Bao cao do an.new (1)

Nước ta tuy đã có định hướng cụ thể và bắt tay vào việc mở rộng quy mô sản xuất nhưng vì nhucầu không ngừng tăng lên mạnh nên việc thiết kế thêm nhà máy ở các địa phương làcần thiết và h

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA CÓ SẢN LƯỢNG

20 TRIỆU LÍT/NĂM

Giảng viên hướng dẫn: ThS PHẠM VĂN HƯNG

Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ MỘNG XUÂN

MSSV: 15122041

Lớp: DHH011BVL

Khoá: 2015-2017

Tp Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2017

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA CÓ SẢN LƯỢNG

20 TRIỆU LÍT/NĂM

Giảng viên hướng dẫn: ThS PHẠM VĂN HƯNG

Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ MỘNG XUÂN

MSSV: 15122041

Lớp: DDH011BVL

Khoá: 2015 - 2017

Tp Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2017

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

- Lựa chọn và xây dựng quy trình công nghệ

- Tính toán cân bằng vật chất của quy trình

- Tính toán cân bằng năng lượng

- Tính toán thiết kế quy trình

- Thiết kế các bản vẽ; quy trình công nghệ, chi tiết các thiết bị chính, bố trí mặtbằng phân xưởng

3 Ngày giao khóa luận/đồ án: 07/02/2017

4 Ngày hoàn thành khóa luận/đồ án: 22/05/2017

5 Họ tên giáo viên hướng dẫn: ThS Phạm Văn Hưng

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Chủ nhiệm bộ môn Giáo viên hướng dẫn

chuyên ngành

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhấtđến quý thầy cô, những người đã truyền đạt cho em những kiến thức cơ bản, nhữngbài học, những kinh nghiệm quý báy trong quá trình học tập tại trường, và em cũngxin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo khoa Công Nghệ Hóa Học đã tạo điều kiện chochúng em được báo cáo ngày hôm nay

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc và chân thành tới ThS Phạm VănHưng, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian làm đồ án, sự chỉ bảotận tình của thầy giúp em làm đồ án tốt hơn, giúp em kịp nhận ra những sai xót vàtìm đúng hướng đi

Chân thành gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và những người thân luônbên cạnh động viên, giúp đỡ chúng em vượt qua những khó khăn trong quá trìnhhọc tập

Cảm ơn tập thể lớp DHH011BVL đã luôn đoàn kết và giúp đỡ tôi trong thờigian học tập tại trường

Và cuối cùng, em xin kính chúc quý thầy cô và các bạn có nhiều sức khỏe,thành công trong cuộc sống

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…

Sinh viên thực hiện

Lê Thị Mộng Xuân

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Phần đánh giá: (thang điểm 10)  Ý thức thực hiện:  Nội dung thực hiện:  Hình thức trình bày:  Tổng hợp kết quả: Điểm bằng số: …… Điểm bằng chữ:

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…

Giáo viên hướng dẫn

(Ký ghi họ và tên)

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…

Giáo viên phản biện

(Ký ghi họ và tên)

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: LẬP LUẬN KINH TẾ 2

1.1 Tình hình phát triển ngành bia trên thế giới 2

1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới 2

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Châu Á 2

1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam 2

1.2 Chọn địa điểm và năng suất xây dựng nhà máy 5

1.2.1 Giao thông 5

1.2.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu 5

1.2.3 Đầu ra 6

1.2.4 Nguồn cung cấp điện, nhiệt, lạnh 6

1.2.5 Nguồn cấp thoát nước 6

CHƯƠNG 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 7

2.1 Chọn nguyên liệu 7

2.1.1 Malt đại mạch 7

2.1.2 Hoa houblon 8

2.1.3 Gạo 8

2.1.4 Nước 8

2.1.5 Chủng nấm men 10

2.2 Chọn dây chuyền sản xuất 11

2.2.1 Máy nghiền nguyên liệu 13

2.2.2 Nấu và đường hóa nguyên liệu 14

2.2.3 Lọc bã malt 15

2.2.4 Nấu dịch đường với hoa houblon 16

2.2.5 Lên men bia 16

2.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 17

2.3.1 Nghiền nguyên liệu 17

2.3.2 Quá trình hồ hóa 18

2.3.3 Quá trình đường hóa 19

2.3.4 Lọc dịch đường 20

2.3.5 Nấu dịch đường với hoa houblon 21

2.3.6 Lắng trong dịch đường 22

2.3.7 Làm lạnh nhanh 22

2.3.8 Sục khí và cấp nấm men 22

2.3.9 Nhân giống nấm men 23

2.3.10 Lên men 24

2.3.11 Lọc bia 25

2.3.12 Tàng trữ, ổn định bia và bão hòa CO2 26

2.3.13 Hoàn thiện sản phẩm 26

CHƯƠNG 3 : TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM 28

3.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 28

3.2 Cân bằng sản phẩm cho 1000l bia chai 29

3.2.1 Quá trình chiết bia tổn thất 3% lượng bia đã bão hòa CO2 29

3.2.2 Quá trình sục CO2 tổn thất 0,5%, thể tích bia trước bão hòa CO2 29

3.2.3 Quá trình lọc bia tổn thất 1% Lượng bia trước khi lọc 29

3.2.4 Quá trình lên men chính và phụ tổn thất 4% nên dịch đường đưa đi lên men 29 3.2.5 Quá trình lắng trong và lạnh nhanh tổn thất 3% dịch 29

3.2.6 Quá trình lắng và làm lạnh thể tích dịch co 4% nên thể tích dịch đường sau đun hoa 29

3.2.7 Tại 20oC dịch đường 12oBx có d = 1,047 kg/l nên khối lượng dịch sau nấu hoa 29

3.2.8 Quá trình nấu và lọc tổn thất chiết là 1,5% nên lượng chất chiết cần

3.2.9 Tính khối lượng malt và gạo 30

3.2.10 Tính lượng men 30

3.2.11 Tính lượng bã malt và gạo 30

3.2.12 Tính lượng nước nấu và rửa bã 31

3.2.13 Tính các nguyên liệu khác 32

3.2.14 Tính các sản phẩm phụ 32

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 36

4.1 Thiết bị trong phân xưởng nghiền 36

4.1.1 Cân nguyên liệu 36

4.1.2 Chọn máy nghiền malt 36

4.1.3 Chọn máy nghiền gạo 36

4.1.4 Thùng chứa malt trước khi nghiền 36

4.1.5 Thùng chứa bột gạo 37

4.2 Thiết bị trong phân xưởng nấu 38

4.2.1 Nồi hồ hóa 38

4.2.2 Tính và chọn nồi đường hóa 39

4.2.3 Thiết bị lọc đáy bằng 41

4.2.4 Thùng chứa bã malt và gạo 42

4.2.5 Tính và chọn nồi nấu hoa 43

4.2.6 Tính thùng lắng xoáy 44

4.2.7 Máy làm lạnh nhanh 45

4.2.8 Tính và chọn nồi đun nước nóng 45

4.2.9 Tính và chọn hệ thống CIP ( Clean In Place ) 47

4.2.10 Chọn bơm 48

4.3 Tính và chọn thiết bị trong phân xưởng lên men 49

4.3.1 Tính và chọn thùng lên men 49

4.3.2 Tính và chọn thiết bị gây men 50

4.3.3 Thùng rửa men và bảo quản men dùng lại 52

4.3.4 Chọn máy lọc bia 53

4.3.5 Thùng chứa bia và bão hòa CO2 sau khi lọc 53

4.4 Tính và chọn thiết bị trong phân xưởng chiết chai 54

4.4.1 Máy rửa chai 54

4.4.2 Máy chiết chai đẳng áp BF_36.1 55

4.4.3 Hệ thống thanh trùng chai 55

4.4.4 Máy dán nhãn 56

4.4.5 Các thiết bị vận chuyển 57

CHƯƠNG 5 : TÍNH XÂY DỰNG 59

5.1 Chọn địa điểm xây dựng nhà máy 59

5.2 Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 60

5.2.1 Xác định kích thước các hạng mục 60

5.2.2 Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 68

5.2.3 Tính các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 70

5.2.4 Thiết kế nhà sản xuất chính 71

CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG 74

6.1 Tính hơi 74

6.1.1 Lượng hơi cung cấp cho nồi hồ hóa 75

6.1.2 Lượng hơi cung cấp cho nồi đường hóa 77

6.1.3 Lượng hơi cung cấp cho nồi nấu hoa 79

6.1.4 Lượng hơi cung cấp cho thiết bị đun nước nóng 81

6.1.5 Lượng hơi cung cấp cho phân xưởng hoàn thiện 81

6.2 Tính lạnh 83

6.2.1 Lượng nhiệt lạnh cung cấp cho thiết bị làm lạnh nhanh 83

6.2.2 Lượng nhiệt lạnh cung cấp cho thiết bị lên men 84

6.2.3 Lượng nhiệt lạnh cung cấp cho thiết bị gây men giống 87

6.2.4 Lượng nhiệt lạnh cung cấp để hạ nhiệt độ bia sau lọc xuống 10C 89

6.3 Tính nước 91

6.3.1 Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu 91

6.3.2 Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men 91

6.3.3 Lượng nước dùng để gây men giống và rửa men 91

6.3.4 Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện sản phẩm 92

6.3.5 Lượng nước dùng cho nồi hơi 92

6.3.6 Lượng nước dùng cho các hoạt động khác 93

6.4 Tính điện 93

6.4.1 Tính phụ tải chiếu sáng 93

6.4.2 Tính phụ tải động lực 99

6.4.3 Xác định phụ tải tính toán 100

6.4.4 Xác định công thức và dung lượng bù 101

6.4.5 Chọn máy biến áp 102

6.4.6 Tính điện năng tiêu thụ hàng năm 103

CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN KINH TẾ 105

7.1 Mục đích và nhiệm vụ 105

7.1.1 Mục đích 105

7.1.2 Nhiệm vụ 105

7.2 Tính chi phí cố định 106

7.2.1 Tính chi phí cho xây dựng nhà máy 106

7.2.2 Tính chi phí cho lắp đặt thiết bị 109

7.2.3 Các chi phí phát sinh trong quá trình xây dựng và lắp đặt 112

7.2.4 Tính chi phí khấu hao thiết bị, nhà xưởng 112

7.2.5 Tính vốn đầu tư cố định cho nhà máy 112

7.3 Tính chi phí sản xuất 113

7.3.1 Chi phí cho nhiên liệu 113

7.3.2 Chi phí cho nguyên liệu 114

7.3.3 Chi phí tiền lương cho toàn nhà máy 115

7.3.4 Chi phí bảo hiểm xã hội 116

7.3.5 Tính giá thành sản phẩm 116

7.3.6 Tổng doanh thu của nhà máy 117

7.3.7 Vốn 117

CHƯƠNG 8 : VỆ SINH VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG 119

8.1 Vệ sinh 119

8.1.1 Vệ sinh cá nhân 119

8.1.2 Vệ sinh thiết bị nhà xưởng 119

8.2 An toàn lao động 120

8.2.1 Chống khí độc trong nhà máy 120

8.2.2 Chống ồn và rung động 120

8.2.3 An toàn khi vận hành thiết bị 121

8.2.4 An toàn về điện 121

8.2.5 Phòng cháy chữa cháy 121

KẾT LUẬN 122

TÀI LIỆU THAM KHẢO 123

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Sản lượng sản xuất ngành bia 4

Bảng 3.1 Kế hoạch sản xuất theo quý 28

Bảng 3.2 Bảng tổng hợp cân bằng sản phẩm cho bia chai 34

Bảng 4.1 Bảng tóm tắt thiết bị 57

Bảng 5.1 Các thiết bị được bố trí trong nhà sản xuất chính 61

Bảng 5.2 Bảng tổng hợp các hạng mục công trình 67

Bảng 6.1 Bảng tổng hợp các phụ tải chiếu sáng 98

Bảng 6.2 Bảng tổng hợp các phụ tải động lực 99

Bảng 7.1 Bảng hạng mục xây dựng khu sản xuất chính 107

Bảng 7.2 Bảng hạng mục xây dựng khu quản lý và nhà ăn 108

Bảng 7.3 Bảng hạng mục xây dựng khu phụ 108

Bảng 7.4 Bảng đơn giá của thiết bị 109

Bảng 7.5 Bảng thống kê chi phí nhiên liệu cho nhà máy trong một năm sản xuất .113

Bảng 7.6 Bảng chi phí cho nguyên liệu chính trong một năm 114

Bảng 7.7 Bảng chi phí cho nguyên liệu khác 114

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia 12

LỜI MỞ ĐẦU

Từ lâu bia đã là một trong các loại đồ uống được ưa chuộng trên khắp thếgiới Bia có mặt trong tiệc vui, lễ, Tết, trong bữa ăn thường ngày, đem lại cho conngười sự thoải mái tinh thần, sự bổ trợ sức khoẻ, tác dụng giải khát vì có CO2, độcồn nhẹ, hương thơm và vị đắng đặc trưng cùng với các chất dinh dưỡng phong phútrong bia Nếu uống bia điều độ không quá 2 cốc/ngày có thể làm tăng trí nhớ, tăngsức đề kháng các bệnh tim mạch Bia không phải là thứ đồ uống xa xỉ mà ngược lạibia còn được tiêu dùng bởi cả người giàu, người có điều kiện kinh tế trung bình vàkhá

Sản xuất bia là một trong những ngành được con người phát minh sớm nhất

và ngày càng được cải tiến về công nghệ, thiết bị nhằm đáp ứng được nhu cầuthưởng thức của tất cả mọi người

Ngày nay, đời sống vật chất và tinh thần của con người đang tăng lên, nhucầu tiêu dùng, nhu cầu ẩm thực cũng tăng lên Nhiều nhà máy trên thế giới nóichung, ở Việt Nam nói riêng đã được mở rộng sản xuất và xây dựng thêm để kịpthời đáp ứng nhu cầu này Tiến bộ khoa học công nghệ cũng được áp dụng rộng rãivào các ngành sản xuất thực phẩm, trong đó có ngành sản xuất bia Nước ta tuy đã

có định hướng cụ thể và bắt tay vào việc mở rộng quy mô sản xuất nhưng vì nhucầu không ngừng tăng lên mạnh nên việc thiết kế thêm nhà máy ở các địa phương làcần thiết và hợp lý, góp phần vào công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đấtnước

Với nhiệm vụ thiết kế nhà máy bia với năng suất 20 triệu lít / năm, em sẽtrình bày với những hiểu biết, tính toán, thiết kế xây dựng một nhà máy của mìnhtrong cuốn đồ án này Rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô, bạn bè đểkiến thức của em trở nên hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn

CHƯƠNG I: LẬP LUẬN KINH TẾ 1.1 Tình hình phát triển ngành bia trên thế giới

1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới

Nhu cầu tiêu thụ bia trên thế giới ngày càng nhiều cùng với nhu cầu và điềukiện đời sống vật chất của mọi người ở khắp nơi trên thế ngày càng tăng

Theo thống kê, các nước Đức, Mỹ có sản lượng bia lớn hơn 10 tỷ lít/năm

Mỹ là một nước phát triển, qui mô sản xuất lớn 5 công ty đã chiếm 60% tổng sảnlượng bia sản xuất ra Ở Canada hai công ty chiếm 94% tổng sản lượng bia sản xuất

ra Các nước Đức, Đan Mạch, Tiệp tiêu thụ nhiều hơn 100 lít/người/năm

Châu Âu, hầu hết các nước đều sản xuất và tiêu thụ bia với lượng lớn thì ởChâu Phi chỉ một số nước là sản xuất và tiêu thụ nhiều bia Người ta đã thống kêđược 10 nước có sản lượng bia cao nhất ở tất cả các châu lục là: Mỹ, Trung Quốc,Đức, Brazin, Nhật, Anh, Mexico, Tây Ba Nha, Nam Phi Và 10 nước có mức tiêuthụ bia cao nhất là: Tiệp, Đức, Italia, Úc, Bỉ, Niudilan, Áo, Đan Mạch, Hungari,Anh

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Châu Á

Châu Á có các nước phát triển như: Nhật,Trung Quốc và các nước đang pháttriển như: Lào, Campuchia, Việt Nam điều có sản lượng sản xuất và tiêu thụ biangày càng tăng lên nhưng mức độ tăng trưởng là khác nhau ở các nước khác nhau.Thái Lan 26,5%, Philippin 22%, Malaysia 21%, Trung Quốc20%

Sản lượng bia ở Trung Quốc, Nhật gần bằng với sản lượng bia ở Đức, Mỹ

8-12 tỷ lít/năm

Nhật có 4 công ty lớn chiếm 40% sản lượng sản xuất ra Trung Quốc có 800nhà máy có sản lượng lớn hơn 150 triệu lít/năm (chiếm 25% tổng sản lượng sảnxuất ra) Mức tiêu thụ ở Nhật 50 lít/người/năm

Mức tiêu thụ ở Singapo 18-20 lít/người/năm

1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam

Việt Nam là một nước Đông Nam Á, vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, bia là thứ

đồ ưống có độ cồn nhẹ, có gía trị dinh dưỡng và chất lượng cảm quan cao có tác

dụng giải khát nên bia rất được ưa chuộng ở Việt Nam.

Mức tiêu thụ của người Việt Nam năm 2000 là10 lít/người, tổng sản lượng

1000 triệu lít Dự kiến đến năm 2005 tiêu thụ 16 lít/người/năm

Mục tiêu:

- Xây dựng ngành bia thành một ngành kinh tế mạnh Sử dụng tối đa nguồn

nguyên liệu trong nước để sản xuất ra sản phẩm có chất lượng cao, đa dạnghoá về chủng loại, cải tiến bao bì mẫu mã, phấn đấu hạ giá thành, nâng caokhả năng cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu trong nước và có sản phẩm xuất khẩu,tăng nguồn thu ngân sách, hội nhập vững chắc kinh tế khu vực và thế giới

- Khuyến khích các thành phần kinh tế tham gia sản xuất, bia đạt chất lượng

cao từ nguyên liệu trong nước và nhập khẩu

- Về công nghệ, thiết bị: hiện đại hoá công nghệ, từng bước thay thế công

nghệ thiết bị hiện có bằng công nghệ, thiết bị tiên tiến hiện đại của thế giới,đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng, an toàn vệ sinh thực phẩm, môi trườngtheo qui định của Việt Nam và quốc tế để sản phẩm có khả năng cạnh tranhngày càng cao trên thị trường trong và ngoài nước

- Về đầu tư: Tập trung đầu tư vào các nhà máy có công suất thiết kế lớn, phát

huy tối đa năng lực của các cơ sở sản xuất có thiết bị và công nghệ tiên tiến,đồng thời tiến hành đầu tư mở rộng năng lực của một số nhà máy hiện có đadạng hoá hình thức đầu tư phương thức huy động vốn, khuyến khích huyđộng nguồn vốn của các thành phần kinh tế trong nước, phát hành trái phiếuđẩy mạnh việc cổ phần hoá đối với những doanh nghiệp nhà nước khôngnắm giữ 100% vốn

+ Các chỉ tiêu chủ yếu:

Sản lượng:

Năm 2005: 12000 Triệu lítNăm 2010: 15000 Triệu lítTập trung đầu tư các nhà máy công suất lớn, sản xuất kinh doanh hiệu quả,quản lý chặt chẽ vệ sinh an toàn thực phẩm đảm bảo chất lượng, giá thànhđược người tiêu dùng chấp nhận cụ thể

- Sau năm 2005 xây dựng mới một nhà máy thuộc công ty bia Hà Nội với

năng suất 100 triệu lít/ năm và có khả năng mở rộng vào những năm tiếptheo Đối với các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài tập trung khai thác

đủ công suất thiết kế

- Trong đó bia Việt Nam phải giữ vai trò chủ chốt trong việc nâng uy tín chất

lượng thương hiệu bia Việt Nam, đảm bảo sản xuất và tiêu thụ đạt tỷ trọng từ60% - 70% thị phần trong nước và hướng tới xuất khẩu

Bảng 1.1 Sản lượng sản xuất ngành bia

( triệu lít )

Năm 2010 ( triệu lít )

1 Công ty bia Sài Gòn

Công ty bia Hà Nội

200100

780200150400

270150

1.2 Chọn địa điểm và năng suất xây dựng nhà máy

Các nguyên tắc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy:

- Gần vùng nguyên liệu và nhiên liệu

- Thuận lợi về giao thông thủy, bộ để vận chuyển nguyên liệu, vật liệu và sảnphẩm

- Gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước hợp lý để không ảnhhưởng đến môi trường, đến sức khỏe của người dân trong vùng

- Gần nơi đông dân cư để có nguồn nhân lực dồi dào, tiêu thụ sản phẩm thuậnlợi

- Địa hình bằng phẳng, địa chất ổn định, không có chấn động

- Đủ diện tích bố trí thiết bị và khu vực trong nhà máy, sản xuất, giao thôngnội bộ thuận tiện, có đất dự trữ cho mở rộng sản xuất

Từ các nguyên tắc trên, em lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy nằm trongkhu công nghiệp Biên Hòa 2 – Thành Phố Biên Hòa

1.2.1 Giao thông

Khu công nghiệp Biên Hòa 2 nằm ngay sát quốc lộ 1A và quốc lộ 51, nênthuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, cũng như việc vận chuyểnsản phẩm đi tiêu thụ, vì vậy vậy viêc tiêu thụ bia không chỉ gói gọn tại chỗ mà cóthể tiêu thụ ở các vùng lân cận.

1.2.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Nguyên liệu chính là malt vàng nhập từ Úc về thông qua công ty nhập khẩumalt Ngoài ra có thể nhập thêm malt tại nhà máy sản xuất malt ở khu công nghiệpPhú Mỹ Bà Rịa Vũng Tàu, nhằm giảm chi phí Hoa houblon được nhập bằng đườngthuỷ, từ các cảng theo đường quốc lộ đến thẳng nhà máy ở dạng chế phẩm thươngmại: cao hoa và hoa viên Nguyên liệu thay thế được sử dụng là gạo Gạo được thumua từ các khu vực miền Tây Nam Bộ

1.2.3 Đầu ra

Với dân cư đông đúc trong tỉnh và các tỉnh lân cận đều có số dân từ mộttriệu người trở lên thì sản phẩm được dành để phục vụ cho đông đảo người dântrong vùng

Mặt khác dân cư đông còn là điều kiện thuận lợi để lựa chọn, đào tạo nguồnnhân lực có đầy đủ kỹ năng thao tác thực hành, rành về trình độ chuyên môn, đápứng được yêu cầu sản xuất

1.2.4 Nguồn cung cấp điện, nhiệt, lạnh

Sử dụng mạng lưới điện quốc gia thông qua nguồn cung cấp điện của tỉnh vàqua trạm hạ áp của nhà máy Nhà máy có bộ phận trống cháy, nổ, bình cứu hoả, cửathoát hiểm, máy phát điện công suất vừa đủ ( theo phần tính điện ) để phục vụ chonhà máy không bị gián đoạn sản xuất

Nhiệt sử dụng trong nhà máy phát đi từ lò hơi chạy bằng nguyên liệu than

Có hai lò hơi làm việc đồng thời Người vận hành lò hơi phải có trình độ chuyênmôn cao, phải thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị, sửa chữa và thay thế phụtùng ngay khi cần thiết

Nhà máy sử dụng máy lạnh, tác nhân làm lạnh cho thiết bị là glycol, tác nhânchạy máy làm lạnh là khí Freon 22.

1.2.5 Nguồn cấp thoát nước

Nhà máy sử dụng nước lấy từ giếng khoan trong nhà máy đã qua xử lý đạtyêu cầu kỹ thuật hoặc mua nước của khu công nghiệp Nước thải sau khi sử dụngcho công đoạn vệ sinh thiết bị, rửa chai, rửa phân xuởng, dụng cụ thao tác…đượcđưa qua bộ phận xử lý nước thải trước khi thải ra ngoài khu công nghiệp Nướcngưng được đem xử lý và dùng cho nồi hơi

CHƯƠNG 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN

CÔNG NGHỆ 2.1 Chọn nguyên liệu

Muốn bia có chất lượng tốt đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng thìđầu tiên vấn đề nguyên liệu phải đạt được những yêu cầu nhất định

2.1.1 Malt đại mạch

Nguyên liệu chính đầu tiên để sản xuất bia là malt đại mạch có thể nhậpngoại từ Đức, Úc Là nguyên liệu chính cung cấp các chất cần thiết để tiến hành lênmen, đồng thời góp phần tạo hương vị, tạo bọt cho bia thành phẩm

Tiêu chuẩn quan trọng nhất để đánh giá chất lượng của malt là hoạt động của enzymamylaza, thể hiện rõ ở năng lực đường hóa Ngoài ra còn có các chỉ tiêu về cảmquan, độ ẩm…

Các yêu cầu về chất lượng của malt là:

- Về cảm quan:

+ Màu sắc: có màu vàng tươi, vỏ bóng, sạch

+ Kích thước hạt: đồng đều

+ Mùi, vị: có mùi thơm đặc trưng, vị ngọt dịu, không có mùi vị lạ

+ Độ sạch: không lẫn tạp chất Tỷ lệ hạt gãy, vỡ tối đa là 0.5 %; hạt khôngnảy mầm tối đa là 5 %

+ Thời gian đường hóa: khoảng 15 phút tại to = 70oC

+ Chất hòa tan: ≥ 70% chất khô

2.1.2 Hoa houblon

Hoa houblon nhập từ Tiệp Khắc dưới dạng cao hoa và hoa viên Hoahoublon là nguyên liệu cơ bản có tầm quan trọng thứ hai sau malt trong sản xuấtbia, hiện chưa có nguyên liệu nào có thể thay thế được Hoa houblon góp phần quantrọng tạo ra mùi vị đặc trưng của bia và tăng độ bền sinh học của bia Các hợp chất

có giá trị trong hoa phải kể đến chất đắng, polyphenol và tinh dầu thơm ngoài ra cònmột số hợp phần khác nhưng không mang nhiều ý nghĩa trong công nghệ sản xuấtbia Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản có tầm quan trọng thứ hai sau malt trongsản xuất bia, hiện chưa có nguyên liệu nào có thể thay thế được Hoa houblon gópphần quan trọng tạo ra mùi vị đặc trưng của bia và tăng độ bền sinh học của bia.Các hợp chất có giá trị trong hoa phải kể đến chất đắng, polyphenol và tinh dầuthơm ngoài ra còn một số hợp phần khác nhưng không mang nhiều ý nghĩa trongcông nghệ sản xuất bia

2.1.3 Gạo

Để hạ giá thành sản phẩm thì một trong những giải pháp quan trọng là dùngnguyên liệu thay thế là gạo, vì gạo có chứa nhiều tinh bột và ở nước ta lại sẵn có.Gạo có thể mua ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long hoặc các tỉnh đồng bằng Bắc

Trong quá trình sản xuất bia, nước được sử dụng nhiều nhất trong tất cả cáckhâu Từ nấu lọc cho đến vệ sinh sản phẩm Trong thành phẩn của bia, nước chiếmmột lượng lớn 80-90%, góp phần tạo hương vị của bia Thành phần và tính chất củanước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng thànhphẩm sau này

- Nước dùng để sản xuất dung dịch đường: thành phần và tính chất của nướcảnh hưởng đến quá trình hồ hóa, đường hóa Ngoài ra các thành phần muối

đi vào dung dịch đường ảnh hưởng đến mùi vị, tính chất của bia Cácbicacbonat và cacbonat trong nước sẽ hòa tan những chất đắng trong vỏ malttạo vị đắng khó chịu cho dung dịch đường và bia, đặc biệt Na2CO3 vàNaHCO3 hòa tan cả các chất của malt gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia

- Nước dùng để rửa men và thiết bị: đòi hỏi phải sạch, không chứa nhiều tạpchất hữu cơ và vi sinh vật, đặc biệt các vi sinh vật có ảnh hưởng trực tiếp đếncác quá trình kỹ thuật sản xuất bia, không được chứa NH3 và các Nitrit Tốtnhất nên dùng nước có độ cứng thấp (0-5oH ) đến độ cứng trung bình (5-

10oH )

Do đó, nước dùng trong sản xuất bia phải đạt những yêu cầu sau:

- Độ cứng từ mềm đến trung bình

- Hàm lượng muối cabonat 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 Fe2+ không quá 0,3 mg/l

- Vi sinh vật không quá 100 tế bào/ml

Cần lưu ý một vài điểm nhạy cảm khi nước tiếp xúc với dịch đường, nấmmenn và bia :

- Nước bã phải cần được điều chỉnh độ kiềm < 50 mg/l và độ pH= 6,5 đểkhông chiết các chất không mong muốn từ bã pH của dịch đường trước khinấu phải là 5,4 để thu được dung dịch đường sau khi nấu có pH = 5,2

- Nước cọ rửa và rửa nấm men phải được tiệt trùng, loại bỏ mùi vị lạ

2.1.5 Chủng nấm men

Men giống sử dụng là chủng nấm men Saccharomyces thuộc nhóm

carlbergensis có khả năng lên men ở nhiệt độ cao và kết lắng tốt, có thể nhập ngoạihoặc mua của Viện Công nghiệp Thực phẩm, sau đó nuôi cấy và nhân giống tại nhàmáy

Nấm men sử dụng trong công nghệ sản xuất bia thường là chủng giốngSacchromyces, chúng có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong môi nướcmạch nha như các loại đường hoà tan, các hợp chất nitơ (các acid amin, peptit),vitamin và các nguyên tố vi lượng…qua màng tế bào Sau đó, hàng loạt các phảnứng sinh hóa mà đặc trưng là quá trình trao đổi chất để chuyển hoá các chất nàythành những dạng cần thiết cho quá trình phát triển và lên men của nấm men đượctiến hành Có hai chủng nấm men thường được sử dụng trong công nghệ sản xuấtbia là:

- Saccharomyces thuộc nhóm cerevisiae: nấm men lên men nổi Đây là nấmmen thích nghi với điều kiện sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ cao, phân

bố chủ yếu ở lớp chất lòng trên bề mặt môi trường Khả năng kết lắng củachúng rất kém, trong suốt thời gian lên men và thậm chí khi quá trình đã kếtthúc, tế bào nấm men vẫn nổi lơ lửng như vậy trong bia non

- Saccharomyces thuộc nhóm carlbergensis: nấm men lên men chìm thích nghivới điều kiện sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp Chúng phân bố chủyếu ở tầng sâu của dịch đường trong thiết bị lên men Trong quá trình lênmen, chúng có xu hướng kết lắng, chìm sâu xuống đáy thùng Khi quá trìnhlên men kết thúc thì phần lớn lượng sinh khối đã được kết lắng Ở nhiệt độ

0oC, nấm men vẫn có khả năng lên men

Do những đặc điểm trên, em chọn chủng nấm men S.carlbergensis để dùngtrong sản xuất bia của nhà máy

Yêu cầu chủng nấm men phải có:

- Khả năng chuyển hóa và sinh tổng hợp cao

2.2 Chọn dây chuyền sản xuất

Hồ hóaĐường hóa

BãLọc dịch đường

BãKhông khí

Men sữa

Xử lí

Lên men phụLọc trong bia

Chiết chai

Bổ sung Cacbon đioxit

Thanh trùngDán nhãn

Cacbon đioxit Thu hồi, xử líHoa

Nấm men

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia

2.2.1 Máy nghiền nguyên liệu

A Nghiền malt

Mục đích của quá trình nghiền malt là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng

bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào nội nhũ nhanh hơn vàtriệt để hơn

Hạt được nghiền càng nhỏ thì càng tạo điều kiện tốt cho các enzim phát huyhiệu lực, tuy nhiên nếu nghiền nhỏ cả vỏ malt thì một số thành phần của vỏ sẽ hoàtan vào dịch đường lam cho bia có vị đắng và chát khó chịu, mặt khác nó còn ảnhhưởng tới quá trình lọc dịch đường, các cấu tử của vỏ trấu có khích thước quá bé thìkhả năng lọc kém hơn, các mương dẫn bị tắc, kết quả dẫn đến là hiệu quả của quátrình lọc kém Vậy xu thế trong quá trình nghiền là nội nhũ càng nhỏ càng tốt, cònlớp vỏ càng bảo toàn nguyên vẹn bao nhiêu thì càng tốt bấy nhiêu

Có 3 phương pháp nghiền malt:

+ Nghiền khô: Malt được đưa vào nghiền trực tiếp

Ưu điểm: Tiến hành đơn giản, tiết kiệm vốn đầu tư

Nhược: vỏ malt nát không tốt cho vị của bia và quá trình lọc trong dịch đường.+ Nghiền ẩm: Malt trước khi nghiền được phun ẩm bổ sung bằng nước nóng.

Ưu điểm: vỏ malt được bảo toàn phần nào trạng thái nên bảo đảm được chất lượngbia

Nhược điểm: Tiến hành phức tạp hơn so với nghiền khô, vốn đầu tư cao hơn

+Nghiền ướt: Malt được nghiền cùng với nước theo tỷ lệ phối trộn nhất định( thường phối trộn theo tỷ lệ đưa vào đường hoá)

Ưu điểm: lớp vỏ đã được hút nước sẽ trở nên rất dai vì vậy chế độ nghiền này vỏtrấu gần như được giữ nguyên vẹn

Nhược điểm: Đòi hỏi máy móc phức tạp, kỹ thuật cao, vốn đầu tư

Từ những ưu, nhược điểm của các phương pháp em chọn nghiền ướt phù hợp vớiyêu cầu trong công nghệ sản xuất bia

B Nghiền gạo

Gạo có đăc điểm là cấu trúc tinh bột của chúng còn rất cứng, ở trạng thái nhưvậy chúng rất khó bị thuỷ phân Để đạt được mục tiêu cuối cùng là trích ly đượcnhiều nhất chất hoà tan từ nguyên liệu, biện pháp hữu hiệu nhất là chúng phải đượcnghiền nhỏ mịn, sau đó phải xử lý ở nhiệt độ cao, làm cho tinh bột chín thì quá trìnhthuỷ phân sau đó mới triệt để Có 2 loại máy nghiền là máy nghiền trục và máynghiền búa Nhưng chúng ta chọn máy nghiền búa, vì máy nghiền búa nghiềnnguyên liệu cho độ mịn tốt hơn máy nghiền trục

2.2.2 Nấu và đường hóa nguyên liệu

Các phương pháp đường hoá nguyên liệu: có 3 phương pháp

- Phương pháp đường hóa phân đoạn

Phương pháp này bột malt được trộn lẫn với nước ở thiết bị phối trộn Sau đóbơm một phần dịch đặc ở đáy thiết bị phối trộn sang thiết bị đường hoá Phần nàybao gồm chủ yếu là các cấu tử thuộc pha rắn và được gọi đoạn nhất Đoạn nhất này

sẽ được đường hoá qua các giai đoạn nhiệt độ thích hợp và cuối cùng là đun sôi, sauthời gian sôi cần thiết để bột chín, khối cháo của đoạn nhất được bơm quay trở vềnồi phối trộn Khi đó nhiệt độ của toàn khối cháo sẽ tăng lên.

Bơm tiếp một phần bã kết lắng ở nồi phối trộn sang nồi đường hoá Phầncháo đặc bơm sang la đoạn nhì Đoạn nhì này sẽ được đường hoá tương tư như đoạnnhất

Phương pháp đường hoá phân đoạn này căn cứ vào số phân đoạn thực hiệntrong quá trình đường hoá người ta có : Phương pháp đường hoá nhất phân đoạn,nhị phân đoạn, tam phân đoạn

Ưu điểm của phương pháp đường hoá phân đoạn: Hiệu suất đường hoá cao

Nhược điểm: Tốn vốn đầu tư thiết bị, tốn thời gian, tốn năng lượng, hơn nữa chỉ sửdụng phương pháp này khi nguyên liệu toàn là malt

- Phương pháp đường hóa toàn khối

Sử dụng phương pháp này, toàn bộ khối dịch bột được đường hoá bằng cáchnâng dần nhiệt độ tư khoảng 400C đến 780C qua các giai đoạn nhiệt độ thích hợpcho các enzim hoạt động trong quá trình đường hoá rồi sau đó đem đi lọc bã

Hoặc sau khi phối trộn với nước, thì khối dịch có nhiệt độ 720C – 730C, cả khốicháo để yên cho nhiệt độ giảm dần đến khi đường hoá kết thúc thì đem lọc

Ưu điểm: tốn ít thời gian, ít năng lượng, thiết bị gọn nhẹ

Nhược điểm: hiệu suất đường hoá không cao, độ bền của bia thấp, và phương phápnày cũng chỉ áp dụng cho nguyên liệu toàn bộ là malt

- Trên cơ sở phương pháp phân đoạn, khi sử dụng nguyên liệu thay thế nước ta

có phương pháp đun riêng phần nguyên liệu

2.2.3 Lọc bã malt

Sau khi đường hoá kết thúc, thành phần cơ học của cháo malt bao gồm 2 hợpphần: pha rắn và pha lỏng Thành phần của pha rắn bao gồm các cấu tử không hoàtan của bột nghiền ( cám, tinh bột chưa thuỷ phân, vỏ trấu, các thành phần li ti

khác ) Pha lỏng bao gồm nước và các hợp chất thấp phân tử được trích ly từ malt,gạo, hoà tan vào trong đó Pha rắn được gọi là bã malt, pha lỏng được gọi là dịchđường.

Mục đích của quá trình lọc bã malt là tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tụccác bước tiếp theo của tiến trình công nghệ Còn pha rắn không cần cho tiến trìnhcông nghệ phải loại bỏ

Có 2 thiết bị hay dùng trong lọc trong dịch đường

ra ngoài, phần bã malt sẽ được giữ lại thành lớp bã trong khung

Ưu điểm: bề mặt lọc trên 1 đơn vị diên tích sản xuất lớn, tốc độ lọc nhanh do hiệu

Nguyên tắc lọc ở đây là sử dụng sự chênh lệch áp suất ở phía trên và phía dướimàng lọc, dịch đường sẽ tự chảy qua lớp lọc để ra ngoài Màng lọc ở đây được tạo

ra là sự kết lắng bã malt

Ưu điểm: Thiết bị lọc kín nên dịch đường không bị tiếp xúc nhiều với với oxy, việc

vệ sinh dễ dàng, có thể cơ giới hoá

Nhược điểm: Thời gian lọc kéo dài, diện tích sản xuất lớn, khó tăng năng suất

Từ những ưu, nhược điểm của 2 thiết bị lọc ta chọn thiết bị lọc đáy bằng, như vậychất lượng dịch đường của ta sẽ tốt hơn.

2.2.4 Nấu dịch đường với hoa houblon

Sử dụng thiết bị nấu hoa dạng trao đổi nhiệt gián tiếp bằng hệ thống ốngchùm trung tâm Tác nhân là hơi nước bão hòa

Ưu điểm: khả năng trao đổi nhiệt lớn cho toàn bộ khối dịch, không cần sử dụngcánh khuấy

Nhược điểm: Khó vệ sinh hệ thống ống chùm sau mỗi mẻ nấu

2.2.5 Lên men bia

Lên men bia là giai đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đường houblon hoáthành bia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng

- Lên men cổ điển:

Có đặc điểm chính là hai quá trình lên men chính và lên men phụ tiến hànhtrong các thiết bị riêng biệt

Ưu điểm: Phương pháp lên men cổ điển cho sản phẩm có chất lượng cao

Nhược điểm: Tốn diện tích mặt bằng, làm lạnh toàn bộ mặt bằng lên men nên hệthống làm lạnh lớn, tốn chi phí đầu tư, thời gian lên men dài, việc chuyển dịch lênmen từ khu lên men chính sang khu lên men phụ sẽ gây tổn thất và dễ nhiễm tạp

- Lên men gia tốc:

Với phương pháp này quá trình lên men chính và lên men phụ được tiếnhành trong cùng một thiết bị hình trụ, đáy côn, có hệ thống áo lạnh bên ngoài đểđiều chỉnh nhiệt độ của quá trình lên men và có thể làm lạnh cục bộ

Ưu điểm: Thời gian lên men nhanh, thiết bị lên men gọn, không tốn thiết bị, khôngtốn lạnh như lên men cổ điển, không tốn diện tích mặt bằng phân xưởng, có thể đặt

ở ngoài trời, ít bị nhiễm tạp

Nhược điểm: Thời gian lên men nhanh làm giảm chất lượng bia

Vậy từ hai phương pháp lên men trên ta thấy phương pháp lên men gia tốccho ta năng suất và hiệu suất cao hơn, tốn ít chi phí về lao động, thiết bị, nănglượng mà chất lượng bia vẫn đảm bảo được, không khác xa nhiều so với lên men

cổ điển Vậy ta chọn phương pháp lên men gia tốc Với nấm men chìm như ta đãchọn chủng ở trên.Và phương thức lên men gián đoạn vì thiết bị đơn giản dễ chếtạo, khi bị nhiễm thì dễ xử lý

2.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

2.3.1 Nghiền nguyên liệu

A Nghiền malt

Malt được chứa trong các bao polyetylen khối lượng 50kg được đưa đến và

đổ vào phễu chứa malt chưa nghiền, từ đây malt sẽ được gầu tải vận chuyển lênphễu có đặt cân điện tử định lượng để cân malt, khi lượng malt đã đủ theo địnhlượng ban đầu thì việc vận chuyển malt lên phễu này được dừng lại và lúc này malt

từ phễu này chuyển vào phễu chứa malt của máy nghiền bằng gầu tải, malt trướckhi vào nghiền sẽ được phối trộn với nước ở 45oC theo tỷ lệ malt : nước là 1 : 5 Sau khi nghiền dịch malt sẽ được bơm pittong bơm vào nồi đường hoá

B Nghiền gạo

Tương tự như malt, gạo được chứa trong các bao polyetylen khối lượng50kg, gạo sẽ được đổ vào phễu chứa gạo chưa nghiền từ đây gạo sẽ được gầu tảichuyển vào phễu chứa gạo chưa nghiền của máy nghiền và đi vào máy nghiền Saukhi nghiền, bột gạo được chứa ở phễu chứa gạo đã nghiền và từ đây bột gạo đượcgầu tải chuyển lên phễu có đặt cân điện tử định lượng để cân lượng bột gạo cần thiếtcho mẻ nấu Và để vận chuyển bột gạo vào nồi nấu ta dùng vít tải

2.3.2 Quá trình hồ hóa

Trước khi tiến hành hồ hoá thì tiến hành vệ sinh nồi nấu bằng nước nóng.Sau đó mới đưa bột gạo đã được hoà trộn với nước 45oC theo tỷ lệ bột gạo : nước là1:5 đồng thời bật cánh khuấy cho toàn bộ lượng bột hoà tan đều vào nước và trong

quá trình hồ hoá không bị vón hoặc cháy két, đồng thời tăng cường quá trình truyềnnhiệt Trong nồi hồ hoá bổ sung thêm 1 lượng malt chiếm 10% nguyên liệu thaythế, việc bổ sung malt lót để nhờ hoạt động của hệ enzim có trong malt thuỷ phân 1phần tinh bột làm loãng dịch hồ hoá, giảm độ nhớt của cháo gạo Ngoài ra trong nồi

hồ hoá ta còn cho thêm enzim Termamyl và CaSO4, hạ pH của dịch xuống 6 – 6,5bằng cách bổ sung axit H3PO4 Ta giữ nhiệt độ 45oC trong 10 phút, đây là nhiệt độthích hợp cho nhóm proteaza hoạt động Sau đó mở van cấp hơi để hơi để nângnhiệt độ của khối dịch lên 90oC, thời gian nâng 1oC/1phút, giữ ở nhiệt độ 90oC trong

20 phút Ta để ở nhiệt độ 90oC là vì nhiệt độ hồ hoá của gạo là 86oC còn nhiệt đểenzim Termamyl thích hợp hoạt động là 94oC nên 90oC là mức giữa.Sau đó nângnhiệt độ đến 100oC để đun sôi khối dịch trong 30 phút để tinh bột chín hoàn toàn tạođiều kiện cho quá trình đường hoá tiếp theo được dễ dàng Khi cháo chín thì ngừngcấp hơi rồi bơm sang nồi đường hoá

2.3.3 Quá trình đường hóa

Mục đích của quá trình đường hoá: tạo điều kiện về nhiệt độ và pH của môitrường thích hợp để hệ enzim có trong malt và enzim bổ sung phân cắt protein,amyloza, dextrin bậc cao thành các hợp chất hoà tan vào nước trở thành chất chiếtcủa dịch đường

Cách tiến hành:

Trong thời gian nấu cháo, tính toán thời điểm nghiền malt để sao cho khinghiền xong, chuyển malt vào nồi đường hoá được 20 phút thì cháo sôi được 30phút Khi bơm dịch malt vào nồi hồ hoá xong thì bổ sung H3PO4 để hạ pH của nồiđường hoá xuống 5,3 – 5,4 đây là pH thích hợp cho quá trình thuỷ phân

Sau khi malt có thời gian ngâm ủ được 20 phút, bơm dịch cháo từ nồi hồ hoá sangsao cho nhiệt độ trong nồi đường hoá lúc này khoảng 520C – 530C và duy trì ở nhiệt

độ này 20 phút Đây là nhiệt độ thích hợp cho enzim proteaza hoạt động mạnh nhấtnhằm thuỷ phân protein thành các axit amin, các hợp chất thấp phân tử, nhữngthành phần này trong quá trình công nghệ sẽ góp phần tạo melanoit, tạo bọt và giữ

bọt cho bia làm cho bia có hương vị đậm đà màu sắc đặc trưng, ngoài ra nó còn lànguồn dinh dưỡng cho nấm men hoạt động.

Sau đó cấp hơi để nâng nhiệt độ toàn bộ khối dịch lên 63  64oC, giữ ở nhiệt

độ này 40 phút, nhiệt độ này thích hợp cho enzim β- amylaza hoạt động thuỷ phântinh bột thành maltoza và dextrin phân tử lượng lớn Sau đó tiếp tục cấp hơi nângnhiệt độ khối dịch lên 73oC, giữ ở nhiệt độ này đến khi đường hoá xong (để biết quátrình đường hoá đã kết thúc chưa dùng phương pháp thử màu bằng iôt, khi dịch đemthử không làm đổi màu iôt thì quá trình đường hoá kết thúc), ở 73oC là nhiệt độthích hợp cho enzim α – amylaza hoạt động, α – amylaza sẽ phân cắt tinh bột và cácdextrin cao phân tử thành glucoza, dextrin thấp phân tử… Cuối cùng sau khi đườnghoá xong, nâng nhiệt độ khối dịch lên 78oC rồi bơm đi lọc

2.3.4 Lọc dịch đường

Mục đích của quá trình lọc dịch đường là: Hỗn hợp sau đường hoá bao gồm

2 pha rắn lỏng Pha lỏng bao gồm nước và các chất hoà tan trong nó: các loạiđường, các hợp chất chứa Nitơ thấp phân tử, các dextrin bậc thấp, các chất vô cơ.Pha lỏng này sẽ đi tiếp qui trình công nghệ để tạo ra bia Pha rắn bao gồm: vỏ trấu,cám, tinh bột chưa thuỷ phân, những hạt li ti khác không cần thiết cho tiến trìnhcông nghệ cần loại bỏ.Vậy quá trình lọc bã malt là tách pha rắn khỏi hỗn hợp để thunhận dịch đường có thành phần chưa ổn định để đi tiếp các bước của tiến trình côngnghệ

Tiến hành quá trình lọc:

Trước khi bơm dịch đường sang nồi lọc thì thiết bị lọc phải được rửa sạchbằng nước sôi Sau đó bơm nước 800C vào thùng ngập đáy giả khoảng 3 5 cm Hạdao cào xuống mức thấp nhất, bơm cháo malt vào nồi lọc, cho hệ thống dao càoquay với tốc độ 15  25 vòng/phút để giàn đều bã lên mặt đáy giả Khi bơm hếtcháo vào nồi thì dừng quay hệ thống dao cào và nâng chúng lên ở vị trí cao nhất Đểyên khối cháo 10  15 phút, phần bã cháo hình thành lớp lọc: lớp 1 là vỏ trấu lớn,lớp 2 là vỏ trấu cộng tấm, lớp 3 là cặn mịn Sau khi hình thành lớp lọc mở van xả

dịch, trong khoảng 10  15 phút đầu dịch chạy ra còn đục ta đem bơm hồi lưu vềthùng lọc Khi dịch đường thoát ra đạt độ trong cần thiết thì bơm sang nồi hoahoublon.

Trong thời gian đầu tốc độ lọc rất nhanh, nhưng khi các mương mao dẫn đã

bị lấp bởi các cặn nhỏ li ti thì tốc độ lọc giảm hẳn Trong Trường hợp như vậy ta hạthấp dao cào xuống ở mức thấp nhất cho quay 1  2 vòng rồi sau đó lại tiếp tục lọc.Bơm dịch đường ra ngoài đến khi dịch đường còn sấp mặt bã thì ngừng bơm dịch

và chuyển sang quá trình rửa bã để tránh hiện tượng bọt khí xâm nhập vào bã Tiếnhành rửa 3 lần

Hạ dao cào xuống mức thấp nhất, cho nước rửa bã ở nhiệt độ 800C cho daocào quay để làm lại lớp lọc Sau đó dừng quay và cho lên ở vị trí cao nhất để yênkhối bã trong 10  15 phút, và tiến hành lọc, quá trình lọc như ban đầu Khi kếtthúc quá trình rửa bã thì hàm lượng chất hoà tan trong dịch rửa không quá 0,8%khối lượng, khi đó mở van xả bã, hạ dao cào xuống mức thấp nhất và hạ dao gạt bãxuống sát đáy giả và cho quay để đẩy bã ra ngoài

2.3.5 Nấu dịch đường với hoa houblon

Mục đích của quá trình :

- Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa Nitơ và cácthành phần khác của hoa vào dịch đường để tạo cho bia có hương vị đặctrưng

- Polyphenol, chất đắng phản ứng với đạm khả kết tạo thành phức chất màngnhày kết lắng kéo theo các phần tử li ti khác của dịch đường kết tủa làm chodịch đường trong và tăng độ bền keo của bia

- Tạo melanoid: cải thiện tính chất cảm quan của dịch đường, tăng độ màu củadịch đường

- Polyphenol, chất đắng là những chất có sức căng bề mặt lớn, chúng tham giavào quá trình tạo bọt và giữ bọt cho bia

- Quá trình đun hoa đưa dịch đường đến nồng độ cần thiết.

- Quá trình đun hoa còn mang lại mang lại những khả năng thanh trùng dịchđường tiêu diệt các vi sinh vật tạp nhiễm

Cách tiến hành: Dịch đường sau khi lọc được bơm vào thùng đun hoa thì tiếnhành mở van xả cấp hơi để nhiệt độ của dịch đường không hạ xuống dưới 70oC Lúcđầu lượng dịch còn ít nên ta mở van bé để đảm bảo dịch đường luôn đạt trên 70oC.khi lượng dịch tăng dần thì lượng hơi cấp vào cũng mạnh dần lên Sau khi quá trìnhrửa bã kết thúc thì tiến hành đun sôi dịch đường và đồng thời nạp 1/3 hoa Sau tiếptục đun sôi dịch đường khoảng 60 phút thì nạp 1/3 hoa và đun sôi 30 phút và sau đócho tiếp 1/3 hoa đun sôi 15 phút thì kết thúc quá trình đun hoa

2.3.7 Làm lạnh nhanh

Sau khi lắng dịch đường, ta phải dưa về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lênmen Làm lạnh nhanh còn tránh vi sinh vật nhiễm vào dịch đường lên men và táchcặn mịn

Dịch đường được làm lạnh nhanh bằng máy lạnh nhanh kiểu tấm bản có cấutạo là những tấm bản gấp sóng Các tấm bản có hình chữ nhật, có 4 tai ở 4 góc Trênmỗi tai đục một lỗ tròn Với cấu tạo của từng bản như vậy khi lắp chúng lên khungchúng sẽ tạo thành 4 mương dẫn, từng mương dẫn người ta sẽ cho dịch đường vàomáy, dịch đường ra khỏi máy, tác nhân lạnh vào máy, tác nhân lạnh ra khỏi máy

tác nhân lạnh và dịch đường đi ngược chiều nhau Ta sử dụng tác nhân lạnh là nước

2oC Dịch đường sau lạnh nhanh có nhiệt độ là 10oC

2.3.8 Sục khí và cấp nấm men

Mục đích: Hòa trộn nấm men với dịch đường đồng thời cấp thêm một lượng

O2 để nấm men có thể sinh trưởng, phát triển trong quá trình lên men

Quá trình cấp nấm men và sục khí diễn ra như sau:

- Dịch đường sau khi qua thiết bị lạnh nhanh đã có nhiệt độ thích hợp choquá trình lên men chính (1215oC) được bơm qua thiết bị sục khí Khôngkhí từ xưởng khí nén được đưa qua một hệ thống lọc khí để loại bỏ tạp chất

và được xé nhỏ thành nhiều dòng khí vào hòa trộn với dịch đường Lượngkhí sục khoảng 15 lít không khí/phút, thời gian sục 4050 phút, đảm bảohàm lượng O2 hòa tan trong dịch khoảng 6 mg/lít

- Nấm men được nuôi trong thùng nhân men giống cấp 1, cấp 2 hoặc thùngthu hồi men sữa Dịch đường sau khi sục khí sẽ hòa trộn với dịch nấm mentrên đường ống bơm tới các tank lên men Lượng nấm men hòa trộn cỡkhoảng 10% thể tích so với tổng lượng dịch đường đưa đi lên men

2.3.9 Nhân giống nấm men

Men giống sử dụng thuộc chủng nấm men chìm Saccharomyces

carlsbergensis Men giống sử dụng có thể nhân từ chủng thuần khiết hoặc tái sử

dụng men sữa

• Nhân giống từ chủng thuần khiết:

Quá trình này tiến hành theo hai giai đoạn: giai đoạn nhân trong phòng thínghiệm và giai đoạn nhân trong điều kiện sản xuất Lượng men giống sử dụngchiếm khoảng 10% so với lượng dịch đường đem đi lên men

- Nhân trong phòng thí nghiệm: cấy chuyển liên tiếp từ ống thạch nghiêng ống 10ml  bình tam giác 100ml  bình 1 lít  bình 10 lít Môi trường nhângiống thường là dịch chiết từ malt, với môi trường 10 lít có thể lấy từ dịch đường

- Nhân trong điều kiện sản xuất: môi trường nhân giống lấy trực tiếp từ dịchđường hóa Có thể tiến hành sục khí vô trùng trong quá trình nhân

• Tái sử dụng men sữa:

Sau khi lên men chính, người ta tiến hành tháo sữa men Thông thường, cứ

1000 lít dịch đường cho khoảng 20 lít dịch sinh khối nấm men sệt, độ ẩm 8588%.Dịch này được chia thành 3 lớp: lớp dưới cùng là lớp cặn bẩn và lớp trên cùng làlớp tế bào chết thường dùng làm thức ăn gia súc, chỉ có lớp giữa có màu trắng ngà

là nấm men sạch, có thể tái sử dụng Số lần tái sử dụng men sữa khoảng 57 lần,tùy thuộc chất lượng nấm men

- Rửa men: Dịch bã men thu được sau lên men chính được lọc và rửa nhiềulần bằng nước vô trùng ở 12oC để loại bỏ cặn bẩn và xác nấm men cho tới khi đạtyêu cầu Sữa men sạch được kiểm tra để xác định chất lượng, hoạt lực, sau đó bảoquản trong nước lạnh ở nhiệt độ 0oC

- Hoạt hóa: Trước khi sử dụng, để nấm men phát triển tốt cần phải tiến hànhhoạt hóa giống bằng cách: nuôi cấy nấm men trong dịch đường mới với tỷ lệ dịchđường: men sữa bằng 4:1, sục không khí vô trùng vào dịch, đồng thời tăng dầnnhiệt độ tới gần bằng nhiệt độ lên men Khi có nhiều tế bào phát triển và độ cồn đạt0,3% thì kết thúc quá trình hoạt hóa

Quá trình lên men chính diễn ra như sau:

- Bơm dịch đường đã được cấp O2, hòa trộn với nấm men và làm lạnh tớinhiệt độ 1012oC vào thùng lên men

- Trong những ngày đầu, do nấm men hô hấp phát triển sinh khối, nhiệt độdịch lên men có thể lên tới 1415oC Do đó, cần hạ nhiệt độ xuống khoảng1012oC bằng cách mở các van cấp lạnh và duy trì ở nhiệt độ này

- Trong quá trình lên men chính, CO2 luôn được tạo thành Do đó, phải tiếnhành thu hồi để đảm bảo áp suất trong thùng lên men luôn giữ ở khoảng0,70,8 kg/cm2

- Thời gian lên men chính khoảng 57 ngày, tới khi khoảng 2/3 lượng chấtkhô của dịch đường được tiêu thụ Kết thúc quá trình lên men chính, hạnhiệt độ xuống khoảng 5oC rồi tiến hành tách sữa men Sau đó, hạ tiếpnhiệt độ xuống 2oC, chỉnh áp suất khoảng 1 kg/cm2 rồi tiến hành lên menphụ

b Lên men phụ

Mục đích: ổn định các thành phần của bia, tăng độ bền keo của bia, hìnhthành các sản phẩm phụ tạo hương vị hài hòa cho bia, tạo bọt, ức chế vi sinh vật cóhại phát triển

Quá trình lên men phụ diễn ra như sau:

- Điều chỉnh nhiệt độ khoảng 02oC, áp suất khoảng 1 kg/cm2 Duy trì nhiệt

độ và áp suất trong suốt quá trình lên men phụ, cấp lạnh hoặc thu hồi CO2

Quá trình lọc gồm 2 giai đoạn: giai đoạn tạo màng lọc và giai đoạn lọc