế giới. Về mức tiêu thụ rượu bia, Việt Nam xếp thứ 510 nước châu Á. Trong khi đó, tính về tổng thu nhập quốc nội và thu nhập bình quân đầu người, Việt Nam chỉ xếp thứ 810 các nước trong khu vực Đông Nam Á. Lượng rượu bia trung bình sử dụng trên thế giới không tăng trong 10 năm qua, trong khi ở Việt Nam lại tăng trưởng theo chiều thẳng đứng. Thống kê cho thấy, năm 2008, Việt Nam mới đứng thứ 8 châu Á về tiêu thụ bia, nhưng đã đứng thứ 3 châu Á sau Nhật Bản và Trung Quốc 7 năm sau đó 10. Bia được nhiều người biết đến là một loại thức uống có cồn, tuy nhiên một số nhà máy trên thế giới và trong đó có Việt Nam đã sản xuất thành công bia không cồn, mở ra một tiềm năng mới cho ngành bia hướng đến mọi đối tượng tiêu dùng. Đặc điểm khác biệt của bia không cồn chính là hàm lượng cồn thấp, không gây ảnh hưởng xấu đến hệ thần kinh và sức khỏe người tiêu dùng. Đó là lý do mà các loại bia không cồn và bia có nồng độ cồn thấp đang ngày càng được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là ở các nước phát triển, nơi mà người tiêu dùng có đời sống vật chất và văn hóa cao. Các loại bia này thích hợp với phụ nữ, những người cần sự tỉnh táo, chẳng hạn những người điều khiển các phương tiện giao thông. Ngoài ra, nhiều chuyên gia dinh dưỡng cũng phải công nhận và tuyên bố rằng, bia không cồn là thứ đồ uống tuyệt vời trong chế độ tiếp nước hàng ngày cho cơ thể. Xuất phát từ tiềm năng phát triển ngành bia của Việt Nam nên em chọn đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 91,8 triệu lít sản phẩmnăm”. Trong đó sản xuất 2 loại sản phẩm là: Bia có cồn, năng suất 81,8 triệu lít sản phẩmnăm. Bia không cồn, năng suất 10 triệu lít sản phẩmnăm.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

Khoa Cơ khí - Công nghệ

KHÓA LUẬN

TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI:

Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 91,8 triệu lít sản phẩm/năm

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Quốc Tịnh Lớp: Công nghệ thực phẩm 46B

Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Huế

Bộ môn: Công nghệ thực phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

Khoa Cơ khí - Công nghệ

KHÓA LUẬN

TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI:

Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 91,8 triệu lít sản phẩm/năm

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Quốc Tịnh Lớp: Công nghệ thực phẩm 46B

Thời gian thực tập: 15/08/2016 – 15/09/2016 Địa điểm: Công ty cổ phần bia Hà Nội – Quảng Bình, Tiểu khu 13, Phường Bắc Lý, Thành phố Đồng Hới, Quảng Bình Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Huế

Bộ môn: Công nghệ thực phẩm

HUẾ, 2017

KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc - - -* -

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Quốc Tịnh

Lớp: Công nghệ thực phẩm 46B

Khóa: 2012 – 2017

Khoa: Cơ khí – Công nghệ

1/ Tên đề tài:

Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 91,8 triệu lít sản phẩm/năm

2/ Các thông số ban đầu:

- Nhà máy sản xuất 2 loại bia với năng suất là:

+ Bia có cồn, năng suất 81,8 triệu lít sản phẩm/năm+ Bia không cồn, năng suất 10 triệu lít sản phẩm/năm

- Một số thông số ban đầu tự chọn

3/ Nội dung các phần thuyết minh và tính toán

Lời mở đầu

Phần 1: Lập luận kinh tế và kỹ thuật

Phần 2: Tổng quan về nguyên liệu

Phần 3: Thuyết minh dây chuyền công nghệ

Phần 4: Tính cân bằng dây chuyền

Kết luận

Tài liệu tham khảo

4/ Các bản vẻ

Mặt bằng tổng thể nhà máy (A0)

Sơ đồ dây chuyền công nghệ (A0)

Mặt bằng phân xưởng nấu và các mặt cắt (A0)

Mặt bằng phân xưởng lên men và các mặt cắt (A0)

Mặt bằng phân xưởng chiết và các mặt cắt (A0)

Sơ đồ hơi – nước phân xưởng nấu (A0)

5/ Giáo viên hướng dẫn

TS Nguyễn Văn Huế

6/ Ngày giao nhiệm vụ

7/ Ngày hoàn thành nhiệm vụ

(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)

Nguyễn Quốc Tịnh Nguyễn Văn Huế

(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Qua 5 năm học tập và rèn luyện tại trường Đại học Nông Lâm Huế, được sựchỉ bảo và giảng dạy nhiệt tình của quý thầy cô, đặc biệt là quý thầy cô khoa CơKhí – Công Nghệ đã truyền đạt cho em những kiến thức về lý thuyết và thực hànhtrong suốt thời gian học tập ở trường Trong khoảng thời gian thực tập tại Công ty

Cổ phần bia Hà Nội – Quảng Bình em đã có cơ hội áp dụng những kiến thức họcđược ở trường vào thực tế ở công ty, đồng thời học hỏi được nhiều kinh nghiệmthực tế tại công ty Cùng với sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành bài khóaluận tốt nghiệp của mình

Từ những kết quả đạt được này, em xin chân thành cảm ơn:

- Quý thầy cô trường Đại học Nông Lâm Huế đã truyền đạt cho em nhữngkiến thức bổ ích trong thời gian qua Đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Huế đã tận tìnhhướng dẫn em hoàn thành tốt bài khóa luận tốt nghiệp này

- Ban giám đốc Công ty Cổ phần bia Hà Nội – Quảng Bình đã tạo mọi điềukiện thuận lợi cho em trong thời gian thực tập

- Gia đình và bạn bè, những người luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ để em

có thể hoàn thành tốt bài khóa luận tốt nghiệp này

Do kiến thức còn hạn hẹp nên không tránh khỏi những thiếu sót trong cáchhiểu, lỗi trình bày Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô vàBan lãnh đạo, các anh chị trong công ty để bài khóa luận tốt nghiệp đạt được kếtquả tốt hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Huế, tháng 03 năm 2017

Sinh viên thực hiện

DANH MỤC BẢNG

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, có niên đại

ít nhất là từ thiên niên kỷ 5 TCN và đã được ghi chép lại trong các thư tịch cổcủa Ai Cập cổ đại và Lưỡng Hà [9] Được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính làđại mạch ươm mầm, hoa houblon, nước và men bia với một quy trình công nghệkhá đặc biệt cho nên bia có các tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người

đó là hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn Ngoài ra để tăng hiệuquả kinh tế và đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng, nhiều nhà máy sản xuất biacòn sử dụng các loại nguyên liệu thay thế khác như gạo, tiểu mạch, đại mạch chưanảy mầm, ngô đã tách phôi…để tạo ra nhiều sản phẩm có chất lượng khác nhau

