Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70 malt đại mạch 30 gạo với năng suất 200 hecto lít ngày

Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70 malt đại mạch 30 gạo với năng suất 200 hecto lít ngày Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70 malt đại mạch 30 gạo với năng suất 200 hecto lít ngày Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70 malt đại mạch 30 gạo với năng suất 200 hecto lít ngày luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Đà Nẵng – Năm 2017

TÓM TẮT

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch và 30% gạo năng

suất 200 hecto lít / ngày

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Yến Lớp: 12H2

Mã sinh viên: 107120190

Nội dung bài thuyết minh nêu rõ các vấn đề sau: cơ sở và điều kiện thuận lời để xây dựng nhà máy, giới thiệu và tổng quan nguồn nguyên liệu đưa vào sản xuất, chọn quy trình sản xuất thích hợp vầ thuyết minh quy trình, tính toán lượng nhiệt nướ cung cấp cho nhà máy Bài thuyết minh còn tính phân công lao động và tính tổ chức xâ dựng.Đưa ra các phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm và tính an toàn lao động Bản vẽ A0 gồm:

1 Sơ đồ quy trình sản xuất: Nêu lên được các công đoạn sản xuất bia

2 Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính: Cách bố trí và vị trí thiết bị trong phân xưởng sản xuất

3 Mặt cắt: Thể hiện hình dạng, chiều cao thiết bị và vị trí thiết bị trong phân xưởng

4 Sơ đồ nhiệt – hơi nước: Cách bố trí các đường ống vào thiết bị cho thích hợp

5 Tổng mặt bằng nhà máy: Sắp xếp và bố trí khu sản xuất chính và các khu phụ trợ thích hợp khu vực lựa chọn để đặt nhà máy

Thiết kế: “ Nhà máy sản xuất bia từ 70% malt đại mạch và 30% gạo năng suất

200 hecto lít/ ngày” là thiết kế mới có khả năng ứng dụng cao

ÐẠI HỌC ÐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ÐẠI HỌC BÁCH KHOA Ðộc lập - Tự do - Hạnh phúc

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA TỪ 70% MALT ĐẠI MẠCH VÀ 30%

GẠO NĂNG SUẤT 200 HECTO LÍT / NGÀY

2 Đề tài thuộc diện: Có kí kết thoả thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

Mặt hàng: Sản xuất bia

Nguyên liệu sản xuất: 70% malt đại mạch + 30 gạo

Năng suất: 200 hecto lít / ngày

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán

CHƯƠNG 8: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY

CHƯƠNG 9: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

5 Các bản vẽ (ghi rõ các loại bản vẽ và kích thước bản vẽ):

BẢN VẼ 1: SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ (A0)

BẢN VẼ 2: MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (A0) BẢN VẼ 3: MẶT CẮT PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (A0) BẢN VẼ 4: TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY (A0)

BẢN VẼ 5: ĐƯỜNG ỐNG NHIỆT - HƠI - NƯỚC (A0)

6 Cán bộ hướng dẫn: ThS Bùi Viết Cường

7 Ngày giao nhiệm vụ: 20/01/2017

8 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/05/2017

Thông qua bộ môn

Ngày …… tháng …… năm 2017

TRƯỞNG BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN

PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT ThS BÙI VIẾT CƯỜNG

LỜI NÓI ĐẦU

Trước tiên, tôi xin chân thành gởi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung, các thầy cô trong khoa Hóa và đặc biệt thầy

cô trong bộ môn công nghệ thực phẩm nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường Tiếp đến, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến thầy Bùi Viết Cường – người đã tận tình hướng dẫn, trực tiếp chỉ đạo, định hướng đề tài, động viên

và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thjực hiện đồ án tốt nghiệp này

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bố mẹ, người thân trong gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo trong Hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp đã giành thời gian quý báu của mình để đọc và nhận xét cho đồ án của tôi Kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp trồng người Xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 15 tháng 5 năm 2017

Sinh viên

Trần Thị Yến

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Bài đồ án được thực hiện dựa vào sự hướng dẫn của thầy hướng dẫn và nội dung không coppy Nội dung bài đồ án gồm 1 bảng thuyết minh và 5 bản vẽ A0 theo đúng quy định. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án tốt nghiệp này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố

Đà Nẵng, ngày 15 tháng 5 năm 2017 Sinh viên thực hiện

Trần Thị Yến

MỤC LỤC

TÓM TẮT

LỜI NÓI ĐẦU I LỜI CAM ĐOAN II MỤC LỤC III DANH SÁCH BẢNG VIII DANH SÁCH HÌNH X

MỞ ĐẦU 1

LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT 2

Vị trí xây dựng 2

Đặc điểm tự nhiên 2

Nguồn nguyên liệu 2

Nguồn cung cấp điện 2

Nguồn cung cấp hơi 3

Nguồn cung cấp nước 3

Thoát nước bẩn và vệ sinh môi trường 3

Hệ thống giao thông vận tải 4

Tiêu thụ sản phẩm và hợp tác hoá 4

Nguồn nhân lực 4

Thiết bị 4

TỔNG QUAN 5

Nguyên liệu sản xuất bia 5

Malt đại mạch 5

Nguyên liệu thay thế: Gạo 6

Hoa houblon 6

Nước 8

Chất hỗ trợ kĩ thuật 9

Chế phẩm enzyme Termamyl 9

Nấm men bia 9

Các chất hỗ trợ kĩ thuật khác 9

Các quá trình sinh hoá quan trọng 10

Các quá trình xảy ra khi nấu 10

Các quá trình xảy ra khi lên men 11

Các phương pháp sản xuất bia 12

Phương pháp lên men cổ điển 12

Phương pháp lên men liên tục 12

Phương pháp lên men hiện đại 13

Giới thiệu sản phẩm bia 13

Thành phần trong bia 13

Các chỉ tiêu trong bia 14

Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới 14

Tình hình sản xuất bia 14

Tình hình tiêu thụ bia 15

Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam 15

Tình hình sản xuất 15

Tình hình tiêu thụ 15

Vai trò của bia trong đời sống 16

CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 17

Chọn dây chuyền công nghệ 17

Thuyết minh dây chuyền công nghệ 18

Nhập nguyên liệu 18

Làm sạch 18

Nghiền nguyên liệu 18

Nấu nguyên liệu 19

Lọc dịch đường và rửa bã 22

Houblon hóa 23

Lắng trong và làm lạnh dịch đường 24

Lên men 25

Lọc trong bia 28

Ổn định bia sau khi lọc 28

Chiết rót và thanh trùng 28

Dán nhãn bia chai [21] 30

Hoàn thiện sản phẩm 33

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 34

Các số liệu ban đầu 34

Tính cân bằng sản phẩm 35

Tính cân bằng cho nguyên liệu ban đầu 35

Công đoạn làm sạch 35

Công đoạn nấu 36

Quá trình lọc dịch đường 38

Thể tích dịch đường sau khi đun sôi 38

Chi phí bao bì 44

Chi phí chai 44

TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 47

Công đoạn xử lý nguyên liệu 47

Tính xilô chứa nguyên liệu 47

Máy làm sạch nguyên liệu 49

Máy nghiền nguyên liệu 50

Tính Bunke chứa 52

Công đoạn chuẩn bị dịch đường 53

Nồi nấu nguyên liệu 53

Thiết bị lọc dịch đường sau đường hóa 56

Thùng chứa bã nguyên liệu 57

Nồi houblon hóa 58

Thiết bị lắng whirlpool 58

Thiết bị làm lạnh 59

Cân nguyên liệu 60

Tính và chọn các loại bơm cho phân xưởng nấu 60

Tính cơ cấu vận chuyển bằng gàu tải 62

Công đoạn lên men 62

Thiết bị nuôi cấy nấm men 62

Thiết bị lên men 65

Thiết bị ủ bia non sau lên men 66

Thiết bị lọc bia và thùng phối trộn chất trợ lọc 68

Thiết bị ổn định bia 68

Thiết bị pha bia Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định Tính và chọn các loại bơm cho phân xưởng lên men 70

