13 2 thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy bia (địa điểm giả định)

1.4.2 Cung cấp nguyên liệuNguyên liệu chính để sản xuất bia là malt, gạo trong nước và đường nguyên liệuthay thế cho một phần malt, hoa houblon, nước, nấm men và một số nguyên liệuphụ tr

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIA1.1 Khái niệm:

Bia là một loại đồ uống có cồn được sản xuất chủ yếu từ lúa mạch, hoa bia, nấmmen và nước Có nhiều nơi người ta thay thế lúa mạch bằng nguyên liệu khác nhưgạo, bắp, lúa mì (gọi chung là nguồn tinh bột), và bổ sung thêm những thành phần tự

nhiên khác để tạo ra nhiều hương vị và phong cách bia khác nhau.

1.2.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới.

1.2.1 Tình hình sản xuất bia trên thế giới

2

Theo thống kê năm 2011, sản xuất bia toàn cầu đạt 192.710.000 nghìn lít tăng 6,94triệu kl, tăng 3,7% so với 2010

Châu Á: khối lượng sản xuất bia trong năm 2011 tăng 8,6% so với cùng kỳ năm

ngoái, trở thành khu vực sản xuất bia lớn nhất thế giới trong 3 năm liên tiếp

Bắc Mỹ: sản xuất bia đã giảm 1,5% so với cùng kỳ năm 2011, đánh dấu năm thứ tưliên tiếp của nó giảm

1.2.2 Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới.

Năm 2011, toàn cầu tiêu thụ bia lên tới 188,78 triệu kl, tương đương với 298,2 tỷchai ( 633-ml ) Năm 2010: 181,88 triệu kl tăng 6,9 triệu kl, tương đương với 10,9 tỷchai ( 633-ml) Đánh dấu sự gia tăng 26 năm liên tiếp

Châu Á là một trong những khu vực có lượng tiêu thụ bia tăng nhanh, các nhà nghiêncứu thị trường bia nhận định rằng Chau Á đang dần giữ vị trí dẫn đầu về tiêu thụ biatrên thế giới

Vào năm 2007, châu Á đã vượt qua châu Âu và châu Mỹ về lượng bia tiêu thụ TheoBBC, châu Á đứng đầu thế giới về lượng tiêu thụ bia là nhờ vào “công”của TrungQuốc.Trung Quốc hiện cũng đã trở thành nhà sản xuất bia lớn nhất thế giới, với 44 tỉlít bia vào năm 2010, đứng sau là Mỹ (23 tỉ lít), Brazil (12 tỉ lít) và Nga (10 tỉ lít),theo Euromonitor

Biểu đồ thể hiện lượng tiêu thụ bia trên thế giới

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

1.3.1 Tình hình sản xuất bia tại Việt Nam

Theo thống kê năm 2011, VN có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở ở hầu khắpcác tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng mạnh về số lượng

4

Trong đó, hơn 20 nhà máy đạt công suất trên 20 triệu lít/ năm, 15 nhà máy có côngsuất lớn hơn 15 triệu lít/ năm và 268 cơ sở có năng lực sản xuất dưới 1 triệu lít/ năm.Sản lượng sản xuất Bia hàng năm tại Việt Nam.

Sơ

đồ

thị trường bia Việt Nam

1.3.2 Tình hình tiêu thụ bia tại Việt Nam

Trong khi thu nhập bình quân người của Việt Nam chỉ đứng 8/11 trong khu vựcĐông Nam Á, thì Việt Nam lại đang nắm giữ kỷ lục tiêu thụ bia với gần 3 tỷ líttrong năm 2012

1.4 Địa điểm

Địa điểm được chọn để xây dựng nhà máy cần đáp ứng được những yêu cầu sau:

− Phù hợp với quy hoạch chung của thành phố

− Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và nơi tiêu thụ sản phẩm

− Thuận tiện về giao thông

− Đảm bảo các nguồn điện, nước, nhiên liệu

− Vấn đề cấp thoát nước dễ dàng

− Nguồn nhân lực không quá khan hiếm

Sau khi khảo sát và tìm tìm hiểu chúng em chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia ởkhu công nghiệp Việt Nam - Singapore Thuận An, Bình Dương

1.4.1 Giao thông vận tải

Khu công nghiệp Việt Nam Singapore thuộc tỉnh Bình Dương có hệ thống giaothông đường bộ và đường thủy rất quan trọng nối liền giữa các vùng trong và ngoàitỉnh Trong hệ thống đường bộ, nổi lên đường quốc lộ 13 – con đường chiến lượccực kỳ quan trọng xuất phát từ thành phố Hồ Chí Minh, chạy suốt chiều dài của tỉnh

từ phía nam lên phía bắc, qua tỉnh Bình Phước và nối Vương quốc Campuchia đếnbiên giới Thái Lan Quốc lộ chạy qua khu công nghiệp và giao với quốc lộ khucông nghiệp tọa lạc trên đại lộ hữu nghị Một đại lộ lớn và nối liền với nhiều tỉnh lộkhác

Về hệ thống giao thông đường thủy, Bình Dương nằm giữa ba con sông lớn, nhất làkhu công nghiệp nằm gần sông Sài Gòn Bình Dương có thể nối với các cảng lớn ởphía nam và giao lưu hàng hóa với các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long Thuận lợi

6

cho việc cung cấp nguyên liệu và phân phối sản phẩm Khu công nghiệp nằm gầncảng Đồng Nai, cảng Bình Dương và cảng Sài Gòn.

Ngoài ra khu công nghiệp còn gần Ga sài Gòn và sân bay Tân Sơn Nhất

1.4.2 Cung cấp nguyên liệu

Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt, gạo trong nước và đường (nguyên liệuthay thế cho một phần malt), hoa houblon, nước, nấm men và một số nguyên liệuphụ trợ khác

- Malt đại mạch và hoa houblon được nhập về từ CHLB Đức Malt được đóng góivào trong các bao tải có trọng lượng cả bì là 50kg Hoa houblon được nhập về dướidạng hoa viên và cao hoa Nguyên liệu được nhập về nhà máy bằng đường thủy vàđường hàng không

- Gạo được thu mua từ Đồng bằng Sông cửu long bằng đường bộ và đường thủy

- Men giống: nhà máy sử dụng nấm men Saccharomyces carlsbergensis X25

- Nước: trong sản xuất bia nước đóng một vai trò rất quan trọng Nước được sảnxuất với một khối lượng tương đói lớn và yêu cầu của nước hết sức nghiêm ngặt.Nhà máy sử dụng nguồn nước máy do tỉnh cấp Đây là một yếu tố quan trọng vìnước không chỉ để dùng cho nấu và xử lý, sinh hoạt mà còn được dùng để pha loãng

từ bia nồng độ cao ra bia thành phẩm sau này

1.4.3 Hệ thống thoát nước

Nhà máy thải ra một lượng nước thải lớn Đây là loại nước chứa nhiều chất hữu cơ

do đó nước thải của nhà máy được gom về hệ thống xử lý nước thải đặt trong nhàmáy, sau khi nước đã được xử lý rồi mới thải ra hệ thống nước thải của tỉnh

1.4.4 Nguồn cung cấp nhiên liệu

Nhiên liệu được sử dụng nhằm cung cấp nhiệt cho nồi hơi phục vụ cho các mụcđích sản xuất, vệ sinh nhà xưởng, thanh trùng Nhà máy sử dụng nhiên liệu là than

đá được mua từ tổng công ty than Việt Nam

1.4.5 Nguồn điện

Điện là nhu cầu quan trọng cho bất kỳ nhà máy nào, điện phải đảm bảo24/24 giờ Hiện tại nhà máy sử dụng nguồn điện của hệ thống điện quốc gia Trên

tuyến quốc lộ 13 và nhất là trên toàn tỉnh Bình Dương mạng lưới điện 220KV,500KV được phủ rộng khắp Ngoài ra còn, đặt thêm hệ thống máy biến thế riêng

để ổn định nguồn điện và một máy phát điện đề phòng khi mất điện trên mạnglưới

1.4.6 Nguồn nhân lực

Nhà máy có thể sử dụng lực lượng lao động tại địa phương, vừa nhằm giảiquyết công ăn việc làm cho họ, mặt khác khi sử dụng nguồn nhân công tại chỗ giúpchúng ta không phải quan tâm đến nơi ăn chốn ở của công nhân Và vì , BìnhDương là một tỉnh lớn, đông dân cư và chứa nhiều khu công nghiệp lớn, nằm trongvùng giao thông thuận lợi vì vậy sẽ thu hút được nhiều nhân tài từ các tỉnh, thànhphố lân cận

1.4.7 Thị trường tiêu thụ sản phẩm

Điều kiện giao thông của tỉnh Bình Dương rất tốt cả đường bộ, đường thủy,đường hàng không vì vậy thị trường tiêu thụ mà nhà máy hướng tới là rộng khắp từcác tỉnh thành lân cân như thành phố Hồ Chí Minh, tỉnh đồng nai, tỉnh bình phước,các tỉnh cao nguyên, các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long và hướng tới thị trườngngoài nước như gần nhất là Campuchia và Thái Lan sau đó tới các nước trong khuvực Đông Nam Á

10

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU:

2.1 Malt:

Tất cả những hạt ngũ cốc, nếu được ươm mầm với sự kiểm soát chặt chẽ của cácđiều kiện kỹ thuật (độ ẩm, nhiệt độ và mức độ thông gió), sử dụng trong công nghệsản xuất bia đều có thể gọi chung là mạch nha hay malt (như malt thóc, malt bắp,malt lúa mì…) Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại

mạch, tiểu mạch, thóc, ngô v.v sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấyđến độ ẩm nhất định với điều kiện bắt buộc.

Malt là một loại bán thành phẩm và giàu chất dinh dưỡng: 16 – 18% chất thấp phân

tử dễ hòa tan hệ enzym đặc biệt phong phú, chủ yếu là amylaza và proteaza

Trong số các loại mạch nha thì mạch nha từ lúa đại mạch (Hordeum vulgare) được

sử dụng rộng rãi nhất do nó chứa nhiều amylaza, là một loại enzym tiêu hóa giúpcho việc phá vỡ tinh bột để chuyển nó thành đường Tuy nhiên, phụ thuộc vào loạicây trồng trong từng khu vực mà các loại ngũ cốc được/không được mạch nhahóa khác cũng có thể sử dụng, bao gồm lúa mì, lúa gạo, yến mạch (Avena sativa)

và lúa mạch đen (Secale cereale), cũng như ít phổ biến hơn là ngô và lúa miến (caolương, Sorghum chinensis)

Mạch nha được tạo ra từ hạt ngũ cốc bằng cách ngâm chúng vào trong nước, chophép chúng nảy mầm và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm trong các lò sấy Hạt ngũcốc đã mạch nha hóa tạo ra các enzym để chúng chuyển hóa tinh bột trong hạt thànhđường có thể lên men

Thời gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để tạo ra các màu mạch nha khácnhau từ cùng một loại ngũ cốc Các loại mạch nha sẫm màu hơn sẽ sản xuất ra biasẫm màu hơn Ngày nay, trong phần lớn các trường hợp, hai hoặc nhiều loại mạchnha được phối hợp để sản xuất bia

Vai trò:

Malt cung cấp toàn bộ lượng glucid (chủ yếu dưới dạng tinh bột) để chuyển hóathành đường, và từ đường chuyển hóa thành cồn và các chất khác Để giảm giáthành, người ta có thể sử dụng ngũ cốc làm thế liệu, và lượng tối đa là 50% chứkhông thể thay thế hoàn toàn malt

12

Malt chứa đầy đủ enzym amilaza để thủy phân tinh bột Nếu sử dụng thế liệu nhiềuthì lượng enzym này cung cấp không đầy đủ và ta buộc phải bổ sung enzym từ bênngoài vào, chủ yếu là enzym từ vi sinh vật.

Malt cung cấp khá đủ lượng protein và có chứa hệ enzym proteaza để thủy phânchúng Trong giai đoạn ươm mầm, hệ enzym này được hoạt hóa mạnh mẽ Khichuyển sang giai đoạn nấu, chúng thủy phân protein tạo thành các phức chất có khảnăng giữ CO2 tốt, tạo vị bia đặc trưng

12 Protein hòa tan 4,0-4,7%

Các loại enzym trong malt Hệ thống enzyme này gồm có: alpha-amylase, amylase và amilophosphatase, phần lớn chúng tập trung ở phôi mầm và một ít đượcphân bố ở phần dưới của nội nhũ hoặc trong màng ngăn giữa vỏ trấu và nội nhũ

beta-Hệ thống enzym thủy phân tinh bột:

Với enzyme alpha-amylase cơ chất của nó là tinh bột và destrin, từ đó tạo ra sảnphẩm là maltose và các destrin mạch ngắn Enzyme này hoạt động tối ưu ở pHopt =5.8, topt = 72 – 76 0C

Với enzyme beta-amylase, nó có trong hạt đại mạch ở dạng liên kết cũng như dạng

tự do, nhưng trong quá trình ươm mầm hoạt tính của enzyme này sẽ tăng dần Với

sự tham gia của enzyme này, tinh bột đại mạch sẽ bị phân cắt thành đường maltose.Enzyme này hoạt động tối ưu ở pHopt = 5.5 – 5.8, topt = 62 – 650C

Hệ thống enzyme protease:

Trong hạt đại mạch, toàn bộ hệ thống enzyme này ở trạng thái liên kết, hầu nhưkhông hoạt động Nhưng khi chuyển qua giai đoạn ươm mầm thì hoạt tính chungcủa hệ enzyme protease tăng nhanh

Proteinase: sẽ tấn công lên các phân tử protein nguyên thủy để tạo ra các sản phẩmtrung gian như: pepton, peptit, polypeptit, với pHopt = 5.1, topt = 50 – 550C

Peptidase: nó sẽ phân cắt các peptit có sẵn trong hạt đại mạch và những peptit trongmalt do proteinase phân giải để tạo thành các acid amin trong hạt malt, với pHopt =7.3 – 7.9, topt = 40 – 450C

Amidase: chúng sẽ tấn công các muối amit để hình thành NH3 và acid amin, gópphần làm thay đổi tính chất và hàm lượng của protein trong hạt malt, các enzymeamidase có pHopt = 7.3 – 8.0, topt = 45 – 500C

14

Hệ thống enzyme esterase (phosphatase):

Hệ thống enzyme esterase (phosphatase) gồm có: saccharophosphatase, phytase,glyxerophosphatase, nucleotidase… tham gia thúc đẩy và xúc tác cho các quá trìnhester hoá trong quá trình nảy mầm

Phytase: phá mối liên kết este của phytin và giải phóng ra rượu inozit và axitphosphoric tự do Phytase có pHopt =5.0 – 5.5, topt =40 – 500C

Các enzyme khác như: saccharophosphatase, glyxerophosphatase, nucleotidase sẽphá các mối liên kết ester tương ứng của các hợp chất hữu cơ có chứa phosphate vàgiải phóng ra acid phosphoric tự do

- Tạo ra hương vị từ mùi hoa cho tới mùi

cam quít hay mùi thảo mộc,

- Hoa bia có các hiệu ứng kháng sinh giúp

cho hoạt động của men bia tốt hơn trước các

loại vi sinh vật không mong muốn

- Việc sử dụng hoa bia giúp cho việc duy trì thời gian giữ bọt lâu hơn (tạo ra bởi cácchất cacbonat hóa bia)

Vai trò của chất đắng: Là thành phần có giá trị nhất của hoa houblon Làm cho bia

có vị đắng dịu, tạo ra một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia Khi hòa tan vàodịch đường và tồn tại trong bia, chất đắng là những hợp chất có hoạt tính sinh họccao tạo ra sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt lâu Với nồng độ thấpcác chất đắng cũng có khả năng ức chế rất mạnh các vi sinh vật, vì chúng có tính

kháng khuẩn rất cao và do đó làm tăng độ bền của bia thành phẩm - Nhóm acidđắng có 2 loại : + Alpha-acid: gồm humolone (35-70%), cohumolone (20-55%),adhumolone (10-15%), prehomulone (1-10%) và posthumolone (1-5%) + Beta-acid: gồm lupulone (30-55%), colupulone (20-55%), adlupulone (5-10%),prelupulone (1-3%), postlupulone.

Vai trò của tinh dầu thơm: Tinh dầu trong hoa houblon gồm hơn 200 chất: terpen,ester, cetone và các hợp chất chứa lưu huỳnh - Tinh dầu phấn hoa houblon chiếm từ0,17 – 0,65% trọng lượng hoa, trong đó khoảng 3/4 là các cấu tử thuộc nhóm tecpen(C5H8)n và 1/4 là các cấu tử có mang oxy, đại diện chính là geraniol (C10H18O) - Tinhdầu hoa ở điều kiện gia nhiệt nhẹ dễ bị oxy hoá, khi đó tác dụng gây mùi sẽ thay đổinhiều, thậm chí tạo ra mùi không phù hợp cho sản phẩm bia như mùi tỏi - Các hợpchất trong tinh dầu có thể tồn tại dưới các dạng hydratcacbon với nhân là một tecpen(C5H8), hoặc dưới dạng aldehyd, ceton, rượu,… Khi hòa tan vào dịch đường, tinhdầu tồn tại trong bia và tạo ra cho bia một mùi thơm đặc trưng rất nhẹ nhàng và dễchịu

Vai trò của tannin Với hàm lượng trung bình khoảng 4% trọng lượng hoa, tannin có

1 vai trò nhất định trong quá trình công nghệ, từ đó có ảnh hưởng trực tiếp hay giántiếp đến chất lượng bia Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, trướchết tannin được tách ra dưới dạng hòa tan Sau đó, do điều kiện nhiệt độ cao và thờigian kéo dài, chúng sẽ bị oxy hoá và trùng ngưng ở các mức độ khác nhau, các phân

tử trùng ngưng sẽ hình thành mối liên kết đẳng điện với các protein trong dịchđường, hình thành những phức tannin – protein, tạo ra dạng kết tủa nóng trong quátrình này Mặt khác, một dạng phức tương tự, nhưng trọng lượng phân tử nhỏ hơn,khi hạ nhiệt độ xuống chúng sẽ kết tủa lại tạo thành kết tủa nguội trong dịch đường.Tóm lại, tannin có ảnh hưởng tốt đến quá trình công nghệ: giúp dịch đường trongnhanh hơn và kết tủa các thành phần protein không bền, làm tăng độ bền keo củabia, nhưng mặt khác tannin cũng làm kết tủa các protein bền làm giảm khả năng tạobọt của bia

16

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:3.1 Quy trình:

3.2 Thuyết minh qui trình:

3.2.1 Nghiền nguyên liệu

Nghiền malt: về cấu tạo hạt malt có 2 phần chính là vỏ và nội nhũ Đe đảm bảo quátrình đường hóa đạt hiệu quả cao thì phần nội nhũ malt phải được nghiền càng nhỏcàng tốt Nhưng lớp vỏ trấu không mang thành phần chất chiết cần thiết của dịchđường nếu nghiền nhỏ sẽ làm dịch đường đắng chát gây ảnh hưởng âm tính đến tínhchất cảm quan của bia thành phẩm, hơn nữa lớp vỏ trấu lại đóng vai trò tạo lớpmàng lọc tích cực trong quá trình lọc dịch đường do đó chỉ nên nghiền thô malt.Nghiền ướt: yêu cầu thiết bị chịu ăn mòn, thiết bị có kích thước lớn, vận hànhnghiêm ngặt, nghiền xong phải nấu ngay nhưng có ưu điểm nối trội là bảo toàn đượclớp vỏ trấu trong quá trình nghiền do đó dịch đường thu được có chất lượng cao, quátrình lọc thuận lợi

Nghiền gạo: Để đạt được hiệu quả hồ hoá và đường hoá cao yêu cầu gạo phải đượcnghiền thật mịn do đó giải pháp nghiền gạo bằng máy nghiền búa là phương phápđơn giản mà đạt được hiệu quả cao

3.2.2 Hồ hoá và đường hoá

Vì nấu bia ở đây có sử dụng nguyên liệu thay thế nên không thể sử dụng phươngpháp đường hóa toàn khối liên tục vì phương pháp này chỉ thích hợp khi sử dụng100% nguyên liệu là malt có độ nhuyễn tốt và lên men nổi Nếu sử dụng phươngpháp đường hóa gián đoạn đun sôi từng phần nguyên liệu để tạo bước nhảy nhiệt độthì yêu cầu phải có nồi phối trộn được bảo ôn, nhưng một nhược điểm rất lớn là quátrình kéo dài tốn năng lượng để cấp hơi đốt và bơm Do đó ở đây em chọn phươngpháp 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 đườnghoá, có thể thiết kế nồi cháo và nồi malt cấu tạo giống nhau chỉ khác nhau về thể

18