Thiết kế nhà máy bia công xuất 30 triệu lít trên năm

Thiết kế nhà máy bia công xuất 30 triệu lít trên năm

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ, KỸ THUẬT 2

I Tình hình sản xuất, tiêu thụ bia trên thế giới 2

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

III Các điều kiện xây dựng nhà máy bia 4

1 Địa điểm xây dựng 4

2 Nguồn nguyên liệu 4

3 Nấm men 4

4 Nguồn nước 4

5 Nguồn năng lượng 4

6 Thiết bị 5

CHƯƠNG 2 : CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 6

Phần thứ nhất : Chọn quy trình công nghệ 6

A Chọn nguyên liệu 6

I Malt đại mạch 6

II Hoa Houblon 6

III Nước 7

IV Nguyên liệu thay thế (Gạo) 8

V Nấm men 8

VI Các chế phẩm enzim 9

1 Chế phẩm enzim SC 9

2 Chế phẩm enzim Cereflo 10

VII Các chất phụ gia 10

B Chọn quy trình công nghệ 10

I Phân xưởng nấu 10

1 Nghiền nguyên liệu 10

2 Nấu nguyên liệu 11

3.Lọc dịch đường 12

4 Houblon hóa 13

5 Lắng trong và làm lạnh nhanh 13

II Phân xưởng lên men 14

1 Chọn phương pháp lên men 14

1.1 Lên men cổ điển 14

2 Chọn quy trình lọc bia 14

2.1 Lọc bằng máy lọc khung bản 14

3 Quy trình tang trữ bia và bão hòa CO2 16

III Phân xưởng hoàn thiện 16

1 Hoàn thiện sản phẩm bia hơi 16

2 Hoàn thiện sản phẩm bia chai 17

Phần thứ hai : MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TRONG 1 MẺ SẢN XUẤT BIA 21

I Phân xưởng nấu 21

1 Nghiền nguyên liệu 21

2 Chuẩn bị dịch đường lên men 22

II Phân xưởng lên men 27

1 Chuẩn bị giống men 27

1.2 Rửa sữa men 28

2 Tiến hành lên men 29

3 Lọc trong bia 30

4 Bão hòa CO2 31

III PHÂN XƯỞNG HOÀN THIỆN 32

1 Chiết bock 32

2 Chiết chai 32

3 Thanh trùng bia 33

4 Kiểm tra chai , dán nhãn và hoàn tất sản phẩm 34

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN CÂN BẰNG SẢN PHẨM 35

A TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM CHO BIA HƠI 10Bx 35

I Tính lượng nguyên liệu nấu cho 1000 lít bia hơi 10Bx 35

II Tính lượng sản phẩm trung gian và các nguyên liệu khác (nước, nấm men, hoa

houblon, …) cho bia hơi 10Bx 37

1 Tính lượng dịch cháo ở nồi hồ hóa 37

2 Tính lượng dịch malt ở nồi đường hóa 37

3 Tính lượng bã hèm 38

4 Khối lượng dịch lọc đầu và nồng độ dịch đường khi chưa rửa bã là 39

5 Tính lượng nước rửa bã và khối lượng dịch trước khi nấu hoa 40

6 Tính lượng hoa houblon 40

7 Tính lượng men giống 41

8 Tính lượng sữa men 41

9 Tính lượng bột trợ lọc Diatomit 41

10 Lượng chế phẩm enzym SC 41

11 Tính CO2 41

B TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM CHO BIA CHAI 12Bx 42

I Tính lượng nguyên liệu nấu cho 1000 lít bia chai 12Bx 42

II Tính lượng sản phẩm trung gian và các nguyên liệu khác (nước, nấm men, hoa houblon, …) cho bia chai 12Bx 44

1 Tính lượng dịch cháo ở nồi hồ hóa 44

2 Tính lượng dịch malt ở nồi đường hóa 45

3 Tính lượng bã hèm 45

4 Khối lượng dịch lọc đầu và nồng độ dịch đường khi chưa rửa bã 46

5 Tính lượng nước rửa bã và khối lượng dịch trước khi nấu hoa 47

6 Tính lượng hoa houblon 48

7 Tính lượng men giống 48

8 Tính lượng sữa men 48

9 Tính lượng bột trợ lọc Diatomit 48

10 Lượng chế phẩm enzym SC 48

11 Tính CO2 49

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ, VỆ SINH NHÀ XƯỞNG VÀ THIẾT BỊ 53

I Phân xưởng nấu 53

1 Định lượng nguyên liệu nấu và chọn cân 53

2 Chọn máy nghiền 53

3 Hệ thống vận chuyển nguyên liệu 54

4 Thiết bị hồ hóa, đường hóa 55

5 Thiết bị lọc dịch đường 56

6 Nồi nấu hoa 57

7 Thùng lắng xoáy 58

8.Tính và chọn thiết bị đun nước nóng và lạnh 59

9 Tính và chọn hệ thống CIP 60

II PHÂN XƯỞNG LÊN MEN 61

1 Thiết bị lên men chính và lên men phụ 61

2 Tính thiết bị gây men giống 63

3 Thiết bị rửa men sữa 64

4 Máy lọc bia 65

5 Thiết bị chứa bia và bão hòa CO2 65

6 Tính , chọn thiết bị cho hệ thống CIP 66

III Phân xưởng hoàn thiện 66

1 Bia hơi 66

1.1 Máy rửa bốc 66

1.2 Máy chiết bốc 67

2 Bia chai 67

IV Tính bơm 68

1 Bơm lọc 68

2 Bơm bột trợ lọc 69

3 Bơm CIP cấp và CIP hồi 69

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN ĐIỆN – HƠI – NƯỚC 70

I Tính điện cho nhà máy 70

1 Tính phụ tải chiếu sáng 70

2 Tính phụ tải sản xuất 83

3 Xác định phụ tải tính toán 84

4 Xác định công suất và dung lượng bù 84

5 Chọn máy biến áp 86

6 Tính điện tiêu thụ hàng năm 87

II TÍNH HƠI 88

1 Tính nhiệt cho nồi cháo 88

2 Tính nhiệt cho nồi đường hóa 90

3 Tính nhiệt cho nối nấu hoa 91

4 Tính nhiệt cho nồi đun nước nóng 91

5 Tính lượng nhiệt thanh trùng bia chai 91

6 Tính hơi 92

III TÍNH LẠNH 94

1 Tính lạnh cho thiết bị làm lạnh nhanh 94

2 Tính lạnh cho quá trình lên men chính, lên men phụ 94

3 Tính lạnh cho việc rửa sữa men 96

4 Tính lạnh để hạ nhiệt độ bia từ 70  10C để nạp CO2 96

5 Tính lạnh cho thùng nhân men giống 96

IV Tính nước 97

1 Nước dùng cho phân xưởng nấu 97

2 Nước dùng trong phân xưởng lên men 98

3 Nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện 98

4 Lượng nước dùng cho nồi hơi 99

5 Lượng nước dùng cho máy lạnh 99

6 Lượng nước dùng cho các việc khác 100

CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN XÂY DỰNG 101

I Chọn địa điểm xây dựng nhà máy 101

1.Yêu cầu chung 101

2 Các yêu cầu về xây dựng 101

II Bố trí tổng mặt bằng nhà máy 102

1 Nguyên tắc bố trí tổng mặt bằng nhà máy 102

2 Tính toán kích thước các hạng mục công trình 103

3 Tính chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật 109

3.1 Tính hệ số xây dựng nhà máy : Kxd 109

3.2.Tính hệ số sử dụng: Ksd 110

Chương 7 : TÍNH TOÁN KINH TẾ 111

PHỤ LỤC 1 : XỬ LÝ NƯỚC THẢI 118

PHỤ LỤC 2 : VẤN ĐỀ VỆ SINH THIẾT BỊ , NHÀ XƯỞNG VÀ 122

AN TOÀN LAO ĐỘNG 122

KẾT LUẬN 124

TÀI LIỆU THAM KHẢO 125

Với nhiệm vụ thiết kế nhà máy bia với năng suất 30 triệu lít bia/năm, em sẽtrình bày những hiểu biết, tính toán, thiết kế xây dựng một nhà máy bia của mìnhtrong cuốn đồ án này Rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô, bạn bè để kiếnthức của em thêm hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn.

CHƯƠNG 1 : LẬP LUẬN KINH TẾ, KỸ THUẬT.

I Tình hình sản xuất, tiêu thụ bia trên thế giới.

