Thiết kế nhà máy bia chai năng suất 30 triệu lítnăm lên men theo phương pháp hiện đại luận văn tốt nghiệp đại học

Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề ra và lợi ích của việc phát triển công nghệ sảnxuất bia nên việc xây dựng thêm các nhà máy bia với cơ cấu tổ chức chặt chẽ cùng các thiết bịcông

LỜI CẢM ƠN

Quá trình làm đồ án đã giúp em có thêm nhiều hiểu biết về công nghệ sản xuất bia theo phươngpháp lên men hiện đại, một ngành sản xuất hiện vẫn còn là tiềm năng và hứa hẹn phát triển ởnước ta

Được sự giúp đỡ tận tình của GS.TS Hoàng Đình Hòa, đồ án của em đã hoàn thành Dokinh nghiệm bản thân còn ít và thời gian có hạn đồ án của em chắc chắn không tránh khỏi thiếusót Rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô để em hoàn thiện kiến thức và rút ra đượcnhiều kinh nghiệm hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Vinh, tháng 1 năm 2011

Sinh viên Lương Thị Hậu

MỤC LỤC Mục lục

Mở đầu 1

Phần một: Lập luận kinh tế kỹ thuật 3

I.1 Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và tại Việt Nam 3

I.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới 3

I.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam 4

I.1.2.1 Tình hình sản xuất bia trong nước 4

I.1.2.2 Số lượng cơ sở sản xuất 4

I.1.2.3 Thương hiệu bia 5

I.1.2.4 Công nghệ và thiết bị 5

I.1.2.5 Định hướng phát triển của nền công nghiệp bia Việt Nam 5

I.2 Chọn loại sản phẩm, địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thi trường 6

I.2.1 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy 6

I.2.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu 6

I.2.3 Hệ thống thoát nước 7

I.2.4 Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh 7

I.2.5 Nguồn cung cấp nhiên liệu 7

I.2.6 Nguồn nhân lực 7

I.2.7 Giao thông vận tải 7

I.2.8 Thị trường tiêu thụ sản phẩm 8

Phần hai: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ 9

II.1 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm 9

II.1.1 Chỉ tiêu cảm quan 9

II.1.2 Chỉ tiêu hóa lý 9

II.1.3 Chỉ tiêu vi sinh vật 9

II.2 Chọn nguyên liệu sản xuất bia 10

II.2.1 Malt đại mạch 10

II.2.2 Gạo 11

II.2.3 Hoa Huoblon 13

II.2.4 Nước 14

II.2.5 Nấm men 15

II.2.6 Nguyên liệu phụ trợ khác 16

II.3 phương pháp lên men 17

II.3.1Phương pháp lên men hiện đại 17

II.4 Thuyết minh dây chuyền sản xuất 19

II.4.1 Làm sạch 20

II.4.2 Nghiền nguyên liệu 20

II.4.2.1 Nghiền malt 20

II.4.2.2 Nghiền gạo 20

II.4.3 Quá trình hồ hóa và đường hóa 21

II.4.3.1 Hồ hóa 21

II.4.3.2 Đường hóa 21

II.4.4 Lọc dịch đường 22

II.4.5 Nấu hoa 23

II.4.6 Lắng xoáy 24

II.4.7 Lạnh nhanh 24

II.4.8 Bão hòa O2 vào dịch lên men 25

II.4.9 Quá trình lên men 25

II.4.9.1 Chuẩn bị men giống 25

II.4.9.2 Quá trình lên men 26

II.4.10 Lọc bia 27

II.4.11 Tàng trữ và ổn định tính chất của bia 27

II.4.12 Hoàn thiện sản phẩm 28

II.5 Quy trình công nghệ xử lý nước cấp, nước thải 29

II.5.1 Xử lý nước cấp 29

II.5.2 Xử lý nước thải 29

Phần ba: Lập kế hoạch sản xuất và tính cân bằng sản phẩm 31

III.1 Lập kế hoạch san xuất 31

III.2 Tính cân bằng sản phẩm 32

III.2.1 Tính cân bằng sản phẩm cho 1000 lít bia chai 32

III.2.1.1 Tính lượng gạo và lượng malt 32

III.2.1.2 Tính lượng bã gạo và bã malt 33

III.2.1.3 Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã 34

III.2.1.4 Lượng hoa sử dụng 36

III.2.1.5 Lượng men giống sử dụng 36

III.2.1.6 Các nguyên liệu khác 36

III.2.2 Hóa chất vệ sinh 40

III.2.2.1 Hóa chất vệ sinh các nồi nấu 40

III.2.2.2 Hóa chất vệ sinh các thiết bị lên men, tàng trữ bia 40

Phần bốn: Tính và chọn thiết bị 41

IV.1 Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng nấu 41

IV.1.1 Cân nguyên liệu 41

IV.1.2 Gàu tải 41

IV.1.3 Máy nghiền 41

IV.1.4 Nồi hồ hóa 42

IV.1.5 Nồi đường hóa 44

IV.1.6 Thùng lọc đáy bằng 45

IV.1.7 Nồi trung gian 46

IV.1.8 Nồi nấu hoa 47

IV.1.9 Thùng lắng xoáy 48

IV.1.10 Thiết bị lạnh nhanh và sục khí 49

IV.1.11 Thùng nước nấu 49

IV.1.12 Hệ thống nước nấu 50

IV.1.13 Tính và chọn bơm 51

IV.2 Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng lên men 53

IV.2.1Tank lên men 53

IV.2.2 Thiết bị nhân men giống 54

IV.2.2.1 Thiết bị nhân giống cấp II 54

IV.2.2.2 Thiết bị nhân mne giống cấp I 55

IV.2.3 Thiết bị rửa men sữa kết lắng 55

IV.2.4 Thiết bị hoạt hóa men 56

IV.2.5 Hệ thống CIP lạnh 57

IV.3 Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng hoàn thiện 58

IV.3.1 Thiết bị lọc tong bia 58

IV.3.2 Thùng tàng trữ và bão hòa CO2 59

IV.3.3 Hệ thống chiết chai 59

Phần năm: Tính toán nhu cầu năng lượng, nhu cầu nước của nhà máy 63

V.1 Tính nhiệt lạnh 63

V.1.1 Lượng nhiệt lạnh cần cấp cho thiết bị lạnh nhanh 63

V.1.2 Lượng nhiệt lạnh cấp cho khu tank lên men 63

V.1.2.1 Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong giai đoạn lên men chính 63

V.1.2.2 Lượng nhiệt lạnh cần cấp để hạ nhiệt độ dịch 65

V.1.2.3 Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong giai đoạn lên men phụ 65

V.1.3 Lượng nhiệt lạnh cấp cho hệ thống cấp men giống 66

V.1.3.1 Lượng nhiệt lạnh cần cấp để tái sử dụng men kết lắng 66

V.1.3.2 Lượng nhiệt lạnh cần cấp để nhân men 67

V.1.4 Lượng nhiệt lạnh cấp cho phân xưởng hoàn thiện 69

V.1.5 Hệ thống lạnh 70

V.2 Tính hơi 72

V.2.1 Lượng hơi cấp cho nồi hồ hóa 72

V.2.2 Lượng hơi cấp cho nồi đường hóa 73

V.2.3 Lượng hơi cấp cho nồi nấu hoa 74

V.2.4 Lượng hơi cấp cho thiết bị đun nước nóng 75

V.2.5 Lượng hơi cấp cho phân xưởng hoàn thiện 75

V.2.6 Lượng nhiên liệu cho nồi hơi 76

V.3 Tính nước 78

V.3.1 Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu 78

V.3.2 Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men 78

V.3.3 Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện 78

V.3.4 Lượng nước dùng cho các hoạt động khác của nhà máy 78

V.4 Tính điện 80

V.4.1 Phụ tải chiếu sáng 80

V.4.2 Phụ tải sản xuất 81

V.4.3 Xác định các thông số của hệ thống điện 82

V.4.4 Tính điện năng tiêu thụ hàng năm 82

V.4.4.1 Điện năng thắp sáng hàng năm 82

V.4.4.2 Điện năng tiêu thụ cho sản xuất hàng năm 83

V.4.4.3 Điện năng tiêu thụ cả năm 83

Phần sáu: Thuyết minh xây dựng nhà máy 84

VI.1 Phân tích và lựa chọn địa điêm xây dựng 84

VI.2 Thiết kế mặt bằng nhà máy 86

VI.2.1 Tính toán các hạng mục công trình 86

VI.2.1.1 Khu vực sản xuất 86

VI.2.1.1.1 Nhà sản xuất chính 86

VI.2.1.1.2 Khu tank lên men 86

VI.2.1.1.3 Nhà hoàn thiện sản phẩm 87

VI.2.1.2 Kho hàng 87

VI.2.1.2.1 Kho chứa nguyên liệu 87

VI.2.1.2.2 kho chứa thành phẩm 88

VI.2.1.3 Các phân xưởng phụ trợ sản xuất 89

VI.2.1.3.1 Trạm biến áp 89

VI.2.1.3.2 Xưởng cơ điện 89

VI.2.1.3.3 Nhà đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO2 và cấp khí nén 89