Bơm dịch đường vào thiết bị lên men 70

Bơm bia sau khi lên men đi lọc 70

Bơm bia sau khi lọc đi ổn định 70

Bơm bia đi pha 71

Phân xưởng chiết rót 71

Phân xưởng chiết chai 71

Máy kiểm tra mực bia trong chai 72

Máy thanh trùng 72

Máy dán nhãn 72

Máy in phun hạn sử dụng 72

Máy rửa két 73

Băng tải chai và két 73

Máy dỡ chai và cho chai vào két 73

TÍNH NHIỆT – NƯỚC 75

Tính nhiệt – nước cho phân xưởng nấu 75

Các công thức sử dụng để tính toán cho phân xưởng nấu 75

Tổng lượng nhiệt dùng cho các nồi 78

Tính nhiệt - nước cho phân xưởng lên men 78

Tính nhiệt cho thùng lên men chính 78

Tính nhiệt – nước cho quá trình nhân giống nấm men 80

TÍNH TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG 82

Tổ chức 82

Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy 82

Chế độ làm việc 82

Phân bố lao động trong nhà máy 83

Xây dựng 84

Kích thước các công trình 84

Diện tích khu đất 87

Tính hệ số sử dụng 88

KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 89

Kiểm tra nguyên liệu 89

Kiểm tra chất lượng của malt 89

Kiểm tra chất lượng của gạo 89

Kiểm tra chất lượng của hoa houblon 89

Kiểm tra nấm men giống 89

Kiểm tra nước dùng nấu bia 89

Kiểm tra các công đoạn sản xuất 90

Kiểm tra công đoạn nấu 90

Kiểm tra công đoạn lên men 90

Kiểm tra công đoạn thành phẩm 91

Kiểm tra sản phẩm 91

Các chỉ tiêu cảm quan 91

Các chỉ tiêu hoá học 91

AN TOÀN LAO ĐỘNG - VỆ SINH CÔNG NGHIỆP NHÀ MÁY 93 An toàn lao động 93

Nguyên nhân xảy ra tai nạn lao động 93

Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động 93

Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động 93

Vệ sinh xí nghiệp 95

Vệ sinh cá nhân của công nhân 95

Vệ sinh máy móc thiết bị 95

Vệ sinh xí nghiệp 95

Xử lý phế liệu của quá trình sản xuất 95

Xử lý nước thải 95

Xử lý nước dùng để sản xuất 95

KẾT LUẬN 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 98

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Các thành phần chính của malt khô 5

Bảng 2.2 Thành phần hoá học của hoa houblon 8

Bảng 2.3 Hàm lượng các kim loại 9

Bảng 2.4 Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới 2004 15

Bảng 4.1 Các thành phần chính của malt khô và gạo 34

Bảng 4.2 Bảng tiêu hao nguyên liệu qua các công đoạn 34

Bảng 4.3 Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất 45

Bảng 5.1 Thông số kĩ thuật máy làm sạch gạo 50

Bảng 5.2 Thông số kĩ thuật máy nghiền malt 51

Bảng 5.3 Thông số kĩ thuật nghiền gạo 51

Bảng 5.4 Thông số kĩ thuật buke chứa malt 53

Bảng 5.5 Thông số kĩ thuật buke chứa gạo 53

Bảng 5.6 Thông số kĩ thuật của nồi nấu gạo 55

Bảng 5.7 Thông số kĩ thuật của nồi nấu malt 56

Bảng 5.8 Thông số kĩ thuật của thùng lọc 57

Bảng 5.9 Bảng đặc tính kĩ thuật của thùng chứa bã 58

Bảng 5.10 Bảng đặc tính kĩ thuật của nối houblon hóa 58

Bảng 5.11 Bảng đặc tính kĩ thuật của thiết bị lắng 59

Bảng 5.12 Tthông số kĩ thuật của thiết bị làm lạnh bản mỏng 60

Bảng 5.13 Thông số kĩ thuật của bơm 60

Bảng 5.14 Đặc tính thông số kĩ thuật bơm ly tâm 61

Bảng 5.15 Thông số kĩ thuật của thùng nhân giống nấm men cấp 1 64

Bảng 5.16 Thông số kĩ thuật của thùng nhân giống nấm men cấp 2 64

Bảng 5.17 Thông số kĩ thuật của thùng nhân giống nấm men cấp 3 65

Bảng 5.18 Thông số kĩ thuật của thùng lên men 66

Bảng 5.19 Thông số kĩ thuật của thùng ủ bia 67

Bảng 5.20 Thông số kĩ thuật của thiết bị lọc khung bản 68

Bảng 5.21 Thông số kĩ thuật của thùng ổn định bia Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định. Bảng 5.22 Thông số kĩ thuật của thùng pha bia 70

Bảng 5.23 Thông số kĩ thuật của máy chiết 71

Bảng 5.24 Thông số kĩ thuật của máy kiểm tra thể tích chai 72

Bảng 5.25 Thông số kĩ thuật máy thanh trùng 72

Bảng 5.26 Thông số kĩ thuật của máy dán nhãn 72

Bảng 5.27 Thông số kĩ thuật của máy phun hạn sử dụng 73

Bảng 5.28 Thông số kĩ thuật máy rửa kết 73

Bảng 5.29 Thông số kĩ thuật máy dỡ chai và cho chai vào kết 73

Bảng 5.30 Bảng tổng kết thiết bị kích thước thiết bị 73

Bảng 6.1 Lượng nhiệt dùng để đun nóng vỏ thiết bị 75

Bảng 6.2 Lượng nhiệt tổn thất 76

Bảng 6.3 Lượng nhiệt dùng để nâng nhiệt độ cho các nồi 76

Bảng 6.4 Tổn thất nhiệt khi nâng nhiệt độ của khối nấu trong các nồi 77

Bảng 6.5 Lượng nhiệt dùng để giữ nhiệt cho các nồi 77

Bảng 6.6 Tổng lượng nhiệt dùng cho các nồi 78

Bảng 7.1 Bảng phân phối lao động gián tiếp 83

Bảng 7.2 Bảng phân phối lao động trực tiếp 83

Bảng 7.3 Bảng tổng kết các công trình 87

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Malt đại mạch 5

Hình 2.2 Gạo 6

Hình 2.3 Hoa houblon 6

Hình 3.1 Thiết bị nghiền malt 2 đôi trục 18

Hình 3.2 Thiết bị nghiền búa 19

Hình 3.3 Sơ đồ nâng và giữ nhiệt của quá trình nấu 20

Hình 3.4 Nồi nấu gạo 20

Hình 3.5 Nối nấu malt 21

Hình 3.6 Thiết bị lọc đáy bằng 23

Hình 3.7 Thiết bị hoalon hóa 23

Hình 3.8 Thiết bị lắng Whirlpool 24

Hình 3.9 Thiết bị làm lạnh khung bản 25

Hình 3.10 Thiết bị lên men 26

Hình 3.11 Thiết bị lọc khung bản 28

Hình 3.12 Cấu tạo hệ thống chiết bia 29

Hình 3.13 Máy thanh trùng bia 30

Hình 3.14 Cấu tạo máy dán nhãn bia chai 31

Hình 5.1 Xilô chứa nguyên liệu 47

Hình 5.2 Máy làm sạch 49

Hình 5.3 Thông số kĩ thuật máy làm sạch malt 49

Hình 5.4 Máy làm gạo 50

Hình 5.5 Máy nghiền malt 51

Hình 5.6 Máy nghiền gạo 51

Hình 5.7 Bunke 52

Hình 5.8 Nồi nấu nguyên liệu 53

Hình 5.9 Thùng chứa bã 57

Hình 5.10 Thùng lắng whirlpool 59

Hình 5.11 Thiết bị làm lạnh bản mỏng 60

Hình 5.12 Thùng nhân giống nấm men 63

Hình 5.13 Tank lên men 66

Hình 5.14 Thiết bị ủ bia non 67

Hình 5.15 Thiết bị lọc khung bản 68

Hình 5.16 Thiết bị pha bia 69

MỞ ĐẦU

Một trong những loại thức uống lên men được tiêu thụ mạnh nhất ở Việt Nam trong những năm gần đây là bia, đây là sản phẩm không những được cánh nam giới ưa chuộng mà nó ngày càng có sức thu hút đối với phái nữ

Bia được định nghĩa như là một loại nước uống giải khát có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng và có mùi thơm đặc trưng của hoa houblon Uống bia với một lượng thích hợp sẽ có lợi cho sức khỏe, giúp tiêu hóa, giảm mệt mỏi Chính vì vậy, từ lâu bia đã trở thành đồ uống được nhiều người yêu thích

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước

Để tăng hiệu quả kinh tế cũng như đáp ứng nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng, các nhà máy sản xuất bia còn dùng một số loại nguyên liệu thay thế như: Đại mạch chưa nảy mầm, gạo, ngô đã tách phôi Có nhiều phương pháp và với nhiều loại nguyên liệu thay thế khác nhau tạo ra các sản phẩm bia có chất lượng khác nhau

Một phần vì nước ta là nước nhiệt đới nên nhu cầu sử dụng nước giải khát, đặc biệt về bia là khá nhiều và cùng với sự phát triển của nền kinh tế thì mức sống của con người ngày càng cao nên đòi hỏi thị trường là phải sản xuất ra những loại sản phẩm có chất lượng cao Trong đó, bia cũng là một trong những sản phẩm được chú trọng để nâng cao chất lượng

Với những yêu cầu trên, tôi được giao nhiệm vụ: “Thiết kế nhà máy sản xuất bia

từ 70% malt đại mạch + 30% gạo với năng suất 200 hecto lít/năm”

LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT

Vị trí xây dựng

Việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy rất quan trọng, bởi nó ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động sau này của nhà máy Qua nghiên cứu và khảo sát địa hình, khí hậu tôi chọn vị trí mặt bằng xây dựng nhà máy tại Khu công nghiệp Hòa khánh ở thành phố

Đà Nẵng Vì tại đây có những lợi thế căn bản về: Địa lý tự nhiên, giao thông, chính sách quản lý cũng như nhân công Đồng thời tại đây gần nguồn nguyên liệu để giảm giá thành vận chuyển, giảm hao hụt nguyên liệu, từ đó giảm giá thành sản phẩm

Đặc điểm tự nhiên

Nhà máy phải đặt gần nguồn cung cấp năng lượng như điện, hơi, nước, gần trục đường chính để đảm bảo sự hoạt động bình thường và chú ý đến nguồn nhân lực địa phương Nhà máy được xây dựng tại khu công nghiệp Hoà Khánh, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng Đây là khu vực có địa hình rộng, bằng phẳng, khô ráo, cấu tạo đất

đai chắc chắn, không bị lún, cho phép xây dựng nhà công nghiệp nhiều tầng

Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ít biến động Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu miền Bắc và miền Nam, với tính trội là khí hậu nhiệt đới điển hình ở phía Nam Mỗi năm có 2 mùa

rõ rệt: Mùa mưa và mùa khô, thỉnh thoảng có những đợt rét mùa đông nhưng không đậm và không kéo dài

Nhiệt độ trung bình hàng năm: 25,9ºC

Độ ẩm trung bình hàng năm: 83,4%

Hướng gió chủ đạo: Đông – Nam

Nguồn nguyên liệu

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia tại nhà máy là malt đại mạch, gạo, hoa houblon Do điều kiện khí hậu ở nước ta không thích hợp với việc trồng đại mạch và hoa houblon nên hai loại nguyên liệu này phải nhập từ nước ngoài Malt đại mạch và hoa houblon được nhập về cảng Tiên Sa, sau đó được ô tô vận chuyển về nhà máy Hiện nay, sản lượng gạo ở nước ta rất lớn Nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế

là gạo để sản xuất bia vừa tận dụng nguyên liệu sẵn có ở địa phương cũng như việc hạ giá thành sản phẩm Nguồn cung cấp gạo là từ các công ty lương thực hoặc có thể mua của nhân dân địa phương

Nguồn cung cấp điện

Nguồn điện chính phục vụ cho nhà máy được lấy từ lưới điện của khu công

bảo hoạt động liên tục

Điện thế thường dùng trong nhà máy 220V, điện dùng trong nhà máy với nhiều mục đích cho các thiết bị hoạt động, chiếu sáng trong sản xuất và dùng trong sinh hoạt Nguồn điện: Nguồn cung cấp điện được lấy từ trạm 110KV hiện có ở khu công nghiệp giai đoạn I, II, III Lắp đặt mới một trạm biến áp trung gian 110/35/22KV-2 × 25MVA tại vị trí phía Đông Bắc khu công nghiệp Tuỳ theo công suất sử dụng mỗi nhà máy sẽ đặt các trạm 22KV/0,4

+ Mạng lưới: Mạng lưới cấp điện cho toàn khu công nghiệp được bố trí theo hệ thống giao thông

+ Chiếu sáng công cộng: Chiếu sáng bằng hệ thống đèn cao áp gắn trên cột thép bát giác, lưới điện ngầm

Nguồn cung cấp hơi

Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng được lấy từ lò hơi riêng của nhà máy Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu Mazut [15]

Nguồn cung cấp nước

Khu công nghiệp sử dụng nguồn cung cấp nước sạch từ nhà máy nước sân bay với công suất 30.000 m3/ngày đêm

Mạng lưới cấp nước đảm bảo cung cấp đến tận tường rào các doanh nghiệp Nước được sử dụng trong nhà máy rất lớn, với nhiều mục đích khác nhau

Thoát nước bẩn và vệ sinh môi trường

Thoát nước bẩn: Tiêu chuẩn thoát nước lấy bằng tiêu chuẩn cấp nước Nước thải

từ khu vực nhà máy, khu điều hành dịch vụ, khu kỹ thuật đầu mối được xử lý sơ bộ đến giới hạn tiêu chuẩn cho phép sau đó đổ vào mạng lưới thu gom chung chảy về trạm xử lý nước thải tập trung

Toàn khu công nghiệp có 1 trạm xử lý nước thải công suất 5000 m3/ngày đêm, được đưa vào sử dụng năm 2007 Thực hiện chủ trương xã hội hóa, công tác vận hành

và quản lý Trạm xử lý nước thải khu công nghiệp Hòa Khánh đã bàn giao cho công ty Trách Nhiệm Hữu Hạn Một Thành Viên Môi Trường và Đô thị Hà Nội Nước thải sản xuất công nghiệp và nước thải sinh hoạt được xử lý riêng cục bộ tại mỗi nhà máy, xí nghiệp đạt tiêu chuẩn (TCVN 40 – 2011) trước khi thoát vào hệ thống cống chung khu công nghiệp và dẫn về trạm xử lý nước thải để xử lý đạt loại B (TCVN 40 – 2011) trước khi thải ra sông

Môi trường không khí: Xử lý bụi, khí độc nhà máy bằng dây chuyền công nghệ hiện đại các thiết bị khử bụi, khí độc hiện tại theo tiêu chuẩn TCVN5939-1995 và TCVN 5940-1995

Trồng cây xanh cách ly giữa các nhà máy khu công nghiệp và khu dân cư [15]

Hệ thống giao thông vận tải

Khu công nghiệp Hòa Khánh nằm trên quốc lộ 1A Đà nẵng lại là thành phố đang phát triển, giao thông đi lại thuận lợi cả đường bộ lẫn đường sắt kể cả đường thủy Vì vậy nhà máy có thể dễ dàng vận chuyển nguyên liệu cũng như trong việc vận chuyển phân phối tiêu thụ sản phẩm

Khu công nghiệp Hòa khánh nằm tại quận Liên Chiểu thành phố Đà Nẵng

sẽ đáp ứng cho nhu cầu xuất khẩu theo đơn đặt hàng

Nhà máy có thể liên hợp hóa với các nhà máy trong khu công nghiệp về việc mua bán nguyên liệu thay thế và phụ phẩm, phế phẩm từ nhà máy, tạo điều kiện cho nhà máy tăng lợi nhuận và giảm giá thành sản phẩm [15]

Nguồn nhân lực

Công nhân được chọn trong địa bàn tỉnh để tận dụng nguồn nhân lực địa phương,

do đó giảm đầu tư nhà ở và sinh hoạt công nhân

Đà Nẵng, đặc biệt là khu vực Hòa Khánh, ngoài nguồn nhân công trong vùng, còn có nguồn lao động lớn từ các tỉnh khác

Ngoài ra còn có nguồn cán bộ kỹ thuật cao từ các trường đại học trong thành phố Đây là nguồn cung cấp nhân công rất tốt cho nhà máy

Đối với đội ngũ lãnh đạo nhà máy, tỉnh đáp ứng đầy đủ các kỹ sư, cử nhân tốt nghiệp từ các trường đại học trong cả nước Đặc biệt Huế, Đà Nẵng, Quảng Trị có đủ kiến thức, năng lực nghiệp vụ để lãnh đạo [15]

Thiết bị

Nhà máy sử dụng phần lớn các thiết bị trong nước chế tạo nhằm giảm chi phí, ngoài ra có thể nhập một vài thiết bị từ nước ngoài để đảm bảo qui trình công nghệ Thiết bị phải đảm bảo phù hợp với quy trình công nghệ và được tự động hóa trong sản xuất, góp phần làm hiện đại hóa trong sản xuất [15]

TỔNG QUAN

Nguyên liệu sản xuất bia

Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon, nước, nguyên liệu thay thế dùng trong nhà máy là gạo

Hình 2.1 Malt đại mạch [20]

Các yêu cầu chất lượng của malt khi nhập: Khi nhập malt vào trong sản xuất yêu cầu malt phải có màu vàng sáng, óng mượt, kích thước đồng đều tròn và to Yêu cầu hạt không được gãy nát quá nhiều, hạt gãy < 0,5% và không lẫn tạp chất Đặc biệt hạt malt phải giữ được mùi thơm đặc trưng, không có mùi vị lạ không được mốc và không

bị hôi khói Hạt malt khi nhập vào phải kiểm tra độ ẩm nghiêm ngặc, độ ẩm an toàn khi bảo quản hạt malt phải nhỏ hơn 6% Khối lượng hạt phải đạt 28 – 29g/1000 hạt

Độ hoà tan tính theo chất khô 76 - 81,7% Thời gian đường hóa trong khoảng từ 10 –

20 phút/70ºC Cường độ màu của hạt malt vàng từ 0,3 – 0,16 mg iod/ lít H2O

Bảng 2.1 Các thành phần chính của malt khô

Trong thành phần hoá học của malt, quan trọng nhất là hàm lượng tinh bột Hàm lượng tinh bột càng cao càng tốt nhưng hàm lượng protein phải nằm trong giới hạn cho phép từ 9 – 12% Nếu hàm lượng protein cao thì bia dễ bị đục, khó bảo quản, nếu thấp hơn thì bia sẽ kém bọt và có hương vị kém đậm đà

Nguyên liệu thay thế: Gạo

Gạo sau khi xay xát, có thể đánh bóng để hạt gạo trắng và sáng hơn, sau khi xay hạt thóc chúng ta sẽ có được những hạt gạo trắng sáng, trong gạo trắng chứa tinh bột (80%), một thành phần chủ yếu cung cấp nhiều năng lượng, protein (7,5%), nước (12%), vitamin và các chất khoáng (0,5%) cần thiết cho cơ thể Gạo có chứa rất nhiều tinh bột, protein vừa phải, chất béo và xenlulo ở giới hạn thấp

Hình 2.2 Gạo [26]

Trong quá trình nấu ta thu được nhiều chất hòa tan Mặt khác sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế một phần giảm giá thành sản phẩm mà chất lượng bia không thua kém so với sử dụng toàn bộ malt đại mạch Gạo được bảo quản trong kho bảo quản ngũ cốc bình thường, thời gian bảo quản là một tháng

Yêu cầu hạt gạo phải: Trắng, nhẵn bóng không lẫn sỏi đá, không mối mọt và không vóng cục Gạo khi nhập kho cần đạt độ ẩm nhỏ hơn 12% Gạo cần có độ hòa tan tốt 75% tính theo chất khô [27]

Hoa houblon

Vai trò của hoa houblon

Hình 2.3 Hoa houblon [19]

Houblon là loại thực vật lâu niên đơn tính, thuộc họ gai mèo Nó gồm có hoa cái

và hoa đực nằm trên hai thân khác nhau Trong công nghệ sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn vì khi đã thụ phấn trong hoa sẽ tạo hạt làm giảm chất lượng của hoa Hoa houblon là nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất bia bởi vì: Hoa houblon truyền mùi thơm và vị đắng cho bia vì trong hoa houblon có chứa chất đắng, tinh dầu và tanin [5]

a Chất đắng: Chất đắng có vai trò rất lớn trong sản xuất bia Nó truyền cho bia

vị đắng dịu, tăng cường sức căng bề mặt của bia nên góp phần giữ bọt lâu tan và nó có tính kháng khuẩn nên làm tăng độ bền sinh học cho bia

Thành phần chất đắng của hoa houblon bao gồm axit đắng và nhựa đắng

Các axit đắng gồm dạng 𝛼- và dạng 𝛽- Ở giai đoạn houblon hóa các hợp chất này không trực tiếp hòa tan vào dịch đường mà phải trải qua quá trình đồng phân hóa Các sản phẩm đồng phân này có khả năng hòa tan và cho độ đắng cao hơn nhiều so với các hợp chất nguyên thủy

Các nhựa đắng bao gồm nhựa mềm và nhựa cứng, trong đó nhựa mềm là hợp phần có giá trị của chất đắng, trong khi đó nhựa cứng thì không có giá trị Vì chúng hầu như không hòa tan vào nước và dịch đường, chúng thường bị thải ra ngoài theo cặn lắng

b Tinh dầu: Tinh dầu của hoa houblon hòa tan vào dịch đường, tồn tại trong bia

và tạo cho nó mùi thơm đặc trưng, nhẹ nhàng và dễ chịu

Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon có đến 98% lượng tinh dầu bay ra ngoài theo hơi nước, chỉ còn lại 2% tồn tại trong bia Mặc dù còn lại ít nhưng lượng tinh dầu này quyết định hương thơm của bia, nhất là bia vàng

c Tanin: Tanin của hoa houblon dễ hòa tan trong nước và trong dịch đường Do

đó, trong quá trình houblon hóa các tanin hòa tan vào dịch đường và dễ dàng kết hợp với protein cao phân tử để tạo thành các phức chất không hòa tan Nhờ đó mà loại trừ

được các cấu tử protein khó biến tính và kết lắng ra khỏi dịch đường

Tanin của hoa houblon dễ bị oxy hóa nên bảo vệ nhựa houblon khỏi bị oxy hóa Mặt khác, tanin của hoa houblon còn tham gia vào việc hoàn thiện vị cho bia

Trong sản xuất bia nên sử dụng hoa houblon dưới nhiều dạng khác nhau: Dạng hoa nguyên cánh, dạng hoa nghiền, hoa viên và cao hoa Trong nhà máy sử dụng hoa viên và cao hoa để sản xuất bia vì nó dễ bảo quản, chất lượng tốt Không nên sử dụng 100% cao hoa để nấu bia vì nó sẽ làm cho mùi, vị của bia giảm sút [5]

Thành phần hoá học của hoa houblon

Thành phần hoá học của hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau, nhưng các chất

có giá trị trong công nghệ sản xuất bia là nhựa hoa houblon, các tanin và tinh dầu

Ngoài ra trong hoa còn chứa một số các chất khác như: protein, mỡ, sáp, các tạp chất phi protein

Bảng 2.2 Thành phần hoá học của hoa houblon 5

Biện pháp bảo quản hoa

Để bảo quản hoa được tốt cần giữ hoa trong các điều kiện sau: Ngăn chặn sự xâm nhập của không khí vào hoa bằng cách bảo quản trong thùng kín hoặc trong môi trường khí trơ Cần chú ý bảo quản trong môi trường nhiệt độ thấp, gần 0ºC vì ở nhiệt

độ thấp có tác dụng kiềm chế các quá trình hoá học, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật Nhà máy bảo quản 5 – 10°C và bảo quản trong điều kiện cách ẩm tốt

Nước

Vai trò trong công nghệ sản xuất bia

Hàm lượng nước trong bia thành phẩm chiếm hơn 90% Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia Nước có ảnh hưởng lớn đến tiến trình công nghệ và chất lượng sản phẩm

Thành phần hóa học của nước

Nước thực chất là một dung dịch loãng của các muối ở dạng ion: Nhóm cation chiếm nhiều nhất là: Ca2+, Mg2+,H+, Na+, K+, Fe2+, Mn2+, Al3+

Nhóm anion chủ yếu là: OH-, HCO3-, Cl-, SO42-, NO3-, NO2-, SiO32-, PO4

3-Các muối của canxi và magie là nguyên nhân gây độ cứng của nước

Yêu cầu chất lượng

Nước nấu bia phải trong suốt, không màu, vị dễ chịu, không có mùi vị lạ và không chứa các vi sinh vật gây bệnh

Độ cứng trung bình 5 - 6mg đương lượng/lít, có pH = 6,8 - 7,3 độ oxy hóa không vượt quá 1 - 2mg/lít, hàm lượng cặn khô không vượt quá 600mg/lít Hàm lượng các kim loại:

Bảng 2.3 Hàm lượng các kim loại [5,tr 65]

Chế phẩm enzyme là chế phẩm lấy từ vi khuẩn Baccillus licheniformis

Màu sắc: Từ màu sáng cho đến nâu tối Hoạt độ: 120 KNU-T/g Độ nhớt: 1 - 25 cPs Tỉ trọng:1 ,26 g/ml, pH ở 25°C là 5,5 - 7 Chất ổn định: Methionine, Sodium chloride, Sucrose [ 5]

Nấm men bia

Trong công nghệ sản xuất bia người ta sử dụng các chủng nấm men:

+ Saccharomyces cerevisiae: Thuộc loại lên men nổi

+ Saccharomyces carlsbergensis: Thuộc loại lên men chìm

Khi sử dụng men chìm, một phần nấm men bị yếu và nó kết tủa kém cho nên có thể làm cho bia có mùi men Do đó phải thường xuyên thay men Tuy nhiên men chìm

ít bị nhiễm khuẩn [5 ]

Các chất hỗ trợ kĩ thuật khác

Axit lactic, H2SO4: Cho vào khi hồ hóa ở nồi gạo, có tác dụng tạo môi trường thuận lợi cho enzyme hoạt động, có tác dụng điều chỉnh pH

CaCl2: Làm bền enzyme α-amylaza ở nhiệt độ cao chống lại khả năng nhiễm khuẩn của bia, kết tủa chất có trong vỏ malt tránh hiện tượng bị đục bia, ổn định, tạo vị cho bia

ZnCl2: Cho vào giai đoạn cuối của quá trình đun sôi nước nha giúp nấm men phát triển khỏe trong giai đoạn đầu của quá trình lên men

Vicant: Chất bảo quản và chất chống oxy hóa làm biến tính bia giúp bia ổn định

Maturex: Làm giảm hàm lượng diacety trong bia thành phẩm, rút ngắn chu kỳ lên men

Các quá trình sinh hoá quan trọng

Trong công nghệ sản xuất bia có nhiều quá trình sinh hoá xảy ra, nhưng quan trọng nhất là các quá trình xảy ra ở công đoạn nấu và lên men bia

Các quá trình xảy ra khi nấu

Các quá trình xảy ra trong khi nấu được chia làm 2 nhóm là: Quá trình enzyme

và quá trình phi enzyme

a Quá trình enzyme [5]

• Sự thuỷ phân tinh bột

Tinh bột dưới tác dụng của hệ enzyme amylaza sẽ bị thuỷ phân thành đường và các dextrin với phân tử lượng khác nhau Đường có ý nghĩa lớn với quá trình lên men còn các dextrin tuy không lên men được nhưng nó góp phần quan trọng vào việc hoàn thiện vị của bia

• Sự thuỷ phân protein

Dưới tác dụng của enzyme proteaza thì protein bị thủy phân thành các axit amin

và các sản phẩm có phân tử lượng lớn hơn như peptit, peptone Các sản phẩm khác của quá trình thuỷ phân như axit amin và peptit là nguồn dinh dưỡng nitơ cho nấm men, còn pha có phân tử lượng trung bình như pepton tạo vị đậm đà, tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt cho bia Tuy nhiên nếu hàm lượng của chúng quá cao sẽ làm cho bia dễ

bị đục và khó bảo quản

• Sự thuỷ phân fitin

Dưới tác dụng của hệ enzyme fitaza xảy ra sự thuỷ phân fitin tạo thành axit phosphoric và các sản phẩm khác Axit phosphoric là nguồn dinh dưỡng cung cấp cho nấm men và đóng vai trò quan trọng trong việc tạo môi trường đệm thích hợp cho các enzyme hoạt động

Dưới tác động của enzyme xitaza dẫn đến sự thuỷ phân hemixenluloza và một số chất khác của nguyên liệu để tạo thành glucose, xilose, arabinose Sự thuỷ phân này mang 2 ý nghĩa là vừa bổ sung chất hoà tan cho dịch đường, vừa phá bỏ hàng rào chắn, tạo điều kiện thuận lợi cho các enzyme khác dễ dàng tác động

b Quá trình phi enzym

• Sự kết lắng và biến tính của protein

Dưới tác động của nhiệt độ cao, một phần protein bị biến tính và đông tụ Đây là yếu tố có lợi cho công nghệ sản xuất bia vì sẽ loại được những protein dễ bị biến tính

ra khỏi dịch đường làm tăng độ bền keo của bia tức là giảm được khả năng gây đục

• Sự tạo thành melanoid

Đây là một phản ứng đặc biệt quan trọng trong công nghệ sản xuất bia Tuy phản ứng này gây ra hao tổn axit amin và đường khử nhưng với một lượng melanoid vừa phải lại góp phần nâng cao giá trị cảm quan cho sản phẩm sau này Quá trình tạo thành melanoid đã xảy ra một cách mạnh mẽ ở giai đoạn sấy malt, đến giai đoạn đường hoá, điều kiện về nhiệt độ và các yếu tố khác chưa tối ưu cho quá trình trên nhưng dù sao thì một lượng đáng kể melanoid cũng được tạo thành

Ngoài ra trong quá trình nấu còn xảy ra phản ứng giữa các muối của nước và photphat có trong khối cháo, xảy ra sự hoà tan các thành phần dễ hoà tan của malt vào dung dịch

Các quá trình xảy ra khi lên men

Lên men chính

• Quá trình sinh lý

Thể hiện sự sinh sản của nấm men, nấm men sinh trưởng mạnh trong thời kỳ đầu của quá trình lên men chính Lúc đó xảy ra đồng thời sự sinh sản của nấm men và sự lên men Trong điều kiện lên men bình thường thì sự sinh sản của nấm men kết thúc trước khi lên men chính kết thúc xong

• Quá trình sinh hóa

Là sự chuyển hóa các chất nhờ tác động của enzyme trong tế bào nấm men Cơ bản là sự chuyển hóa thành rượu và CO2

Trong quá trình lên men, nấm men thông qua con đường trao đổi chất và năng lượng trong các điều kiện kỹ thuật thích hợp để chuyển các gluxit phân tử lượng thấp (các đường, dextrin ) thành rượu, CO2 theo sơ đồ phản ứng: [5]

C6H12O6 C2H5OH + CO2 + H2O + Q

Đồng thời có các quá trình sinh hoá xảy ra do sự xúc tác sinh học của các enzym được hình thành trong quá trình lên men, một số phản ứng phụ cũng hình thành như các axit hữu cơ, các este, các rượu bậc cao, andehyt, glyxerin

• Quá trình hóa lý

Trong giai đoạn này có sự thay đổi lớn về độ chua do sinh ra CO2 và các axit hữu

cơ Thế oxy hóa khử biến đổi đáng kể do hàm lượng O2 giảm dần và tạo thành chất khử

Cường độ màu giảm do polyphenol dễ bị oxy hóa khử và sau đó bị kết lắng

Sự hòa tan CO2 và tạo bọt: CO2 sinh ra sẽ được hòa tan vào trong bia Khi lượng

CO2 sinh ra nhiều và thoát ra ngoài dưới dạng những bong bóng nhỏ li ti Từ đó, hình thành lớp căng bề mặt mà nhờ đó CO2 không thoát ra ngoài và liên kết với nhau tạo thành bột

Các phương pháp sản xuất bia

Phương pháp lên men cổ điển

- Chất lượng lên men tốt, ổn định

- Lên men phòng lạnh ở nhiệt độ thấp sẽ an toàn về phương diện bảo quản và tiêu diệt vi sinh vật lạ

b Nhược điểm

- Chu kỳ lên men dài

- Chi phí năng lượng cao

Phương pháp lên men liên tục

- Dễ cơ giới hóa và tự động hóa quá trình sản xuất

- Rút ngắn được chu kỳ lên men

b Nhược điểm

- Đòi hỏi thao tác trình độ cao

- Hệ thống thiết bị cồng kềnh

- Dễ nhiễm trùng hàng loạt

- Chi phí năng lượng cho phòng lạnh cao

Phương pháp lên men hiện đại

- Rút ngắn thời gian lên men

- Bơm chuyển không dòng, giảm tốn thất khi lên men

- Chất lượng bia ổn định

- Thiết bị đặt ngoài trời, giảm chi phí năng lượng cho làm lạnh

b Nhược điểm: Thời gian lên men ngắn nên chất lượng bia không bằng so với

phương pháp lên men cổ điển, đòi hỏi phải xứ lý sản phẩm phụ như diacetyl

Giới thiệu sản phẩm bia

Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng Ngoài việc cung cấp một lượng calo khá lớn, uống bia còn kích thích tiêu hóa cho cơ thể con người Sản phẩm của nhà máy ở dạng đóng chai vừa dễ sử dụng vừa đảm bảo cho việc bảo quản được chất lượng của bia

Được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon, và nước với quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có các tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người Hương thơm đặc trưng, vị đắng dễ chịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 khá cao (4 - 5g/l) giúp cơ thể con người giải khát một cách triệt để khi uống

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại bia khác nhau Sự khác nhau chủ yếu là

do tỉ lệ khác nhau của nguyên liệu đem nấu Tỉ lệ nguyên liệu đem nấu bia khác nhau, tạo ra nhiều loại bia, rất phong phú Vì lý do muốn đa dạng sản phẩm và đem lại nguồn lợi kinh tế nên nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế với tỷ lệ 70% malt đại mạch và 30% gạo Phương pháp sản xuất bia là phương pháp lên men hiện đại, với phương pháp này sẽ giảm bớt tổn thất, chi phí cho quá trình sản suất và thời gian lên men cũng được rút ngắn

Thành phần trong bia

Trong bia nước chiếm 80% Bia có độ rượu nhẹ (hàm lượng độ rượu khoảng 3 – 6%) , có gas, có bọt mịn xốp và có mùi thơm đặc trưng Trong bia có chứa một số chất

bổ dưỡng:

+ Chất đạm: Đặc biệt là đạm hòa tan chiếm 8 – 10% chất tan, bao gồm: protein, peptid và amino axit

+ Gluxit: Gluxit hòa tan ( 70% là dextrin, pentosan sản phẩm caramen hóa)

+ Vitamin chủ yếu là vitamin nhóm B

+ Lupumin trong bia và hoa houblon có tính an thần dễ ngủ

+ Đặc biệt CO2 hòa tan trong bia có tác dụng giảm nhanh cơn khát của con người, giúp tiêu hóa nhanh thức ăn và ăn uống ngon miệng, giảm mệt mỏi tăng phần tỉnh táo nếu người dùng sử dụng liều lượng thích hợp

Các chỉ tiêu trong bia

Chỉ tiêu cảm quan

+ Độ bọt: Khi rót bia ra cốc, bia phải có bột trắng mịn, từ đáy cốc luôn có bọt khí

li ti nỗi dần lên bề mặt, chiều cao lớp bọt > 2cm, thời gian giữ bọt 5 – 15 phút

+ Mùi và vị: Bia phải có độ đắng đặc trưng và hương thơm dịu nhẹ của hoa houblon, không quá nhạt không có mùi vị lạ

+ Màu sắc và độ trong: Bia phải có màu vàng rơm sáng óng ánh trong suốt, không được có cặn hay vẫn đục

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

lệ lượng bia tiêu thụ bình quân đầu người là rất cao Sản lượng bia thế giới trong một thập kỷ tăng 35,6 % Có sản lượng lớn và luôn phát triển là Trung Quốc, kế đến là Nga

và Brazil Trong khi đó, năm 2001, Mỹ là nước dẫn đầu sản lượng bia thế giới với 23.300 triệu lít, đến năm 2011 giảm sản lượng còn 22.546 triệu lít đứng vị trí thứ hai

Việt Nam, Ukraina và Trung Quốc có mức tăng trưởng cao trong mười năm qua, lần lượt là 240,4 %, 132,9 % và 118 %

Năm 2011, sản lượng bia thế giới đạt 192.710 triệu lít, tăng 3,7% so với 2010 Riêng châu Á sản lượng bia chiếm 34,5% toàn cầu, đạt mức tăng trưởng 8,6% năm Trung Quốc tăng sản lượng năm 2011 hơn 10,7% so với 2010 là thị trường nhiều tiềm năng phát triển

Các nước phát triển uống nhiều rượu bia, nhất là các nước châu Âu Các nước Cộng hòa Czech, Đức, Áo, Ireland dẫn đầu trong tiêu thụ bia, bình quân đầu người hàng năm lần lượt là 132, 107, 106 và 104 lít/người/năm Người Việt bình quân uống bia 29 lít/người/năm, nhiều hơn người Thái Lan, lào, Campuchia và ít hơn người Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật [18]

Tình hình tiêu thụ bia

Sản lượng bia tiêu thụ trên thế giới cao, mỗi năm mức tiêu thụ lên trên 150 tỷ lít Tiêu thụ trên thế giới 148 tỷ lít trong năm 2009 và sẽ vượt 160 tỷ lít (2014) với tốc độ phát triển là 8% Các dòng bia lager vẫn được ưa chuộng nhất với 56% thị phần Châu Âu là thị trường bia lớn nhất thế giới, chiếm 48% thị phần

Bảng 2.4 Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới 2004 [5]

Báo cáo của Hiệp hội Bia - Rượu - Nước giải khát (VBA) cho thấy, trong 5 năm qua, ngành có tốc độ phát triển trên 7 % Trong năm 2015 ước tính sản lượng bia đạt 3,4 tỷ lít, tăng 40,72 % so với năm 2010 (2,416 tỷ lít)

Trước đó, vào giữa năm 2015, một báo cáo của hiệp hội này cũng cho thấy Việt Nam xếp thứ 5 trong 10 nước Châu Á về tiêu thụ bia, rượu bình quân, chỉ xếp sau Nhật Bản, Hàn Quốc, Thái Lan và Trung Quốc Thống kê cho thấy, năm 2010, lượng tiêu thụ ở mức 6,6 lít/người/năm, tăng gấp đôi giai đoạn 2003 – 2005 là 3,8 lít/người/năm Dự báo đến 2025, con số sẽ tăng lên 7lít/người/năm [18]

Vai trò của bia trong đời sống

So với các loại thức uống khác thì bia có nhiều ưu điểm như: Giúp cơ thể thỏa mái,

dễ chịu và tăng sức lực nếu sử dụng đúng liều lượng Bia là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể, 1 lít bia cung cấp cho cơ thể 400 – 800 kcal

Ngoài ra những nghiên cứu gần đây cho thấy bia tốt cho tim mạch và não giúp con người hưng phấn hơn và hiệu quả làm việc cao hơn

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

và chất lượng ngày càng được nâng cao

CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Chọn dây chuyền công nghệ

Sữa men Hơi

Nước

Nghiền Hòa malt Nấu

Rửa và sát trùng

Nắp

Ổn định Lọc bia

Thành phẩm

Nước Hơi Làm nguội

Nghiền Làm sạch

Nấu Hòa trộn

Thuyết minh dây chuyền công nghệ

Nhập nguyên liệu

Malt và gạo trước khi nhập vào kho chứa phải qua khâu kiểm tra chất lượng, đảm bảo chất lượng bia sau này

Malt và gạo được vận chuyển vào các xilo để bảo quản nhằm tránh những tác hại

do vi sinh vật hay tác động của môi trường

Làm sạch

Malt và gạo dùng sản xuất bia cần phải làm sạch nếu không sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của bia Do đó malt và gạo trước khi đưa vào nấu cần phải cho qua máy làm sạch để làm sạch bụi, rễ malt, bụi, sâu mọt còn sót lại trong nguyên liệu Tiếp theo, để loại bỏ các tạp chất kim loại có thể có trong nguyên liệu, malt và gạo được

đưa qua hệ thống làm sạch bằng nam châm

Tiến hành: Malt từ xilo chứa cho qua máy sàng tự động để làm sạch bụi, loại hạt lép, mầm, rễ malt còn sót lại trong nguyên liệu cũng như loại bỏ các tạp chất nặng Sau

đó để loại bỏ các tạp chất kim loại, malt được đưa qua hệ thống nam châm

Tương tự như malt, gạo từ xilo chứa cũng được làm sạch trước khi đem nghiền

Nghiền nguyên liệu

Mục đích nghiền

Nghiền nhỏ nguyên liệu nhằm phá vỡ cấu trúc của hạt để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần của nội nhũ dễ hơn, thúc đẩy quá trình đường hoá và các quá trình thuỷ phân khác nhanh và triệt để hơn

Cách tiến hành

- Malt đại mạch: sử dụng máy nghiền 2 cặp trục để nghiền malt

Hình 3.1 Thiết bị nghiền malt 2 đôi trục [5]

1 Trục cấp liệu 5 Sàng rung

3 Đôi trục nghiền thô 7 Hỗn hợp sau khi nghiền thô

Malt từ trục cấp liệu xuống đôi trục nghiền 3 Thành phần hỗn hợp sau khi nghiền lần 1 gồm: Vỏ 30%, tấm thô 50%, bột mịn 20% Phần bột mịn lọt qua lỗ sàng 5

đi ra ngoài theo 9 Tách bột ra khỏi vỏ khi qua đôi trục thứ hai 4

Sau khi nghiền hai lần, thành phần bột nghiền như sau: Vỏ 20%, tấm 50%, bột

Gạo:Cần tiến hành nghiền nhỏ để trong quá trình nấu các chất tinh bột, protein,…chuyển sang dạng hòa tan nhanh hơn Nghiền gạo bằng thiết bị nghiền búa

1 Phễu chứa nguyên liệu

2 Trục phân phối nguyên liệu

để vận chuyển xuống, búa đập những hạt tinh bột nhỏ hơn lỗ sàng văng ra ngoài và được chuyển xuống búa đập Những hạt tinh bột nhỏ hơn lỗ sàng văng ra máy có cửa quan sát và giảm áp

Nấu nguyên liệu

Mục đích

Mục đích của quá trình nấu là chuyển các chất có trong malt và nguyên liệu thay thế

từ trạng thái không hoà tan sang trạng thái hoà tan nhờ tác động của enzym thuỷ phân

Biểu đồ nâng và giữ nhiệt của quá trình nấu

Hình 3.3 Sơ đồ nâng và giữ nhiệt của quá trình nấu

Hình 3.4 Nồi nấu gạo [5]

2 Bộ phận nhập bột gạo, nước 7 Hơi cấp đáy

4 Cửa quan sát, vệ sinh 9 Nước ngưng

Cách tiến hành

Quá trình vận hành nồi gạo gồm 29 bước: Khi malt lót ở bước 4 thì nồi gạo tiến hành khởi động ở bước 2, malt lót được chuyển vào nồi gạo ở bước 4 và kết thúc ở

40 35

70 70

65

40 35

0 20 40 60 80 100 120

bước 5 trong quá trình này ta bổ sung acid lactic 80% để điều chỉnh pH cho enzyme hoạt động và giúp quá trình thủy phân tinh bột tốt hơn, sau khi chuyển malt lót lần 1 xong thì bột gạo được chuyển vào nồi gạo và được phối trộn bằng bộ phân phối trộn theo tỷ lệ gạo : nước là 1 : 2,3, gạo và nước xuống cùng một lúc với áp lực mạnh nhằm hòa tan bột gạo trong nước, tránh hiện tượng gạo bị vón cục [19]

Sau khi xuống gạo xong tiến hành nâng nhiệt độ nồi gạo lên 72ºC (bước 8), tốc

độ nâng nhiệt 1 phút 1ºC và giữ ở nhiệt độ này 20 phút (bước 9) mục đích tạo điều kiện cho các chất hòa tan Đây cũng là nhiệt độ tối thích cho enzyme α-amylase phân cắt sơ bộ tinh bột thành đường Tiếp theo nâng nhiệt lên 83ºC (bước 10) và giữ trong 5 phút (bước 11), nhằm hồ hóa tinh bột Lúc này nồi gạo đạt độ nhớt lớn nhất, các hạt tinh bột có sức căng bề mặt rất lớn và các liên kết glucozit dễ dàng bị phá vỡ Tại nhiệt

độ này α-amylase bị mất hoạt tính Sau đó tiến hành hạ nhiệt độ xuống 72ºC bằng 9hl nước 26ºC (bước 12), rồi cấp malt lót lần 2 (bước 14), giữ nhiệt ở nhiệt độ này 25 phút (bước 16)

Tiếp theo tiến hành nâng nhiệt lên 100oC (bước 18), và giữ ở nhiệt độ này 15 phút tại nhiệt độ này quá trình hồ hóa tinh bột diễn ra hoàn toàn, khi quá trình nâng nhiệt tiến hành được 3 phút thì nồi malt được khởi động, máy nghiền malt ướt bắt đầu quá trình nghiền malt Sau giữ ở nhiệt độ 100oC được 15 phút và quá trình nghiền malt của máy nghiền malt kết thúc tiến hành hội cháo dịch hồ hóa từ nồi gạo được bơm sang nồi malt (bước 21) quá trình bơm hội cháo diễn ra khoảng 10 – 13 phút và kết thúc (bước 23) Sau đó nồi gạo tiến hành tráng rửa bằng nước và kết thúc ở bước 29, chuẩn

bị cho mẻ nấu mới

11

Hình 3.5 Nối nấu malt

1 Ống thoát hơi 5 Lớp bảo ôn

2 Đèn chiếu sáng 6, 7 Hơi cấp thân, đáy

3 Quả cầu CIP 8 Đường dịch nấu ra

4 Cửa quan sát, vệ sinh 9 Đường dịch cháo vào

Mục đích

Chiết tối đa các chất có thể hòa tan trong nguyên liệu và thủy phân các chất có phân tử lượng cao trong hạt malt và gạo, tạo thành những chất đơn giản, hòa tan được với nước tạo thành dịch đường hóa