Đối với các nước công nghiệp phát triển, do đời sống kinh tế cao và do thịhiếu của người tiêu dùng nên bia từ lâu đã được xem như một thức uống giải khátthông dụng Hiện nay trên thế giới có nhiều quốc gia sản xuất bia với sản lượng lớn,tới hàng tỷ lít mỗi năm như Mỹ, Trung Quốc, Đức,… Châu Á là một khu vực có sốdân đông nhất thế giới, do vậy, đây là một khu vực đầy tiềm năng, một thị trườngrộng lớn về bia Theo số liệu thống kê, từ năm 94-98, mức tăng trưởng về sản lượngbia ở Indonexia là 11,2% / năm, Thái Lan là 10,4%/ năm, Malaixia là 10,3%/năm,

…

II Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam.

Ngành bia là một ngành công nghiệp thực phẩm, sản xuất ra loại đồ uống có chấtlượng phục vụ nhu cầu xã hội Trong vòng 10 năm qua, ngành bia có tốc độ tăngtrưởng nhanh, đáp ứng nhu cầu trong nước, thay thế phần nhập khẩu trước đây

Theo tài liệu của Bộ Công thương :

Sản lượng :

Năm 1987, sản lượng bia cả nước có 84,5 triệu lítNăm 1992, sản lượng bia cả nước lên 169 triệu lítNăm 1997, sản lượng bia cả nước lên 667 triệu lítNăm 1999-2000, sản lượng bia cả nước lên 1000 triệu lít

Mức tăng trưởng hàng năm:

Năm 1991-1992 tăng bình quân 26,62%

Năm 1993-1994 tăng bình quân 14,30%

Năm 1995-1996 tăng bình quân 17,0%

Năm 1997-1998 tăng bình quân 10,0%

Năm 1999-2000 tăng bình quân 10,0%

Ngành bia trong 10 năm qua đã tập trung đầu tư mạnh nhằm nâng tư công suất,tăng sản lượng và chất lượng sản phẩm Ngành đã chú trọng đầu tư các dây chuyền,thiết bị hiện đại, tiên tiến, đồng bộ và có công nghệ tiên tiến trên thế giới Tổng vốnđầu tư vào ngành bia là 5.499.287 triệu đồng với năng lực sản xuất lớn hơn 1000

triệu lít Toàn quốc có 469 đơn vị, trong đó quốc doanh trung ương 2 đơn vị, liêndoanh và 100% vốn nước ngoài 6 đơn vị, quốc doanh địa phương và tư nhân có 461đơn vị.

Các nhà máy bia được phân bổ tại 49 tỉnh thành trên 64 tỉnh thành của cả nước,tập trung chủ yếu ở khu vực Đông Nam Bộ, đồng bằng Sông Hồng, Trung Bộ vàNam Trung Bộ Các khu vực Tây Nguyên, đồng bằng Sông Cửu Long, trung dumiền núi phía Bắc năng lực săn xuất bia ở mức thấp Năng lực sản xuất bia tậptrung chủ yếu tại những tỉnh thành phố trực thuộc trung ương như: Thành phố HồChí Minh chiếm 23,2% tổng năng lực sản xuất bia toàn quốc; Hà Nội: 13,44% ; HảiPhòng: 7,47% ; Hà Tây: 6,1% ; Tiền Giang: 3,79% ; Huế: 3,05% ; Đà Nẵng: 2,83% Trong số các nhà máy bia hiện đang hoạt động có 19 nhà máy sản lượng sản xuấtthực tế trên 20 triệu lít/năm, 15 nhà máy có công suất lớn hơn 15 triệu lít/năm, 268

cơ sở có năng lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm

Về trình độ công nghệ, thiết bị, những nhà máy có năng suất trên 100 triệulít/năm tại Việt Nam đều có thiết bị hiện đại, tiên tiến, được nhập khẩu từ các nước

có nền công nghiệp phát triển mạnh như: Đức, Mỹ, Ý,… Các nhà máy có năng suấttrên 20 triệu lít/năm cho đến nay cũng đã được đầu tư chiều sâu, đổi mới thiết bị,tiếp thu trình độ công nghệ tiên tiến vào sản xuất Các cơ sở còn lại với công suấtthấp vẫn đang trong tình trạng thiết bị, công nghệ lạc hậu, yếu kém, không đạt yêucầu vệ sinh an toàn thực phẩm

Trước tình hình sản xuất, tiêu thụ bia hiện nay của Việt Nam và trong thời kỳ hộinhập này thì định hướng phát triển của ngành bia là:

- Không đầu tư nhà máy bia có năng suất dưới 10 triệu lít/năm

- Ngừng đầu tư nhà máy bia 100% vốn nước ngoài cũng như liên doanh; tậptrung huy động công suất hiện có của các công ty bia nước ngoài đã đầu tư

- Tập trung mở rộng sản xuất, nâng cao chất lượng bia trung ương (Bia HàNội, Sài Gòn) vì có hiệu quả cao, đáp ứng được nhu cầu trong nước và xuấtkhẩu

- Tập trung đầu tư chiều sâu nâng cao chất lượng các doanh nghiệp bia quốcdoanh

III Các điều kiện xây dựng nhà máy bia.

1 Địa điểm xây dựng

Tốt nhất là xây dựng tại khu công nghiệp vừa phù hợp với chính sách củanhà nước về việc xây mới và di chuyển các nhà máy ra ngoại vi thành phố,vừa là nơi có rất nhiều thuận lợi về giao thong, cơ sở hạ tầng, nguồn nhânlực, nguyên liệu, tiêu thụ,…

2 Nguồn nguyên liệu

5 Nguồn năng lượng

5.1 Nguồn điện

Nhà máy sử dụng nguồn điện lưới quốc gia Trong nhà máy có đặt một trạmbiến thế, một máy phát điện để đề phòng các sự cố về điện

CHƯƠNG 2 : CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Các yêu cầu về chất lượng của malt là

nảy mầm tối đa là 5%

- Về chỉ số cơ học :

+ Dung trọng : 550-600g/l+ Trọng lượng khô tuyệt đối : 30-32g/1000 hạt

- Về thành phần hóa học :

+ Độ ẩm : ≤ 7%

+ Hoạt lực diastaza : 250-300K+ Thời gian đường hóa : khoảng 15 phút tại to = 70oC

+Chất hòa tan: ≥ 70% chất khô

II Hoa Houblon.

Là nguyên liệu chính thứ hai không thể thiếu được trong công nghệ sản xuấtbia Hoa Houblon tạo cho bia có vị đắng dễ chịu, hương thơm đặc trưng, làm chobia ổn định, tạo và giữ bọt cho bia, đồng thời trong thành phần của hoa có chất sátkhuẩn nên giúp làm tăng độ bền của bia

Trong sản xuất bia có thể dùng hoa Houblon dưới dạng : hoa viên và cao hoa.

Hoa houblon cần bảo quản ở nơi khô ráo, nhiệt độ thấp và không có ánh sángmặt trời Khi bảo quản hàm ẩm tối đa là 10%, nhiệt độ nhỏ hơn 5oC.

* Yêu cầu của hoa houblon:

- Mùi thơm đặc trưng, không có mùi hắc

- Không lẫn tạp chất, không lẫn nhiều cuống hoa

- Dùng tay nghiền, hoa hơi dính tay

- Chỉ sử dụng loại hoa cái chưa thụ phấn

* Thành phần hóa học của hoa houblon:

- Các chất chiết không chứa nitơ: 27%

Hoa viên: hoa cánh được nghiền thành bột, ép thành viên rồi đem sấy khô

Có 3 loại hoa viên:

- Hoa viên 90

- Hoa viên 45

- Hoa viên đã được đồng phân hóa

Cao hoa: hoa được trích ly bằng cồn hoặc CO2 để thu nhựa đắng và tinh dầuthơm, sau đó làm bay hơi dung môi Trong quá trình tách dung môi này, phần lớncác tinh dầu thơm cũng bị mất theo Cao hoa thu được nhớt và có màu xanh đậm,được bảo quản trong các hộp hoặc chai và rất bền trong quá trình bảo quản

III Nước.

Nước là một trong những nguyên liệu chính trong sản xuất bia, chiếm 90% Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trìnhcông nghệ và chất lượng thành phẩm sau này Cụ thể như sau:

87 Nước dùng để sản xuất dịch đường : Thành phần và tính chất của nướcảnh hưởng đến quá trình hồ hóa, đường hóa Ngoài ra các thành phần muối đi vàodịch đường ảnh hưởng đến mùi vị, tính chất của bia Các bicacbonat và cacbonat

trong nước sẽ hòa tan những chất đắng trong vỏ malt tạo vị đắng khó chịu cho dịchđường và bia, đặc biệt Na2CO3 và NaHCO3 hòa tan cả các chất chat của malt gâyảnh hưởng xấu đến chất lượng bia.