VI.2.1.3.4 Phân xưởng hơi 90

VI.2.1.3.5 Khu xử lý nước cấp 90

VI.2.1.3.6 Khu xử lý nước thải 90

VI.2.1.3.7 Bãi vỏ chai 90

VI.2.1.4 Các công trình khác 90

VI.2.1.4.1 Nhà hành chính 90

VI.2.1.4.2 Nhà giới thiệu sản phẩm 91

VI.2.1.4.3 Hội trường 91

VI.2.1.4.5 Nhà ăn, căng tin 91

VI.2.1.4.6 Gara ô tô 92

VI.2.1.4.7 Nhà để xe của nhân viên 92

VI.2.1.4.8 Phòng bảo vệ 92

VI.2.1.4.9 Nhà vệ sinh 92

VI.2.2 Bố trí các hạng mục công trình 94

VI.2.3 Tính toán và đánh giá các thông số xây dựng 94

VI.2.4 Thiết kế phân xưởng sản xuất chính 95

VI.2.4.1 Đặc điểm và cách bố trí các thiết bị trong phân xưởng sản xuất chính 95

VI.2.4.2 Thiết kế xây dựng phân xưởng sản xuất chính 95

Phần bảy: Tính toán kinh tế 97

VII.1 Phân tích thị trường 97

VII.2 Tính các chỉ tiêu dự án đầu tư 98

VII.2.1 Nhu cầu vốn đầu tư 98

VII.2.1.1 Vốn lưu động 98

VII.2.1.1.1 Tiền lương 98

VII.2.1.1.2 Chi phí nhiên liệu, năng lượng 100

VII.2.1.1.3 Chi phí marketing 100

VII.2.1.2 Vốn cố định 100

VII.2.1.2.1 Vốn đầu tư cho xây dựng 100

VII.2.1.2.2 Vốn đầu tư mua dây chuyền thiết bị 102

VII.2.1.2.3 Tiền đầu tư mua phương tiện vận tải 103

VII.2.1.2.4 Tiền đầu tư ban đầu để mua chai, két 103

VII.2.1.2.5 Khấu hao tài sản cố định 103

VII.2.1.3 Nguồn vốn 104

VII 2.2 Tính giá thành sản phẩm 105

VII.2.2.1 Chi phí vận hành 105

VII.2.2.1.1 Chi phí nguyên vật liệu 105

VII.2.2.1.2 Chi phí nhân công trực tiếp 106

VII.2.2.1.3 Chi phí sản xuất chung 106

VII.2.2.1.4 Chi phí tiêu thụ sản phẩm 106

VII.2.2.1.5 Chi phí quản lý doanh nghiệp 106

VII.2.2.2 Các nguồn thu, chi khác 107

VII.2.2.2.1 Thu nhập từ việc bán các sản phẩm phụ của nhà máy 107

VII.2.2.2.2 Chi phí tiền vốn 107

VII.2.2.3 Giá thành sản phẩm 106

VII.2.2.4 Giá bán 107

VII.2.2.5 Thu nhập trước thuế của dự án 108

VII.2.3 Tính thời gian thu hồi vốn 109

Phần tám: Vệ sinh an toàn lao động 110

VIII.1 Vệ sinh 110

VIII.1.1 Vệ sinh cá nhân 110

VIII.1.2 Vệ sinh thiết bị nhà xưởng 110

VIII.2 An toàn lao động 111

VIII.2.1 Chống khí độc trong nhà máy 111

VIII.2.2 Chống ồn và rung động 111

VIII.2.3 An toàn điện trong sản xuất 112

VIII.2.4 An toàn khi thao tác vận hành một số thiết bị phòng cháy chữa cháy 112

Kết luận 113

Tài liệu tham khảo chính 115

MỞ ĐẦU

Bia là một loại đồ uống giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao và có

độ cồn thấp Bia có màu sắc, hương vị đặc trưng nên dễ dàng phân biệt với các loại đồ uống khác Trong bia có chứa hệ enzim khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzim kích thích tiêu hóa amylaza

Vì vậy khi uống bia với một lượng thích hợp không những có lợi cho sức khỏe, ăn ngon, dễ tiêu hóa mà còn giảm được sự mệt mỏi sau một ngày làm việc mệt nhọc Khi đời sống kinh tế xã hội phát triển, nhu cầu tiêu thụ bia của con người ngày càng tăng, thậm chí đã trở thành loại nước giải khát không thể thiếu hàng ngày đối với mỗi người dân Phương Tây

Bia được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon,…với một quy trình công nghệ khá đặc biệt nên bia có các tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người: Hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn và với hàm lượng CO2 khá cao (4 – 5 g/l) giúp cơ thể con người giải khát một cách triệt để khi ta uống Ngoài ra trong bia còn chứa vitamin B1, B2, B6, C…rất nhiều vitamin PP và các axit amin cần thiết cho cơ thể, các chất khoáng Chính

vì vậy, từ lâu bia đã trở thành thứ đồ uống quen thuộc được rất nhiều người ưa thích

Trong những năm gần đây, nhu cầu uống bia của con người ngày một tăng nhanh, cùng với

sự phát triển của ngành công nghệ sinh học, công nghệ sản xuất bia đã có những bước tiến nhảy

vọt Nhiều cải tiến về công nghệ đã được áp dụng vào sản xuất bia, đã nâng cao chất lượng sảnphẩm, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị và mang lại hiệu quả kinh tế cao Ngày nay, ngành sảnxuất bia Việt Nam cũng như các nhà máy bia liên doanh hay các hãng bia nước ngoài luôn luônkhông ngừng mở rộng, cải tiến, xây dựng nhà máy mới phù hợp và nâng cao chất lượng nhằm đápứng nhu cầu chung, với xu hướng cạnh tranh và chiếm lĩnh thị trường Hơn nữa, bia là một ngànhcông nghiệp có nhiều đóng góp cho ngành kinh tế quốc dân vì nó là ngành sản xuất đem lại lợinhuận cao, khả năng thu hồi vốn nhanh và là nguồn thu quan trọng cho ngân sách quốc gia

Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề ra và lợi ích của việc phát triển công nghệ sảnxuất bia nên việc xây dựng thêm các nhà máy bia với cơ cấu tổ chức chặt chẽ cùng các thiết bịcông nghệ hiện đại để cung cấp cho người tiêu dùng các loại bia có chất lượng cao, giá thành phùhợp là vô cùng cần thiết

Trong bản đồ án này Em trình bày thiết kế nhà máy bia chai năng suất 30 triệu lít/ năm, lênmen theo phương pháp hiện đại Đây là một nhà máy với năng suất nhỏ, nếu được trang bị và tổchức hợp lý sẽ có khả năng thích ứng linh hoạt với qui mô sản xuất nhỏ và có khả năng mở rộngqui mô sản xuất

PHẦN MỘT LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

I.1 Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và tại Việt Nam

I.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới

Trong các loại đồ uống giải khát hiện nay bia rất được ưa chuộng , được phổ biến rộng rãitrên thế gới và sản lượng tiêu thụ ngày càng tăng Hiện nay trên thế giới có trên 25 nước sản xuấtbia với với sản lượng trên 100 tỷ lít/năm Trong đó, Mỹ, Đức, mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷlít/năm, Trung Quốc 7 tỷ lít/năm…

Sản lượng trên thế giới lớn hơn 150 tỷ lít/năm với mức tiêu thụ bia bình quân ở các nướcnày là khá cao khoảng 100 lít/người/năm

Thống kê bình quân mức tiêu thụ hiện nay ở một số nước công nghiệp tiên tiến trong năm

2007 như sau: Cộng hòa Czech: 156,9 lít/người/năm, Đức: 115,8 lít/người/năm, Úc: 109,9lít/người/năm, Áo: 108,3 lít/người/năm…

Tổng lượng tiêu thụ trên thế giới năm 2003 khoảng 144,296 triệu kl, năm 2004 khoảng150,392 triệu kl (tăng 4,2 %) Lượng bia tiêu thụ tăng hầu khắp các vùng ngoại trừ vùng ĐịaTrung Hải, đẩy lượng tiêu thụ trên toàn thế giới tăng lên Nhưng lượng tăng đáng kể nhất là TrungQuốc, Thái Lan, Philipin với tốc độ tăng đến 11,2 %

Châu Á là một trong những khu vực có lượng bia tiêu thụ đang tăng nhanh, các nhà nghiên

Công nghiệp bia của Trung Quốc phát triển là nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy sự tăngtrưởng của ngành công nghiệp bia châu Á Từ năm 1980 đến năm 1990 sản lượng bia tăng từ 69,8 triệu lít lên 1230 triệu lít tức là tăng 17 lần Thời kỳ từ năm 1981 đến 1987 mức tăng trưởngtrên 20% (Theo số liệu của hiệp hội bia rượu – nước giải khát Việt Nam)

Đến năm 2004 tổng lượng bia tiêu thụ ở Trung Quốc là 28,640 triệu lít xếp thứ hạng đầu tiên trênthế giới

Tổng lượng bia tiêu thụ ở các nước khu vực châu Á trong năm 2004 đạt 43,147 triệu lít,tăng 11,2 % so với năm 2003

Do thị trường bia trên thế giới đang phát triển một cách năng động, các hãng bia sử dụngcác chiến lược kinh doanh khác nhau

Tại Mỹ và châu Âu, do thị trường bia đã ổn định, chiến lược kinh doanh bia là dành thịphần giảm chi phí sản xuất Ngược lại, Trung Quốc là nơi thị trường đang tăng trưởng (nhất là cácloại bia chất lượng cao) chiến lược là phát triển sản xuất tăng sản lượng và nâng cao chất lượng

I.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam

Ở Việt Nam bia mới chỉ xuất hiện từ đầu thế kỷ 20, nhưng là một nước nằm trong vùngnhiệt đới cận xích đạo đã tạo điều kiện thuận lợi để ngành công nghiệp bia tồn tại và ngày càngphát triển Từ ban đầu chỉ có các nhà máy bia Sài Gòn (thành lập từ năm 1875) và nhà máy HàNội (thành lập từ năm 1890)

I.1.2.1 Tình hình sản xuất bia trong nước

Trong những năm trở lại đây, do tác động của nhiều yếu tố như độ tăng trưởng GDP (tổngsản phẩm quốc nội), tốc độ tăng đân số, tốc độ đô thị hóa, tốc độ đầu tư…mà ngành công nghiệpbia đã phát triển với tốc độ tăng trưởng cao Chẳng hạn như năm 2003 sản lượng bia đạt 1290

triệu lít tăng 20,7% so với năm 2002 đạt 79% so với công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầungười đạt 16 lít/người/năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng 3650 tỷ đồng

