Luận văn

Luận văn

MỞ ĐẦU

Theo các số liệu thống kê gần đây (năm 2006) của thời báo Kinh Tế Việt Nam

cho thấy tổng sản lượng bia trong cả nước khoảng 1,5 tỷ lít/ năm, trong khi tổng năng

suất của các nhà máy bia trong cả nước đã đạt mức 1,5 tỷ lít/ năm Cũng theo thời

báo này thì khả năng tiêu thụ bia tại nước ta trung bình tăng từ 10% đến 15% mỗi

năm

Ngoài ra, một số công ty trong nước đang có kế hoạch tăng năng suất và mở

rộng quy mô sản xuất Điển hình như Tổng công ty Rượu – Bia – Nước giải khát Hà

Nội (Habeco) đang xây dựng kế hoạch đầu tư một nhà máy sản xuất bia năng suất

100 triệu lít/ năm tại Quang Minh (Vĩnh Phúc), với vốn đầu tư khoảng 100 triệu USD

Bên cạnh đó công ty còn đầu tư theo chiều sâu là tăng năng suất của nhà máy

Habeco lên 100 triệu lít/ năm Vậy sau khi các dự án này hoàn thành và đi vào hoạt

động, thì tổng năng suất của Habeco sẽ đạt mức 200 triệu lít/ năm

Nhà máy bia Kronenbourg Viet nam có tổng vốn đầu tư 75 triệu USD vừa được

khởi công xây dựng tại Long An Dự kiến sau khi hòan thành ( cuối 2008) sẽ đi vào

hoạt động sản xuất loại bia Pháp nổi tiếng thế giới Kronenbourg 1664 được tiêu thụ

rộng rãi ở 70 nước trên thế giới

Các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài trong lĩnh vực sản xuất bia tại Việt

Nam cũng đang có kế hoạch xây dựng dự án bổ sung để tăng năng suất

Theo chỉ đạo của Chính phủ, Bộ Công nghiệp, Bộ Kế hoạch và Đầu tư đang

phối hợp với các địa phương để có kế hoạch bổ sung, quy hoạch sản xuất bia cho phù

hợp với tình hình mới

Từ các thông tin trên, ta thấy nhu cầu tiêu thụ bia trong cả nước là rất lớn Và

thực sự đây là 1 lĩnh vực đáng được quan tâm

Trên cơ sở đó, chúng tôi thực hiện đề tài: “Thiết kế nhà máy bia năng suất 30

triệu lít/ năm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Ý nghĩa thành lập nhà máy

1.1.1 Tình hình sản xuất bia trên thế giới và Việt Nam

Giới thiệu về bia:

Bia là một loại nước giải khát khá phổ biến, được tiêu thụ rộng rãi trên khắp thế

giới và có lịch sử phát triển rất lâu đời Từ thời xa xưa, người Babilon đã sản xuất bia

từ quá trình lên men bánh mì ẩm Cách đây khoảng 5000 năm, người Ai Cập cổ đại

đã sử dụng lúa mạch để sản xuất bia Bia đã trở thành một thực phẩm quan trọng

trong các bữa ăn kiêng hàng ngày của người Ai Cập lúc đó Người Hy Lạp đã học

cách sản xuất bia từ người Ai Cập Các bộ tộc của Đức đã biết sản xuất bia từ lâu

trước khi có sự xâm chiếm của đế chế La Mã Ban đầu người ta sử dụng các loại thảo

mộc và gia vị khác vào việc sản xuất bia Tuy nhiên vào khoảng 1000 năm trước

công nguyên bia mới thâm nhập vào các tu viện và các tu sĩ đã sử dụng hoa houblon

thay cho các thảo mộc vào quá trình sản xuất bia Bia thật sự được trở nên phổ biến

nhờ vào các tu viện Các tu sĩ là những người đầu tiên đã xây dựng các nhà máy bia

Họ cung cấp nơi ở, thức ăn và bia cho những người đi hành hương và những người đi

du lịch Cho đến giữa thế kỷ XVI, bia chỉ được sản xuất chủ yếu trong các gia đình và

còn chưa mang tính thương mại Từ năm 1833, nhờ các nghiên cứu của Pasteur về

quá trình lên men rượu vang, Hansen đã đề nghị phương pháp nhân giống nấm men

từ một tế bào thuần khiết ban đầu trong canh trường Đến năm 1881 – 1883 nấm men

đã được đưa vào sử dụng sản xuất bia lần đầu tiên ở Đan Mạch Từ đó đến nay ngành

công nghiệp bia ngày càng được hoàn thiện, phát triển và đã đạt được nhiều thành

tựu rực rỡ

Bia là sản phẩm của quá trình lên men ethanol từ dịch nha, không qua chưng

cất, dịch nha được nấu từ malt đại mạch, các hạt giàu tinh bột, protein…(như gạo, ngô,

đại mạch,…), hoa houblon và nước

Thế giới:

Sản lượng bia trên thế giới hơn 120 tỉ lít / năm Đặc biệt ờ các nước phát triển tỉ

lệ lượng bia tieu thụ bình quân đầu người là rất cao Điển hình là CHLB Đức :

170L/năm Có nhiều hãng bia hàng đầu thế giới như:

¾ Anheuser busch (Mỹ)

¾ Heineken (Hà Lan)

Hiện tại cả nước có khoảng 20 nhà máy bia có năng suất lớn( trên 50 triệu

lit/năm) Còn lại là các nhà máy bia có năng suất nhỏ 20 triệu lit/ năm và 10 triệu

lit/năm.( khó thông kê do nhiều nhà máy địa phương không tham gia Hiệp Hội Bia

Rượu Việt Nam)

Theo Hiệp Hội, hiện nay tổng công suất của các nhà máy bia trong cả nước đã

lên tới 1,5 tỷ lít/năm Riêng 10 tỉnh miền Trung là trên 500 triệu lít Nhưng một số

địa phương vẫn đang chuẩn bị triển khai những dự án sản xuất bia tương đối lớn, quy

mô từ 100 đến 150 triệu lít/năm

Từ các thông tin trên ta thấy nhu cầu thị trường cho việc tiêu thụ bia trong nước

là khá lớn, đó là chưa kể đến tiềm năng xuất khẩu sang các nước trong khu vực Một

số công ty sản xuất bia trong nước hiện đang có kế hoạch tăng năng suất, mở rộng

quy mô sản xuất

Công ty Bia Huế đang có kế hoạch tăng năng suất lên 100 triệu lít/năm và bên

cạnh đó là hợp tác với nhà máy Bia Đông Hà (Quảng Trị) để tăng năng suất của nhà

máy này lên 30 triệu lít/năm Tại Nghệ An một dự án sản xuất bia với năng suất trên

100 triệu lít/năm sắp đi vào hoạt động

Một nhà sản xuất bia lớn trong nước là Tổng Công ty Bia - Rượu - Nước giải

khát Sài Gòn (Sabeco) cũng đang chuẩn bị tăng công suất trên cơ sở hiện có và xây

dựng cơ sở mới, với năng suất tăng thêm khoảng 100 triệu lít/năm và dự kiến tăng lên