Quá trình lọc dịch đường gồm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn lọc dịch đường

- Giai đoạn rửa bã

Khi tiến hành rửa bã để tăng cường quá trình khuếch tán các chất hòa tan vào dung dịch thì cần dùng nước nóng 78°C để rửa (nước rửa bã cũng được chảy vào nồi houblon hóa) Không nên dùng nước có nhiệt độ cao hơn 78°C để rửa bã vì sẽ làm vô hoạt enzyme amylaza và tốn năng lượng Kết quả làm cho dịch lên men bị đục và bia

Dịch lọc sau khi lọc xong phải đảm bảo về độ trong Khi đã rửa bã xong thì tiến hành tháo bã và vệ sinh sát trùng thiết bị

Nhà máy sử dụng thiết bị lọc thùng để lọc dịch đường Thiết bị có dạng hình trụ, đáy phẳng, nắp hình cầu

3.2.6.2 Tiến hành houblon hóa

Vật liệu chế tạo tốt nhất là thép không gỉ

Hình 3.7 Thiết bị hoalon hóa [5]

Tiến hành: Dịch đường và nước rửa bã từ thiết bị lọc chuyển vào nồi houblon hóa Dịch đường lấp đầy đáy nồi thì bắt đầu cung cấp nhiệt để nhiệt độ dịch đường luôn giữ ở 70 - 75°C Duy trì ở nhiệt độ này để enzyme α-amylaza tiếp tục thủy phân

7 Đáy lưới giả

8 Đường nước vệ sinh

tinh bột còn sót Khi nước rửa bã chảy vào nồi houblon hóa gần kết thúc thì bắt đầu nâng nhiệt đun sôi

Đối với cao hoa: Khi dịch bắt đầu sôi thì cho cao hoa vào để tạo vị đắng và tạo màu cho bia, giữ bia có độ bền màu Đối với hoa viên: Cho vào dịch đường sau khi sôi

30 phút bổ sung đồng thời ZnCl2 cho vào giai đoạn cuối của quá trình đun sôi nước nha giúp nấm men phát triển tốt trong giai đoạn đầu của quá trình lên men

Lắng trong và làm lạnh dịch đường

Mục đích

- Hạ nhiệt độ của dịch đường đến nhiệt độ lên men

- Bão hòa O2 cho dịch lên men

- Kết tủa các huyền phù, làm trong dịch đường

- Làm trong dịch, tách bỏ cặn và làm lạnh đến nhiệt độ lên men

Phương pháp tiến hành

Tiến hành lắng trong và làm lạnh qua hai giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Tiến hành lắng trong bằng thiết bị lắng Whirlpool Thiết bị này có ưu điểm là đảm bảo vô trùng vì dịch đường khi đưa vào thiết bị là vừa đun sôi, còn ra khỏi thiết bị cũng có nhiệt độ rất cao (90°C)

a Thiết bị lắng trong

1 Ống hơi 4 Dụng cụ phá bọt 7 Cặn

2 Cửa quan sát 5 Đường dịch vào

3 Vệ sinh VIP 6 Đường dịch ra

Hình 3.8 Thiết bị lắng Whirlpool [5]

Khi quá trình houblon hoá kết thúc, dịch nấu sẽ được chuyển vào thiết bị lắng, do cửa vào được bố trí theo đường tiếp tuyến với thành trong của thiết bị nên dòng vào sẽ được tạo thành dòng chảy xoáy, kết tủa sẽ được đẩy vào trung tâm của thiết bị lắng nhờ lực hướng tâm mạnh Khi đã nhập liệu vào đầy thiết bị lắng, quá trình lắng trong thiết bị lắng diễn ra khoảng 20 phút

- Giai đoạn 2: Làm lạnh dịch đường trong thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng Dịch đường được làm lạnh đến nhiệt độ lên men chính là 9ºC Ưu điểm của thiết bị này là thiết bị kín, tránh sự nhiễm khuẩn cho dịch đường Tốc độ hạ nhiệt độ của dịch đường nhanh nên hạn chế được sự hoạt động của vi sinh vật

Thực hiện làm lạnh ở trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm với tác nhân lạnh là glycol Nhiệt độ dịch đường sau làm lạnh khoảng 9 - 10°C

❖ Cách tiến hành

Dịch lọc bắt đầu được làm lạnh nhờ tác nhân lạnh là glycol, dịch đường chảy vào

từ một đầu chảy qua đường khía được tạo thành giữa 2 tấm bản và đi ra đường khác, trong khi đó tác nhân lạnh chảy ra theo chiều ngược lại theo các rãnh kế tiếp của tấm bản Các đường rãnh trên tấm bản đảm bảo dòng chảy thay đổi hướng liên tục để có hiệu quả trao đổi nhiệt Nhiệt độ của dịch đường khi ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt là 9ºC chuẩn bị dịch đường cho quá trình lên men [5,227]

+ Nuôi cấy men giống thuần khiết:

Nấm men giống thuần khiết được nuôi cấy qua hai giai đoạn: Giai đoạn nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và giai đoạn nuôi cấy sản xuất

Nấm men thuần khiết là nấm men thu nhận từ một tế bào Trong phòng thí nghiệm, để đảm bảo men giống nuôi cấy nó trong môi trường dịch đường 10% và bảo quản ở nhiệt độ 2 - 4°C Sau thời gian 1- 2 tháng phải cấy chuyền một lần

Để đưa men giống vào sản xuất, trước hết phải nuôi cấy trong phòng thí nghiệm cho đến 5 - 10 lít Sau đó nhân giống trong các thiết bị chuyên dụng đặt bên cạnh phân xưởng lên men Trong mỗi lần nhân giống, thể tích men giống tăng lên 3 - 5 lần Nấm men thuần khiết thường phải tuyển chọn và bắt đầu nuôi cấy ở 25°C Trong phòng thí nghiệm nó sinh sản ở nhiệt độ 18 - 20°C Khi đưa vào nuôi cấy sản xuất thì cho nó phát triển ở 12 - 15°C rồi tiếp tục giảm đến 8 - 10°C rồi đưa vào thiết bị lên men

Xử lý sữa men: Sau khi lên men chính sữa men được thu vào các chậu chuyên dùng và chuyển đến phân xưởng lên men để xử lý Đầu tiên sữa men được trộn với nước vô trùng có cùng thể tích, sau đó cho qua rây có đường kính 0,4 - 0,6 mm và ngâm trong nước lạnh Hằng ngày phải thay nước cho nấm men và giữ nhiệt độ của nước trong thiết bị bảo quản gần 0°C Trong nước lạnh, nấm men có thể bảo quản tốt 4

- 6 ngày

Để lên men trở lại tiến hành như sau: Men cái sau khi đã rửa và sát trùng thì cho trộn với dịch lên men theo tỉ lệ 2 - 6 lít/ 1 lít men, khuấy đều rồi để yên 1 - 3 giờ cho lên men ở nhiệt độ không vượt quá nhiệt độ lên men chính đầu tiên Khi nào nấm men nảy chồi mạnh và rượu tạo thành khoảng 0,3% thì được Sữa men có thể tái sử dụng nhiều lần Tuy nhiên số lần tái sử dụng còn phụ thuộc vào hoạt lực và sự nhiễm tạp của nó, thường khoảng 8 lần

Tiến hành lên men

Hình 3.10 Thiết bị lên men [5]