I.1.2.2 Số lượng cơ sở sản xuất

Số lượng cơ sở sản xuất giảm xuống so với những năm cuối thập niên 1990, đến năm 2003chỉ còn 326 cơ sở sản xuất so với 469 cơ sở tính từ năm 1998 Điều này là do yêu cầu về chấtlượng bia, về mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm ngày càng cao, đồng thời do sự xuất hiện củanhiều doanh nghiệp bia lớn có thiết bị hiện đại, công nghệ tiên tiến…nên có sự cạnh tranh gaygắt, nhiều cơ sở sản xuất qui mô nhỏ, chất lượng thấp không đủ khả năng cạnh tranh đã phá sảnhoặc chuyển sang sản xuất sản phẩm khác, có khoảng 15 nhà máy có năng suất trên 15 triệulít/năm và khoảng 165 cơ sở sản xuất có năng suất dưới 1 triệu lít/năm

Hai tổng công ty Bia - Rượu – Nước giải khát Hà Nội và Sài Gòn là 2 đơn vị đóng góp tíchcực và giữ vai trò chủ đạo trong ngành bia đã tạo điều kiện việc làm và thu nhập ổn định cho trên

20000 lao động Sản lượng bia tiêu thụ toàn quốc đạt 1290 triệu lít Hai tổng công ty đã phát huyhết năng suất, phải gia công tại một số địa phương nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng củangười tiêu dùng

Xét theo địa phương, năng lực sản xuất bia chủ yếu tập trung vào các thành phố lớn nhưthành phố Hồ Chí Minh chiếm 23,2% tổng năng lực sản xuất bia toàn quốc, Hà Nội chiếm13,44%, thành phố Hải Phòng chiếm 7,47% Các nhà máy bia được phân bố trên 49 tỉnh thànhcủa cả nước, trong đó có 24 tỉnh thành có sản lượng trên 20 triệu lít/năm Đến nay còn một số tỉnhthành chưa có nhà máy bia như: An Giang, Bạc Liêu, Bến Tre, Đồng Tháp…

I.1.2.3 Thương hiệu bia

Những thương hiệu sản xuất bia tại Việt Nam đang chiếm ưu thế, đứng vững trên thịtrường và có khả năng tiếp tục phát triển mạnh trong quá trình hội nhập, đó là: Sài Gòn, 333, HàNội, Heineken, Tiger, Halida Lượng bia thuộc các thương hiệu này đạt 713,8 triệu lít chiếm55,24% thị phần tiêu thụ

I.1.2.4 Công nghệ và thiết bị

Các nhà máy bia có công suất trên 100 triệu lít/năm đều có hệ thống thiết bị hiện đại, tiêntiến, nhập khẩu từ các nước có nền công nghiệp sản xuất bia phát triển mạnh như: Đức, ĐanMạch,…Các nhà máy bia có công xuất trên 20 triệu lít/năm cho đến nay đã đầu tư chiều sâu, đổimới thiết bị, tiếp thu trình độ công nghệ tiên tiến vào sản xuất

I.1.2.5 Định hướng phát triển của nền công nghiệp bia Việt Nam

Do mức sống ngày càng tăng, mức tiêu thụ ngày càng cao Không kể các nước châu Âu,châu Mỹ có mức tiêu thụ bia theo đầu người rất cao do có thói quen uống bia từ lâu đời, các nướcchâu Á tiêu dùng bình quân 17 lít/người/năm

Mục tiêu cho đến năm 2010: Phát triển ngành bia – rượu thành ngành kinh tế mạnh,khuyến khích sử dụng nguyên liệu trong nước với sản phẩm đạt chất lượng cao có uy tín vàthương hiệu

Theo một số nghiên cứu của nước ngoài, bia hiện nay chiếm khoảng từ 50% đến 96% tổngmức tiêu thụ của các loại đồ uống có cồn trên thị trường các nước Đông Nam Á

Năm 2005 mức tiêu thụ bình quân 17 lít/người/năm sản lượng 1,5 tỷ lít và dự tính đến năm

2020 đạt mức tiêu thụ 25 lít/người/năm

I.2 Chọn loại sản phẩm,địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thị trường

I.2.1 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy

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

- Phù hợp với quy hoạch chung của tỉnh, thành phố

- Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và thị trường tiêu thụ sản phẩm

- Thuận tiện về mặt giao thông

- Đảm bảo các nguồn điện, nước, nhiên liệu

- Vấn đề cấp thoát nước dễ dàng

- Nguồn nhân lực không quá khan hiếm

Qua khảo sát và tìm hiểu Em chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia ở thị xã Bỉm Sơn, tỉnh ThanhHóa Đây là một khu vực đang được đô thị hóa, có nhiều tiềm năng về kinh tế và phát triển Thị

xã có đường giao thông rất thuận tiện bằng cả đường bộ, đường sắt, đường thủy và đường hàngkhông Thị xã nằm gần với đường quốc lộ 1A nên rất thuận lợi để đi ra Ninh Bình, Nam Định…đilên thành phố Thanh Hóa, đi vào Nghệ An…nên rất tiện lợi cho việc thu mua nguyên liệu và tiêuthụ sản phẩm

I.2.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu

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

số nguyên liệu phụ trợ khác

Malt đại mạch có thể nhập về từ Trung Quốc, Đức…malt được đóng gói trong các bao tải

có trọng lượng cả bì là 50 kg Hoa houblon được nhập từ Tiệp Khắc dưới dạng cao hoa và hoaviên Nguyên liệu thay thế là gạo có thể mua ngay trong tỉnh hay mua từ các tỉnh lân cận như:Ninh Bình, Thái Bình, Nam Định, Nghệ An, Hà Tĩnh…với giá thành hợp lý, chất lượng đảm bảovận chuyển về nhà máy chủ yếu bằng đường bộ (phương tiện là ô tô)

Nấm men: Nhà máy sử dụng nấm men “Saccharomyces carlsbergensis”.

Nước: Trong sản xuất bia đóng một vai trò rất quan trọng, nước được sản xuất với mộtkhối lượng tương đối lớn và yêu cầu của nước hết sức nghiêm ngặt Nhà máy sử dụng nguồnnước máy do tỉnh cấp, ngoài ra còn thiết kế một hệ thống lấy nước từ giếng khoan xử lý lọc vàlàm mềm nước dùng cho nấu bia, xử lý và hoạt động khác của nhà máy

I.2.3 Hệ thống thoát nước

Nhà máy thải ra một lượng nước thải lớn Đây là loại nước chứa nhiều chất hữu cơ, do đónước thải của nhà máy được gom về hệ thống xử lý nước thải đặt trong nhà máy, sau khi nước đãđược xử lý rồi mới thải ra hệ thống nước thải của tỉnh

I.2.4 Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh

Nguồn điện: Sử dụng điện lưới của mạng lưới điện quốc gia chạy qua khu vực Mạng lướiđiện này cung cấp 24/24 giờ trong ngày, nhưng để đề phòng sự cố mạng lưới, nhà máy bố trí mộttrạm biến thế và sử dụng thêm máy phát điện dự phòng

Nguồn nước: Sử dụng nước máy của tỉnh và nguồn nước được lấy từ hệ thống giếng khoancủa nhà máy Trong nhà máy nước dùng với nhiều mục đích khác nhau như: Xử lý nguyên liệu,nước nấu nguyên liệu, nước rửa chai, nước vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà máy, sinh hoạt…Nướcnấu bia cần đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu cho công nghệ sản xuất bia Do đó nước phải đi qua một

hệ thống xử lý đúng kỹ thuật trước khi cấp cho sản xuất

Nhà máy cũng cần đặt một hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO2 và khí nén phù hợp vớicông suất của nhà máy đủ để cấp lạnh cho hoạt động sản xuất của nhà máy Hệ thống lạnh có thể

sử dụng tác nhân lạnh là NH3 hay freon, chất tải lạnh sử dụng nước glycol hay nước muối

I.2.5 Nguồn cung cấp nhiên liệu

Nhiên liệu sử dụng trong nhà máy là nhằm cung cấp nhiệt cho nồi hơi phục vụ cho cácmục đích khác nhau như sản xuất, vệ sinh nhà xưởng, thanh trùng…Nhà máy sử dụng nhiên liệu

là than đá được mua từ tổng công ty than Việt Nam

I.2.6 Nguồn nhân lực

Nhà máy sử dụng nguồn lao động tại đia phương, nhằm giải quyết công ăn việc làm cholao động dư thừa của địa phương Mặt khác, khi sử dụng nguồn nhân công tại chỗ giúp chúng takhông quan tâm đến nơi ở và sinh hoạt của công nhân Bên cạnh đó, nhà máy đặt tại thị xã lớncủa một tỉnh sẽ thu hút nhân tài từ các tỉnh lân cận về đây làm việc

I.2.7 Giao thông vận tải

Nhà máy gần trục giao thông nên rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu đến nhà máy,

và vận chuyển sản phẩm phân phối cho các đại lý, cửa hàng tiêu thụ bằng đường bộ là chủ yếu

I.2.8 Thị trường tiêu thụ sản phẩm

Thị trường tiêu thụ chủ yếu của nhà máy là cung cấp cho các cửa hàng trong thị xã, trongtỉnh phục vụ nhu cầu của người dân, khách du lịch và các tỉnh lân cận như Ninh Bình, Nam Định,Nghệ An…

PHẦN HAI CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

II.1 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm

Để lựa chọn dây chuyền sản xuất cho bia phù hợp với công nghệ nấu thì cần phải xác địnhchỉ tiêu chất lượng của bia thành phẩm

II.1.1 Chỉ tiêu cảm quan

- Màu sắc : Màu vàng rơm, óng ánh

- Độ trong: Trong suốt, không có cặn

- Hương : Hương thơm dịu, đặc trưng của hoa houblon

- Vị : Đắng dịu, đặc trưng của hoa houblon

- Trạng thái bọt: Trắng mịn

- Thời gian giữ bọt: 3 – 5 phút

II.1.2 Chỉ tiêu hóa lý

- Hàm lượng cồn: 3,5 – 5%

- Hàm lượng diaxetyl: 0,2 mg/l

- Độ màu tính theo số ml I2 0,1N trung hòa 100 ml bia: 0,5 ml

- Hàm lượng axit hữu cơ: < 0,1

- Hàm lượng đạm tổng số: (mg/100ml) : 65 – 80

- Hàm lượng đạm formol: (mg/100ml) : 20 – 25

- Độ chua tính theo ml NaOH 1N trung hòa lượng axit trong 100ml bia: 1,2 – 1,7 ml

- Kim loại nặng: Không có

II.1.3 Chỉ tiêu vi sinh vật

Vi sinh vật hiếu khí: < 100 tế bào/ml bia

Vi khuẩn yếm khí: Không có

E coli: Không có.