- Nước dùng để rửa men và thiết bị : đòi hỏi phải sạch, không chứa nhiềutạp chất 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 chưa NH3 và các nitrit Tốt nhất nêndùng nước có độ cứng thấp (0-50H) đến độ cứng trung bình (5-100H)

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

- Độ cứng từ mềm đến trung bình

- Hàm lượng muối cacbonat không quá 50 mg/l

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

- Hàm lượng muối clorua 75-150 mg/l

- Hàm lượng CaSO4 150-200 mg/l

- NH3 và muối NO2 không có

- Hàm lượng Ion 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, nấm men

và bia:

- Nước rửa bã cần phải 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 khi nấuphải là 5.4 để thu được dịch đường sau khi nấu có pH = 5.2

- Nước cọ rửa và rửa nấm men phải được tiệtr ùng, loại bỏ mùi vị lạ

IV Nguyên liệu thay thế (Gạo).

Có hai chủng nấm men thường được sử dụng trong công nghệ sản xuất bia là:

- Saccharomyces thuộc nhóm cerevisiae: nấm men lên men nổi Đây là nấm

men 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

nghi với điều kiện sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp Chúng phân bốchủ yếu 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 dùng

trong sản xuất bia của nhà máy

Yêu cầu chủng nấm men phải có :

- Khả năng chuyển hóa và sinh tổng hợp cao

Sử dụng enzim này có ưu điểm:

- Cho phép rút ngắn thời gian nấu (hồ hóa và dịch hóa)

- Tăng hiệu suất thu hồi chất hòa tan

- Tăng tỷ lệ sử dụng nguyên liệu thay thế, giảm giá thành sản phẩm.

2 Chế phẩm enzim Cereflo

Đây là tên thương mại của enzim β – glucanaza hoạt động tối ưu ở pH = 5,5

÷ 6,0, nhiệt độ 50 ÷ 60oC, có tác dụng làm giảm độ nhớt dịch đường, tăng hiệu suấtlọc, tăng khả năng trích ly các chất vào dịch đường Vì vậy đưa ngay chế phẩm nàyvào đầu quá trình đường hóa, nồng độ 0,006% so với nguyên liệu thay thế

VII Các chất phụ gia

- Các chất dùng xử lý nước : các muối NaCl, Al2(SO4)3, axit lactic, nhómionit vô cơ, ionit hữu cơ,…

- Các chất sát trùng, tẩy rửa, vệ sinh : Cl2, NaOH, H2SO4, H3PO4, HCl, HNO3

- Các chất chống oxy hóa: axit ascorbic…

- Các chất trợ lọc: bột trợ lọc Diatomit…

B Chọn quy trình công nghệ.

I Phân xưởng nấu.

1 Nghiền nguyên liệu.

- Mục đích: Để khi đường hóa thu được nhiều chất chiết nhất có lợi cho

sản xuất, hạn chế chất không có lợi tan vào dịch đường Nội nhũ là nguồn cungcấp cơ bản các chất hòa tan cho dịch đường, tùy mức độ phân hủy của malt mà

có mức độ nghiền mịn khác nhau

Vỏ trấu được sử dụng như một chất trợ lọc dịch đường và hạn chế các chấthòa tan của nó vào dịch đường gây mùi vị không tốt Do đó, chỉ nên nghiền dậphay bẹp

Có các phương pháp nghiền sau:

a) Nghiền khô:

Bột nghiền khô gồm: vỏ trấu, tấm thô, tấm mịn, bột malt Thường sửdụng các máy nghiền có 1, 2 và 3 đôi trục

- Ưu điềm: + Có thể nghiền trước khi nấu

+ Nghiền tốt các malt có độ nhuyễn kém + Dễ vệ sinh máy móc

- Nhược điểm:

+ Không giữ được nguyên vỏ.

+ Khi nghiền bụi bay ra nhiều

+ Dung tích chứa trong thùng lọc nhỏ (190 kg/m2)

b) Nghiền ẩm:

Malt được làm sạch, phun ẩm vỏ tới 18% ẩm, nghiền bằng máy nghiềntrục

- Ưu điểm: + Vỏ trấu được bảo toàn.

+ Dung tích chứa trong thùng lọc lớn (280 – 330 kg/m2)

- Nhược điểm: + Nghiền không tốt những loại malt chưa nhuyễn

+ Ngâm không đều

+ Hoạt lực enzym và hoạt lực sinh học không được kiểmtrong thùng ngâm Chi phí đầu tư lớn trên một máy nghiền cho một nồi nấu

+ Vệ sinh thiết bị khó khăn

Từ những ưu, nhược điểm của 2 phương pháp trên, em chọn phương phápnghiền khô

2 Nấu nguyên liệu.

* Mục đích nấu : thu được tối đa các chất hòa tan có lợi để thu dịch đường lên

men sau này

Có 2 phương pháp nấu nguyên liệu là : phương pháp ngâm và phương phápđun sôi từng phần

a) Phương pháp ngâm.

Không có quá trình đun sôi, toàn bộ khối cháo-malt được đường hóacùng một lúc từ điểm bắt đầu đến điểm cuối, t0 = 760C

- Ưu điểm : quá trình kỹ thuật đơn giản, dễ thao tác, rút ngắn thời gian vận

hành thiết bị, không tốn nhiều hơi

- Nhược điểm : nếu sử dụng nguyên liệu thay thế sẽ gây lãng phí do nhiệt độ

thấp không hòa tan triệt để

b) Phương pháp đun sôi từng phần

Malt được trộn lẫn với nước thành hồ malt, nồi malt được chia thành từngphần Các phần này sẽ được đường hóa và đun sôi tiếp, sau đó hòa lẫnvới khối cháo.

- Ưu điểm : do dịch malt được đun sôi và duy trì tại nhiệt độ thích hợp cho

các enzym hoạt động nên hiệu suất chiết tăng, tạo môi trường dinh dưỡngđầu đủ cho nấm men phát triển, tạo sự hài hòa giữa các thành phần trong bia

- Nhược điểm : đun sôi nhiều lần dẫn đến khả năng các chất không có lợi hòa

tan vào dịch đường hoặc sinh ra những chất không mong muốn Ngoài ra còntốn hơi, chu kỳ nấu kéo dài

Dựa vào ưu, nhược điểm của 2 phương pháp trên, em chọn phươngpháp nấu đun sôi từng phần, sử dụng nguyên liệu thay thế, dùng chế phẩmenzym SC cho nồi hồ hóa

3.Lọc dịch đường

Mục đích : tách dịch đường khỏi các chất không hòa tan, giữ lại cùng bã

những chất không mong muốn như : tannin, lipit,…

Có 2 phương pháp lọc :

a) Lọc ép khung bản

Dùng lực của bơm đẩy phần dịch qua lớp vải lọc, còn phần bã malt đượcgiữ lại

- Ưu diểm : lọc nhanh, hiệu suất thu hồi chất chiết cao, năng suất lớn, ít tốn

nước rửa bã, chiếm ít diện tích

- Nhược điểm : khó mở rộng năng suất, khi lọc dich đường dễ tiếp xúc với

oxy, tanin bị oxy hóa làm bia bị đắng khó chịu, lớp vải lọc nhanh hỏng nêntốn chi phí thay thế, lao động vất vả

b) Lọc bằng thùng lọc đáy bằng.

Sử dụng thùng lọc 2 đáy, một đáy giả làm lớp lưới lọc, có hệ thống dao càođảo bã

- Ưu điểm : thùng kín nên ít bị oxy hóa, vệ sinh đơn giản.

- Nhược điểm : thời gian lọc kéo dài hơn lọc khung bản.