200 triệu lit/ năm trong vài năm tới

Ơû Việt Nam lượng bia tiêu thụ 1.5 tỉ lit/ năm Vậy bình quân đầu người chưa

đến 20 triệu lit/ năm Thua xa các nước Châu Á như Nhật, Trung Quốc nếu so với các

nước châu âu thì còn kém xa nữa.(bằng 1/10 nước Đức)

Trước tình hình chung của việc sản xuất bia trong cả nước, với dự án thiết kế

nhà máy sản xuất bia có năng suất 30 triệu l/năm với thị trường tiêu thụ chủ yếu tại

Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận trong khu vực miền Đông Nam Bộ, khu

vực đồng bằng sông Cửu Long và các tỉnh miền Trung, là hoàn toàn phù hợp với nhu

cầu thực tế của nước ta

1.1.2 Vai trò của bia trong đời sống

So với các loại thức uống khác bia có nhiều ưu điểm như:

• So với các loại rượu uống thì bia có nồng độ cồn rất thấp (2 – 6%) Do đó

nếu sử dụng bia đúng mức sẽ giúp cơ thể cảm thấy thoải mái, dễ chịu và tăng sức lực

cho cơ thể

• So với trà, cà phê thì bia không có chứa các kim loại có hại

• Bia là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể, 1 lít bia có thể cung cấp cho

cơ thể 400 – 800 KCal

• Với hàm lượng CO2 khá cao (4 – 5g/l), bia giúp cơ thể giảm nhanh cơn

khát, kích thích quá trình tiêu hóa tốt hơn

• Khoảng 80% chất hòa tan trong bia là glucid, 8 – 10% là các hợp chất chứa

nitơ, 3 – 4% là các chất khoáng Ngoài ra trong bia còn có chất chát, chất đắng,

glycerin, acid hữu cơ, một số vitamin như B1, B2, PP

• Ngoài ra, những nghiên cứu gần đây nhận thấy rằng nếu uống một lượng

bia vừa phải mỗi ngày thì sẽ có tác dụng tốt cho tim mạch và não, giúp cơ thể hưng

phấn hơn và hiệu quả làm việc cao hơn

Nhờ có những ưu điểm này mà bia được sản xuất ở khắp nơi trên thế giới với

sản lượng và chất lượng ngày càng được nâng cao

1.2 Chọn địa điểm xây dựng nhà máy

Địa điểm chọn để xây dựng nhà máy là tại khu công nghiệp Loteco, tọa lạc tại

Thành phố Biên Hòa - thuộc tỉnh Đồng Nai Tỉnh Đồng Nai nằm trong địa bàn kinh

tế trọng điểm phía Nam là trọng điểm đầu tư của chính phủ Trung tâm của tỉnh là

Thành phố Biên Hòa, cách TP Hồ Chí Minh 30 km về phía Tây, một trung tâm Kinh

tế - Khoa học Kỹ thuật - Văn hoá Giáo dục lớn của cả nước

Đồng Nai là tỉnh thuộc miền Đông Nam Bộ, có diện tích 5.862,37 km2 chiếm

1,76% diện tích tự nhiên cả nước và 25,5% diện tích tự nhiên vùng Đông Nam Bộ

Đồng Nai có hệ thống giao thông rất thuận lợi với các quốc lộ 1, 51, 20 với tổng

chiều dài 244,5 km đã và đang được mở rộng nâng cấp theo tiêu chuẩn đường cấp I,

II đồng bằng (Quốc lộ 1, 51), cấp III đồng bằng (Quốc lộ 20) có nhiều tuyến đường

liên tỉnh, tuyến đường sắt Bắc - Nam và hệ thống các cảng ở Đồng Nai cùng với cảng

ở TP Hồ Chí Minh, Bà Rịa - Vũng Tàu và sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất đáp ứng

tốt cho nhu cầu lưu thông hàng hoá

Đồng Nai nằm trong vùng phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam:

o Đông giáp tỉnh Bình Thuận

o Đông Bắc giáp tỉnh Lâm Đồng

o Tây Bắc giáp tỉnh Bình Dương và Bình Phước

o Nam giáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

o Tây giáp TP Hồ Chí Minh

Khu công nghiệp Loteco :

Diện tích: 100 ha cho giai đoạn đầu gồm cả 40 ha của khu chế xuất trong khu

công nghiệp Diện tích dùng cho thuê 72 ha, diện tích đã cho thuê 35,29 ha đạt

49,01%

Vị trí: Phường Long Bình, TP Biên Hòa

Kết cấu hạ tầng:

- Giao thông nội bộ và mương thoát nước hoàn chỉnh

- Cấp điện: trạm biến áp 3,2 MW, điện lưới quốc gia 6 MW

- Cấp nước: 6.000 m3/ngày

- Thông tin liên lạc: thuận tiện trong và ngoài nước

- Xử lý chất thải lỏng: có nhà máy xử lý chất thải công suất 1.500 m/ngày

Hàm lượng các chất hòa tan trong dịch đường trước lúc lên men là 10-13% (trọng lượng) đối với bia vàng và 16-22% ở bia đen Như vậy có nghĩa là trong bia thành phẩm hàm lượng nước chiếm 78-90% Với tỷ lệ nước lớn như vậy trong 1 sản phẩm, ta có thể nói rằng, nước là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất bia Trong sản xuất bia, nước giữ vai trò quan trọng trong việc hình thành vị của sản phẩm, vì vậy chất lượng nước đòi hỏi phải đạt các tiêu chuẩn dành cho nước dùng trong công nghệ sản xuất bia

Các chỉ tiêu chất lượng nước dùng trong sản xuất bia:

- Hàm lượng muối carbonate : ≤ 50 mg/l

- Hàm lượng muối clorua : từ 75 -150 mg/l

- Hàm lượng muối CaSO4 : từ 130 -200 mg/l

- Hàm lượng muối nitrate, nitrit : không có

2.1.2 Malt

Tất cả các hạt ngũ cốc nếu được ươm mầm với sự kiểm soát chặt chẽ các điều kiện kỹ thuật như: độ ẩm, nhiệt độ, mức độ thông gió… sử dụng trong công nghệ sản

xuất bia đều có thể gọi chung là malt Phổ biến nhất chính là malt đại mạch

Đại mạch thuộc giống Hordeum sativum – jessen, thuộc nhóm Spermophyta, phân nhóm Angiospermae, lớp một lá mầm, họ lúa mì

Đại mạch thuộc họ ngũ cốc vùng ôn đới, gồm có loại 2 hàng và 6 hàng nhưng chỉ có loại 2 hàng là được dùng để sản xuất bia do hạt có kích thước lớn và tương đối đồng nhất cũng như có các thành phần hóa học cân đối thích hợp cho công nghệ sản xuất bia Còn đại mạch 6 hàng được dùng chủ yếu làm thức ăn cho gia súc và gia cầm

Hình 2.1: Malt đại mạch

Hạt malt đại mạch là chứa các hệ enzyme quan trọng: amylase và protease giúp

phân giải các thành phần cơ chất chủ yếu trong hạt đại mạch (tinh bột và protein) trong giai đoạn nấu dịch đường Sự khác biệt giữa hạt đại mạch và malt đại mạch như sau:

Bảng 2.1: So sánh thành phần hóa học của đại mạch và malt đại mạch

(Tính theo % trọng lượng chất khô)

Thành phần Đại mạch Malt đại mạch

Lipid

Protein

Acid amin và peptit

Các hợp chất khác

Có các hệ enzyme quan trọng như sau:

• Hệ thống enzyme amylase:

Hệ thống enzyme này gồm có: α-amylase, β-amylase và amilophosphatase, phần

lớn chúng tập trung ở phôi mầm và một ít được phân bố ở phần dưới của nội nhũ hoặc trong màng ngăn giữa vỏ trấu và nội nhũ

- Với enzyme α-amylase thủy phân tinh bột và destrin, từ đó tạo ra sản

phẩm là maltose và các destrin mạch ngắn Enzyme này hoạt động tối ưu ở pHopt = 5.8, topt = 72 – 76 0C

- Với enzyme β-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 như không hoạt động Nhưng khi chuyển qua giai đoạn ươm mầm thì hoạt tính chung của

hệ enzyme protease tăng nhanh

- Proteinase: sẽ tấn công lên các phân tử protein nguyên thủy để tạo ra các

sản phẩm trung 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 trong malt 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, góp phần làm thay đổi tính chất và hàm lượng của protein trong hạt malt, các

enzyme amidase có pHopt = 7.3 – 8.0, topt = 45 – 500C

• 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 trình

ester hoá trong quá trình nảy mầm

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

- Các enzyme khác như: saccharophosphatase, glyxerophosphatase, nucleotidase sẽ phá

các mối liên kết ester tương ứng của các hợp chất hữu cơ có chứa phosphate và giải phóng ra acid phosphoric tự do

• Chỉ tiêu chất lượng của malt đại mạch:

- Thời gian đường hóa : 10 – 15 phút

- Hàm lượng chất chiết : 78%

Nguyên liệu chưa nảy mầm (adjuncts)

• Mục đích dùng thế liệu trong sản xuất bia

Trong sản xuất bia, việc dùng thế liệu thay cho malt tùy thuộc vào điều kiện chủ quan và khách quan, có thể nhằm vào các mục đích:

- Hạ giá thành sản phẩm

- Cải thiện một vài tính chất của sản phẩm

- Tạo ra chủng loại bia có các mức độ phẩm cấp chất lượng khác nhau

- Theo đơn đặt hàng của người tiêu dùng

• Yêu cầu kỹ thuật của thế liệu

- Thế liệu phải dồi dào nguồn glucid (tinh bột), mà từ đó, dưới tác dụng của

enzyme trong malt, glucid của thế liệu sẽ chuyển thành các chất đường hòa tan Vì

vậy các loại ngũ cốc thường được chọn làm thế liệu trong sản xuất bia

- Khi sử dụng thế liệu, chất lượng của thế liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bia (mùi, vị, màu sắc,…) Vì vậy phải quan tâm đến thành phần hóa học của thế liệu

- Tại một số nơi, có thể dùng trực tiếp đường saccharose (từ mía hoặc củ cải) như một thế liệu cho malt, song điều này không khuyến khích

• Thế liệu được sử dụng phổ biến hơn hết là gạo ở các nước Châu Á hoặc

vùng Trung Đông

9 Gạo được coi là một thế liệu hàng đầu trong sản xuất bia, do hàm lượng glucid và protein khá cao, khả năng chuyển hoá thành chất hòa tan tốt (có thể đạt đến 90% chất khô)

9 Trong nguyên liệu thay thế không có các enzyme thủy phân hoặc có rất

ít và không hoàn chỉnh Do đó khi sử dụng tỉ lệ nguyên liệu thay thế lớn thì phải bổ sung thêm chế phẩm enzyme nhằm nâng cao hiệu suất thủy phân trong khi nấu

• Thành phần hóa học trung bình của gạo:

- Màu sắc : trắng

- Hàm lượng tinh bột : 75%

- Hàm lượng protein : 8 %

2.1.4 Nấm men

Nấm men bia là loại vi sinh vật đơn bào Kích thước trung bình 6 - 9μm Nấm men sinh sản dưới hình thức nẩy chồi và thuộc loại hiếu khí không bắt buộc Trong điều kiện có oxy chúng tiến hành quá trình tăng sinh khối là chính Trong điều kiện không có oxy chúng tham gia quá trình lên men để tạo C2H5OH, các sản phẩm lên men khác như: rượu bậc cao, ester, andehyd, acid hữu cơ… và CO2

Trong sản xuất bia dùng loại nấm men: Saccharomyces carlsbergensis

Hình 2.2: Nấm men Saccharomyces carlsbergensis

- Saccharomyces carlsbergensis: thuộc nhóm nấm men chìm với các đặc tính

sau:

+ Nhiệt độ lên men: 0 – 100C

+ Lên men mạnh trong lòng môi trường

+ Khi sử dụng hết nguồn C trong môi trường các tế bào nấm men kết chùm hoặc chuỗi và lắng nhanh xuống đáy thùng, giúp bia trong nhanh hơn

+ Lên men được: glucose, mannose, galactose, fructose, saccharose, maltose, đặc biệt lên men tốt rafinose, dextrin, melibiose

+ Không lên men được các đường: lactose, inulin, arabinose, cellobiose, manit, sorbit …

2.1.4 Hoa houblon (hops)

Hình 2.3: Hoa houblon

Houblon là thực vật dạng dây leo (Humulus lupulus), sống lâu năm (30-40

năm), có chiều cao trung bình từ 10-15 m Hoa houblon có hoa đực và hoa cái riêng cho từng cây Trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn

• Thành phần hóa học của hoa houblon

- Các hợp chất khác : 26 – 28%

• Vai trò của houblon trong sản xuất bia:

Là nguyên liệu khá quan trọng, cho vào nhằm mục đích làm cho bia có vị đắng dịu và hương thơm đặc trưng Trong houblon thì có 3 thành phần cơ bản đó là: chất đắng, tinh dầu thơm và polyphenol

¾ 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 vào dịch đường và tồn tại trong bia, chất đắng là những hợp chất có hoạt tính sinh học cao tạo ra sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt lâu Với nồng độ thấp các 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 acid đắng có 2 loại:

+ α-acid: gồm humolone (35-70%), cohumolone (20-55%), adhumolone (10-15%), prehomulone (1-10%) và posthumolone (1-5%)

+ β-acid: gồm lupulone (30-55%), colupulone (20-55%), adlupulone 10%), prelupulone (1-3%), postlupulone

(5-¾ 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 từ 0,17 – 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)

- Tinh dầu hoa ở điều kiện gia nhiệt nhẹ dễ bị oxy hoá, khi đó tác dụng gây mùi sẽ thay đổi nhiều, thậm chí tạo ra mùi không phù hợp cho sản phẩm bia như mùi tỏi

- Các hợp chất trong tinh dầu có thể tồn tại dưới các dạng hydratcacbon với nhân là một terpen (C5H8), hoặc dưới dạng aldehyd, ceton, rượu…

Khi hòa tan vào dịch đường, tinh dầu tồn tại trong bia và tạo ra cho bia một mùi thơm đặc trưng rất nhẹ nhàng và dễ chịu

¾ 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 gián tiếp đến chất lượng bia

Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, trước hết tannin được tách

ra dưới dạng hòa tan Sau đó, do điều kiện nhiệt độ cao và thời gian 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 dịch đường, hình thành những phức tannin – protein, tạo ra dạng kết tủa nóng trong quá trình 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 trong nhanh hơn và kết tủa các thành phần protein không bền, làm tăng độ bền keo của bia, nhưng mặt khác tannin cũng làm kết tủa các protein bền làm giảm khả năng tạo bọt của bia

• Dạng houblon sử dụng:

Để sử dụng thuận tiện, đỡ tốn kém, trong bảo quản và vận chuyển người ta có thể nghiền nát hoa khô thành dạng bột, sau đó cho qua các máy ép viên định hình để thu gọn thể khối chúng lại, gói kín những viên houblon này trong các bọc giấy đặc biệt có nạp thêm khí trơ Giá trị chất lượng tính theo α – acid đắng của hoa cánh và hoa viên như nhau, song hoa viên có hiệu quả sử dụng cao hơn, nên sẽ tiết kiệm hơn

Người ta dùng một số dung môi hữu cơ hecxan, metanol, metylen clorit hoặc tricloetylen để trích ly chất đắng trong hoa houblon ra dung môi, sau đó dùng các biện pháp thích hợp để tách dung môi sẽ thu được dung dịch cao houblon sệt có màu từ xanh lá cây đậm đến vàng sẫm (hiệu xuất trích ly thường >45%), chất lượng chất đắng được bảo quản tốt hơn, đồng thời việc sử dụng khi nấu với dịch đường sẽ thuận tiện và hiệu quả hơn nhiều Thông thường giá trị chất đắng trong 1kg cao hoa bằng 5 – 6kg hoa cánh (hoặc viên), tùy thuộc vào chất lượng cánh hoa và hiệu suất trích ly

Sau khi thu được cao chất đắng đậm đặc, người ta có thể bổ sung đường glucose vào để tăng độ đậm đặc của cao cho dễ định hình vào các bao bì thích hợp

• Chỉ tiêu houblon cho sản xuất:

2.1.6 Các chất phụ gia

Trong nghệ sản xuất bia, ngoài những nguyên liệu không thể thiếu được như đã nói trên, người ta còn phải dùng đến một số nguyên liệu hoặc các hoá chất phụ Tùy theo yêu cầu kỹ thuật, công nghệ, mà những dạng nguyên liệu phụ hoặc các hóa chất này được sử dụng với hàm lượng khác nhau Tuy nhiên, để dễ quản lý ta gọi chung những dạng nguyên liệu này là phụ gia, và chia làm hai nhóm chính:

1- Nhóm phụ gia gián tiếp: Nhóm này gồm tất cả nguyên liệu và hoá chất được sử dụng trong quy trình công nghệ, song không được phép có trong thành phần của sản phẩm Ví dụ:

- Các loại bột trơ lọc kieselguhr, PVPP (Polyvinyl Pyrrolydone),…

- Các hóa chất dùng để vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng sản xuất như

H2SO4, NaOH…

2- Nhóm phụ gia trực tiếp: gồm tất cả những nguyên liệu và hóa chất được phép có mặt trong thành phần của sản phẩm với sự kiểm soát chặt chẽ trong 1 giới hạn hàm lượng cho phép Ví dụ:

- Nhóm hoá chất xử lý độ cứng, điều chỉnh độ kiềm của nước công nghệ (nước nấu bia) như HCl, Na2SO4, KOH, CaCl2,…

- Nhóm các hóa chất đưa vào ngăn chặn quá trình oxy hoá những thành phần trong bia như axit ascorbic

2.2 Công nghệ

2.2.1 Mô tả qui trình

2.2.2 Thuyết minh qui trình

2.2.2.1 Làm sạch

Malt và gạo trong thời gian bảo quản trong silo luôn bị bụi bẩn Nguyên nhân là

do sự ma sát giữa chúng trong thời gian vận chuyển làm một số hạt bị gãy dập hoặc trong quá trình tách rễ một phần còn sót lại Để bia có chất lượng tốt cần làm sạch malt và gạo bằng các máy sàng

2.2.2.2 Nghiền

¾ Mục đích: Nhằm làm giảm kích thước nguyên liệu, tăng diện tích tiếp xúc

với nước, thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủy phân khác xảy ra nhanh

hơn và triệt để hơn

¾ Nguyên tắc nghiền

• Đối với malt:

Do cấu tạo của hạt malt gồm vỏ và nội nhũ

ƒ Vỏ gồm: cellulose, lignin, các hợp chất polyphenol, các chất đắng Cellulose và lignin không tan trong nước, không bị biến đổi dưới tác dụng của enzyme trong malt Các hợp chất còn lại thì có thể hòa tan vào nước đi vào thành phần dịch đường sẽ làm cho bia có vị đắng chát, khó chịu Đây là những thành phần không mong muốn trong bia nên không cần phải nghiền mịn malt để tận thu các chất này Ngoài ra, khi vỏ trấu không bị nát nhiều nó sẽ tạo thành một lớp lọc rất hiệu quả, hỗ trợ tốt cho quá trình lọc Vì vậy phần vỏ không nên nghiền mịn

ƒ Nội nhũ gồm: tinh bột, dextrin, đường, protein và nhiều hợp chất khác Các thành phần này cung cấp chất hòa tan chủ yếu cho dịch đường nên phần nội nhũ cần được nghiền mịn nhưng nếu quá mịn lại dễ làm tắt lớp lọc về sau Mặt khác cấu trúc nội nhũ lại không đồng nhất Trong quá trình ươm mầm, enzyme chưa

thủy phân hết nên ở đầu hạt sẽ cứng hơn giữa hạt

Như vậy trên cùng 1 hạt malt, 3 vùng khác nhau yêu cầu 3 mức độ nghiền khác nhau Không thể đồng thời cùng lúc thỏa mãn cả 3 yêu cầu Do đó, phải chấp nhận 1 phương án thỏa thuận có xét đến tổng thể cả 3 đối tượng

¾ Phương pháp thực hiện

- Chọn phương pháp nghiền malt là nghiền ướt

- Trước khi nghiền, malt được cho qua hệ thống phun nước ấm có nhiệt độ 58°C để làm ẩm malt, nước hòa trộn với malt khô tạo thành một hỗn hợp có nhiệt độ 50°C Nghiền ướt có tác dụng làm mềm vỏ malt, tránh cho vỏ bị nghiền nát nhiều Vỏ malt không bị nghiền quá nhỏ sẽ giúp cho quá trình lọc dễ dàng hơn, cũng như giúp giảm bớt ảnh hưởng của các chất đắng và chất chát có trong vỏ malt Ngoài ra, nhiệt độ nghiền không cao nên không ảnh hưởng nhiều đến hoạt tính enzyme, giúp tạo môi trường pH thích hợp cho dịch đường

• Đối với gạo:

Do hạt gạo không qua quá trình ươm mầm nên tinh bột trong gạo chưa bị thủy phân, cấu trúc của hạt tinh bột còn rất cứng Nên để tăng hiệu suất trích ly thì gạo được nghiền càng mịn càng tốt Máy nghiền thường sử dụng là máy nghiền búa

2.2.2.3 Nấu dịch đường

¾ Mục đích

- Trích ly các chất chiết từ malt và gạo vào nước

- Góp phần tạo màu cho bia

- Thủy phân một số chất phân tử lượng lớn thành các chất phân tử lượng nhỏ để cung cấp chất dinh dưỡng cho nấm men phát triển Quá trình thủy phân này chủ yếu nhờ hệ enzyme có sẵn trong malt, ngoài ra có thể bổ sung thêm một lượng nhỏ chế phẩm enzyme

¾ Phương pháp thực hiện

Gạo sau khi nghiền được bơm vào nồi nấu gạo, nước nóng nhiệt độ khoảng

580C cũng được bơm vào để trộn tạo thành dịch gạo (tỉ lệ gạo : nước khoảng 1 : 4)ø, dịch này chiếm thể tích khoảng 2/3 nồi nấu Trước đó cho thêm khoảng 20% dịch malt gọi là malt lót để hỗ trợ cho quá trình nấu gạo

Dịch gạo sau khi kết hợp với nước thì nhiệt độ tăng lên khoảng 520C và tiếp tục tăng nhiệt độ lên 720C –750C và giữ trong khoảng thời gian 20 phút để thực hiện quá trình đường hoáù, đây là nhiệt độ thích hợp của enzim ∝- amylase phân cắt phân tử đường thành các mạch dextrin nhỏ hơn và độ nhớt dung dịch giảm đáng kể Tiếp tục tăng nhiệt độ lên đến 83 – 850C và giữ trong khoảng thời gian 20 phút để thực

hiện quá trình hồ hóa tinh bột gạo Sau đó, dịch gạo được tăng nhiệt độ lên 1000C và giữ trong khoản 20 phút để dịch hóa hoàn toàn tinh bột gạo

Trong thời gian nấu gạo, tạo dịch malt có nhiệt độ khoảng 520C(điểm dừng đạm hoá), sau đó cho dịch gạo đun sôi và dịch malt ở nhiệt độ 520C vào một nồi thứ

ba Sự phối trộn tạo ra hỗn hợp nhiệt độ khoảng 61 – 630C đây là nhiệt độ thích hợp của β- amylase phân cắt các phân tử dextrin thành maltose(điểm dừng maltose)

Sau thời gian 20 phút, lấy 1/4 hỗn hợp này đưa sang nồi nấu khác (nồi gạo hoặc nồi malt cũ) để tiếp tục nâng lên nhiệt độ 72 – 750C rồi đun sôi hỗn hợp, trong lúc đó hỗn hợp còn lại được giữ ở nhiệt độ khoảng 61 – 630C Sau khi ở nhiệt độ sôi trong khoảng 20 phút thì hỗn hợp 1/4 này được hút sang nồi chứa 3/4 hỗn hợp còn lại Lúc này nhiệt độ của hỗn hợp sẽ tăng đến 72 – 750C, giữ nhiệt độ này trong một thời gian cho đến khi mẫu của nó không làm mất màu iod thì dừng Sau đó chuẩn bị hút hỗn hợp này qua thiết bị lọc

Nồi malt Nồi gạo

Thời gian, phút Nhiệt độ, C

Bổ sung acid lactic + enzyme + CaCl 2

- Rửa bã để tận thu chất chiết còn sót trong bã

¾ Phương pháp thực hiện

- Quá trình lọc được thực hiện bằng nồi lọc đáy bằng với lớp vật liệu lọc là lớp bã

- Sau khi lọc xong, bã malt được rửa bằng nước nóng 75 – 780C Ở nhiệt độ này thích hợp cho việc tiếp tục đường hóa lượng tinh bột đã được hồ hóa ở giai đoạn đun sôi Nếu nhiệt độ của nước rửa thấp hơn thì hiệu quả trích ly chất chiết thấp Nếu nhiệt độ của nước rửa cao hơn thì sẽ hồ hóa tinh bột còn sót lại trong bã, hậu quả là làm tăng độ nhớt của dịch rửa bã, kéo dài thời gian rửa bã, đồng thời đây chính là nguyên nhân làm đục dịch đường

2.2.2.5 Đun sôi dịch đường với houblon

¾ Mục đích

- Chiết chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa N từ hoa houblon vào dịch đường, đồng phân hóa một số chất đắng, tạo cho dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa houblon

- Vô hoạt enzyme, kết tủa protein kém bền nhiệt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần của dịch đường

- Điều chỉnh nồng độ chất khô của dịch đường

- Thanh trùng dịch đường, góp phần tiêu diệt VSV cho dịch đường trước khi lên men

- Tách một số hợp chất dễ bay hơi ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia

- Hình thành một số hợp chất có lợi cho bia thành phẩm như: melanoidin

¾ Phương pháp thực hiện

Dịch lọc và hoa houblon (dạng cao hoa và dạng viên) được bơm vào nồi nấu houblon để thực hiện quá trình nấu houblon trong 60 – 70 phút Hoa houblon được bổ sung 2 lần để tránh tổn thất tinh dầu do quá trình nấu được thực hiện ở nhiệt độ sôi trong thời gian dài

- Bổ sung lần 1: khi dịch đường bắt đầu sôi

- Bổ sung lần 2: trước khi kết thúc quá trình 15 phút

2.2.2.6 Lắng

¾ Mục đích: nhằm tách các cặn lắng sau quá trình đun sôi với hoa houblon

¾ Phương pháp thực hiện

- Thực hiện quá trình lắng trong thiết bị lắng Whirpool Nguyên tắc tách cặn là dựa vào sức hút của lực hướng tâm Dịch đường được đưa vào theo phương tiếp tuyến với tốc độ lớn, nhờ đó tạo ra lực hướng tâm làm cặn lắng bị hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy Khi nhiệt độ của dịch hạ xuống 900C thì dịch đường được bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh, còn cặn lắng bị nén chặt ở đáy thùng được dội nước và cho xả ra ngoài

- Thời gian lắng khoảng 30 phút

2.2.2.7 Làm lạnh trước khi lên men

¾ Mục đích

- Hạ nhiệt độ dịch đường từ 900C về 80C để chuẩn bị cho quá trình lên men

- Hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật

- Tạo điều kiện thuận lợi cho việc bão hòa oxy

¾ Phương pháp thực hiện

- Thực hiện làm lạnh trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng Máy làm lạnh bản mỏng có cấu tạo là những tấm bản gấp sóng hình chữ nhật, chế tạo từ thép không gỉ Thông thường tác nhân lạnh cấp 1 là nước còn cấp 2 là nước muối hoặc glycol

2.2.2.8 Bão hòa oxy

¾ Mục đích

- Cung cấp O2 cần thiết cho sự sinh trưởng, phát triển của nấm men trong giai đoạn đầu của quá trình lên men

¾ Phương pháp thực hiện

- Oxy giúp các tế bào nấm men phát triển mạnh và đạt đến lượng sinh khối tối đa Nhưng nếu lượng oxy tồn tại trong dịch đường quá nhiều sẽ làm oxy hóa dịch

đường, làm tăng thế oxy hóa – khử dẫn đến độ bền keo của bia giảm một cách nhanh chóng

- Do đó, chỉ nên cung cấp oxy một lượng vừa đủ cho nấm men sử dụng Hàm lượng oxy cung cấp tối ưu là 8 mg/lit dịch đường

2.2.2.9 Lên men

¾ Mục đích: Chuyển hóa dịch đường thành bia dưới tác dụng của nấm men

thông qua hoạt động sống của chúng

- Quá trình lên men được thưc hiện qua hai giai đoạn:

+ Lên men chính: chuyển hóa đường và destrin bậc thấp thành ethanol,

CO2, cùng các sản phẩm phụ khác như: rượu bậc cao, ester, andehyd, acid hữu cơ…

+ Lên men phụ: lên men lượng đường còn lại (chủ yếu là maltose), bão hòa

CO2 cho bia, ổn định hương, vị, độ trong cho sản phẩm Đồng thời thực hiện quá trình chín của bia, cũng như đưa về nhiệt độ thấp để hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật lạ

- Cả 2 quá trình lên men được thực hiện trong cùng một thiết bị tank out door (TOD)

¾ Phương pháp thực hiện

• Lên men chính

- Dịch đường sau khi nấu xong và việc nhân giống nấm men được hoàn tất

Ta tiến hành lên men chính Dịch đường chứa trong bồn chiếm 2/3 chiều cao bồn nhằm tạo khoảng không cho sự sinh khí CO2, cân bằng áp trong bồn

- Nấm men được cho vào với mật độ 15–20 triệu tế bào/1ml Trong quá trình lên men chính, nhiệt độ được thực hiện ổn định ở 8 – 100C nhờ sự làm lạnh bởi tác nhân là NH3,hoặc glycon Bồn lên men được phân thành 3 vùng, giúp tạo sự đối lưu nhiệt khi cần thiết mà không cần hệ thống khuấy trộn

- Quá trình lên men chính thực hiện từ 7 – 10 ngày

• Lên men phụ

- Trong quá trình lên men phụ xảy ra quá trình oxy hóa khử một số thành phần của bia như: andehyt, acid, các loại rượu, các chất màu, diaxetyl,… đồng thời

giữa chúng có sự tương hỗ về mặt hoá học, góp phần tạo nên thành phần và hương vị của bia

- Trong quá trình này một số tế bào nấm men bị chết và tự phân bởi các

enzyme protease có sẵn trong bản thân các tế bào nấm men Sản phẩm tự phân là các

peptid, acidamin, và một vài thành phần của acid nucleid Các enzyme chủ yếu là

nhóm enzyme peptidase và protease Chính các sản phẩm tự phân này có ảnh hưởng

nhiều đến chất lượng của bia

- Quá trình lên men phụ thực hiện từ 18 – 20 ngày, nhiệt độ lên men: 20C

2.2.2.10 Lọc

¾ Mục đích: tăng độ trong, độ bền keo và độ bền sinh học cho sản phẩm

¾ Phương pháp thực hiện

- Lọc qua 2 thiết bị lọc là: thiết bị lọc ống và thiết bị lọc đĩa

- Bột trợ lọc là kieselguhr cho thiết bị lọc ống và PVPP (polyvynyl pyrolydone) cho thiết bị lọc đĩa

- Bồn lọc thực hiện quá trình lọc ở nhiệt độ tối đa là tmax = 100C, áp suất tối

đa là Pmax = 7.3 bar

- Thực hiện lọc theo nguyên tắc lọc thẩm thấu qua màng lọc có hình dạng ống tròn (đối với thiết bị lọc ống) và dạng đĩa (đối với thiết bị lọc đĩa) với bột trợ lọc bao xung quanh và có dòng hoàn lưu nhằm làm tăng hiệu suất lọc

2.2.2.11 Bão hòa CO 2 , tàng trữ

¾ Mục đích

- Chuẩn hóa hàm lượng CO2 cho sản phẩm bia chai

- Với lượng CO2 cần thiết khoảng 0.2 - 0.3% theo khối lượng

¾ Phương pháp thực hiện: Dùng thiết bị bão hòa CO2

- Điều chỉnh: 0 – 100C, áp suất: 0.15 – 0.2MPa

2.2.2.12 Chiết

¾ Mục đích

- Kéo dài thời gian bảo quản

- Dễ vận chuyển và sử dụng

- Bao bì sử dụng là: chai thủy tinh màu để tránh các tia bức xạ của mặt trời, giúp bia trong lâu hơn

¾ Phương pháp thực hiện: Máy chiết chai được chế tạo và làm việc theo

nguyên tắc đẳng áp Bia được chiết vào chai thông qua hệ thống các vòi chiết

2.2.2.13 Thanh trùng

- Thiết bị thanh trùng được sử dụng là thiết bị tunnel phun tự động

- Chế độ thanh trùng: 62 – 650C trong thời gian khoảng: 40 – 60 phút

Bảng2.2: Nhiệt độ của nước phun vào các vùng trong quá trình thanh trùng

STT Nhiệt độ của các vùng

2 Tiếp tục nâng nhiệt độ của chai lên khoảng 34

0C nhờ nước nóng 420C

Chai bia đạt đến nhiệt độ 620C và đi trong vùng thanh trùng trong thời

gian khoảng 8 – 10 phút, nước được duy trì ở 620C và được tuần hoàn

420C lại được bơm lại qua vùng 2 để gia nhiệt sơ bộ cho bia

Vùng Tại đây bia tiếp tục được hạ nhiệt độ xuống còn 350C và ra khỏi máy

8 thanh trùng để đến máy dán nhãn

2.2.2.13 Chỉ tiêu chất lượng của bia thành phẩm

Bảng2.3: Bảng chỉ tiêu chất lượng của bia thành phẩm

houblon

Chỉ tiêu cảm quan

phút Nồng độ chất khô ban đầu

10%

Chỉ tiêu hóa lý

Chỉ tiêu vi sinh

VK đường ruột Không có

2.2.3 Tính cân bằng vật chất

2.2.3.1 Tính cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu (75% malt + 25% gạo)

2.2.3.1.1 Các số liệu ban đầu làm cơ sở tính toán

Bảng2.4 : Các tính chất của nguyên liệu

Nguyên liệu Độ ẩm

(% khối lượng) (% chất khô) Độ trích ly Khối lượng riêng (kg/m 3 )

Bảng2.5: Tổn thất trong quá trình sản xuất bia

Quá trình làm sạch malt (% khối lượng nguyên liệu) 0.5

Quá trình nấu dịch nha (% khối lượng chất khô) 2.8

Quá trình lọc bã malt, lắng bã malt, làm lạnh dịch

Quá trình lên men chính (% thể tích dịch nha lạnh) 2.3

Quá trình thanh trùng (% thể tích bia được thanh trùng) 2.0

2.2.3.1.2 Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng nấu

Lượng malt sau quá trình làm sạch:

6 5 100 1 '

Lượng chất chiết trong malt:

76

' 1

851 '

@ Tổng lượng chất chiết trong 100 kg nguyên liệu:

( )kg G

100

1008.2602.71100

1008.21

Giả sử dịch nha có nồng độ chất khô là 13oPt, d = 1.0526 Khối lượng dịch nha:

( )kg S

G

13

100 802 68 100 2

Thể tích dịch nha:

( )l d

G

0526 1

246 529 3

Hệ số dãn nở của dịch nha ở 100oC là k = 1.04 Thể tích dịch nha nóng thu được từ

100 kg nguyên liệu:

( )l k

6 100 2

2.2.3.1.3 Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng lên men

Thể tích bia sau lên men chính:

3 2 100 3

1 100 4

7 1 100 5

2.2.3.1.4 Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng chiết

Thể tích bia sau khi chiết chai:

2 100 6

Thể tích bia sau thanh trùng:

2 100 7

2.2.3.2 Tính cân bằng vật chất cho 100 lít bia thành phẩm

2.2.3.2.1 Tính tiêu hao nguyên liệu cho 100 lít bia thành phẩm

Tỷ lệ chất hoà tan trong gạo so với malt:

118.176

gạo trong tan hòa chất X

Tiêu hao malt cho 100 lít bia thành phẩm (100% malt):

( )kg V

84.448

1001001001008

75 2 '

Tiêu hao gạo cho 100 lít bia thành phẩm (25% gạo):

( )kg X

G

118 1 100

25 28 22 100

25 2

Tiêu hao hoa houblon cho 100 lít bia thành phẩm:

Hoa houblon dạng viên: Ghv = 0.05 kg/100 lít bia thành phẩm

Hoa viên dạng cao: Ghc = 0.04 kg/100 lít bia thành phẩm

Lượng acid H2SO4 90%: G H2SO4= 0.8 g/100 lít bia thành phẩm

Lượng CaCl2: G CaCl2= 1.2 g/100 lít bia thành phẩm

2.2.3.2.2 Tính lượng chai cần dùng cho 100 lít bia thành phẩm

Bia được chiết vào chai có thể tích Vc = 450 ml

Tổn thất trong quá trình bảo quản chai trong kho: 0.45%

Tổn thất trong quá trình rửa chai: 2%

Tổn thất trong quá trình rót, đóng nắp, thanh trùng: 2%

Tổn thất trong quá trình xếp chai vào két: 0.15%

Số chai cần dùng để chiết 100 lít bia thành phẩm:

100100

2 100 1

45 0 100

=

Số chai bia còn lại sau quá trình rót, đóng nắp, thanh trùng:

2 100 2

15 0 100 3

2.2.3.3 Tính cân bằng vật chất theo năng suất của nhà máy

2.2.3.3.1 Tính lịch làm việc

¾ Số giờ làm việc trong 1 ca: 8 giờ

¾ Số ca làm việc trong 1 ngày: 3 ca/ngày

¾ Số ngày làm việc trong 1 tháng: 25 ngày

@ Số ngày làm việc trong 1 năm: 300 ngày

¾ Lượng bia sản xuất trong 1 ngày: V1ng= 100000 lít

@ Năng suất của nhà máy: 30 triệu lít/năm

¾ Thời gian nấu 1 mẻ là: 360 phút

¾ Số mẻ nấu trong 1 năm : M = 1200 mẻ

2.2.3.3.2 Tính tiêu hao nguyên liệu cho mỗi mẻ

Lượng malt dùng trong 1 mẻ:

( )kg V

G G

m m m

100

2500071

.16100

1 ' 2

Lượng malt dùng trong 1 ngày:

( )kg m

G G

m g m

100

25000 982

4 100

1 2

Lượng gạo dùng trong 1 ngày :

( )kg m

( )kg V

G G

m hc m

100

2500004

.0100

1

Lượng cao hoa houblon dùng trong 1 ngày:

( )kg m

G G

m hv m

100

2500005

.0100

1

Lượng hoa houblon dạng viên dùng trong 1 ngày:

( )kg m

G G V

m g

m m

26656 100

535 491 5 1245 5

4177 100

3 1 1

"

Lượng nấm men bia dùng trong 1 mẻ:

( )l V

M

100

26656 2

M

M1ng = 1m× =533.12×4=2132.48

Lượng nấm men bia dùng trong 1 năm:

( )l N

M

M1n = 1ng × =2132.48×300=639744

Lượng acid H2SO4 90% dùng trong 1 mẻ:

( )g V

G G

m SO H m

SO

100

25000 4

0 100

G

SO H

ng SO

1

4 2 4

Lượng acid H2SO4 90% dùng trong 1 năm:

( )g ( )kg N

G

SO H

n SO

1

4 2 4

Lượng CaCl2 dùng trong 1 mẻ:

( )g V

G G

m CaCl m

100

25000 2

1 100

G

CaCl

n CaCl1 1 1200 300 360000 360

2

2.2.3.4 Tính thể tích nguyên liệu chiếm chỗ trong một mẻ

m m m

100

6.55.4177100

6.5

1 1

9 Lượng chất khô trong malt:

( )kg G

G

m

m m

m

1 1

m m m

100

765.4177100

76

1 1

9 Lượng chất không tan trong malt:

( )kg G

G

m

m m

m

3

1 2

1

9 Khối lượng riêng của malt: ρm= 530 kg/m3

9 Thể tích malt chiếm chỗ:

m

G V

m

m m m

m g m

100

12 5 1245 100

12 1 1

9 Lượng chất khô trong gạo:

( )kg G

G

g

m g

m

1 1

m g m

100

85 5 1245 100

85 1 1

9 Lượng chất không tan trong gạo:

( )kg G

G

g

m g

m

3

1 2

1

9 Khối lượng riêng của gạo: ρg= 700 kg/m3

9 Thể tích gạo chiếm chỗ:

m

G V

g

m g m

ρ

Bảng2.6: Thể tích nguyên liệu chiếm chỗ trong 1 mẻ

Nguyên liệu

Lượng nước kg 233.94 149.46

Thể tích dịch đường đun sôi

9 Thể tích dịch đường đun sôi từ malt trong 1 mẻ:

( )3

1 2 1

1000100

5.417791.5221000

G V V

m m m

1000 100

5 1245 91 522 1000

G V V

m g m

1 2

9 Thể tích dịch đường đun sôi trong 1 ngày:

( )3

1 2

1 2

9 Thể tích dịch đường đun sôi trong 1 năm:

( )3

1 2

1 2

Thể tích dịch đường lên men

9 Khối lượng dịch đường lên men từ malt trong 1 mẻ:

( )kg G

G G

m m m

1000100

5.4177246

.5291000100

1 3 1

1

9 Khối lượng dịch đường lên men từ gạo trong 1 mẻ:

( )kg G

G G

m g m

1000 100

5 1245 246 529 1000 100

1 3 1

( )kg m

G

g

m m

3

1 3

1

9 Khối lượng dịch đường lên men trong 1 ngày:

( )kg G

G

g

ng m

3

1 3

1

9 Khối lượng dịch đường lên men trong 1 năm:

( )tân G

G

g

n m

3

1 3

0526.1

47.29

m d

G V

0526.1

92.117

m d

G V

0526.1

35376

m d

G V

n

Lượng bia sau lên men

9 Thể tích bia sau lên men từ malt trong 1 mẻ:

( )3

1 5 1

1000100

5.4177428

.4751000

G V V

m m m

1000 100

5 1245 428 475 1000

G V V

m g m

1 5

9 Thể tích bia sau lên men trong 1 ngày:

( )3

1 5

1 5

9 Thể tích bia sau lên men trong 1 năm:

( )3

1 5

1 5

Lượng bia tàng trữ

9 Thể tích bia tàng trữ từ malt trong 1 mẻ:

( )3

1 6 1

1000100

5.4177346

.4671000

G V V

m m m

1000 100

5 1245 346 467 1000

G V V

m g m

1 6

9 Thể tích bia tàng trữ trong 1 ngày:

( )3

1 6

1 6

9 Thể tích bia tàng trữ trong 1 năm:

( )3

1 6

1 6

Lượng bia thành phẩm

9 Thể tích bia thành phẩm từ malt trong 1 mẻ:

( )3

1 8 1

1000100

5.417784

.4481000

G V V

m m m

1000 100

5 1245 84 448 1000

G V V

m g m

1 8

9 Thể tích bia thành phẩm trong 1 ngày:

( )3

1 8

1

Lượng bia tái chế

9 Thể tích bia tái chế bằng 2% thể tích bia đem rót

9 Thể tích bia tái chế trong 1 mẻ:

2 6 1

9 Thể tích bia tái chế trong 1 ngày:

( )l m

Lượng nước nấu

9 Lượng nước dùng cho 1 kg malt:

( )l

S V

100

1100

1310091.522100

1100

G V

m

m m m

m

nm 1 4.55 4177.5 233.94 18773.7

1 1

9 Lượng nước cần để nấu gạo trong 1 mẻ:

( )l G

X G V

g

m g m

m

1 1

.18773100

105

m l

V V

ng

m nm

m

9 Lượng nước cần dùng cho nấu trong 1 ngày:

( )3 3

10066

.76885100

1001

10034

.3785100

1001

G

bg

m bm

9 Lượng cặn trong 1 mẻ:

( )kg

V G

m m

83100

100100

12.29583100

100100

Lượng CO 2 thu hồi

9 Lượng CO2 thu hồi được từ 10 lít bia: G CO2= 150 (g)

9 Lượng CO2 thu hồi được từ 1 mẻ:

( )g ( )kg V

G G

m CO m

10

25000 150

Lượng không khí cần nạp

Lượng O2 cần bão hoà cho dịch đường trước khi lên men G O2= 8 mg/l (tương đương V O2= 35 ml không khí /1 lít dịch đường)

9 Thể tích không khí cần nạp trong 1 mẻ:

( ) ( )3

1 5

2.2.3.6 Tính tiêu hao về bao bì

Số chai cần dùng

9 Số chai thực tế ban đầu cần dùng cho 100 lít bia thành phẩm: C = 230 (chai)

9 Số chai cần dùng cho 1 mẻ:

(chai)

V C C

m

100

25000230

100

1 8

9 Số chai cần dùng cho 1 ngày:

(chai)

m C

C1ng = 1m× =57500×4=230000

9 Số chai cần dùng cho 1 năm:

(chai)

N C

C1n = 1ng × =230000×300=69000000

Số két và số pallet

9 Số chai trong 1 két: Ck = 20 (chai)

9 Số két trong 1 pallet: Kp = 48 (két)

9 Số két cần dùng trong 1 mẻ:

( )ket C

C K

9 Số két cần dùng trong 1 ngày:

( )ket m

K

K1ng = 1m× =2875×4=11500

9 Sử dụng lại 85% số két cũ Số két cần bổ sung hàng ngày:

( )ket K

100

8510011500100

851001

9 Số pallet cần dùng trong 1 ngày:

(pallet)

m P

P1ng = 1m× =60×4=240

Số nắp, nhãn chai, hồ dán trong quá trình đóng nắp dán nhãn

9 Số nắp cần dùng cho việc đóng nắp bằng 104% so với số chai cần dùng

9 Số nắp cần dùng cho 1 mẻ:

( )nap V

C n

m

100

25000218

100

104100

100

8 4

9 Số nắp cần dùng cho 1 ngày:

( )nap m

n

n1ng = 1m× =56680×4=226720

9 Số nắp cần dùng cho 1 năm:

( )nap N

n

n1n = 1ng× =226720×300=68016000

9 Số nhãn cần dùng trong 1 mẻ: 56680 (cái)

9 Số nhãn cần dùng trong 1 ngày: 226720 (cái)

9 Số nhãn cần dùng trong 1 năm: 68016000 (cái)

9 Lượng hồ cần dùng cho 10 lít bia thành phẩm: h = 5.5 (g)

9 Lượng hồ cần dùng trong 1 mẻ:

( )g ( )kg V

h

10

250005

.510

1

9 Lượng hồ cần dùng trong 1 ngày:

( )kg m

h

h1ng = 1m× =13.75×4=55

9 Lượng hồ cần dùng trong 1 năm:

( )kg N

h

h1n = 1ng× =55×300=16500

2.2.3.7 Tính tiêu hao các nguyên liệu khác

Lượng diatomid trong quá trình lọc

9 Lượng diatomid ứng với 10 lít bia thành phẩm: D = 25 (g)

9 Lượng diatomid cần dùng trong 1 mẻ:

( )g ( )kg V

D D

m

10

2500025

D

D1ng = 1m× =62.5×4=250

9 Lượng diatomid cần dùng trong 1 năm:

( )kg N

D

D1n = 1ng× =250×300=75000

Màng menbrane lọc không khí

9 Lượng màng menbrane cần dùng để lọc không khí khi sản xuất 10 triệu lít bia thành phẩm: Me = 1.2 (m3)

9 Lượng màng menbrane cần dùng trong 1 mẻ:

.1

V M M

m e m

9 Lượng màng menbrane cần dùng trong 1 ngày:

( )3 1

Phụ liệu trong quá trình vệ sinh thiết bị

9 Lượng nước clo:

ƒ Lượng nước clo cần dùng khi sản xuất 10 m3 bia thành phẩm: Cl = 1.6 (kg)

ƒ Lượng nước clo cần dùng trong 1 mẻ:

( )kg V

C C

m l m

100010

250006

.1100010

N N

m a m

100010

250007

.1100010

S S

m

1000000

25000225

S

S1ng = 1m× =5.625×4=22.5

ƒ Lượng sulfanol NP3 (40%) cần dùng trong 1 năm:

( )kg N

S

S1n = 1ng × =22.5×300=6750

9 Lượng NaOH :

ƒ Lượng NaOH cần dùng để rửa 1 triệu chai là: Nac = 1100 (kg)

ƒ Lượng NaOH cần dùng trong 1 mẻ:

( )kg C

N N

m ac m

1000000

575001100

2.2.3.8 Số liệu tổng hợp cho 1 mẻ sản xuất

Bảng2.7 : nguyên liệu cần sử dụng trong 1 mẻ

1 mẻ nấu