Vi trùng gây bệnh đường ruột: Không có

Nấm mốc: <= 5 tế bào/ml

Đối với bia chai đảm bảo không có vi sinh vật bên trong

II.2 Chọn nguyên liệu sản xuất bia

Nguyên liệu để sản xuất bia bao gồm nguyên liệu chính và nguyện liệu thay thế Nguyênliệu chính là malt đại mạch, hoa houblon, nấm men và nước, nguyên liệu thay thế là gạo với tỷ lệ25% nhằm giảm giá thành sản phẩm

II.2.1 Malt đại mạch

thiện hệ enzim trong hạt đã được hoạt hóa và tăng cường hoạt lực, đặc biệt là hệ enzim thủy phânthực hiện quá trình chuyển hóa các chất cao phân tử để trở thành chất chiết của dịch đường Maltcung cấp cho quá trình lên men đường, tinh bột, axit amin, chất béo, chất khoáng, đạm, cung cấpenzim amylaza, proteaza, cho công nghệ nấu dịch lên men và các hệ thống enzim oxy hóa khửkhác

Ngoài ra malt còn cung cấp đạm hòa tan cho sự sinh trưởng, phát triển của nấm men, cungcấp những chất đặc trưng tạo nên hương vị, độ bọt độ bền bọt cho bia sau này

- Kích thước, trọng lượng: Hạt đồng đều, malt phải có độ xốp cao, không có dấu hiệu mốc

- Độ sạch cho phép của malt là 0,5% , hạt gãy vỡ 1% không các tạp chất khác

Nếu độ ẩm trong malt >5% thì chất lượng sẽ bị giảm và khó bảo quản

- Thời gian đường hóa: 10 – 35 phút ở 700C

Thành phần hóa học của malt tính theo phần trăm chất khô:

Bảng II.1: Thành phần hóa học của malt

- Sản xuất các loại bia nhẹ hơn, sáng màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằng malt.

Việc sử dụng nguyên liệu thay thế ở tỷ lệ cao đòi hỏi phải bổ sung enzim ngoài vào để hỗ trợthêm cho enzim trong quá trình chuyển hóa ngũ cốc

Các chỉ tiêu kỹ thuật của gạo:

Tinh bộtĐường khửĐường sacarosePentose hòa tanPentose và hectose không hòa tanXenlulose

Các chất chứa nitơChất béo

Chất khoángĐạm formolCác chất chứa nitơ không đông tụ

5845196102,5 – 32,50,7 – 12,5

- Độ hòa tan : 75 – 85%

Thành phần hóa học của gạo tính theo phần trăm chất khô:

Bảng II.2: Thành phần hóa học của gạo

12345

Tinh bộtProteinChất béoXenluloseChất khoáng

75

6 – 8

1 – 1,50,5 – 0,8

Thành phần hóa học của hoa houblon có sự khác nhau đáng kể thường dao động trongkhoảng rộng như sau: (tính theo phần trăm chất khô).

Bảng II.3: Thành phần hóa học của hoa houblon

12345678

NướcChất đắngPolyphenolProteinXenluloseChất khoángTinh dầu thơmCác hợp chất khác

11 – 13

15 – 212,5 – 6

15 – 21

12 – 14

5 – 80,3 – 1

26 - 28

Trong các cấu tử trên thì có giá trị nhất là chất đắng, tiếp đến là tinh dầu thơm và thứ ba làpolyphenol

Chỉ tiêu cảm quan:

- Màu sắc: Hoa có màu vàng hoa cau

- Mùi vị: Có vị đắng dịu và mùi thơm đặc trưng Các hạt lupulin (ở trong nhụy hoa), hoa cónhiều lupulin càng nhiều càng tốt, lupulin có màu vàng óng, rất dẻo

Bảo quản hoa houblon:

- Hoa houblon cần được bảo quản ở chỗ khô ráo, nhiệt độ thấp và không có ánh sáng mặttrời.Trong khi bảo quản hàm ẩm tối đa của hoa cho phép là 13%, còn nhiệt độ bảo quản tốt nhất là0,5 – 20C

- Xông SO2 để hạn chế sự oxi hoá và phát triển của vi sinh vật

Hoa houblon thường được sử dụng dưới ba dạng: Hoa cánh, hoa viên và cao hoa

Hoa cánh: Màu hơi xanh, sử dụng trực tiếp hoa tươi, nguyên cánh được sấy khô đến hàm

ẩm 11%, sau đó, được phân loại rồi xông hơi (dùng SO2) để hạn chế sự oxy hóa và sự phát triểncủa vi sinh vật Hiện nay số lượng các nhà máy sử dụng hoa houblon tươi giảm liên tục khi xuấthiện chế phẩm hoa houblon

Hoa viên: Hoa có màu xanh, dạng viên trụ có đường kính 5mm (hàm lượng chất đắng 8%).Trong quá trình nấu dạng hoa viên này thường được dùng với hàm lượng lớn và cho vào giai đoạnđầu là 1/2 và giữa quá trình nấu là 1/2 còn lại

Cao hoa: Cao hoa có màu đen hoặc vàng, có hàm lượng chất đắng thấp nhưng có hàmlượng tinh dầu cao vì vậy cho cuối quá trình nấu tránh tổn thất hàm lượng tinh dầu Cao hoa đượctrích các tinh chất trong hoa bằng các dung môi hữu cơ (toluen, benzen ), sau đó cô đặc để thulấy chế phẩm ở dạng cao Cao hoa có thể bảo quản tốt từ 3 – 5 năm

- Nước phải đảm bảo yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm

- Nước trong suốt, không màu, không mùi, không vị, không có tạp chất cơ học

- Hàm lượng các ion:

Ca2+ : < 250 mg/l, tính theo CaO, Mg2+ : < 100 mg/l, Na+ : khoảng 15 – 20 mg/l, tính theo Na2O,

Fe2+ : khoảng 0,2 – 0,5 mg/l, muối sunphat: < 250 mg/l, muối cacbonat: < 50 mg/l, muối clorua: <

50 mg/l, muối photpho: < 5000 mg/l, axit silic: khoảng 10 – 30 mg/l, không có đồng, kẽm,amoniac và muối nitrit < 0,1 mg/l

PH : 6,5 – 7,0

- Chuẩn Coli: 300 ml (là lượng nước tối thiểu cho phép phát hiện một tế bào E.coli)

- Chỉ số Coli: 3 (là số tế bào E.coli cho phép có trong một lít nước )

II.2.5 Nấm Men

Nấm men là tác nhân cơ bản gây nên quá trình lên men rượu, tuy nhiên không phải loạinào cũng có thể lên men đường thành rượu được mà chỉ có một số loài có khả năng này

Trong công nghệ sản xuất bia chọn chủng nấm men chìm “Saccharomyces carlbergensis”.

Nấm men chìm là nấm men thích nghi với điều kiện sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp hơn.Chúng phân bố chủ yếu ở lớp tầng sâu của dịch đường trong thiết bị lên men Trong quá trình lênmen, chúng có thiên hướng là chìm sâu và kết lắng xuống đáy thùng Khi quá trình lên men chínhkết thúc thì phần lớn lượng sinh khối đã bị kết lắng Ở nhiệt độ O0C, nấm men chìm vẫn có khảnăng lên men, trong khi đó nấm men nổi chỉ cần nhiệt độ thấp hơn 100C một chút đã trở thành vôhoạt hóa

Nấm men “Saccharomyces carlbergensis” có khả năng sinh tổng hợp được enzim

melibiaza nên chúng có khả năng hấp thụ toàn bộ phân tử đường rafinose Tế bào nấm men hìnhcầu hoặc là hình bầu dục, kích thước trung bình là 3 – 15μm, sinh sản chủ yếu bằng phương thứcnảy chồi, có khả năng lên men ở điều kiện nhiệt độ thấp nên giảm dược sự nhiễm tạp và tạo đượcbia có chất lượng cao, bền sinh học, nó có khả năng lên men các loại đường

glucoza, fructoza, maltoza…và đặc biệt do nấm men có khả năng tổng hợp được enzim melibiazenên lên men được hoàn toàn đường rafinose, vào cuối quá trình lên men nó kết lắng xuống dướiđáy do tính chất tạo chùm của tế bào thuận lợi cho việc tách men sau quá trình lên men để quayvòng tái sử dụng nấm men Giai đoạn đầu lên men cần có oxy để nấm men sinh trưởng, phát triểntăng sinh khối, sau đó oxy cạn dần chuyển sang pha yếm khí

Trong điều kiện hiếu khí được cung cấp đủ oxy nấm men thực hiện quá trình hô hấp vàtăng sinh khối, còn trong điều kiện yếm khí chúng thực hiện quá trình lên men Loại nấm menphát triển tốt ngay ở nhiệt độ thấp khoảng 6 – 70C