Qua đó em chọn phương pháp sử dụng thùng lọc đáy bằng để lọc dịchđường

4 Houblon hóa

Mục đích : nhằm làm ổn định thành phần và tạo cho bia có mùi thơm, vị

đắng đặc trưng của hoa houblon Đồng thời cũng trong lúc này xảy ra một số quátrình khác như sự gia tăng nồng độ đường, cường độ màu, sự keo tụ protit thànhtanat protein làm trong và ổn định dịch đường, phản ứng melanoidin,… Một sốtrong các quá trình ấy thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật, song cũng có một số quá trình gâytác dụng không mong muốn

Nhờ quá trình đun sôi này mà loại bỏ được các chất keo không ổn định, cácenzym hoạt động còn sót, nhờ đó làm ổn định thành phần hóa học của dịch đường,tạo điều kiện cho bia có thành phần và tính chất theo đúng yêu cầu kỹ thuật

Ta dùng cả cao hoa và hoa viên trong quá trình houblon hóa Cho hoa vàolàm 2 lần, lần đầu cho cao hoa vào trước với lượng 3/4 tổng lượng lúc dịch bắt đầusôi để tạo vị đắng, lần 2 cho hoa viên với lượng 1/4 còn lại vào trước khi kết thúcquá trình đun sôi 10-15 phút để tạo hương thơm

5 Lắng trong và làm lạnh nhanh

Mục đích : trong dịch đường sau khi đun sôi với hoa houblon có chứa các

cặn huyền phù, tanat protein, các cặn từ hoa houblon Để cấy giống nấm mencần thiết phải làm trong dịch, tách bỏ cặn và làm lạnh đến nhiệt độ lên men

Ta sử dụng thùng lắng xoáy Whirlpool để lắng trong, là thùng có đáy hơinghiêng so với mặt phẳng ngang 1,50, dịch bơm vào với vận tốc lớn, khoảng12-14m/s theo phương tiếp tuyến với thành thùng tại vị trí khoảng 1/3 chiều cao thùng tính từ đáy lên Khối dịch sẽ quay bên trong không gian thùng vàđầy dần lên Cặn tập trung lại ở giữa, dịch trong sẽ được lấy ra ngoài phía dướithùng, cặn dễ dàng bị loại bỏ

Sử dụng thiết bị làm lạnh nhanh dạng tấm bản, làm lạnh 2 cấp Làm lạnhcấp 1: dịch được bằng nước thường từ nhiệt độ 95-980C xuống nhiệt độ 400C,sau đó tới làm lạnh cấp 2 bằng nước 20C, nhiệt độ dịch giảm xuống nhiệt độ12-140C

II Phân xưởng lên men.

1 Chọn phương pháp lên men

Có 2 phương pháp lên men : lên men cổ điển và lên men đương đại

1.1 Lên men cổ điển

Hai quá trình : lên men chính và lên men phụ được tiến hành trong các thiết

bị riêng biệt và đặt trong 2 phòng có nhiệt độ khác nhau

- Ưu điểm : nhiệt độ lên men thấp (6-90C), thời gian lên men chính kéodài, bia có hương vị đậm đà, thơm ngon

- Nhược điểm : tốn diện tích nhà xưởng, tốn thiết bị, năng suất thấp, hệ

thống làm lạnh lớn gây tốn kém, khi chuyển lên men chính sang lên men phụ sẽgây tổn thất nhiều hơn, khó tách men cặn

1.2 Lên men đương đại

Lên men chính và lên men phụ được tiến hành trong cùng một thiết bị hìnhtrụ đáy côn có hệ thống áo lanh bên ngoài để giữ và điều chỉnh nhiệt độ của 2quá trình lên men này Nhiệt độ lên men chính khoảng 12-140C, nhiệt độ lênmen phụ là khoảng 0-20C

Phương pháp này có ưu điểm là thời gian lên men chính được rút ngắn, thiết

bị lên men gọn, không tốn diện tích nhà xưởng mà chất lượng bia vẫn đảm bảo,khi kết thúc quá trình lên men có thể dễ dàng tách men cặn

Qua đó em chọn phương pháp lên men đương đại trong thiết bị hình trụđáy côn trong sản xuất bia của nhà máy

2 Chọn quy trình lọc bia

2.1 Lọc bằng máy lọc khung bản

- Nguyên tắc hoạt động : bia đi vào bên trong khung, thấm qua cáctấm vải lọc đã phủ bột trợ lọc Các chất cặn bã được giữ lại còn bia trongtheo các rãnh của bản ra ngoài

- Ưu điểm : + Bề mặt lọc lớn

+ Dịch lọc trong, loại được nấm men, cặn bẩn

+ Tấm bản, vải lọc có thể gỡ ra dễ dàng, vệ sinh máyđơn giản

- Nhược điểm :

+ Mất nhiều thời gian vệ sinh trước và sau khi lọc + Phải thay thế vải lọc định kỳ.

2.2 Lọc bằng máy lọc nến

Máy lọc nến là một thiết bị hình trụ, đáy côn, đặt thẳng đứng trong đó

có chứa các ống lọc được gắn vào cùng một tấm vỉ ngăn cách giữa vùng dịchchưa lọc và dịch đã lọc Các nến lọc cũng có thể được gắn với một hệ thốngcác ống dẫn bia trong, thay thế cho các vỉ ngăn này Khi làm việc, bia và bộttrợ lọc được bơm vào thiết bị Bột sẽ phủ lên trên bề mặt các cột lọc, biatrong sẽ đi qua lớp bột trợ lọc này và đi vào tâm của cột lọc sau khi đã đượctách các kết tủa và cặn Bia trong theo tâm ống được dẫn lên khoang phíatrên và đi ra ngoài

+ Tiêu thụ lượng nước rửa lớn

+ Khó khăn trong việc tháo dỡ, rửa và bảo dưỡng các nến lọc

2.3 Lọc bằng máy lọc đĩa.

Máy lọc đĩa có cấu tạo chính bao gồm một vỏ hình trụ thẳng đứng có chứamột trụ rỗng, trên đó có gắn rất nhiều đĩa làm nhiệm vụ lọc Các đĩa này đượcgắn trên một trục rỗng có nhiệm vị dẫn bia trong Trên bề mặt đĩa có các rãnh

hoặc đục lỗ, đây chính là các bề mặt phủ bột trợ lọc Bia và bột trợ lọc đượcbơm vào máy, bột trợ lọc sẽ phủ ở phía bên ngoài của các đĩa, bia trong đượclọc qua các lớp bột trợ lọc và đi vào bên trong các đĩa và được gom vào đườngdẫn giữa trục để đi ra ngoài.

Trong nhà máy, em chọn máy lọc khung bản để lọc trong bia

3 Quy trình tang trữ bia và bão hòa CO2

- Mục đích : Tăng chất lượng cảm quan của bia, chống oxy hóa., chống kết

lắng, tăng thời gian bảo quản bia, ổn định các thành phần trong bia,…

- Tiến hành : Bơm một lượng CO2 vào tank trước để đuổi hết không khí rangoài sau đó bơm bia đã lọc vào tank từ dưới lên để tránh sủi bọt Sauk hibơm bia xong, bão hòa CO2 đến khi hàm lượng CO2 trong bia đạt 4,5 – 5g/lít.Trong quá trình tang trữ bia, duy trì áp suất trong tank ở 1,8 kg/cm2 và thuhồi CO2 khi cần thiết

III Phân xưởng hoàn thiện.

1 Hoàn thiện sản phẩm bia hơi.

1.1 Các loại bốc chứa bia

1.1.1 Bốc dạng tang trống

Được chế tạo bằng gỗ hoặc hợp kim nhôm, thép niken crom, xung quanh có

bố trí vòng cao su để tiện cho việc vận chuyển và chống va đập Các thùng đều cónút vặn xoắn nút kín

1.1.2 Bốc dạng hình trụ

Bốc hình trụ (gọi là keg) chế tạo bằng hợp kim nhôm chứa cả magiê vàsilicon

Mặt trên keg có lỗ để lắp vòi dẫn bia hoặc CO2 trong quá trình chiết bia vào keg

Ưu điểm của keg là :

- Các công đoạn vận chuyển, rửa và chiết bia có thể được tự động hóa

- Mức độ kín của keg có thể được kiểm tra một cách tự động

- Dễ dàng phân phối

- Keg được đưa trở lại nhà máy thường vẫn còn áp suất dư bên trong, do vậy

khả năng nhiễm vi sinh vật có hại vào keg từ bên ngoài là rất thấp.