Bia có giá trị dinh dưỡng cao Trong bia có chứa nhiều vitamin, các chấtkhoáng, nguyên tố vi lượng Ngoài các chất dinh dưỡng, trong bia còn có CO2, chấtđắng từ hoa houblon có tác dụng kích thích tiêu hóa, có tính diệt khuẩn cao, đặcbiệt CO2 bảo hòa trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống.Trong bia còn chứa một hệ enzyme khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzyme kíchthích tiêu hóa amylaza Vì vậy, khi uống một lượng bia thích hợp sẽ cho ta cảmgiác ngon miệng khi ăn, tiêu hóa thức ăn tốt hơn…Nhờ những ưu điểm như vậy màngày nay bia được sử dụng rộng rãi như một loại nước giải khát ở hầu hết các nướctrên thế giới

Với 3,4 tỷ lít bia năm 2015, Việt Nam là quốc gia tiêu thụ bia cao nhất ĐôngNam Á, đứng thứ 3 châu Á sau Nhật Bản, Trung Quốc và nằm trong top 25 của thếgiới Về mức tiêu thụ rượu bia, Việt Nam xếp thứ 5/10 nước châu Á Trong khi đó,tính về tổng thu nhập quốc nội và thu nhập bình quân đầu người, Việt Nam chỉ xếpthứ 8/10 các nước trong khu vực Đông Nam Á Lượng rượu bia trung bình sử dụngtrên thế giới không tăng trong 10 năm qua, trong khi ở Việt Nam lại tăng trưởngtheo chiều "thẳng đứng" Thống kê cho thấy, năm 2008, Việt Nam mới đứng thứ 8châu Á về tiêu thụ bia, nhưng đã đứng thứ 3 châu Á sau Nhật Bản và Trung Quốc 7năm sau đó [10]

Bia được nhiều người biết đến là một loại thức uống có cồn, tuy nhiên một

số nhà máy trên thế giới và trong đó có Việt Nam đã sản xuất thành công bia khôngcồn, mở ra một tiềm năng mới cho ngành bia hướng đến mọi đối tượng tiêu dùng

Đặc điểm khác biệt của bia không cồn chính là hàm lượng cồn thấp, khônggây ảnh hưởng xấu đến hệ thần kinh và sức khỏe người tiêu dùng Đó là lý do màcác loại bia không cồn và bia có nồng độ cồn thấp đang ngày càng được sử dụngrộng rãi, đặc biệt là ở các nước phát triển, nơi mà người tiêu dùng có đời sống vậtchất và văn hóa cao Các loại bia này thích hợp với phụ nữ, những người cần sựtỉnh táo, chẳng hạn những người điều khiển các phương tiện giao thông Ngoài ra,nhiều chuyên gia dinh dưỡng cũng phải công nhận và tuyên bố rằng, bia không cồn

là thứ đồ uống tuyệt vời trong chế độ tiếp nước hàng ngày cho cơ thể

Xuất phát từ tiềm năng phát triển ngành bia của Việt Nam nên em chọn đề

tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 91,8 triệu lít sản phẩm/năm”.

Trong đó sản xuất 2 loại sản phẩm là:

- Bia có cồn, năng suất 81,8 triệu lít sản phẩm/năm.

- Bia không cồn, năng suất 10 triệu lít sản phẩm/năm.

10

PHẦN 1 LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ KĨ THUẬT 1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia của Việt Nam

Tại Việt Nam, Bia là mặt hàng chiếm tỷ trọng lớn nhất trong giỏ hàng hóatiêu dùng Xét trong nhóm sản phẩm tiêu dùng, đồ uống chiếm tỷ trọng lớn nhấtkhoảng 41%, theo sau là thực phẩm 15%, sản phẩm sữa 15%, thuốc lá 13%, chămsóc cá nhân 8%, chăm sóc nhà cửa 6% và chăm sóc em bé khoảng 3% Tại ViệtNam, Bia chiếm tới 94% tổng tiêu thụ đồ uống có cồn và 31% trong tổng thị trường

đồ uống Theo công ty cổ phần chứng khoán ngân hàng đầu tư và phát triển ViệtNam (BSC) ước tính với dung lượng thị trường bán lẻ tiêu dùng khoảng 23 - 33%GDP, tương đương 60 tỷ USD, thì dung lượng cho thị trường bia vào khoảng 7,63

tỷ USD

Việt Nam sẽ tiếp tục là điểm sáng về tiêu thụ bia của Thế giới, nhờ sản lượngbia tiêu thụ trên đầu người của Việt Nam đang ở mức vừa phải, tiêu thụ bia trênđầu người khoảng 57,09 lít bia, thấp hơn nhiều so với mức trung bình 92,07 lít củanhóm 25 nước tiêu thụ bia nhiều nhất Thế giới; Việt Nam vẫn đang trong thời kỳdân số vàng, nhìn chung cơ cấu dân số Việt Nam vẫn tập trung nhiều ở độ tuổi 15 –

54 (61.91%), đây là điểm hấp dẫn với các doanh nghiệp sản xuất bia và tầng lớptrung lưu và giàu có tiếp tục tăng nhanh, dự báo sẽ tăng gấp đôi lên tới 33 triệungười, tương đương khoảng 1/3 dân số Việt Nam đến năm 2020

Việt Nam là nước có sản lượng bia sản xuất tăng cao nhất thế giới Tổng sảnlượng sản xuất bia của toàn cầu năm 2015 đạt 188,64 tỷ lít (-1.1%yoy), trong đó 7năm liên tiếp Châu Á duy trì vị trí dẫn đầu với 63,81 tỷ lít bia (-1.3%yoy), chiếm33,8% thị phần toàn cầu Trong khi tình hình sản xuất bia thế giới chứng kiến sựsuy giảm và gần như không tăng trưởng ở hầu hết các quốc gia thì Việt Nam là mộtđiểm sáng khi sản lượng sản xuất năm 2015 đạt 4,67 tỷ lít bia, tăng tới 20,1%yoy(mức tăng trưởng của năm 2014 chỉ là 9%yoy), bỏ xa nước có mức tăng trưởng caothứ 2 là Bỉ với tăng trưởng là 8,8%yoy [11]

Bảng 1.1 Top 10 nước sản xuất bia lớn nhất năm 2015[11]

Nước

Thứ hạng năm 2015

Thứ hạng năm 2014

Sản lượng sản xuất năm 2015 (tỷ lít)

+-yoy (%)

Thị phần (%)

Hình 1.1 Biểu đồ thị trường bia Việt Nam [11]

Từ biểu đồ thị trường bia Việt Nam cho thấy tình hình sản xuất và tiêu thụbia tại Việt Nam tăng dần qua các năm

Tuy nhiên, sản lượng tiêu thụ năm 2015 đạt 3,80 tỷ lít tăng 4,40%yoy Đây

là mức tăng tương đối thấp so với tăng trưởng của sản lượng sản xuất, cho thấymức độ cạnh tranh của thị trường bia Việt Nam đang dần tăng lên cho thấy tiềmnăng ngành bia tại Việt Nam rất lớn

1.2 Bia không cồn

Bia không cồn là loại bia có nồng độ cồn không quá 0,5% theo tiêu chuẩncủa Châu Âu và Mỹ [12] Được sản xuất từ các nguyên liệu dùng để sản xuất bia

12

thông thường như malt, houblon và các nguyên liệu khác, bia không cồn là đồ uống

bổ dưỡng, có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng và góp phần hạn chế một số tiêu cựccủa việc lạm dụng đồ uống có cồn

Hiện nay, tại thị trường Việt Nam chỉ có sản phẩm bia không cồn nhập khẩu,với giá thành trên thị trường từ 25000 – 30000 VNĐ/lon hoặc chai Sản phẩm biaOeTinger Alkoholfrei nhập khẩu từ Đức có giá 27000 VNĐ/lon 500 ml, biaBitburger nhập khẩu từ Đức có giá 28000 VNĐ/chai 330 ml Tuy nhiên, các sảnphẩm bia trên không hợp khẩu vị của người Việt

Tiềm năng về số lượng đối tượng tiêu dùng: tần suất uống bia có cồn tại ViệtNam chủ yếu ở lứa tuổi 20 – 40 (khoảng 31 triệu dân) Hơn nữa, theo chỉ thị số05/2008/CT-TTg ngày 31/01/2008 của Thủ tướng Chính phủ về việc nâng cao hiệuquả sử dụng thời giờ làm việc của cán bộ, công chức, viên chức nhà nước, một số

Bộ và các tỉnh trong cả nước đều ra chỉ thị: “Quy định cán bộ, viên chức, côngchức không uống rượu, bia trong ngày làm việc và không hút thuốc lá nơi công sở”

Do đó, việc nghiên cứu phát triển sản phẩm bia không cồn thay thế một phần chobia có cồn, là giải pháp thích hợp giúp người tiêu dùng nghiêm túc thực hiện đúngtheo chỉ thị của Chính phủ Tần suất uống bia thấp nhất là nhóm dân số có độ tuổi

từ 18 - 19 chiếm khoảng 5 - 7% dân số và độ tuổi này được phép sử dụng đồ uống

có cồn (như bia có cồn) Tuy nhiên đang trong lứa tuổi học tập, việc uống bia cócồn thường xuyên có ảnh hưởng lớn đến học tập Người cao tuổi (> 65 tuổi) chiếmkhoảng 18% dân số là đối tượng không uống bia có cồn vì lí do sức khỏe Trongkhi đó, trẻ em dưới 18 tuổi chiếm khoảng 28% dân số là đối tượng cấm sử dụng đồuống có cồn, nhưng hoàn toàn có thể sử dụng bia không cồn Phụ nữ chiếm khoảng50% dân số là đối tượng ít dùng bia có cồn, đa phần do họ không chịu được chấtcồn, khi uống sẽ bị đỏ mặt và khó kiểm soát, dẫn đến nhiều hệ lụy không đáng có.Bia không cồn sẽ giúp chị em phụ nữ tự tin và tỉnh táo trong các cuộc giao tiếp vớiđối tác kinh doanh Ngoài ra, còn những đối tượng khác như: Các nhà sư, ngườitrong ngành công an, quân đội, người chơi thể thao… đặc biệt hơn những người lái

xe (không được phép có nồng độ cồn trong người khi đang lái xe) Tất cả đối tượng

và các nhân tố trên sẽ là tiềm năng tiêu thụ lớn bia không cồn tại Việt Nam [13]

1.3 Sự cần thiết của việc đầu tư

Theo quy hoạch phát triển ngành bia, rượu, nước giải khát Việt Nam đếnnăm 2025, tầm nhìn đến 2035 được Bộ Công Thương phê duyệt hồi tháng 9/2016,

mục tiêu đặt ra của ngành là sản xuất được 4,1 tỷ lít bia trong vòng 4 năm tới và sẽtăng lên 4,6 tỷ lít bia vào 2025, 5,6 tỷ lít vào 2035.

Bộ Y Tế từng dự báo đến năm 2025, lượng bia tiêu thụ sẽ tăng lên đến 7lít/người/năm [14]

Từ những điều trên cho thấy tiềm năng để đầu tư xây dựng nhà máy bia tạiViệt Nam là rất lớn và sẽ đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của người dân ViệtNam Bên cạnh đó để khai thác được tiềm năng tiêu thụ bia không cồn tại ViệtNam, cần đặc biệt quan tâm cho định hướng phát triển đa dạng hóa sản phẩm và tạithời điểm này việc lựa chọn sản xuất bia không cồn mang đặc trưng hương vị ngườiViệt là chiến lược đúng đắn cho các doanh nghiệp vừa bắt kịp xu hướng phát triểncông nghệ sản xuất bia không cồn trên thế giới vừa nâng cao hiệu quả kinh doanh

1.4 Địa điểm xây dựng nhà máy

1.4.1 Vị trí xây dựng nhà máy

Bình Dương là tỉnh thuộc miền Đông Nam bộ, nằm trong vùng kinh tế trọngđiểm phía Nam Phía Đông giáp tỉnh Đồng Nai, phía Bắc giáp tỉnh Bình Phước,phía Tây giáp tỉnh Tây Ninh và một phần thành phố Hồ Chí Minh, phía Nam giápthành phố Hồ Chí Minh và một phần tỉnh Đồng Nai.Theo Nghị quyết số 136/NQ-

CP ngày 29/12/2013 của Chính phủ, tỉnh Bình Dương có diện tích tự nhiên là2.694,43 km2 (chiếm khoảng 0,83% diện tích cả nước, khoảng 12% diện tích miềnĐông Nam Bộ)

Vùng đất Bình Dương từ lâu đã được biết đến với hình ảnh nhộn nhịp của sựgiao thương và hội tụ từ nhiều vùng miền trong cả nước Từ ngày tái lập tỉnh(01/01/1997), Bình Dương đã trỗi dậy với chủ trương đổi mới được cụ thể hóabằng những chính sách thông thoáng, mở đường cho quá trình công nghiệp hóa,hiện đại hóa của địa phương Bằng việc xây dựng cơ sở hạ tầng, quyết liệt cải thiệnmôi trường đầu tư, tạo thuận lợi cho doanh nghiệp sản xuất – kinh doanh, dòng vốnđầu tư trong và ngoài nước ồ ạt chảy về Bình Dương, nhà máy mọc lên khắp nơi,nguồn nhân lực bốn phương quy tụ về… kinh tế – xã hội của Bình Dương bắt đầuđạt những thành tựu đáng kể, cơ cấu kinh tế chuyển dịch mạnh mẽ theo hướngcông nghiệp – dịch vụ – nông nghiệp, bộ mặt đô thị hóa đã được hình thành rõ nét

Trong những năm gần đây, tốc độ tăng trưởng kinh tế luôn ở mứccao, GDP tăng bình quân khoảng 14,5%/năm Cơ cấu kinh tế chuyển biến tích

14

cực, công nghiệp, dịch vụ tăng trưởng nhanh và chiếm tỷ trọng cao, năm 2010, tỷ lệcông nghiệp – xây dựng 63%, dịch vụ 32,6% và nông lâm nghiệp 4,4% Hiện nay,Bình Dương có 28 khu công nghiệp và cụm công nghiệp tập trung có tổng diện tíchhơn 8700 ha với hơn 1200 doanh nghiệp trong và ngoài nước đang hoạt động cótổng vốn đăng ký hơn 13 tỷ đôla Mỹ [15], [16].

Dựa vào sự phát triển của tỉnh Bình Dương nên em quyết định chọn khucông nghiệp Tân Bình – xã Tân Bình – huyện Bắc Tân Uyên - tỉnh Bình Dươnglàm nơi đặt nhà máy bia Khu công nghiệp Tân Bình có diện tích 352,5 ha, diệntích đất còn trống 230 ha [17]

Hình 1.2 Bản đồ khu công nghiệp Tân Bình 1.4.2 Đặc điểm tự nhiên

- Đến cảng container quốc tế Sóng Thần (tỉnh Bình Dương) 35 km [18].

1.4.4 Nguồn nguyên liệu

Do khí hậu đất đai ở nước ta không trồng được đại mạch và cây hoa houblonnên hai loại nguyên liệu này phải nhập từ các nước Pháp, Úc, Đan Mạch, Đức Maltđại mạch và hoa houblon được nhập về cảng container quốc tế Sóng Thần (tỉnhBình Dương) sau đó được ô tô vận chuyển về nhà máy

Hiện nay, sản lượng gạo ở nước ta rất lớn Nhà máy sử dụng nguyên liệuthay thế là gạo để sản xuất bia vừa tận dụng nguyên liệu sẵn có ở địa phương cũng

16

như việc hạ giá thành sản phẩm Nguồn cung cấp gạo là từừ̀ các công ty lương thựchoặc có thể mua của người dân địa phương.

1.4.5 Nguồn cung cấp điện

Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia 110/220 kV – 2 x 40MVA (6 đường chính + 2 đường dự phòng) thông qua trạm biến áp riêng Ngoài ra,

để đảm bảo cho quá trình sản xuất được liên tục, nhà máy còn trang bị máy phátđiện dự phòng

1.4.6 Nguồn cung cấp hơi và nhiên liệu

Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng lấy từ lò hơi riêng của nhà máy.Nhiên liệu dùng cho lò hơi là than đá được mua ngoài thị trường, nhà máy có khochứa để đảm bảo sản xuất

1.4.7 Nguồn cung cấp nước

Sử dụng nước từ nhà máy nước sạch của tỉnh trong khu công nghiệp có côngsuất 14000 m3/ngày đêm, nguồn nước này phải qua hệ thống xử lý nước của nhàmáy để đảm bảo các chỉ tiêu về hoá học, sinh học trước khi đem vào sản xuất bia[19]

thay thế và phụ phẩm từ nhà máy.

 Kết luận

Qua phân tích, việc đầu tư xây dựng một nhà máy sản xuất bia với năng suất91,8 triệu lít/năm tại khu khu công nghiệp Tân Bình – xã Tân Bình – huyện BắcTân Uyên - tỉnh Bình Dương là hợp lý, phù hợp với tình hình hiện nay của địaphương

18

PHẦN 2 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 2.1 Nguyên liệu chính

Malt cung cấp khá đủ lượng protein và có chứa hệ enzyme proteaza để thủyphân chúng Trong giai đoạn ươm mầm, hệ enzyme này được hoạt hóa mạnh mẽ.Khi chuyển sang giai đoạn nấu, chúng thủy phân protein tạo thành các phức chất cókhả năng giữ CO2 tốt, tạo vị bia đặc trưng

B Cấu tạo hạt đại mạch

 Vỏ

Hầu hết hạt các loại đại mạch được bao bọc bên ngoài bằng lớp vỏ trấu, một

số rất ít hạt đại mạch không có lớp vỏ này Những loại đại mạch không có lớp vỏtrấu không được dùng trong công nghiệp sản xuất bia Thành phần hóa học chủ yếucủa lớp vỏ trấu là xenluloza kết chặt lại nhờ chất khoáng và linhin

Dưới lớp vỏ trấu là lớp vỏ quả được cấu tạo từ 3 lớp tế bào – cứ 1 lớp xếpngang thì tiếp đến 1 lớp xếp dọc Với cấu trúc như vậy lớp vỏ quả sẽ rất dai và bềnvững

Dưới lớp vỏ quả là lớp vỏ hạt bao gồm 2 lớp tế bào, tế bào của lớp ngoài cóthành rất dày, lớp trong thì trong suốt Lớp vỏ hạt có vai trò như một màng bánthấm: chỉ cho nước thấm vào bên trong hạt đồng thời giữ các chất hòa tan trong hạtkhông cho thấm ra ngoài

Lớp vỏ quả và vỏ hạt liên kết chặt với nhau, mối liên kết đó chắc hơn rất

nhiều so với sự liên kết giữa chúng với lớp vỏ trấu.

Trọng lượng của vỏ chiếm từ 10,5 – 13% trọng lượng của hạt Đối với đạimạch mùa xuân, con số đó thấp hơn khoảng 0,5 – 1% Kích thước hạt càng bé thì tỷ

lệ vỏ càng cao so với trọng lượng của khối hạt

 Nội nhũ

Nội nhũ là phần lớn nhất đồng thời là phần giá trị nhất của hạt Cấu trúc củanội nhũ gồm các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một ít protein,xenlluloza, chất béo, tro và đường

 Phôi

Phôi là phần sống của hạt, chiếm tỷ lệ không đáng kể so với trọng lượng củahạt, khoảng 2,5 – 5% Trong quá trình chế biến, các thành phần trong phôi hòa tanrất ít vào dịch đường nên giá trị dinh dưỡng của phôi hầu như không đáng kể đốivới công nghệ sản xuất bia Vai trò to lớn của phôi là trạm hoạt hóa và là nhà máysản xuất enzyme, mà nếu thiếu nó thì cơ sở lý thuyết của quá trình sản xuất malt coinhư sụp đổ

C Thành phần hóa học của đại mạch

Thành phần hóa học của malt đại mạch rất phức tạp, phụ thuộc vào giống đạimạch, điều kiện đất đai, khí hậu, kỹ thuật canh tác và điều kiện bảo quản

Đối với công nghệ sản xuất bia, các hợp phần hóa học sau đây có ý nghĩaquan trọng trong việc xem xét loại đại mạch nào có đủ tiêu chuẩn để sản xuất bia

+ Tăng chi phí vận chuyển một cách vô ích

+ Hàm ẩm của đại mạch tăng 1% thì hiệu suất thu hồi chất chiết giảm 0,76%.Hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa đại mạch vào bảo quản là 13%

 Glucid

20

- Tinh bột

Là cấu tử chiếm vị trí số một về khối lượng cũng như về ý nghĩa đối vớicông nghệ sản xuất bia Hơn một nửa khối lượng chất khô của đại mạch là tinh bột.Trong một số trường hợp, nếu đại mạch là chủng giống có chất lượng cao thì con

số đó có thể lên tới 70%

Đối với công nghệ sản xuất malt và bia, tinh bột có hai chức năng, đó lànguồn thức ăn dự trữ cho phôi và là nguồn cung cấp chất hòa tan cho dịch đườngtrước lúc lên men

Tinh bột được phân bố chủ yếu ở nội nhũ và một phần rất ít ở phôi Chúngtồn tại dưới dạng những khối lập thể, có kích thước khá bé, ta quen gọi là “hạt tinhbột”

Tinh bột không tan trong nước lạnh Khi tiếp xúc với nước thì tinh bột sẽ hútnước và trương nở Ở nhiệt độ cao, nếu lượng nước không tương ứng với lượngtinh bột thì thể tích trương nở của tinh bột sẽ tăng lên rất nhiều lần (60 – 100 lần)

so với bình thường và độ nhớt của nó cũng tăng lên rất mạnh Nhiệt độ mà tại đó,

hệ số trương nở và độ nhớt của tinh bột đạt giá trị lớn nhất gọi là điểm hồ hóa Tínhchất hồ hóa của tinh bột có ý nghĩa rất lớn trong công nghệ sản xuất bia: tinh bột đãđược hồ hóa sẽ đường hóa nhanh hơn và triệt để hơn

Sự thủy phân tinh bột bởi enzyme amylaza đóng một vai trò hết sức to lớntrong công nghệ sản xuất malt và bia, vì đây là phản ứng có tính chất nền tảng đểxây dựng nên cơ sở lý thuyết của quá trình ngâm, ươm mầm, sấy malt và đườnghóa nguyên liệu

Xelluloza không tan trong nước, hầu như không thay đổi về thành phần vàcấu trúc trong suốt tiến trình công nghệ sản xuất bia

Xelluloza đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình lọc dịch đường vì

lớp vỏ trấu là vật liệu tạo màng lọc phụ lý tưởng

22

- Các hợp chất pectin và các chất dạng keo

Sự tồn tại của chúng trong dịch đường mang tính chất hai mặt Mặt tiêu cực

là làm cho dịch đường có độ nhớt cao, khó lọc; còn mặt tích cực là tạo cho bia có vịđậm đà và tăng khả năng tạo và giữ bọt của sản phẩm

 Các hợp chất chứa nitơ

- Protein

Là chỉ số quan trọng thứ hai (sau tinh bột) để đánh giá xem lô hạt có đủ tiêuchuẩn để sản xuất bia hay không Nếu hàm lượng quá cao, bia dễ bị đục, rất khóbảo quản Ngược lại, nếu quá thấp, quá trình lên men không triệt để, bia kém bọt, vịkém đậm đà Hàm lượng protein tốt nhất cho mục đích sản xuất bia là 8 – 10%

Sự thủy phân protein là một trong những quá trình quan trọng nhất trong côngnghệ sản xuất bia Các sản phẩm thủy phân đóng vai trò nhất định trong công nghệ

do chúng tương tác với các thành phần khác Sản phẩm quan trọng nhất của quátrình tương tác đó là melanoid – một hỗn hợp màu vàng óng, có vị ngọt và thơmdịu, là nhân tố quyết định hương vị của bia

Khả năng tạo bọt và giữ bọt cũng như độ bền keo của bia phụ thuộc trước hếtvào mức độ thủy phân và tỷ lệ giữa các cấu tử sản phẩm tạo thành trong quá trìnhthủy phân

Các protein phức tạp (proteid) kém hòa tan hoặc hòa tan không bền vững.Trong công nghệ sản xuất bia, proteid gây ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng củasản phẩm Loại bỏ tối đa cấu tử này ra khỏi dịch đường là công việc cần thiếtnhưng cũng rất khó khăn của các nhà công nghệ

- Albumose và pepton

Có vai trò rất lớn trong việc tạo và giữ bọt, đồng thời làm tăng thêm vị đậm đàcủa bia Tuy nhiên, chúng sẽ làm giảm độ bền keo của bia, gây đục bia khi ở hàmlượng cao

- Acid amin

Chiếm khoảng 0,1% so với chất khô của hạt và đóng vai trò rất lớn trong côngnghệ sản xuất bia, đó là nguồn cung cấp nitơ cho nấm men, là tác nhân tạomelanoid, tham gia tạo bọt và tồn tại trong bia như là một hợp phần dinh dưỡngquan trọng

 Các hợp chất không chứa nitơ

- Polyphenol

Trong đại mạch tập trung chủ yếu ở lớp vỏ Phần lớn những hợp chất hòa tanđược và tồn tại trong bia đều là những dẫn xuất của catechin, tức là chúng thuộcnhóm flavonoid Những hợp chất thuộc nhóm này có một tính chất rất có lợi chocông nghệ sản xuất bia là dễ dàng kết hợp với protid cao phân tử để tạo thành cácphức chất dễ kết lắng, làm tăng độ bền keo của sản phẩm Mặt khác sự hòa tan củapolyphenol vào dịch đường lại là nhân tố làm xấu đi hương vị của bia

- Chất đắng và chất chát

Trong đại mạch thuộc nhóm lipoid, là nguyên nhân gây ra vị đắng khó chịucho bia Biện pháp loại trừ chúng dễ dàng nhất là ngâm hạt trong môi trường kiềmnhẹ

- Fitin

Là muối đồng thời của canxi và magie với acid inozit-phosphoric(C6H6O6(H2PO3)6); chiếm 0,9% chất khô của vỏ, là nguồn cung cấp phospho chonấm men, đồng thời làm tăng độ chua của dịch cháo ở giai đoạn đường hóa, nângcao hiệu suất thủy phân

- Ngoài ra, trong đại mạch còn có vitamin và chất khoáng

Vitamin là nhân tố điều hòa sinh trưởng của nấm men, chất khoáng cũng đóngvai trò quan trọng trong sản xuất bia, đặc biệt là nguyên tố phospho đóng vai tròquan trọng trong việc hình thành hệ đệm của dịch đường [2], [3]

24

D Yêu cầu chất lượng trong sản xuất

- Hàm lượng chất hòa tan tương đối ≥ 75% khối lượng

B Cấu tạo

Hoa houblon là loài phân tính (có hoa đực, hoa cái), nhưng những ngườitrồng hoa chỉ trồng hoa cái Sau 2 năm, các cây ra các chùm hoa, xét theo hìnhdạng được gọi là búp hoa houblon

Hình dáng và độ lớn của một búp hoa phụ thuộc vào giống, điều kiện canhtác Búp hoa có dạng hình nón, dài 3 – 5 cm Trong một búp hoa houblon có các bộphận như cuống, trục, cánh hoa, nhị hoa và hạt lupulin Tỷ lệ khối lượng của chúngtính theo chất khô của bông hoa như sau: cuống 5 – 8%; trục 7 – 8%; hạt lupulin 18– 20%; cánh và nhị hoa 65 – 68%

Cuống hoa nên để ngắn Trục hoa là phần nối tiếp cuống, thường có hình ziczắc, có khoảng 6 – 10 đốt cong Cánh hoa có dạng hình trứng, đính trực tiếp càotrục, cánh nọ úp lên cánh kia tạo dạng hình nón Thường có khoảng 40 – 100 cánhhoa trên một bông hoa, trung bình là 50 - 60 cánh Cánh hoa có màu vàng xanh, cáccánh ở gần cuống vàng hơn các cánh ở bên trong và phía trên

Nhị hoa: nằm bên trong cánh hoa, tại mỗi chỗ uốn cong rất dễ nhìn thấy nhịhoa

Hạt lupulin có màu vàng óng, nằm giữa trục, các lá và nhị hoa Hạt có hìnhcầu, đường kính 0,15 – 0,25 mm, xếp với nhau thành dạng như cái cốc Trong đó

có chứa các chất nhựa và các loại dầu thơm khác Chính những hạt lupulin này lànguồn gốc tạo ra chất đắng và tinh dầu thơm của hoa houblon

C Thành phần hóa học

Thành phần hóa học của hoa houblon vô cùng quan trọng đối với chất lượngbia Phụ thuộc vào giống, điều kiện khí hậu và kỹ thuật canh tác, thành phần hóahọc của hoa có sự khác nhau đáng kể

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của hoa houblon

Hoa houblon tươi mới hái chứa khoảng 75% nước Sau khi sấy nhanh ở

500C, lượng nước còn khoảng 10 – 11% Hoa houblon sấy quá khô sẽ dễ bị rụngcánh và bị mất một phần hạt lupulin, nhưng nếu để ẩm (hơn 11%) thì rất khó bảoquản

- Chất đắng

Vai trò của chất đắng trong công nghệ sản xuất bia là rất to lớn Chúng làmcho bia có vị đắng dịu, tạo ra một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia Khi hòatan vào dịch đường và tồn tại trong bia, các chất đắng là những hợp chất có hoạttính sinh học cao, tạo ra sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt rất lâu.Với một nồng độ khá thấp, các chất đắng cũng có khả năng ức chế mạnh sự phát

26

triển của vi sinh vật Vì vậy chúng có tính kháng khuẩn rất cao và nhờ đó làm tăng

độ bền sinh học của bia thành phẩm

Trong hoa có hai loại chất đắng chủ yếu, quan trọng là α-acid đắng và β-acidđắng β-acid đắng ban đầu của nguyên liệu không đắng, nhưng khi bị oxy hóa sẽtạo thành acid đắng gây vị đắng cho bia Nếu tiếp tục bị oxy hóa thì nó sẽ chuyểnthành nhựa cứng không hòa tan và làm giảm giá trị của hoa houblon

Khi nghiên cứu về chất lượng của hoa houblon người ta thấy rằng các α-acidđắng gây đắng mạnh hơn nhiều lần so với các cấu tử gây đắng khác trong hoa (gấp

9 lần acid đắng) Tuy nhiên, đứng về mặt chất lượng thì chính dẫn xuất của acid đắng tạo một vị đắng hài hòa, dễ chịu làm tăng thêm vị cho bia

β Tinh dầu

Hoa houblon có chứa 0,5 – 1,5% tinh dầu thơm, với những loại hoa houblonthơm có thể chứa tới 3 – 4% Tinh dầu hòa tan vào dịch đường, tồn tại trong bia vàlàm cho bia có mùi đặc trưng dễ chịu Tinh dầu houblon không phải là đơn chất mà

có hơn 200 hợp chất chứa trong tinh dầu

- Tanin

Tanin là những hợp chất phenol trong nhóm flavonoid dễ dàng thực hiệnphản ứng ngưng tụ để tạo thành oligome và dễ dàng polyme hóa để tạo thànhpolyme Mặt khác những oligome tạo thành dễ dàng kết hợp với protein cao phân

tử để tạo thành các phức chất không hòa tan Tanin của hoa houblon có hoạt tínhmạnh hơn hẳn các hợp chất cùng loại trong đại mạch và malt Vì lý do đó, trong kỹthuật người ta sử dụng polyphenol của hoa houblon để loại trừ các cấu tử proteinkhó biến tính và kết lắng ra khỏi dịch đường (vì chúng tồn tại trong bia sẽ lànguyên nhân gây đục sau này)

Hàm lượng polyphenol trong hoa houblon là 2 – 5% tính theo chất khô, cótrong cánh hoa và đài hoa Polyphenol có các tính chất quan trọng dùng trong sảnxuất bia:

+ Vị gắt

+ Kết hợp và kết tủa các protein phức hợp

+ Bị oxy hóa thành các hợp chất màu nâu đỏ, phlobaphen

+ Chúng kết hợp với các muối sắt thành các hợp chất đen

Do có các tính chất này, các polyphenol gây đục bia và ảnh hưởng tới vị vàmàu bia

D Yêu cầu chất lượng trong sản xuất

Hoa có màu xanh hơi ngà, không có màu nâu hoặc sẫm đen Có vị đắng, mùithơm đặc trưng Không lẫn nhiều tạp chất Hàm lượng ẩm tối đa khi bảo quản là13%

E Các dạng hoa sử dụng trong sản xuất

Sử dụng hoa nguyên cánh trong sản xuất bia có ưu điểm là bảo toàn đượcchất lượng, nhưng có các nhược điểm là chúng chiếm thể tích cồng kềnh, khó bảoquản, hiệu quả sử dụng thấp

Để khắc phục các nhược điểm trên, trong kỹ thuật sản xuất bia người ta đãchế biến hoa cánh và các bộ phận của nó thành dạng bán thành phẩm, gọi là chếphẩm houblon để sử dụng được thuận tiện hơn Ưu điểm khi sử dụng chế phẩm là:

+ Khi sử dụng chế phẩm hoa houblon, bia có độ đắng ổn định

+ Thời gian bảo quản các chế phẩm hoa houblon khá dài do đó điều kiện sửdụng linh hoạt hơn, không bị phụ thuộc vào sản lượng cũng như chất lượng hoatrồng hàng năm cũng như tránh được sự biến động lớn về giá cả thị trường

+ Độ đắng của chế phẩm houblon cao hơn, giảm được hao phí chất đắngtrong quá trình bảo quản

+ Lược bớt được kho bảo quản lạnh

+ Có thể định lượng tự động hóa trong sản xuất

+ Có thể chia các chế phẩm houblon làm hai nhóm là: hoa viên và cao hoa.Hoa viên: hoa houblon đã sấy khô được nghiền thành bộ, sau đó ép thànhviên Ở dạng viên hoa houblon có thể định lượng và bổ sung dễ dàng Hàm lượngα-acid đắng 6%

Cao hoa: Hỗn hợp các chất đắng được chiết tách từ hoa và đem cô đặc lại.Hàm lượng α-acid đắng trong cao hoa cao (30%), thông thường giá trị sử dụngtrong 1kg cao hoa tương đương 5 – 6kg hoa cánh hoặc hoa viên

2.1.3 Nước

28

A Vai trò

Do thành phần chính của bia là nước (chiếm từ 80 - 90%) nên nguồn nước vàcác đặc trưng của nó có một ảnh hưởng rất quan trọng tới các đặc trưng củabia Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng hoặc thậm chí được xác định theo đặc trưng củanước trong khu vực sản xuất bia Mặc dù ảnh hưởng của nó cũng như là tác độngtương hỗ của các loại khoáng chất hòa tan trong nước được sử dụng trong sản xuấtbia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước cứng là phù hợp hơn chosản xuất các loại bia sẫm màu như bia đen, trong khi nước mềm là phù hợp hơn chosản xuất các loại bia sáng màu

Trong nhà máy bia, nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau: nấunguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm, thanh trùng, vệ sinh sát trùng thiết bị, vệsinh xí nghiệp,…do đó lượng nước dùng trong nhà máy rất lớn Nước có ảnhhưởng lớn đến tiến trình công nghệ và chất lượng sản phẩm nên nước dùng để nấubia không những đòi hỏi phải có đầy đủ tiêu chuẩn của nước uống mà còn cónhững yêu cầu riêng đáp ứng cho công nghệ sản xuất bia

B Yêu cầu chất lượng trong sản xuất

- Độ cứng từ mềm đến trung bình

- Hàm lượng muối cacbonat không quá 50 mg/l

- Hàm lượng muối Mg2+ không quá 100 mg/l

- Hàm lượng muối clorua 75 – 150 mg/l

- Hàm lượng CaSO4 150 – 200 mg/l

- NH3 và muối NO2 không có

-Hàm lượng ion sắt 2 không quá 0,3 mg/l

- Vi sinh vật không quá 100 tế bào/ml

- Số lượng tế bào E.coli ≤ 3 tế bào/ml

- Không có mùi lạ [2]

2.1.4 Nấm men

A Vai trò

Khi tiến hành lên men chính dịch đường houblon hóa, một lượng lớn cơ chất,chủ yếu là đường và dextrin bậc thấp bị nấm men hấp thụ để tạo thành rượu etylic,khí cacbonic và các sản phẩm phụ Ngoài gluxit bị tác động mạnh, các thành phầnkhác của dịch đường cũng chịu những sự thay đổi lớn Một phần trong đó bị nấmmen đồng hóa và bị biến đổi thành những hợp chất khác nhau, còn một số khác thìchuyển đổi thành trạng thái không hòa tan và bị tách ra ngoài dưới dạng kết lắng.Tất cả những điều đó dẫn đến một sự thay đổi lớn về lượng và biến đổi sâu sắc vềchất lượng trong các cấu tử hợp thành chất hòa tan của dịch đường Phần lớn hơntrong tổng số chất hòa tan bị tiêu hao sẽ biến thành rượu etylic và khí cacbonic.Song song với quá trình hình thành ra chúng là những phản ứng tạo thành các hợpchất dễ bay hơi như rượu bậc cao, este, aldehid…

B Nấm men sử dụng trong sản xuất bia

Men là các loài nấm đơn bào, kích thước đường kính mỗi tế bào men chỉ vàokhoảng 1/100 mm Chúng phân bố rộng rãi trong thiên nhiên, đặc biệt chúng cónhiều ở vùng đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả Nhiều loài nấm men có khảnăng lên men rượu bia Từ lâu người ta đã biết sử dụng nấm men để sản xuất rượubia Nấm men sinh sôi nhanh, tế bào lại chứa nhiều vitamin, acid amin không thaythế, hàm lượng protein chiếm tới 50% trọng lượng khô của tế bào, nên nhiều loạinấm men còn được sử dụng để sản xuất protein Ngoài ra nấm men còn được sửdụng trong công nghệ sản xuất bánh mì Tuy nhiên, cũng có nhiều loại nấm men cóhại gây bệnh cho người và gia súc, làm hư hại lương thực, thực phẩm

Nấm men dùng trong sản xuất bia thường là các chủng thuộc

giống Saccharomyces, chúng có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong môi

trường nước mạch nha như các loại đường hoà tan, các hợp chất nitơ (các acidamin, peptit), vitamin và các nguyên tố vi lượng…qua màng tế bào Sau đó, hàngloạt các phản ứng sinh hóa mà đặc trưng là quá trình trao đổi chất để chuyển hoácác chất này thành những dạng cần thiết cho quá trình phát triển và lên men củanấm men được tiến hành

2 loại nấm men được sử dụng trong sản xuất là:

+ Saccharomyces cerevisiae (giống nấm men nổi).

30

+ Saccharomyces carlsbergensis (giống nấm men chìm)

Chọn chủng nấm men Sacchromyces carlsbergensis để sản xuất Hầu hết các

tế bào sau khi nảy chồi thường đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi, hình dạng chủ yếu làhình cầu Thành phần hoá học của tế bào chứa khoảng 75% nước, 15 – 45% proteincủa chất khô, 25 – 35% cacbonhydrat, 4 – 7% chất béo, 8 – 9% chất vô cơ

Đặc điểm hình thái: Sacchromyces carlsbergensis sinh trưởng và phát triển ở

nhiệt độ thấp, nhiệt độ lên men từ 0 – 10oC Phân bố ở tầng sâu trong thiết bị Dễkết lắng và dễ tách lớp Do đó quá trình lọc dễ hơn đồng thời tạo điều kiện sử dụnglại nấm men

C Yêu cầu chất lượng trong sản xuất

- Tỷ lệ chết < 15%

- Tỷ lệ tạp trùng ≤ 0,8%

- Không nhiễm men dại, saccina, lactic

- Số lần tái sử dụng ≤ 12 lần

- Số ngày bảo quản: + Men từ đời 0 đến đời 2: không quá 2 ngày

+ Men từ đời 3 đến đời 12: Không quá 4 ngày

- Nhiệt độ bảo quản men: 2 – 50C

2.2 Nguyên liệu thay thế

2.2.1 Mục đích

Khoảng 90% lượng bia sản xuất trên thế giới được làm từ malt và nguyênliệu thay thế là tinh bột Người ta sử dụng nguyên liệu thay thế là tinh bột với nhiềumục đích

- Để hạ giá thành bia

- Tăng cường độ bền keo

- Sản xuất cá loại bia nhẹ hơn, sáng màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằngmalt

2.2.2 Sử dụng nguyên liệu gạo thay thế

Trong thành phần chất khô của gạo thì tinh bột chiếm đến 75%; protein: 8%;

chất béo: 1 – 1,5%; xenlluloza: 0,5 – 0,8%; chất khoáng: 1 – 1,2%.

Phụ thuộc vào mức độ chứa đầy protein của tế bào, mức độ liên kết củaprotein với các hạt tinh bột, cũng như kích thước và hình dáng của chúng (tinh bột)

mà nội nhũ của gạo có thể là trắng trong hoặc trắng đục hoặc trắng trong từng phần.Hạt trắng trong khác hạt trắng đục bởi hàm lượng ptotein cao hơn, hạt chắc và cứnghơn Để thay thế malt đại mạch ta nên chọn loại gạo có độ trắng đục cao hơn

Ta thấy rằng, gạo có hàm lượng tinh bột khá cao, protein ở mức vừa phải cònchất béo và xelluloza thì ở giới hạn thấp Với các chỉ số này, có thể nói rằng gạo làmột loại nguyên liệu thay thế khá lý tưởng cho việc sản xuất các loại bia có chấtlượng hảo hạng dùng để xuất khẩu

Theo Hiệp hội Lương thực Việt Nam (VFA), năm 2015, thương mại gạotoàn cầu đạt 42,6 triệu tấn, trong đó Việt Nam xuất 6,5 triệu tấn, trị giá 2,68 tỷUSD, tương đương 15,2% số lượng gạo mua bán trên thế giới [20]

Điều đó cho thấy Việt Nam là một đất nước sản xuất gạo với sản lượng lớn,thuận lợi trong việc chủ động nguồn nguyên liệu để thay thế malt trong sản xuấtbia

2.3 Các chất phụ gia

Ngoài các nguyên liệu chính trong sản xuất bia, còn phải kể đến nhiềunguyên liệu phụ khác có vai trò không kém phần quan trọng làm tăng giá trị cảmquan, chất lượng cho bia, hay để tăng hiệu quả các công đoạn sản xuất…

- Sử dụng muối CaCl2 để làm mềm nước cứng

- Enzyme Termamyl làm mềm dịch hồ hóa

- Than hoạt tính, silicagel trong quá trình thu hồi CO2

- Bột diatomit để trợ lọc

- NaOH, HNO3, nước vô trùng, để làm sạch đường ống, chai bẩn, vệ sinhthiết bị

- Phenolphtalein, iod để kiểm tra pH

- Acid lactic để điều chỉnh pH khi đường hóa

- Maturex để rút ngắn thời gian lên men…

32

1 Trôc cÊp liÖu

2 Malt vµo

3 §«i trôc nghiÒn th«

4 §«i trôc nghiÒn l¹i vá

3 §«i trôc nghiÒn th«

4 §«i trôc nghiÒn l¹i vá

Hình 3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

3.2 Thuyết minh quy trình

3.2.1 Làm sạch

- Mục đích

Malt và gạo trước khi đem vào sản xuất bia cần phải có quá trình làm sạch đểloại bỏ tạp chất Quá trình này đảm bảo nguyên liệu phải được sạch, kích thước hạtđồng đều, không ảnh hưởng đến chất lượng bia, thuận lợi cho quá trình nghiền

- Tiến hành

Nguyên liệu sau khi được định lượng thì qua máy làm sạch để loại bỏ bụibẩn, các hạt bị gãy dập, chất lượng kém hoặc mầm rễ còn sót,… để đảm bảo khôngảnh hưởng đến chất lượng của bia

3.2.2 Nghiền nguyên liệu

- Mục đích

Nguyên liệu chính trong sản xuất bia là malt và nguyên liệu thay thế là gạo

được đem đi nghiền nhằm mục đích phá vỡ cấu trúctinh bột để làm tăng bề mặt tiếp xúc với nước,enzyme dễ dàng tiếp xúc với cơ chất, tạo điều kiệnthuận lợi để quá trình đường hóa, thủy phân diễn ranhanh và triệt để hơn Nguyên liệu sau khi nghiền ởdạng bột mịn

- Thiết bị

34

1 Trục cấp liệu

2 Cơ cấu định hướng

3 Đôi trục nghiền thô

4 Đôi trục nghiền lại

Nghiền gạo:

Đặc điểm chung của các loại nguyên liệu chưa được ươm mầm như gạo làchưa chịu tác động bởi hệ enzyme sitase Cấu trúc thành tế bào và các hạt tinh bộtcủa chúng còn rất chắc, khó bị thủy phân Do đó, gạo phải được nghiền càng mịncàng tốt, khả năng tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất càng cao, hiệu quả thủy phâncàng triệt để Gạo từ thùng chứa được đưa vào máy nghiền 1 đôi trục với tỷ sốtruyền động của 2 trục khác nhau 1,7 lần với mục đích chà, xát nguyên liệu để làmcho nguyên liệu mịn Sau đó được vận chuyển vào nồi nấu để tiến hành hồ hóa

3.2.3 Nấu nguyên liệu

Nguyên liệu sau khi được nghiền nhỏ sẽ được hòa trộn với nước ở trong thiết

bị đường hóa, hồ hóa Trong môi trường giàu nước, các hợp chất thấp phân tử trongnguyên liệu sẽ được hòa tan và trở thành chất chiết của dịch đường sau này Cáchợp phần cao phân tử của cơ chất như tinh bột, protein, các hợp chất chứaphospho… dưới tác dụng của enzyme thủy phân ở nhiệt độ thích hợp các hợp chấtcao phân tử bị phân cắt thành các sản phẩm thấp phân tử và hòa tan vào nước để trởthành chất chiết của dịch đường

A Hồ hóa

- Mục đích

Làm cho tinh bột trương nở và hòa tan vào trong nước dưới tác dụng củanhiệt độ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hóa dễ dàng và triệt để hơn.Trong quá trình hồ hóa có sử dụng enzyme termamyl để đường hóa một phần tinhbột

36

- Thiết bị

6 Cầu thang lên xuống

7 Bông thủy tinh

Hình 3.3 Thiết bị hồ hóa

- Tiến hành

Cho nước vào thiết bị hồ hóa sau đó nâng nhiệt độ của nước lên 45°C, cho10% malt lót vào để tránh hiện tượng cháy nồi và CaCl2 để giúp cho các enzymebền vững nhiệt độ và nâng cao hiệu suất của các chất hòa tan, cho tiếp enzymetermamyl nhằm dịch hóa lượng tinh bột đã bị hồ hóa, acid lactic để điều chỉnh pHcủa dịch xuống 5,2 – 5,4 Tiến hành cho gạo đã được nghiền và giữ nhiệt độ nàytrong 15 phút để cho tinh bột hấp thụ nước trương nở Sau đó nâng nhiệt độ lên85°C giữ trong 30 phút để tinh bột được hồ hóa

Sau đó tiến hành nâng nhiệt độ của nồi hồ lên nhiệt độ sôi 100°C duy trìtrong 15 phút để hồ hóa hoàn toàn tinh bột trước khi bơm qua nồi malt

B Đường hóa

- Mục đích

Thủy phân các hợp chất cao phân tử trong nguyên liệu thành đường dưới tácdụng của enzyme tạo thành dịch đường

- Tiến hành.

Sử dụng thiết bị giống với thiết bị hồ hóa Cho nước và malt đã nghiền vàothiết bị đường hóa, để ngâm trong 25 phút ở nhiệt độ thường, bổ sung acid lactic vàCaCl2 vào nhằm mục đích điều chỉnh pH của dịch xuống 5,2 – 5,4 thuận lợi chohoạt động của hệ enzyme thủy phân và cũng có tác dụng khử độ cứng của nước cònlại, rồi nâng nhiệt độ của nồi đường hóa lên 52°C bằng cách bơm một phần dịchcháo ở nồi hồ hóa sang và duy trì nhiệt độ 52°C trong 20 phút (quá trình đạm hóa)

Ở nhiệt độ này thích hợp cho enzyme proteaza hoạt động nhằm mục đích thủy phânprotein thành acid amin và peptip, đó là nguồn dinh dưỡng cho nấm men hoạtđộng, ngoài ra thành phần này còn góp phần tạo cho bia có hương vị đậm đà, thamgia vào quá trình giữ bọt cho bia góp phần nâng cao chất lượng của bia

Sau đó nâng nhiệt độ lên 64°C bằng cách bơm nốt lượng dịch cháo còn lại ởnồi hồ hóa sang giữ trong 20 phút Đây là nhiệt độ thích hợp cho enzyme β -amylaza hoạt động thủy phân tinh bột tạo thành đường maltoza Tiếp theo nângnhiệt độ nồi đường hóa lên 75°C giữ trong 25 phút Đây là nhiệt độ thích hợp choenzyme α - amylaza hoạt động thủy phân tinh bột tạo thành sản phẩm chủ yếu làdextrin và một ít đường maltose Tiến hành thử Iod, nếu không có đổi màu thì quátrình đường hóa đã kết thúc, bơm dịch đường sang nồi lọc

Hình 3.4 Giản đồ nấu

40