II.2.6 Nguyên liệu phụ trợ khác

Nguyên liệu phụ trợ nằm trong sản xuất bia nhằm làm tăng giá trị cảm quan và chất lượngcủa bia, có các nhóm chất như sau:

- Nhóm các chất dùng để xử lý nước: Nhóm này có thể dùng các chất làm mềm nước phục

vụ cho quá trình sản xuất như các muối Na2SO3, Na2SO4, CaCl2

- Nhóm sát trùng nước phải điều chỉnh PH của nước và dịch lên men như: axit sunfuric, axitlactic

- Nhóm các chất sát trùng, tẩy rửa (vệ sinh đường ống, thiết bị rửa chai…) gồm dung dịchclo, axit HCl, NaOH, KMnO4

- Nhóm các chất dùng trong quá trình thu hồi CO2 gồm: Than hoạt tính, H2SO4, KMnO4,CaCl2 khan

- Nhóm các chất làm tăng màu, mùi vị cho bia: Chất màu caramen và hương bổ sung chobia

- Nhóm các chất trợ lọc : Bột diatomit, bentomit

- Nhóm các chất dùng cho sát trùng thiết bị lấy men, bổ sung men: Dùng cồn 70%

II.3 Phương pháp lên men

Lên men là giai đoạn quyết định để chuyển hóa dịch đường houblon hóa thành bia dưới tácđộng của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng Quá trình quan trọng nhất và phức tạpnhất ở giai đoạn này là quá trình lên men rượu của các loại đường trong cơ chất

Song song với quá trình lên men rượu hoặc sau đó, trong dịch lên men còn xảy ra rất nhiềuquá trình hóa sinh, sinh lý, hóa lý, hóa học và lý học phức tạp khác Những quá trình này đóngmột vai trò hết sức quan trọng trong việc ấn định thành phần và chất lượng của bia

Lên men rượu là một chuỗi quá trình enzim hết sức phức tạp, nhằm cung cấp cho nấm mennăng lượng và các hợp chất trung gian cần thiết trong điều kiện không thuận lợi cho chúng, đểphát triển và sinh sản, buộc chúng phải hấp thụ một lượng lớn cơ chất

Hiểu rõ và nắm vững một cách sâu sắc và tổng thể các quá trình sinh học xảy ra trong giaiđoạn lên men cũng như những đặc điểm hình thái hóa sinh và sinh lý của nấm men là tiền đề có ýnghĩa quyết định nhằm đạt được những kết quả tốt đẹp trong công nghệ sản xuất bia

Lên men dịch đường houblon hóa diễn ra qua hai giai đoạn:

II.3.1 Phương pháp lên men hiện đại (phương pháp lên men gia tốc)

Quá trình lên men chính và phụ được tiến hành trong cùng một thiết bị, có hệ thống áolạnh bên ngoài để điều chỉnh nhiệt độ của hai quá trình lên men Sản xuất bia trong thiết bị thântrụ - đáy côn có những ưu điển sau:

Rút ngắn chu kỳ sản xuất, công nghệ đơn giản dễ thực hiện, tiêu tốn ít lao động cơ bắp,mặt bằng xây dựng chiếm ít, an toàn vệ sinh đạt hiệu quả cao, dễ dàng tự động hóa và điều kiệnlàm việc cho công nhân cũng tốt hơn

Để đạt được những ưu điểm đó tiềm ẩn trong một loạt yếu tố, nhưng có lẽ, người ta phánđoán một cách chắc chắn rằng, vai trò chủ đạo ở đây là hình dáng cấu trúc của thiết bị Với việctrang bị các áo lạnh riêng biệt trên thân, ta dễ dàng tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ của các khối chấtlỏng của các vùng khác nhau của thiết bị Nhờ có sự chênh lệch nhiệt độ, trong dung dịch lên men

sẽ tạo thành dòng thủy lực: Đẩy chất lỏng ở phía trên lạnh hơn sẽ chuyển dịch xuống phía dưới,còn chất lỏng ở phía dưới có nhiệt độ cao hơn sẽ chuyển lên phía trên Sự tuần hoàn cưỡng bứcnày không tạo một cơ hội nào cho nấm men kết lắng, bắt chúng luôn luôn ở trạng thái hoạt động,

do đó tốc độ lên men sẽ diễn ra nhanh chóng Ngoài ra, việc rút ngắn thời gian lên men là địnhmức của nấm men gieo cấy ban đầu tăng gấp 3 lần so với lên men theo phương pháp cổ điển và

sử dụng chủng nấm men hoạt lực cao có đặc điểm sau:

- Hấp thụ đường rất nhanh, kể cả loại dextrin bậc thấp

- Tạo ra rất ít diaxetyl trong quá trình trao đổi chất của tế bào

- Khả năng kết lắng rất nhanh khi môi trường trở nên nghèo dinh dưỡng, và ở trạng tháiyên tĩnh

II.4 Thuyết minh dây chuyền sản xuất

Sơ đồ dây chuyền công nghệ

Gạo Malt

Làm sạch Làm sạch Nghiền Malt lót Nghiền

Hòa bột Nước Hòa malt

Hồ hóa và Đường hóa dịch hóa

Men giống O2

Nhân men Lên men Men Xử lý lại

Thu hồi CO2 Nấm men

Thức ăn gia súc

Lọc bia Bột trợ lọc Tàng trữ và ổn định

Chiết chai Rửa chaiRửa két Thanh trùng

Bia chai Xếp két Dán nhãn

II.4.1 Làm sạch

Mục đích: Tách hết bụi bẩn, loại bỏ tạp chất kim loại lẫn trong nguyên liệu, đối với malt còn đểloại bỏ mầm rễ còn sót lại Quá trình này đảm bảo nguyên liệu phải được sạch, kích thước hạtđồng đều, không ảnh hưởng đến chất lượng bia, thuận lợi cho quá trình nghiền

Tiến hành: Malt và gạo sau khi định lượng thì đưa qua máy làm sạch, sau đó qua bộ phận tách từ

để loại bỏ tạp chất có từ tính rồi cho vào máy nghiền

II.4.2 Nghiền nguyên liệu

II.4.2.1 Nghiền malt

Mục đích: Là đập nhỏ hạt malt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sựxâm nhập của nước vào các thành phần chất nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa vàquá trình thủy phân khác nhanh và triệt để hơn

Yêu cầu của quá trình nghiền malt là vỏ còn nguyên vẹn và tách ra khỏi nội nhũ, lượng tấm thô,nhỏ Độ mịn và bản chất bột nghiền phụ thuộc vào máy lọc, nguyên liệu thay thế và chất lượngmalt

Trong dây chuyền sản xuất của nhà máy, sử dụng thiết bị thùng lọc đáy bằng (lọc Lauter) nghiềntheo phương pháp nghiền ướt Malt được nghiền cùng với nước theo một tỷ lệ phối trộn nhất định.Cấu tạo thiết bị phải có bộ phận phun nước

Qui trình nghiền ướt: Đổ malt vào phễu chứa với một lượng đã định sẵn sau đó phun nước vàokhối hạt theo tỷ lệ 0,7 hl/100 kg malt Nhiệt độ của nước là 30 – 370C Sau khi phun đủ lượngnước như vậy, hàm ẩm của malt sẽ đạt từ 25 – 300C, thời gian thực hiện để đạt độ ẩm như vậy là

20 phút Lúc đó người ta tiến hành nghiền bình thường, đồng thời bột nghiền sẽ được phối trộnngay với nước để tạo ra sữa malt

II.4.2.2 Nghiền gạo

Đặc điểm chung của các nguyên liệu chưa được ươm mầm như gạo là tinh bột của chúng chưađược hồ hóa, chưa được tác động bởi các quá trình enzim Cấu trúc tinh bột của chúng còn rấtcứng, chính vì vậy chúng rất khó thủy phân Để đạt mục tiêu cuối cùng là trích ly được nhiều nhấtchất hòa tan từ nguyên liệu chưa ươm mầm, biện pháp hữu hiệu nhất là chúng phải được nghiềnnhỏ, sau đó phải qua khâu xử lý là hồ hóa ở nhiệt độ cao, làm cho tinh bột của chúng chín

Sử dụng thiết bị là máy nghiền búa để nghiền Gạo được đổ vào phễu hứng và được gàu tải đưalên đổ xuống máy nghiền búa, bột gạo sau nghiền được quạt gió đưa vào phễu hứng của gàu tải,tiếp theo được đưa lên cao được vít tải đưa qua thiết bị phối trộn với nước ấm rồi đổ vào nồi hồhóa Bột gạo trong quá trình được quạt gió thổi và gàu tải vận chuyển sinh ra nhiều bụi nên ởnhững vị trí này thì có bố trí đường ống thông với túi lọc và xyclon tách bụi

II.4.3 Quá trình hồ hóa và đường hóa

II.4.3.1 Hồ hóa

Mục đích: Việc hồ hóa tinh bột là việc rất cần thiết để cho enzim thủy phân hoàn toàn tinh bộttrong quá trình đường hóa Do sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo với tỷ lệ 25% nên cần tiếnhành hồ hóa và dịch hóa gạo trong thiết bị riêng trước khi đường hóa chung với malt Vì gạo chưachải qua quá trình đồ hóa nên thành tế bào chưa bị phá vỡ rất khó cho việc giải phóng tinh bột đểđường hóa Do đó, ta sử dụng dung lượng malt lót với tỷ lệ 10% so với lượng gạo thay thế nhằmmục đích giảm độ nhớt của dịch cháo giúp quá trình nấu dễ hơn, tăng hiệu suất chiết

Tiến hành nấu gạo: Trước khi nấu tiến hành vệ sinh thiết bị bằng nước nóng Sử dụng lượng nước

ở trong thùng có sẵn hoặc bơm nước vào trong thùng Cho bột gạo vào, tiếp tục bổ xung malt lótmột lượng bằng 10% lượng gạo ban đầu đồng thời cho nước vào để tránh hiện tượng vón cục, khi