1.2 Nguyên tắc chiết bia vào bốc.

Quá trình chiết bia vào bốc dựa trên nguyên tắc chiết đẳng áp diễn ra theo 2giai đoạn:

- Thùng chứa được tạo áp suất đối kháng với không khí nén hoặc CO2

- Dòng bia tự chảy nhờ chênh lệch chiều cao khi đã có sự cân bằng áp suất

2 Hoàn thiện sản phẩm bia chai.

Quy trình hoàn thiện sản phẩm bia chai bao gồm các bước sau :

- Rửa chai

- Kiểm tra chai sau khi rửa

- Rót bia vào chai

2.2 Kiểm tra chai sau khi rửa.

Yêu cầu đối với chai chứa bia : chai được chế tạo từ vật liệu thủy tinh, cần phảiđáp ứng những yêu cầu sau :

- Có độ cứng đủ để chịu được va chạm trong các thiết bị và trong quá trình vậnchuyển và chống lại áp suất tạo ra do CO2 bên trong chai bia, nhất là khithanh trùng

- Nhẹ nhất có thể được, để giảm các chi phí vận chuyển

- Có hình dáng sao cho không dễ bị rơi hoặc đổ trong các thiết bị vận chuyển

và phải dễ vệ sinh, kiểu dáng chai phải đồng nhất

- Thủy tinh phải có màu sao cho bia ở bên trong được bảo vệ tránh khỏi tácđộng của ánh sáng

- Chai không được để lọt các vẩn nhỏ vào trong bia, không có vết sùi, sứt, vỡ Kiểm tra chai : kiểm tra thành chai, đáy chai, miệng chai, dịch còn dư trongchai

2.3 Rót bia vào chai.

Sử dụng máy chiết chai hoạt động theo nguyên tắc chiết đẳng áp Máy đượcthiết kế dạng qua tròn với số vòi chiết là 36 vòi Các chai được vận chuyển trênbăng tải vào máy chiết Năng suất chiết 6.000 chai/giờ

2.4 Dập nút chai

Sau khi chiết, chai được xiết nút càng nhanh càng tốt Vì vậy máy xiết nắp chaiđược được gắn cùng một khối với máy chiết và được vận hành cùng một động cơsao cho sự làm việc của 2 máy tương ứng nhau

2.5 Thanh trùng

Tại cuối quá trình nấu, dịch đường đã được vô trùng Vì vậy, các vi sinh vậtgây hư hỏng bia chỉ có thể xâm nhập vào sản phẩm do sự thiếu vệ sinh trong cáccông đoạn từ lên men đến ra sản phẩ1m cuối cùng Do đó ta phải tiến hành thanhtrùng bia chai sau khi dập nút Dựa trên phương pháp thanh trùng Pasteur với chế

độ nhiệt thanh trùng là 60-650C, chọn kiểu thanh trùng hầm Tunel Bia từ máy dậpnút chai vào hầm thanh trùng qua các vùng nhiệt độ : 20-250C  40-450C  60-

Nhãn mác của sản phẩm là một thành phần không thể thiếu được khi sảnphẩm lưu thông trên thị trường Nó không chỉ có vai trò cung cấp thông tin về sảnphẩm mà còn tác động đến tâm lý người tiêu dùng thông qua màu sắc, cách trangtrí,… Do đó, các yêu cầu cơ bản đối với nhãn mác sản phẩm như sau :

- Các thông tin và hình ảnh trên nhãn phải được in một cách rõ ràng, màu sắc

và cách bố trí trên nhãn phải hài hòa, hấp dẫn người tiêu dùng

- Nhãn cần đảm bảo đủ độ dày, chịu ẩm tốt nhất

- Khi vào máy rửa, nhãn phải bong ra dễ dàng, tạo điều kiện cho quá trình rửadiễn ra thuận lợi

Chai bia được dán nhãn bằng máy dán nhãn chuyên dụng

2.8 Xếp két

Chai bia sau khi dán nhãn được đưa đến máy gắp, đồng thời vỏ két cũng đượcchuyển đến đúng vị trí, robot gắp chai gắp chai cho vào két, băng tải đưa két rangoài

Gạo

Nấm men giống

Malt

Xử lý

Không

Nén

Lên men phụ

Lên men chính

Lọc bia

Bão hòa CO 2 Bia thành phẩm

CO

2

Cặn men

Chiết chai, dập nút

Dán nhãn, xếp két Xuất xưởng

Phần thứ hai : MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TRONG 1 MẺ

SẢN XUẤT BIA.

I Phân xưởng nấu.

1 Nghiền nguyên liệu.

1.1 Nghiền malt.

- Mục đích : Phân nhỏ hạt malt thành nhiều mảnh nhỏ để khi đường hóa thu được

nhiều chất hòa tan Tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho quá trình thấm nước vàonội nhũ được nhanh hơn, quá trình đường hoá diễn ra thuận lợi và triệt để hơn Hạtcàng được nghiền nhỏ thì càng tạo điều kiện tốt cho các enzym phát huy hiệu lực,tuy nhiên nếu hạt nghiền nhỏ quá sẽ làm cho vỏ trấu cũng bị nghiền nhỏ hơn, hoàtan nhiều chất không có lợi vào dịch đường Khi vỏ bị nghiền nhỏ quá cũng làm khókhăn cho quá trình lọc bã malt

- Yêu cầu của quá trình nghiền là : nội nhũ càng nhỏ càng tốt, vỏ malt càng nguyên

vẹn càng tốt

- Tiến hành : Malt được cân cho từng mẻ nấu, mỗi mẻ 2994,25 kg (làm tròn thành

2995 kg) cho nấu bia hơi hoặc 3657,25 kg (làm tròn thành 3658 kg) cho nấu biachai Sau đó đưa malt vào máy nghiền trục

1.2 Nghiền gạo

- Mục đích : phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thủy

phân sau này

- Yêu cầu của quá trình nghiền là: không nghiền quá to sẽ khó thủy phân hoàn toàn

và cũng không nghiền quá nhỏ vì khi hồ hóa sẽ tạo độ nhớt cao gây khó lọc

- Tiến hành : Gạo được cân cho từng mẻ nấu, mỗi mẻ 998 kg cho bia hơi hoặc

1219 kg cho bia chai Sau đó chuyển vào máy nghiền búa : có 6 búa, gồm 1 rotoquay trên đó có lắp nhiều đĩa , trên các đĩa được lắp các lưỡi dao thép Khi Rotoquay , lực va đập sẽ làm vỡ các hạt gạo, các hạt nghiền nhỏ sẽ lọt qua sàng

2 Chuẩn bị dịch đường lên men.

2.1 Quy trình hồ hóa.

- Mục đích : Chuyển tinh bột trong gạo ở dạng không tan về dạng hòa tan, tạo

điều kiện cho enzym tiếp xúc với tinh bột dễ dàng hơn, phân cắt tinh bột thànhdextrin và đường

- Nguyên liệu cho 1 mẻ nấu gồm có :

* Cho bia hơi : + Gạo : 998 kg

+ Malt lót : 100 kg

+ Tỷ lệ nước : nguyên liệu = 5 : 1

* Cho bia chai : + Gạo : 1219 kg

+ Bước 2 : Cho các chất bổ sung : CaSO4 , Enzym SC vào CaSO4 có vai tròlàm bền enzyme Enzym SC là chế phẩm chứa α-amylaza có khả năng chịu nhiệt độcao,có tác dụng thủy phân tinh bột Giữ nhiệt độ nồi trong 20 phút

+ Bước 3 : Nhiệt độ được tăng dần từ lên 90 - 930C trong 25 phút, giữ trongkhoảng 30 phút để enzym hoạt động tối đa

+ Bước 4 : Tiếp tục tăng nhiệt độ lên 1000C trong 15 phút, giữ trong thời gian

40 phút để hòa tan nốt lượng tinh bột còn lại, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trìnhđường hoasau này

+ Bước 5 : kết thúc :

Khi nấu cháo xong, đóng van cấp hơi lại

Mở van đáy nồi cháo, mở van đáy nồi hèm Bật bơm cháo để chuyển dịch sang nồimalt

*) Chú ý : Mở van đáy nồi cháo, van hút của bơm từ nồi cháo, van đẩy

của bơm vào nồi hèm, van đóng nồi hèm Còn các van khác của bơm đóng chặt

- Khi chuyển hết dịch, tắt bơm, đóng van đáy nồi cháo, hèm.