đó, cánh khuấy bắt đầu hoạt động Sau đó, chúng ta gia nhiệt đến 460C, tỷ lệ gạo nước là 1 : 4

(chiếm 25%) Sau đó, sử dụng axit H2SO4 để điều chỉnh PH vào khoảng 5,2 – 5,6 Đây là PH tối

ưu của enzim amylaza, bột được trộn đều và giữ trong vòng 15 phút để tinh bột hút nước trương

nở Sau đó cấp hơi để nâng từ từ nhiệt độ của khối dịch lên 720C, ước lượng trong khoảng 11 phútthì phải điều chỉnh tốc độ gia nhiệt và giữ nhiệt độ này trong vòng 10 phút Tiếp tục, nâng nhiệt

độ của khối dịch lên 830C trong 13 phút và giữ trong vòng 5 phút ở nhiệt độ này để hồ hóa tinhbột gạo Tiếp tục nâng nhiệt độ đến 1000C, thời gian nâng này khoảng 30 phút và giữ ở nhiệt độnày trong vòng 15 phút để hồ hóa triệt để tinh bột và tạo điều kiện cho quá trình đường hóa tiếptheo

II.4.3.2 Đường hóa

Mục đích: Tạo điều kiện thích hợp thông qua việc điều chỉnh nhiệt độ, PH, môi trường để hệenzim của malt hoạt động, đặc biệt là hệ enzim thủy phân các hợp chất cao phân tử bị phân cắtthành các sản phẩm thấp phân tử và hòa tan nước để trở thành chất chiết của dịch đường

Trong quá trình đường hóa tinh bột được thủy phân thành các đường maltoza, dextrin vàmột lượng không đáng kể glucoza, protein được thủy phân thành các chất chứa nitơ có các khốilượng phân tử trung bình Hàm lượng các hợp chất chứa nitơ trong thành phần chất hòa tan củadịch đường chiếm khoảng 5 – 7% (so với tổng số chất hòa tan) nhưng đóng một vai trò rất quantrọng trong việc đảm bảo tiến trình lên men được bình thường và định hình khung chất lượng củabia thành phẩm Pha sản phẩm thấp phân tử của quá trình thủy phân (axit amin, peptit) là nguồndinh dưỡng nitơ cho nấm men phát triển Pha có phân tử lượng trung bình (pepton và polypeptit)góp phần không nhỏ cho việc tạo vị đậm đà, tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt cho bia

Sự thủy phân fitin và những hợp chất hữu cơ chứa phospho và kèm theo đó là sự giảiphóng axit phosphoric đã làm tăng độ chua định phân và tính đệm của dịch cháo tăng lên Ngoài

ra trong quá trình đường hóa còn có thể xảy ra các phản ứng phi enzim như phản ứng caramenhóa, phản ứng melanoid

Tiến hành đường hóa:

Trong khi nồi cháo nấu thì vệ sinh nồi malt, khi cháo sôi được 15 phút thì bơm dịch sữamalt vào nồi đường hóa Bật cánh khuấy để đảo trộn đều dịch sữa malt, sau đó người ta xuốngmalt ở nồi đường hóa và nâng nhiệt độ lên 500C và dừng lại trong 2 phút, tại thời điểm này người

ta bổ xung axit lactic để điều chỉnh PH xuống 5,2 – 5,6 đồng thời bổ sung muối CaCl2 với nồng độbằng 0,07% để tăng độ chua định phân Sau đó, chuyển sang hội cháo đưa dịch cháo sang nồimalt, thời gian bơm cháo khoảng 5 phút Nâng nhiệt độ khối dịch lên 630C và giữ trong vòng 15

phút để cho enzim β – amylaza hoạt động tạo ra sản phẩm là dextrin, tạo tính chất keo cho dung

dịch Tiếp tục nâng nhiệt độ khối dịch lên 720C và giữ trong vòng 20 phút, sau đó, nâng lên đếnnhiệt độ 760C để giảm độ nhớt của dung dịch, đến khi đường hóa hết bằng cách thử với dung dịchiot 0,1% cho màu vàng, rồi bơm sang thùng lọc Thời gian đường hóa một mẻ khoảng 90 phút

II.4.4 Lọc dịch đường

Mục đích: Tách dịch đường ra khỏi hỗn hợp để thực hiện các bước tiếp theo của tiến trình côngnghệ, còn phế liệu phải thải loại ra ngoài Quá trình lọc bã malt được tiến hành theo hai bước: Bước đầu là ép để tách dịch đường, và bước thứ hai là rửa bã để chiết rút hết tất cả những phầndinh dưỡng còn bám lại ở trong đó

Tiến hành lọc:

Trước khi tiến hành lọc, thùng cần được vệ sinh kỹ bằng nước Ta sử dụng thùng lọc đáy bằng đểlọc Nồi lọc Lauter là thiết bị lọc dạng thùng lọc đáy bằng gồm 2 đáy, đáy thật và đáy giả Đáythật cách đáy giả 15÷20cm được cấu tạo từ các tấm kim loại đục lỗ hình tẻ quạt Trong nồi lọccòn có hệ thống cánh khuấy đồng thời là dao cạo bã Dựa vào sự chênh lệch áp suất ở phía trên vàphía dưới màng lọc (đáy giả) mà dịch sẽ tự chảy theo các ống góp nhỏ chảy vào ống góp lớn vàđược bơm sang nồi trung gian

Một chu kỳ lọc được tiến hành:

- Đóng các van xả dịch đường và lỗ tháo bã

- Bơm một lượng nước nóng vào lấp đáy nồi lọc Tác dụng của lớp nước lót là đuổi hếtkhông khí ở các lỗ của màng lọc làm cho quá trình lọc nhanh và không bị tắc màng lọc, dịchđường nhanh trong ít phải hồi lưu

- Bơm khối cháo từ nồi malt sang, lúc này hệ thống cánh khuấy được hạ thấp để dàn đều bãtrên mặt đáy Sau khi khối cháo được bơm sang hết thì hệ thống dao cạo được nâng lên

- Phun nước nóng 780C để làm nóng nồi giảm độ ngọt của dịch đường làm tăng quá trìnhlọc

- Để yên dịch đường 30 phút để bã lắng xuống đáy tạo thành một lớp lọc

- Sau đó mở van thu dịch đường, ban đầu dịch đường còn đục nên ta cho cho hồi lưu, quátrình này phải tiến hành nhẹ nhàng tránh làm xáo trộn cấu trúc lớp bã Hồi lưu đến khi dịch đườngtrong, dịch đường được đưa sang nồi trung gian có vỏ bảo ôn chứa tạm Dùng áp kế kiểm tra tốc

độ lọc, thời gian ép dịch lọc khoảng 100 phút Sau đó, tiến hành rửa bã, bã malt được rửa bằngnước nóng ở nhiệt độ 75 – 780C, bã malt được rửa gián đoạn với ba lần lặp lại Sau khi thu hết

dịch đường thì khóa van xả dịch thực hiện phun nước lần thứ nhất, nhiệt độ của nước là 75 –

760C, phun nước đến lúc nước ngập bã 2cm thì dừng Cho hệ thống dao cạo làm việc để xới đảolớp bã malt Để yên dịch đường trong 10 phút thì bắt đầu mở van xả để dẫn dịch rửa bã ra.Phương thức rửa bã được lặp lại hai lần nữa thì quá trình kết thúc, nhiệt độ của

nước rửa bã lần hai là 780C, còn lần ba là 800C Kết thúc quá trình rửa bã hàm lượng đường trong

bã là 0,5 – 10Bx Thời gian rửa bã khoảng 60 phút, tổng thời gian lọc là 160 phút

II.4.5 Nấu hoa

Mục đích: Trích ly các chất đắng, tinh dầu thơm trong hoa houblon để đem lại hương vị đặc

trưng cho bia thành phẩm Ngoài ra trích ly các chất hòa tan, diệt enzim của malt, diệt vi sinh vật,kết lắng các phần tử khó tan phân tán trong dịch đường Làm tăng độ bền keo và ổn định thànhphần sinh học do tạo kết tủa giữa polyphenol và protein cao phân tử trong dịch đường khi kết lắng

sẽ kéo theo các phần tử nhỏ trong dịch đường kết lắng theo Polyphenol, chất đắng, hợp chất chứanitơ trong hoa tạo sức căng bề mặt

Tiến hành nấu: Thiết bị đun hoa được vệ sinh sạch sẽ trước mỗi mẻ nấu khi bơm dịch đường từ

thùng trung gian vào thiết bị đun hoa, dịch đường được gia nhiệt lên nhiệt độ 780C lên khoảng

920C thiết bị gia nhiệt nhanh nhằm làm giảm thời gian đun hoa Sau đó, đun sôi dịch đường và saukhi đun sôi khoảng 10 phút thì cho toàn bộ lượng cao hoa để tạo vị đắng cho bia, đồng thời nhờcác polyphenol có trong cao hoa kết hợp với các chất keo, protit tạo thành phức chất dễ kết lắng.Sau khi đun sôi được 10 phút tiếp tục cho 1/2 lượng hoa viên vào nồi hoa cũng để tạo vị đắng chobia và các polyphenol có trong hoa với các chất keo protit tạo thành phức chất dễ kết lắng để tạothành màu cho bia Cho 1/2 lượng hoa viên còn lại vào nồi trước khi kết thúc quá trình đun sôikhoảng 10 phút để tạo hương vị cho bia Tổng thời gian đun hoa là 75 phút

II.4.6 Quá trình lắng xoáy

Mục đích: Quá trình lắng trong nhằm hạ nhiệt của dịch đường xuống nhiệt độ thích hợp cho quátrình lên men, tách bỏ các phần tử rắn hay cặn đặc biệt là cặn nóng ở nhiệt độ lớn hơn 600C, bãhoa ra khỏi dịch đường tránh hiện tượng bia bị đục Làm ổn định thành phần trong bia, tạo rabước đệm về nhiệt độ cho quá trình làm lạnh, ổn định các thành phần có trong dịch đường

Cách tiến hành: Dịch đường ra khỏi nồi hoa được bơm vào thùng lắng xoáy theo phương tiếptuyến để tạo thành dòng xoáy, với vận tốc 12 – 14 m/s dưới tác dụng của lực ly tâm và trọng lựccác cặn lắng và bã hoa tách ra tập chung ở giữa thùng và lắng xuống đáy Thời gian lắng 40 phút,nhiệt độ của dịch nhanh chóng hạ xuống 900C, sau đó được bơm sang thiết bị làm lạnh

Tiến hành làm lạnh nhanh: Sau khi ra khỏi thùng lắng xoáy, dịch đường có nhiệt độ là 900C, đượcdẫn vào máy lạnh nhanh kiểu tấm bản Quá trình được thực hiện ở một cấp, dịch vào có nhiệt độ

900C, chất tải lạnh có nhiệt độ là 20C, dịch đường và chất tải lạnh đi ngược chiều nhau Dịch quakhối máy lạnh đạt nhiệt độ 80C, dịch này được đưa sang thùng lên men

II.4.8 Bão hòa O 2 vào dịch lên men

Mục đích: Bổ sung O2 vào dịch đường trước khi lên men nhằm đảm bảo cung cấp đủ lượng O2ban đầu cho quá trình phát triển tạo sinh khối của nấm men trong giai đoạn tiềm phát, thích nghi

và phát triển logarit

Tiến hành bổ sung oxy: Sau khi ra khỏi máy lạnh nhanh, dịch đường có nhiệt độ 80C, dịch đườngđược bổ sung O2 dưới dạng không khí nén sục vào đường ống cấp dịch đường đi lên men Khôngkhí được hút qua màng lọc, đi qua tháp rửa, qua hấp phụ bằng than hoạt tính, khử trùng, lọc xốptrước khi nạp vào dịch Không khí nén sau làm sạch và khử trùng được bổ sung xuôi theo chiềuđường ống đẫn dịch đường vào thùng lên men

II.4.9 Quá trình lên men

II.4.9.1 Chuẩn bị men giống

Mục đích: Bia là sản phẩm của quá trình lên men nên công việc chuẩn bị men giống là hết sức cầnthiết, mục đích để tạo lượng men giống đủ lên men và hoạt hóa giống

Men giống: Tại nhà máy này Em sử dụng nấm men ”Saccharomyces carlbergensis” Đây là một

chủng nấm men được tuyển chọn bằng việc sử dụng những kỹ thuật hiện đại trong công nghệ sinhhọc và có những đặc điểm ưu việt như sau:

- Có tốc độ phát triển nhanh và mạnh, có thể sử dụng rộng rãi trong nhiều quy trình công nghệ sảnxuất bia khác nhau như: Sản xuất bia từ 100% malt đại mạch, sản xuất bia có sử dụng nguyên liệuthay thế là gạo, ngô…

và được gạn ra ngoài Sau khi rửa bằng nước lạnh tiến hành xử lý bằng hóa chất, dùng H2SO4 1%

so với lượng nấm men cần, xử lý ngâm trong 40 phút sau đó trung hòa lại bằng NaOH Tiến hànhrửa bằng nước vô trùng 1độ nhiều lần, sau mỗi lần rửa đem đi kiểm tra chất lượng men đến khinào đạt chỉ tiêu thì dừng Giống nấm men tốt khi có hình thái tế báo đặc trưng, số tế bào trẻ vànảy chồi nhiều, sồ tế bào chết < 5%, tỷ lệ nhiễm tạp < 2%, tốc độ sinh sản nhanh

II.4.9.2 Quá trình lên men

Mục đích: Hòa trộn nấm men với dịch đường để nấm men được thực hiện quá trình lên menchuyển hóa dịch đường thành bia

Quá trình lên men gồm hai giai đoạn: Lên men chính, lên men phụ và tàng trữ bia

Lên men chính là quá trình chuyển hóa các chất hòa tan chủ yếu là các loại đường vàdextrin thấp phân tử của dịch đường đã được houblon hóa thành rượu etylic, CO2, glyxerin và cácrượu bậc cao khác, axit hữu cơ, este…dưới tác dụng của nấm men Sản phẩm của quá trình lênmen chính là bia non, bia non đục, có hương vị đặc trưng nhưng hàm lượng diaxetyl còn cao

Lên men phụ và tàng trữ nhằm ổn định các thành phần của bia, tạo bọt, tạo các sản phẩmbậc cao mang hương vị đặc trưng của bia, tăng độ bền keo, ức chế sự phát triển của vi sinh vật…kết thúc quá trình lên men chính lúc này bia non chưa chín Ở đây sản phẩm tạo thành ít, nhữngphản ứng sinh lý, phi enzim và enzim được xảy ra làm chất lượng bia tăng, mùi vị bia hài hòa hơn

do tạo chất thơm quan trọng hơn, phản ứng các chất làm bia ổn định Khi bia chín phản ứng lênmen xảy ra chậm do chất dinh dưỡng cạn, tuy nhiên các phản ứng này xảy ra với tốc độ chậm,nhiệt độ thấp hơn so với lên men chính, số lượng tế bào nấm men giảm

Lên men phụ còn có tác dụng phân hủy diaxetyl làm cho diaxetyl giảm xuống tới mức quyđịnh là 0,2 mg/l Đó là chỉ tiêu quan trọng nhất để kết thúc quá trình lên men phụ

Quá trình lên men tiến hành phương pháp lên men gia tốc trong thiết bị thân trụ đáy côn, phươngthức lên men gián đoạn Giai đoạn lên men chính diễn ra trong khoảng 8 ngày đêm, ở nhiệt độ

80C Trong giai đoạn này nấm men hoạt động mạnh tỏa nhiều nhiệt, lượng CO2 tạo thành nhiều

12 giờ ở áp suất 1,4 kg/cm2 Trong thời gian nạp CO2, áp suất tăng lên đến 1,7 kg/cm2 Duy trì áplực này thêm 12 giờ nữa để CO2 hòa tan vào bia, đồng thời để nấm men tiếp tục kết lắng Dưới áplực 1,7 kg/cm2, từ tank lên men bia được đưa đi lọc.

II.4.10 Lọc bia

Mục đích: Bia sau khi lên men đã được làm trong tự nhiên (nhờ quá trình lắng khi lên men phụ)nhưng chưa đạt mức độ cần thiết Do đó cần phải lọc để loại bỏ hoàn toàn cặn, kết tủa…nhằmtăng độ bền của bia, tăng giá trị cảm quan, ổn định thành phần cơ học, tăng độ bền sinh học, độbền keo của bia Lọc bia dựa trên hai quá trình:

- Quá trình cơ học nhằm giữ lại các phần tử rắn kích thước to hơn các lỗ hoặc khe của lưới lọc

- Quá trình hấp thụ đối với các phần tử có kích thước rất bé như các chất keo hòa tan dưới dạngphân tử, các nấm men và vi sinh vật…Ngoài các chất gây đục bia quá trình hấp thụ cũng làmgiảm bớt một phần các chất protein, chất nhựa houblon, chất màu, cồn bậc cao, este…vì vậy biađược trong

Để thực hiện quá trình lọc trong bia sử dụng máy lọc khung bản Quá trình lọc gồm hai giai đoạn:giai đoạn tạo màng lọc và giai đoạn lọc

Giai đoạn tạo màng lọc: Dùng bột trợ lọc diatomit được hòa với nước và bơm vào thiết bị lọc đểtạo màng lọc

Giai đoạn lọc: Bơm bia vào để tiến hành lọc, trong giai đoạn đầu dịch bia ra còn đục nên cần tuầnhoàn khoảng 15 phút

Trong quá trình lọc bột trợ lọc diatomit và vinyl polypyriolidone được bổ sung bằng bơm địnhmức Ngoài ra, đối với sản phẩm bia chai trong quá trình lọc còn bổ sung các hóa chất chống oxyhóa, chống đục như: polyclarlc, vicant, collupulin cùng với bột trợ lọc lần hai Bia sau lọc đượcbơm sang các tank chứa bia trong để ổn định và bão hòa CO2

II.4.11 Tàng trữ và ổn định tính chất của bia thành phẩm

Mục đích: Bão hòa CO2 để được hàm lượng cần thiết nhằm làm tăng giá trị cảm quan, chống oxyhóa, chống kết lắng, làm tăng và tạo môi trường tốt để bảo quản bia, ổn định thành phần trong bia.Cách tiến hành: Bơm một lượng CO2 vào trước để đẩy hết không khí có trong tank ra ngoài, tránhkhông để bị oxy hóa do tiếp xúc với O2 Sau đó, bơm bia đã lọc từ dưới lên Khi đã bơm hết biatiến hành bão hòa CO2 Quá trình này được thực hiện trong inox đầy, chịu lực, sử dụng CO2 đãthu hồi Để CO2 bão hòa tốt phải tiến hành nạp nhiều lần ở nhiệt độ thấp 0 – 10C, mỗi lần nạp tới

áp xuất 4 -5 kg/cm2, quá trình nạp lặp đi lặp lại nhiều lần Thời gian nạp CO2 từ 2, 5 – 3 giờ, biasau khi nạp CO2 xong phải đạt hàm lượng 4 – 4,5 g/lít đối với bia chai

II.4.12 Hoàn thiện sản phẩm

Chai đựng bia được thổi từ các loại thủy tinh chất lượng cao có màu nâu hay xanh nhạt đểngăn cản các tia bức xạ mặt trời chiếu vào có thể gây cho bia có mùi lạ, đồng thời gây mất màubia Nguyên nhân là tạo ra CO và các hợp chất chứa nhóm sunfo hydrin, các tia bức xạ mặt trờinày có khả năng kích thích các phản ứng quang hóa trong bia, khử một số chất lưu huỳnh thànhmecaptain có mùi khó chịu