**) Chú ý trong quá trình nấu :

- Theo dõi nhiệt độ khi phối trộn nứơc để đảm bảo đúng nhiệt độ yêu cầu côngnghệ

- điều chỉnh van hơi kịp thời để duy trì nhiệt độ ở các giai đoạn của quá trình côngnghệ

- Khí có bất kỳ hiện tượng khác thường, tiếng kêu lạ nào phải báo ngay cho kĩ thuậtphân xưởng để xử lý kịp thời

- Ghi tình trạng hiện tượng của thiết bị và nội dung sản xuất trong ca vào sổ nhật ký

2.2 Quy trình đường hóa.

- Mục đích : Sử dụng hệ enzym có sẵn trong malt để phân cắt hợp chất cao phân

tử không hòa tan trong bột malt thành dạng hợp chất thấp phân tử hòa tan Với việcđiều chỉnh pH, nhiệt độ và thời gian nghỉ thích hợp ở những điểm khác nhau đã tạođiều kiện tối ưu cho các enzym hoạt động Các enzym này phân cắt các hợp chấtcao phân tử thành những hợp chất thấp phân tử hoà tan vào dịch đường tạo thànhphần chất chiết cho dịch đường

- Nguyên liệu cho 1 mẻ nấu gồm có :

* Cho bia hơi : + Malt : 2995 kg

+ Tỷ lệ nước : nguyên liệu = 5 : 1

* Cho bia chai : + Malt : 3658kg

+ Tỷ lệ nước : nguyên liệu = 4 : 1

- Tiến hành : Chuẩn bị xong nồi cháo ta tiến hành chuẩn bị nồi malt Đầu tiên ta

cho nước 45 – 500C vào nồi với tỷ lệ malt : nước = 1 : 4 Sau đó cho malt vào nồingâm 20 phút, tạo điều kiện cho enzym sitaza thủy phân chất bán xơ thành đường 5cacbon và dextrin, đồng thời phitaza thủy phân phitin thành rượu inosit và axit

H3PO4 Tiếp theo ta tiến hành bơm cháo sang, đồng thời bật cánh khuấy Cháo đượcbơm từ từ để nhiệt độ dịch đạt khoảng 50–530C trong 5 phút, giữ trong thời gian 20phút Đây là nhiệt độ thích hợp cho enzym proteaza hoạt động, thủy phân proteinthành các peptit, axit amin là nguồn dinh dưỡng cho nấm men và albumoza, pepton,polypeptit góp phần không nhỏ trong việc tạo vị đậm đà, tham gia vào quá trình tạo

và giữ bọt cho bia

Bơm nốt phần cháo còn lại sang để nâng nhiệt độ lên 63 – 650C trong thời gian

10 phút , giữ trong 30 phút Đây là nhiệt độ thích hợp cho enzym β-amylaza hoạtđộng phân cắt tinh bột thành maltoza và dextrin phân tử lượng bé Sau đó ta bơmphần dịch trong sang nồi hồ hóa Phần dịch đặc được nâng lên nhiệt độ 1000C, đunsôi trong 20 phút để tăng hiệu suất thu hồi chất chiết Sau cùng ta chuyển toàn bộdịch ở nồi cháo sang nồi malt sao cho nhiệt độ dịch đạt 750C và giữ cho đến khiđường hóa hoàn toàn(thử bằng I2)

2.3 Lọc dịch đường

- Mục đích : Loại bã malt, bã gạo , hạt cặn, các cấu tử không hòa tan ra khỏi dịch

đường

- Tiến hành :

+ Giai đoạn 1 : Lọc dịch thu nước nha đầu

Cấp nước vào đầy khoảng không giữa 2 đáy xuống , tạo lớp lọc Ta tiếnhành bơm hèm từ nồi đường hoá sang nồi lọc Trong thời gian bơm cháo hệ thốngdao cào được hạ thấp độ cao và quay để dàn đều bã trên mặt đáy Sau khi bơm hếtsang thùng lọc thì hệ thống dao cào được nâng lên đến độ cao trên cùng và khốicháo trong nồi lọc để yên trong 30 phút để bã kết lắng, tạo thành lớp lọc phụ Kếtlắng đầu tiên là những phần tử nặng nhất và là những hạt tấm có kích thước tươngđối lớn Phần kết lắng này tạo thành một lớp mỏng trên đáy sàng của thùng lọc vàđược gọi là lớp bùn dưới Phần kết lắng tiếp theo là phần chính của pha rắn bao gồmchủ yếu là vỏ trấu và các phần tử nhẹ hơn và có kích thước lớn hơn Cuối cùng trên

bề mặt của lớp lọc được phủ một lớp kết lắng mỏng bao gồm các phần tử nhẹ vàkích thước bé nhất Lớp kết lắng này gọi là lớp bùn trên Sau khoảng 30 phút để yêncho kết lắng ta tiến hành mở rồi đóng nhanh cac van xả dịch 3 đến 4 lần Sau đó mởchúng ở mức 1/5 – 1/4 khả năng cực đại Dịch đường chẩy ra lúc này còn đục tadùng một bơm ly tâm nhỏ để bơm hồi lưu chúng từ bình chứa phụ về thùng lọc Khibơm hồi lưu ta phải để cho dịch đường đổ vào thành thùng lọc một cách nhẹ nhàng

để tránh sự xáo trộn làm hỏng cấu trúc của lớp bã lọc ở phía dưới Quá trình hồi lưutiến hành đến khi nào dịch đường trong ( thường khoảng 15 phút) Dịch đườngtrong được bơm ngay sang thiết bị đun hoa houblon Để quá trình lọc diễn ra tốt đẹp

ta cần điều chỉnh độ mở các van xả dịch sao cho lượng dịch từ pha lỏng của nồi lọc

đi qua lớp bã lọc bằng lượng dịch chẩy qua các vàn Lưu lượng trẩy của mỗi van xảthích hợp nhất là khoảng 0,1 l/s Lượng dịch đường được lọc trong khoảng 45 phútđến 1 h thì kết thúc Sau đó ta tiến hành quá trình rửa bã

+ Giai đoạn 2 : Rửa bã thu nước nha cuối

Bã được rửa bằng nước nóng 75-78oC Đây là nhiệt độ thích hợp choviệc rửa bã Nếu nhiệt độ nước rửa bã thấp thì tốc độ chẩy của dịch rửa bã chậm, dễgây nhiễm khuẩn Nếu nhiệt độ nước rửa bã quá cao sẽ xẩy ra hiện tượng hồ hoátinh bột còn sót trong bã, sẽ làm tăng độ nhớt của dịch rửa bã, tăng kháng trở, giảmtốc độ trẩy, kéo dài thời gian lọc và dễ làm dịch đường bị đục Thường người ta tiếnhành rửa bã gián đoạn hoặc liên tục Ở đây ta tiến hành rửa bã gián đoạn với ba lầnlặp lại Sau khi nước cốt đầu tiên chẩy hết thì tất cả các van xả dịch được đóng lại

và thực hiện phun nước lần thứ nhất Quá trình phun nước tiếp tục đến khi nướcngập bã khoảng 2 cm thì dừng lại Cho hệ thống dao cào làm việc để xới đảo lớp bãmalt Khi hệ thống này quay được 4 – 5 vòng thì dừng lại Để yên cho khối cháolắng trong 10 phút thì bắt đầu mở các van xả dịch để dẫn dịch rửa bã ra Các thaotác tiếp theo cũng thực hiện như khi lọc dịch Ta tiến hành quá trình rửa bã như vậyhai lần nữa thì kết thúc Nước rửa bã lần sau có nhiệt độ cao hơn lần trước Nhiệt

độ nước rửa bã lần đầu khoảng 76oC, lần thứ hai có nhiệt độ khoảng 77oC, nhiệt độnước rửa lần thứ ba khoảng 78oC Tổng thời gian rửa bã khoảng 1,5 giờ

2.4 Quy trình houblon hóa dịch đường.

+ Polyphenol là chất tạo sức căng bề mặt có hoạt tính cao Nhờ có sứccăng này mà bọt khí CO2 trong bia bền hơn, CO2 được giữ lâu hơn Đây là nhữngchất tham gia vào quá trình tạo bọt và là tác nhân chính giữ bọt cho bia

+ Lần 2 : cho hoa viên vào trước khi kết thúc quá trình nấu 10 phút đểtạo hương thơm cho bia.

Sản phẩm của quá trình houblon hóa là dịch chứa các chất hòa tan,bã hoa,kết tủaprotein, tạo ra trong khi nấu Dịch sau khi nấu hoa có độ đường là 9,80P Thời giannấu hoa kéo dài khoảng 90 phút

2.5 Lắng xoáy

- Mục đích : Quá trình lắng trong và làm nguội sơ bộ nhằm mục đích tạo điều

kiện cho sự kết tủa các cặn lắng của dịch sau đun hoa

- Tiến hành : Dịch đường được bơm vào thùng theo phương tiếp tuyến tạo

thành dòng xoáy Khi đó cả khối dịch sẽ xoay tròn với vận tốc khá lớn Tất cả cácphần tử cặn cũng xoay theo và chịu một lực hướng tâm, các phần tử cặn bị xoáy vàogiữa tâm thùng và lắng xuống đáy thùng Sau khi bơm toàn bộ dịch sang thùng lắngxoáy ta để yên cho lắng trong rồi tiến hành bơm phần dịch đường trong sang máylạnh nhanh Thời gian từ lúc bắt đầu bơm vào nồi lắng đến lúc bắt đầu bơm đi lạnhnhanh khoảng 1 giờ Vì thiết bị lắng xoáy không được cấp nhiệt và bảo ôn nên nhiệt

độ của khối dịch giảm xuống ít, đến khi đi máy lạnh nhanh chỉ còn khoảng 90oC –

95oC

2.6 Làm lạnh nhanh.

- Mục đích : hạ nhiệt độ dịch đường xuống khoảng 14-150C để lên men Quátrình làm lạnh cần tiến hành nhanh để dịch đường không bị nhiễm khuẩn

- Tiến hành : Máy lạnh nhanh là thiết bị kiểu tấm bản có cấu tạo là những

tấm bản lượn sóng được chế tạo từ thép không gỉ Các tấm bản có dạng hình chữnhật có bốn lỗ ở bốn góc Khi lắp lại bốn lỗ này tạo thành bốn mương dẫn Ngoài racòn có một số tấm chuyển dòng và dòng chẩy thay đổi nhờ các tấm này Chất tảilạnh được sử dụng là nước 20C

Quá trình làm lạnh có kèm theo việc sục không khí sạch vào 2/3 tổnglượng dịch đường cho vào tank lên men Mục đích của việc sục không khí sạch làcung cấp đủ lượng oxy cần thiết cho quá trình tăng sinh khối của nấm men Thiết bị

bổ xung oxy cho dịch đường được đặt trên đường dịch đường lạnh ra khỏi máy lạnhnhanh Không khí phải được xử lý qua một số công đoạn như tách nước, tách dầu,lọc, khử trùng… Không khí được bổ sung xuôi chiều trên đường ống dẫn dịchđường vào tank lên men Lượng oxy được điều chỉnh dựa vào độ mở của van khínén Ta sẽ khống chế lượng oxy trong dịch đường ở mức 6 – 8 mg/l

II Phân xưởng lên men.

1 Chuẩn bị giống men

Ở đây ta sử dụng nấm men khô Men khô mang về được hoạt hoá bằng dịch đườnghóa sau nấu hoa Ta sử dụng men khô là chính nhưng để tiết kiệm ta có sử dụngmen sữa cho đến khi không đạt chất lượng (thường sử dụng 10 – 11 đời) thì ta sửdụng men khô để nhân giống lại

1.1 Chuẩn bị từ men khô.

Vì thời gian lên men dài ngày nên ta chỉ sử dụng khoảng 1kg men khô cho 10.000lít dịch đường Men khô được hoạt hóa như sau:

Để hoạt hoá 1kg men khô ta sử dụng 3,5 lít dịch đường 11oBx và 3,5 lít nước vôtrùng trộn lại với nhau sao cho hỗn hợp có nhiệt độ 25o 28oC

Ta vừa rắc men vừa lắc, sau 15 phút ta cho tiếp 1 lít dịch đường và lắc tiếp 15 phút.Sau đó cho tất cả vào thùng nhân giống cấp 1 có chứa dịch đường đã thanh trùng ở

áp suất 0,5kg/cm2 Ở đây ta mở lạnh xuống đến 20oC trong vòng 30 phút và cứ 3 giờphải sục khí một lần

Sau một ngày thì chuyển sang thùng nhân giống cấp hai với điều kiện tương tự nhưthùng nhân giống cấp một Sau khoảng 24 đến 48 giờ thì bắt đầu dùng buồng đếm

hồng cầu đếm nếu được trên 60 triệu tế bào/ml thì ta cho vào tank lên men với tỉ lệ

18 triệu tế bào/ml kèm theo sục không khí vô trùng theo đường dẫn dịch từ máylạnh nhanh vào tank lên men

1.2 Rửa sữa men.

Kết thúc quá trình lên men chính ta tiến hành tách sữa men Sữa men phân thành

ba lớp :

- Lớp trên cùng là lớp cặn mịn màu nâu

- Lớp ở giữa màu ngà

- Lớp đáy là lớp cặn thô gồm cặn bẩn và xác nấm men

Tiến hành rút men, xô đầu tiên bỏ để loại cặn Sau đó rút lấy phần ở giữa có màutrắng ngà và bỏ phần trên cùng Sau khi thu được phần men sữa ở giữa đây là phầnsữa men có chứa nhiều nấm men trẻ và nảy chồi nhiều nhất, tiến hành rửa sữa men.Rửa bằng nước đã thanh trùng 2oC Bơm nước lạnh vào các thùng rửa men rồi đểlắng khoảng 90 phút, sau đó gạn phần nước phía trên vì phần nước phía trên chứachủ yếu là các tế bào men già và xác tế bào nấm men Tiến hành rửa khoảng 3-4 lần

để thu sữa men sạch

Tuy nhiên nhà máy không thường xuyên làm công việc này vì phòng KCS kiểmtra thì lượng nấm men còn khoẻ nên thường bổ sung trực tiếp vào thùng lênmen.Giai đoạn lên men chính diễn ra trong khoảng 4 – 7 ngày Trong khoảng thờigian này lượng cơ chất trong dịch đường giảm một cách mạnh mẽ Sự tiêu hao cơchất chủ yếu là để tạo thành sinh khối tế bào và chuyển hoá đường thành rượu, CO2

Do sự xuất hiện của CO2 và các axit hữu cơ đã làm pH của dịch đường giảm từ

5,5-6 xuống còn 4-4,5

2 Tiến hành lên men

2.1 Lên men chính

Men sử dụng trong quá trình lên men chính là Saccharomyces carlsbergensis,

sau khi qua giai đoạn nhân giống, được chứa trong các tank dung tích nhỏ và đượcđưa trực tiếp vào tank lên men nhờ bơm Quá trình lên men tiến hành theo phươngpháp lên men chìm

Thiết bị sau khi được vệ sinh sạch sẽ, bơm dịch đường đã được làm lạnh sang Khi

mẻ đầu tiên được bơm vào tank lên men người ta tiến hành nạp toàn bộ lượng mengiống hay nấm men thuần khiết cho một mẻ vào tank Mục đích của việc tiếp menngay từ đầu là giúp cho nấm men thích nghi dần với dịch lên men đồng thời với mật

độ nấm men ban đầu lớn sẽ hạn chế được sự nhiễm tạp Đến khi tiếp đủ lượng dịchthì lượng sinh khối cũng đủ cho quá trình lên men

Ban đầu người ta mở lạnh khác nhau ở các khoang Ở 2 khoang trên cùng có nhiệt

độ thấp hơn nhiệt độ khoang dưới, tuy nhiên vẫn đảm bảo nhiệt độ lên men 15oC.Mục đích để tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa các khoang nhờ đó tạo ra sự đối lưu,nấm men sẽ chuyển động từ dưới lên trên, tăng bề mặt tiếp xúc giữa enzym và cơchất Đồng thời trong quá trình lên men CO2 tạo ra bám vào bề mặt của nấm mendưới dạng bọt khí Khi lượng CO2 tạo ra nhiều đủ lớn nó sẽ kéo theo tế bào nấmmen nổi lên trên bề mặt, bọt khí vỡ ra nấm men lại rơi xuống cứ như vậy mà nấmmen được đảo trộn giúp quá trình lên men diễn ra nhanh hơn và đều hơn

Thời gian lên men chính khoảng 4-7 ngày Khi nồng độ chất khô từ 9,8oBx đối với biachai và 9,6oBx đối với bia hơi giảm xuống tới 3oBx người ta tiến hành lên men phụ

Trong thời gian lên men chính lượng CO2 tạo ra nhiều, nên nó được thu lại tại bộphân gom của nhà máy và đựơc sử dụng hay bán tuỳ theo từng giai đoạn.Trong quátrình lên men giữ áp suất ở 0,8 at đối với bia hơi và 1 at đối với bia chai.

Thường xuyên lấy mẫu để kiểm tra quá trình lên men về nhiệt độ, nồng độ đường,hàm lượng CO2,, pH

Kết thúc quá trình lên men chính, mở lạnh sao cho khoang dưới có nhiệt độ thấphơn nhiệt độ hai khoang trên ,để tạo điều kiện kết lắng xác nấm men và nhiệt độ củabia non vào khoảng 40C và để một thời gian ngắn rồi tiến hành tách men

2.2 Lên men phụ

- Mục đích : Tạo độ bền keo,bền bọt, hình thành các sản phẩm phụ, hương vị đặc

trưng cho bia Làm cho hương vị của bia trở nên hài hoà Quá trình lên men phụ làmlên men kiệt hơn cơ chất còn sót trong dịch đường Đồng thời quá trình lên men phụcòn khử diaxetyl thành axetoit và các axit hữu cơ Các axit hữu cơ này tác dụng vớirượu tạo thành este, đây chính là các chất làm cho bia có hương thơm đặc trưng.Lên men phụ cũng đồng thời làm giảm lượng aldehyd, hàm lượng rượu bậc cao.Quátrình lên men chính và phụ được thực hiện trong cùng một tank lên men Lên menphụ có vai trò rất lớn với quá trình tạo hương, tạo vị, tạo bọt và quyết định độ bềnvững của bia sau này

- Tiến hành: Khi kết thúc quá trình lên men chính hạ nhiệt độ khối dịch xuống

4-5oC rồi dừng lại để rút men ra Sau đó tiếp tục hạ nhiệt độ xuống đến nhiệt độ lênmen phụ và giữ ở nhiệt độ này đến khi quá trình lên men phụ kết thúc Quá trình lênmen phụ ta khống chế ở -1o đến 2o C và P=0,8 at đến1 at Trước khi tiến hành lọctrong bia ta hạ nhiệt độ khối dịch trong tank lên men xuống -1 đến 0oC Trước khilọc bia 12 h ta xả cặn men lần cuối Thời gian lên men phụ thường kéo dài từ 11 đến

14 ngày

3 Lọc trong bia.

- Mục đích : tăng thêm giá trị cảm quan, ổn định thành phần cơ học, làm tăng độ

bền sinh học, độ bền keo của bia Trong quá trình lên men phụ và tang trữ , bia đãđược làm trong tự nhiên nhưng chưa đạt đến độ yêu cầu Màu đục của bia là do xác

nấm men, các hạt phân tán cơ học,các hạt dạng keo,phức chất polyphenol, Tất cả các cấu tử này gây đục và làm giảm độ bền keo của bia, vì vậycần phải có quá trình lọc trong bia.

protein Tiến hành : gồm 2 bước: phủ bột lọc và lọc bia :

a Quá trình phủ bột lọc: Quá trình này có vai trò quan trọng đối với việc lọcbia Vật liệu lọc thường có lỗ kích thước từ 70 – 100 μm Lớn hơn từ 2 – 4 μm som Lớn hơn từ 2 – 4 μm Lớn hơn từ 2 – 4 μm som sovới kích thước hạt bột trợ lọc ditomit nhỏ Do đó quá trình phủ bột trợ lọc nhằmmục đích sắp xếp các hạt diatomit theo một trình tự nhất định trên bề nặt vật liệu lọc

để làm tăng hiệu quả lọc

+ Lớp bột đầu tiên: gồm những hạt có kích thước lớn nhất, sát với vật liệulọc có nhiệm vụ ngăn cản các hạt bột có kích thước nhỏ hơn lọt qua Lớp bột trợ lọcnày tạo thành bằng cách tuần hoàn nước bài khí có chứa khoảng 10 kg đất trợ lọcthô qua máy lọc với áp suất 2-3 bar Quá trình này diễn ra trong vòng 45 phút

+ Lớp bột thứ 2: gồm những hạt bột trợ lọc có kích thước trung bình, lớp nàyđảm bảo bia lọc ra có độ trong theo yêu cầu công nghệ Để tạo ra lớp lọc này tương

tự như cách tạo ra lớp đầu tiên, nhưng sử dụng bột có độ mịn hơn bằng cách trộn:

2kg đất thô + 4kg đất thường + 4kg đất tinh

Quá trình này cũng tiến hành trong 45 phút

b Quá trình lọc bia

Tùy mức độ khó hay dễ khi lọc bia mà tiến hành bổ sung đất trợ lọc cho hợp

lý Bình thường trộn theo tỉ lệ đất thô: đất thường =1:1 sau đó trộn đất: nước theo tỷ

lệ 1: 9, nếu bia khó lọc trộn theo tỷ lệ đất : nước = 1: 6

Trong quá trình lọc cần chú ý theo dõi áp suất ở đầu vào và ra Nếu chênh lệch quá

6 kg cần dừng quá trình lọc và tạo lại màng lọc

4 Bão hòa CO2

- Mục đích:

Bão hoà CO2 đạt hàm lượng CO2 theo yêu cầu , hạn chế quá trình oxi hoá và bảoquản bia, đồng thời giúp bia ổn định trước khi đem chiết

- Tiến hành :

Bia sau khi lọc được bơm vào các tank và tiến hành bão hoà CO2, nhiệt độ bãohoà từ –100C Khi bão hoà mở van từ từ để CO2 chuyển từ thể khí sang thể lỏnghoà tan vào bia Quá trình bão hoà CO2 kết thúc khi áp suất trong tank đạt yêu cầu.Thời gian bão hoà bắt buộc phải được khống chế Hàm lượng CO2 trong bia đạt3,5g/lít đối với bia hơi còn, bia chai là 4,5/lit

Chỉ tiến hành bổ sung CO2 khi kiểm tra thấy hàm lượng CO2 trong bia thiếu

III PHÂN XƯỞNG HOÀN THIỆN.

1 Chiết bock

Bia được chiết bock theo nguyên tắc đẳng áp Khi chiết phải hạn chế tối đa sựxáo trộn bia,tổn thất CO2 và sự xâm nhập của oxy không khí vào bia Bock được nốivới thùng chứa bia qua vòi chiết,một vòi thông áp cũng được nối giữa bock vàthùng chứa , dòng bia tự chảy nhờ chênh lệch chiều cao khi đã có cần bằng áp suất

2 Chiết chai.

2.1 Rửa chai

Chai được rửa bằng máy qua các công đoạn :

- Ngâm sơ bộ trong bể chứa nước nhiệt độ tăng dần

- Ngâm trong xút nóng

- Phun rửa bằng xút nóng

- Phun rửa bằng nước nóng

- Phun rửa bằng nước thường

- Phun rửa bằng nước sạch

Tổng thời gian lưu chai trong máy khoảng 10-15 phút

- Giai đoạn 2 : Tạo áp suất đối kháng Sau khi hút chân không, CO2 được đưa

và chai nhằm tạo áp suất cân bằng với bể chứa bia của máy chiết

- Giai đoạn 3 : Rót bia vào chai.Khi áp suất trong chai và bể chứa của máychiết cân bằng nhau, bia được chảy nhẹ nhàng vào chai do sự chênh lệch chiều cao.Khí trong chai được đẩy ra ngoài theo đường dẫn khí của vòi chiết

Quá trình rót bia vào chai cần đảm bảo :

+ Thể tích bia trong chai đủ với mức quy định Mức bia trong chai sẽđược điều chỉnh bằng độ sâu của vòi dẫn khí CO2 ra Khi bia chạm đầu vòi này thìquá trình tự chảy của bia sẽ dừng lại

+ Không có sự xâm nhập O2 vào chai do áp suất đối kháng CO2 tạo ra vàbia chảy nhẹ xuống dọc theo thành chai mà không tạo ra sự xáo động

- Giai đoạn 4: đầy chai

Quá trình rót bia sẽ dừng lại khi mức bia chạm tới ống dẫn khí ra của đầu chiết Khi

đó van thông khí phía trên bể chứa bia cũng đóng lại

- Giai đoạn 5 : Hạ chai ra khỏi vòi chiết

- Mục đích : đình chỉ hoạt động của nấm men , tiêu diệt các vi sinh vật còn sót lại

nhằm kéo dài thời gian bảo quản bia

- Tiến hành : quá trình thanh trùng bia chai được thực hiện theo phương pháp thanh

trùng Pasteur Máy thanh trùng chia làm 5 vùng nhiệt độ Bia từ máy dập nút chaivào hầm thanh trùng qua các vùng nhiệt độ :

+ Vùng I : 20-250C

+ Vùng II : 40-450C

+ Vùng III : 60-650C

+ Vùng IV : 40-450C

+ Vùng V : 20-250C

Độ thanh trùng : 19-23PU

4 Kiểm tra chai , dán nhãn và hoàn tất sản phẩm.

- Sau khi ra khỏi máy thanh trùng, chai đi qua máy soi , những chai không đảm bảoyêu cầu như : vỏ bẩn, bia đục,có chất lạ, chai sứt,…đều bị loại bỏ

- Chai được thổi khô trước khi qua máy dán nhãn và được dán phoi nhôm lên cổchai

- Sau đó chai được băng tải chuyển qua máy bắn chữ và máy gắp chai xếp két

- Cuối cùng két bia được chuyển vào kho