Chai bia phải chịu được áp lực 10 kg/cm2 ở 1000C, độ dày của thành chai phải đều, không

có khí bọt, đáy chai trơn hoặc lõm Chai dùng để chiết bia có các thể tích khác nhau, thôngthường là 330 ml, 450 ml, 650 ml

Bia sau một thời gian tàng trữ được bơm sang phân xưởng chiết chai để nạp vào các chai

Hệ thống chiết chai gồm có một số công đoạn chính như sau:

- Rửa chai: Rửa chai là giai đoạn vô cùng quan trọng vì nó là khâu đầu tiên thể hiện chất lượngsản phẩm Chai được ngâm trong nước nóng trước, tiếp theo được rửa bằng xút nóng, sau đó quagiàn phun nước, hệ thống thổi khí làm khô rồi đi qua bộ phận soi chai trước khi đưa sang máychiết chai

- Chiết chai: Quá trình chiết có ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm thể hiện ở thời gian bảo quản

và khả năng ổn định của bia Do đó khi chiết cần phải đảm bảo giữ được chất lượng sản phẩm saukhi chiết Quá trình chiết chai cũng tuân theo nguyên tắc đẳng áp, sau đó chai được dập nút, rakhỏi máy chiết chai qua bộ phận soi chai trước khi vào hầm thanh trùng

- Thanh trùng: Thanh trùng là gia nhiệt chai bia đến nhiệt độ thích hợp, trong khoảng thời giancần thiết để tiêu diệt hoàn toàn tế bào nấm men còn sót lại trong bia sau khi lọc, đảm bảo nấm

- Bia sau thanh trùng sẽ theo băng tải vào bộ phận dán nhãn, bắn chữ, sau đó qua máy xếp két vàlưu kho hoặc đưa đến ngay tiêu thụ.

II.5 Quy trình công nghệ xử lý nước cấp nước thải

II.5.1 Xử lý nước cấp

Nước được lấy từ giếng khoan sẽ được lọc qua hệ thống bể cát bao gồm hai bể lọc thô vàhai bể lọc tinh hoạt động luân phiên sẽ được chứa trong bể chứa trung gian để tiếp tục được xử lý

để đạt yêu cầu phục vụ cho các hoạt động cụ thể

٭ Nước dùng để nấu và rửa sữa men kết lắng:

Nước sau khi xử lý sơ bộ được bổ sung nước javen và sục khí để khử trùng, rồi bơm quacột lọc cát thạch anh để loại bỏ các tạp chất rắn Tiếp theo nước được tẩy màu bằng than hoạt tính

và khử clo dư Cuối cùng nước được đi qua hệ thống lọc thẩm thấu ngược để loại bỏ các muối tan

và tạp chất hữu cơ còn lại

Nước sau xử lý có độ thuần khiết cao, đạt các chỉ tiêu:

Tổng lượng sắt, man gan < 0,1 mg/l

Hàm lượng chất rắn tồn đọng < 0,1 mg/l

Hàm lượng canxi, magie < 0,08 mg/l

Hàm lượng clo dư < 0,1 mg/l

٭ Nước dùng để rửa chai :

Nước sau xử lý sơ bộ được bổ sung nước javen và sục khí để khử trùng, rồi qua bể lọc chứa vậtliệu khử sắt, mangan Sau đó nước được tẩy màu bằng than hoạt tính và khử clo dư Tiếp theonước được làm mềm qua trao đổi ion, cuối cùng được lọc tinh bằng lọc lõi sợi Nước sau xử lý ởđây có hàm lượng clo dư < 0,05 mg/l

II.5.2 Xử lý nước thải

Nước thải trong quá trình sản xuất của nhà máy qua hệ thống cống rãnh được đưa tới bểlắng sơ bộ tại đây nhờ quá trình lắng dưới tác dụng của trọng lực các tạp chất nặng được tách ra,các rác thải hữu cơ cũng được loại bỏ nhờ các song chắn rác Tiếp theo nước được đưa qua bểđiều hòa, ở đây nước sẽ được trung hòa một phần để thuận lợi cho các quá trình xử lý sinh họctiếp theo Nước thải từ bể điều hòa sẽ được đưa qua bể mêtan hóa với lớp lọc là bùn chứa hệ visinh vật kỵ khí, tại đây nước thải sẽ được đi từ dưới lên qua lớp bùn, các cặn lắng sẽ được giữ lại

ở dưới Nước sau xử lý yếm khí sẽ chảy chàn qua các máng thu sang bể aeroten, ở đây thực hiệnsục khí để tăng cường hoạt động phân giải hiếu khí của hệ bùn hoạt tính

Sau đó nước thải được đưa qua bể lắng đứng để tách bùn rồi được lắng trong lần cuối ở bể tiếpxúc trước khi thải ra theo hệ thống nước thải bên ngoài nhà máy Bùn thu được ở bể lắng đứngmột phần tuần hoàn vào bể aeroten, phần còn lại được ép khô đưa sang bể ủ bùn và có thể sửdụng để làm phân bón

Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B với các thông số như sau:

PH = 5,5 – 9

BOD = 50 mg/l

COD = 100 mg/l

SS = 100 mg/l

PHẦN BA LẬP LUẬN KẾ HOẠCH SẢN XUẤT VÀ TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM

III.1 Lập kế hoạch sản xuất

Nhà máy được thiết kế với năng suất 30 triệu lít bia chai/năm Nồng độ dịch đường trướclên men là 120Bx Sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo với tỷ lệ thay thế là 25% cho tổng lượnggạo và malt sử dụng

Do nước ta nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, ở miền bắc khí hậu có 4 mùa rất khácnhau vì vậy mà nhu cầu tiêu thụ bia cũng khác nhau Mùa hè do thời tiết nóng nực nên nhu cầu sửdụng bia cao, trong khi mùa đông thời tiết lạnh nhu cầu về bia giảm Do đó nhà máy phải có kếhoạch sản xuất một cách hợp lý để lượng bia sản xuất ra tiêu thụ hết, tránh lãng phí

Bảng III.1: Kế hoạch sản xuất của nhà máy

- Công nhân được nghỉ ngày chủ nhật và các dịp lễ tết

Một năm nhà máy sản xuất 300 ngày, trung bình mỗi tháng sản xuất 25 ngày, những ngày còn lại

để duy tu, bảo dưỡng máy móc thiết bị Chọn năng suất lớn nhất một tháng là: 3 triệu lít

Năng suất lớn nhất một ngày là: 3000000/25 = 120000 (lít)

Mỗi ngày nấu 6 mẻ, năng suất mỗi mẻ là: 20000 (lít)

III.2 Tính cân bằng sản phẩm

Trong quá trình sản xuất, tổn thất ở các công đoạn là không thể tránh khỏi nên trong quátrình tính toán ta đều phải tính đến lượng tổn thất ở từng công đoạn Lượng tổn thất phụ thuộc vàonhiều yếu tố như chất lượng nguyên liệu, chế độ công nghệ thiết bị

Để đơn giản ta tính cân bằng cho 1000 lít bia Giả thiết:

Malt có hàm ẩm 5%, hiệu suất hòa tan là 80%

Gạo có độ ẩm 12%, hiệu suất hòa tan là 80%

Tổn thất được tính theo phần trăm của từng công đoạn sản xuất như sau:

- Làm sạch: 1%

- Nghiền: 0,5% so với lượng nguyên liệu

- Hồ hóa, đường hóa và lọc: 2% so với lượng chất khô

- Nấu hoa: 5% so với thể tích trước khi nấu

- Lắng xoáy và lạnh nhanh: 1,5% so với chất khô

- Lên men: 4% so với thể tích trước khi lên men

- Lọc bia: 1,5% so với thể tích trước khi lọc

- Bão hào CO2: 0,5% so với thể tích dịch sau khi lọc

- Chiết chai: 4%

III.2.1 Tính cân bằng sản phẩm cho 1000 lít bia chai

III.2.1.1 Tính lượng gạo và lượng malt

0,7562M + 0,2335M = 0,9897M (kg)

Lượng dịch qua các công đoạn ứng với 1000 lít bia chai thành phẩm:

Công đoạn chiết chai tổn thất 4%, lượng bia sau bão hòa CO2 là:

(11000 0,04) = 1041,67 (lít)

Công đoạn bão hòa CO2 tổn thất 0,5%, lượng bia sau lọc là:

(110410,005,67)

 = 1046,9 (lít)Công đoạn lọc bia tổn thất 1,5%, lượng bia sau lên men là:

III.2.1.2 Lượng bã gạo và lượng bã malt

Lượng malt đem nấu là 153,41 (kg) trong đó:

Lượng chất khô không hòa tan là 100% – 80% = 20%

Độ ẩm: 5%

Tổn thất nghiền: 0,5%

Vậy lượng chất khô trong bã malt:

153,41×(1 – 0,005)×(1 – 0,05)×0,2 = 29 (kg)Giả sử bã có hàm ẩm 80%, khối lượng bã ẩm là:

) 8 , 0

1

(

29

 = 145 (kg)

Lượng gạo đem nấu là 51,14 (kg) trong đó:

Lượng chất khô không hòa tan 100% – 80% = 20%

Độ ẩm 12%

Tổn thất khi nghiền là 0,5%

Suy ra lượng chất khô trong bã gạo:

51,14×(1 – 0,005)×(1 – 0,12)×0,2 = 8,95 (kg)Với bã có độ ẩm là 80%, khối lượng bã gạo ướt là:

) 8 , 0

Vậy lượng nước trong bã là: 189,75 – 37,23 = 152,52 (kg)

III.2.1.3 Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã

+ Lượng nước trong quá trình hồ hóa: