đồ án quá trình sản xuất bia

Khái niêmBia là loại nước uống có độ cồn thấp được sản xuất bằng quá trình lênmen của đường trong môi trường lỏng và không được chưng cất sau khi lênmen.. nho lên men được gọi là rượu va

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ BIA1.1 Khái niêm

Bia là loại nước uống có độ cồn thấp được sản xuất bằng quá trình lênmen của đường trong môi trường lỏng và không được chưng cất sau khi lênmen Nói cách khác, bia là loại nước giải khát có bọt mịn xốp và có hương

giải nhiệt nhanh, hỗ trợ cho quá trình tiêu hóa, ngoài ra trong bia còn chứamột lượng vitamin khá phong phú (chủ yếu là vitamin nhóm B như vitaminB1, B2, PP .) Nhờ những ưu điểm này, bia được sử dụng rộng rãi ở hầu hếtcác nước trên thế giới với sản lượng ngày càng tăng Đối với nước ta bia đãtrở thành loại đồ uống quen thuộc với sản lượng ngày càng lớn và đã trởthành ngành công nghiệp mũi nhọn trong ngành công nghiệp nước ta

Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia Do các thành phần sửdụng để sản xuất bia có khác biệt tùy theo từng khu vực, những đặc trưng củabia như hương vị và màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau và do đó có kháiniệm loại bia hay các sự phân loại khác

1.22 Lịch sử

Bia là một trong các đồ uống lâu đời mà loài người đã tạo ra, có niênđại ít nhất là từ thiên niên kỷ thứ 5 trước công nguyên và được ghi chép lại

trong các thư tịch cổ của Ai Cập cổ đại và Lưỡng hà (Mesopotamia).

Giống như phần lớn các chất chứa đường khác có thể bị lên men mộtcách tự nhiên, các đồ uống tương tự như bia đã được phát minh một cáchđộc lập giữa các nền văn minh trên toàn thế giới Việc kiểm định hóa học cácbình gốm cổ phát hiện ra rằng bia (tương tự như rượu vang) đã được sảnxuất khoảng 7000 năm trước ở Iran và là một trong số các công nghệ sinhhọc đã biết, trong đó các quy trình sinh học của sự lên men được áp dụng

Tại Lưỡng Hà, chứng cứ lâu đời nhất về bia là bức vẽ 6.000 năm tuổicủa người Sumeria miêu tả những người đang uống một thứ đồ uống bằng

thiên sử thi Gilgamesh, một bản trường ca 3900 năm tuổi của người Sumeria

để tỏ lòng tôn kính nữ thần Ninkasi, vị thần bảo trợ cho bia, nó chứa côngthức làm bia cổ nhất còn sót lại và miêu tả việc sản xuất bia từ lúa mạchthông qua bánh mì Bia đã trở thành thiết yếu đối với tất cả các nền văn minhtrồng ngũ cốc ở thế giới phương Tây cổ xưa, đặc biệt là ở Ai Cập và Lưỡng

Hà Người Thracia cũng được biết là đã sử dụng bia sản xuất từ lúa mạchđen, thậm chí từ thế kỉ 5 trước công nguyên, như Hellanicos đã viết trong vở

các opêra Tên gọi cho bia của họ là brutos hay brytos.

Sự bổ sung hoa bia vào bia để tạo vị đắng, bảo quản và hương vị chobia là một phát kiến tương đối mới Trong thời trung cổ nhiều hỗn hợp kháccủa các loại thảo mộc thông thường được cho vào bia chứ không phải hoabia Các hỗn hợp này thông thường được gọi là “gruit” Hoa bia đã đượctrồng tại Pháp sớm nhất là vào khoảng thế kỷ 9 Văn bản cổ nhất còn sót lại

có ghi chép về việc sử dụng hoa bia trong bia có niên đại vào năm 1067 bởi nữ

tu viện trưởng kiêm nhà văn Hildegard: "Nếu người ta định làm bia từ yến

mạch, nó được chuẩn bị cùng hoa bia."

Tại châu Âu, trong thời Trung cổ, bia chủ yếu được sản xuất trong giađình Vào thế kỷ 14 và 15, việc sản xuất bia đã dần dần chuyển từ hoạt độnggia đình sang hoạt động thủ công, với các quán bia và tu viện sản xuất bia củamình hàng loạt để tiêu thụ

Trong thế kỷ 15, ở Anh loại bia không có hoa bia được biết đến như là

ale, còn việc sử dụng hoa bia thì đồ uống đó gọi là bia Bia có chứa hoa bia

được nhập khẩu vào Anh từ Hà Lan sớm nhất là từ năm 1400 ở Winchester,

và hoa bia đã được trồng trên quốc đảo này từ năm 1428 Tính phổ biến củahoa bia ban đầu là hỗn hợp-Công ty bia rượu London đã đi xa tới mức ra

thông báo "không hoa bia, không thảo mộc hoặc những gì khác tương tự

được cho vào bất kỳ ale hay rượu nào sẽ được sản xuất - mà chỉ có liquor (nước), mạch nha, và men bia" Tuy nhiên, vào thế kỷ 16, ale đã được

dùng để chỉ các loại bia mạnh (nồng độ cồn cao), và tất cả ale và bia đều sửdụng hoa bia

Hình 1.1: Một số loại bia sử dụng rộng rãi ở Việt Nam

Năm 1516, WilliamIV, Công tước xứ Bavaria, đã thông quaReinheitsgebot (Luật tinh khiết), là quy định về thực phẩm cổ nhất còn áp

dụng đến nay Gebot quy định rằng thành phần của bia chỉ bao gồm nước,

lúa mạch hoa bia, với men bia được bổ sung sau phát kiến của Louis Pasteurvào năm 1857 Luật của người Bavaria đã được áp dụng trong cả nước Đứcnhư là một phần của nước Đức thống nhất năm 1871 thành đế chế Đức dướithời Otto von Bismarck, và kể từ đó đã được cập nhật để phản ánh xu

hướng hiện đại trong sản xuất bia rượu Cho đến nay, Gebot vẫn được coi

là tiêu chuẩn của độ tinh khiết cho bia, mặc dù điều này có thể gây tranh cãi

Phần lớn các loại bia cho đến thời gian gần đây thực chất là thứ mà

ngày nay gọi là ale Bia lager đã được phát hiện ra một cách tình cờ vào thê

kỷ 16 sau khi bia được lưu trũ trong các hầm lạnh một thời gian dài; kể từ đó

nó đã được sản xuất nhiều hơn ale.

Với sự phát minh ra động cơ hơi nước năm 1765, công nghiệp hóasản xuất bia đã trở thành sự thật Các cải tiến mới trong công nghệ sản xuấtbia đã xuất hiện cùng với sự ra đời của nhiệt kế và tỷ trọng kế vào thế kỷ 19,

đã cho phép các nhà sản xuất bia tăng tính hiệu quả và kiểm soát nồng độcồn Cho đến cuối thế kỷ 18,mạch nha chủ yếu được làm khô bằng lửa dođốt gỗ, than củi, trấu, và sau năm 1600 là từ than cốc Nói chung, không cóloại mạch nha nào trong số này được che chắn tốt khỏi khói sinh ra trong các

lò sấy, và do đó các loại bia thời kỳ đó có thành phần hơi khói trong hương vị

xuyên phải cố gắng giảm thiểu sự ám khói của bia thành phẩm Sự phátminh ra lò nướng hình trống năm 1817 của Daniel Wheeler đã cho phép tạo

ra mạch nha nướng chín kỹ và tạo tiền đề cho sản xuất các loại bia đen

(porter và stout) Sự phát minh ra vai trò của men bia trong quá trình lên

men vào năm 1857 bởi Louis Pasteur giúp cho các nhà sản xuất phương phápngăn chặn vị chua của bia bởi các loại vi sinh vật không mong muốn

Năm 1953, Morton W Coutts, một người New Zealand đã phát triển

kỹ thuật lên men liên tục Morton lấy bằng sáng chế công nghệ của ông và

nó là một cuộc cách mạng trong công nghiệp bia do nó làm giảm thời gian

ủ và sản xuất bia trước đây là 4 tháng xuống còn chưa đầy 24 giờ Côngnghệ của ông vẫn được sử dụng bởi nhiều nhà sản xuất bia lớn nhất thế giớingày nay, bao gồm cả Guinness

Ngày nay, công nghiệp bia là công việc kinh doanh khổng lồ toàn cầu,bao gồm chủ yếu là các tổ hợp được ra đời từ các nhà sản xuất nhỏ hơn.Trong khi bia chủ yếu là đồ uống chứa cồn thì một số biến thái của nó cũngtồn tại, xuất phát từ thế giới phương Tây, là các loại bia đi qua công đoạn xử

lý để loại bỏ bớt cồn, sản xuất ra cái gọi là bia không cồn

1.3 Các loại bia

Có nhiều loại bia khác nhau, mỗi loại bia được coi là thuộc về một

kiểu bia cụ thể nào đó Kiểu bia là mác dán miêu tả hương vị tổng thể và

thông thường là nguồn gốc của bia, phù hợp với hệ thống đã tiến hóa qua cáclần thử và các sai số qua nhiều thế kỷ

Yếu tố chính để xác định loại bia là men bia sử dụng trong quá trình

lên men Phần lớn kiểu bia thuộc về một trong hai họ lớn: ale- sử dụng lên mem nổi hoặc lager- sử dụng lên men chìm Bia có đặc trưng pha trộn của

cả ale và lager được gọi là bia lai Đồ uống chứa cồn sản xuất từ việc lên

men đường thu được từ các nguồn không phải là ngũ cốc nói chung khôngđược gọi là "bia", mặc dù chúng cũng được sản xuất bằng cùng một phản ứngsinh học gốc men bia Mật ong lên men được gọi là rượu mật ong, nước táo

lên men được gọi là rượu táo, nước lê lên men được gọi rượu lê, còn nước

nho lên men được gọi là rượu vang.

Ale: Ale là bất kỳ loại bia nào được sản xuất bằng lên men nổi, và nó

Các men bia ale ở các nhiệt độ này tạo ra một lượng đáng kể các ester , cáchương liệu thứ cấp và các sản phẩm tạo mùi khác, và kết quả là bia tạo ra cómùi vị của hoa hay quả tương tự (nhưng không chỉ có thế) như táo, lê, dứa,

cỏ, cỏ khơ, chuối mận hay mận khô Các khác biệt về kiểu giữa các loại ale

là nhiều hơn so với các loại lager, và nhiều loại bia ale rất khó để phân loạichúng

Lager: Lager là loại bia được tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới Chúng

có nguồn gốc từ vùng Trung Âu, có tên gọi này là từ lagern ("lưu trữ") trong

tiếng Đức Men bia lager là loại lên men chìm, thông thường được lên men ởnhiệt độ 7-12°C (45-55°F) ("pha lên men"), và sau đó được lên men thứ cấplâu ở 0-4°C (30-40°F) ("pha lager hóa") Trong giai đoạn lên men thứ cấp,lager được làm trong và chín Các điều kiện lạnh cũng kiềm chế việc sảnxuất tự nhiên các ester và các phụ phẩm khác, tạo ra hương vị "khô và lạnhhơn" của bia

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY BIA SÀI GÒN2.1 Giới thiệu chung

Công ty bia Sài Gòn là một công ty trực thuộc Tổng công ty Bia – Rượu– Nước giải khát Sài Gòn

Corporation

2.2 Lịch sử hình thành và phát triển công ty

Tiền thân của Tổng Công ty Bia Rượu Nước giải khát Sài Gòn trước đây

là một Nhà máy của tư bản Pháp được xây dựng từ những năm 1875

Đến tháng 6/197, Công ty Rượu Bia Miền Nam chính thức tiếp nhận vàquản lý Nhà máy Bia Chợ Lớn từ Hãng BGI và hình thành nên Nhà máy BiaSài Gòn

Năm 1993, Nhà máy được đổi tên thành Công ty Bia Sài Gòn và trởthành một trong những Công ty có trang thiết bị hiện đại nhất trong ngành biaViệt Nam

Với truyền thống lâu đời trên 100 năm trong ngành sản xuất bia, chấtlượng sản phẩm của Công ty Bia Sài Gòn không ngừng được nâng cao nhờ sựkết hợp đồng bộ giữa công nghệ truyền thống, thiết bị hiện đại, nguyên liệungoại nhập từ những nước có nguồn nguyên liệu nổi tiếng trên thế giới với việcđổi mới phương thức quản lý Một trong những yếu tố quan trọng góp phần ổnđịnh chất lượng sản phẩm là hệ thống phương tiện kỹ thuật kiểm tra tiên tiếnđược đánh giá đạt đẳng cấp quốc gia và hệ thống đảm bảo chất lượng cho sảnphẩm bia chai và bia lon phù hợp với tiêu chuẩn ISO 9001:2000

Từ năm 1992, với uy tín trong nước, sản phẩm của Công ty Bia Sài Gòn

đã vươn ra có mặt trên thị trường khó tính nhất như: Nhật, Úc, Mỹ, EU,Singapore, Hongkong,

Năm 2000, Công ty Bia Sài Gòn là doanh nghiệp sản xuất bia đầu tiêncủa Việt Nam đạt và vượt mốc sản lượng 200 triệu lít/năm

Tháng 7/2003, Công ty Bia Sài Gòn phát triển lớn mạnh thành TổngCông ty Bia - Rượu - Nước giải khát Sài Gòn (SABECO) và trở thành doanhnghiệp hàng đầu trong ngành sản xuất bia Việt Nam Công ty đã tạo cho mìnhmột nền tảng vững chắc, đạt trình độ của một nhà quản lý hiện đại, cùng cảnước tiến những bước phát triển vững chắc vào thiên niên kỷ mới

Năm 2004, SABECO đạt sản lượng hơn 403 triệu lít bia các loại, trong

đó có 268 triệu lít bia sản xuất tại đại bản doanh Công ty Bia Sài Gòn Số cònlại gia công tại 10 nhà máy bia địa phương

Hiện nay, thực hiện theo quyết định số 37/2004/QĐ-BCN chỉ đạo của

Bộ Công nghiệp, Tổng công ty đã xây dựng phương án cổ phần hoá toàn bộCông ty mẹ và Công ty TNHH một thành viên Thương mại Dịch vụ Bia -Rượu - Nước giải khát Sài Gòn dưới hình thức bán một phần vốn nhà nướchiện có tại doanh nghiệp

2.3 Các đơn vị thành viên của SABECO

- Công ty cổ phần rượu Bình Tây

- Công ty nước giải khát Chương Dương

- Công ty Thương mại Dịch vụ Bia – Rượu – Nước giải khát Sài Gòn

- Nhà máy thủy tinh Phú Thọ

2.4 Bố trí mặt bằng

11 Phòng vệ sinh nam 24 Kho vật tư 37 Bảo vệ cổng ra

12 Bồn soude 25 Văn phòng y tế 38 Bảo vệ

13 Bảo vệ cổng vào 26 Lọc

2 29

DD L Đ

GĐ Kho Vận GĐ

Dịc

h Vụ GĐ Tiêu thụ

Liên doan h

GĐ X N

Tha ønh

vie ân

Chương 3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA3.1 Nguyên liệu

Bảng 1.3: Chỉ tiêu chất lượng nước

- Quyết định độ cứng của nước

trình nấu bia, do làm giảm độ acid của hồ malt và dịch đường hoá

đường

- Hàm lượng trong nước tuy ít hơn Ca2+, nhưng gây tác dụng xấu hơn

Na +

mặn

Zn 2+

số enzym có trong nấm men

men

Fe 2+

hưởng xấu đến chất lượng bia

CO 3 2- ,

HCO 3

Nước dùng nấu bia nếu chứa thành phần muối carbonate và

vỏ malt, tạo vị đắng khó chịu cho bia thành phẩm

b Nước phi công nghệ

Là nước không tham gia vào sản phẩm tạo thành cuối cùng Bao gồm:

- Nước dùng ngâm đại mạch để sản xuất malt: yêu cầu quan trọng nhất lànước không chứa nhiều tạp chất hữu cơ và VSV

- Nước dùng để rửa nấm men và thiết bị:

Nước rửa nấm men cần phải sạch, không chứa nhiều hợp chất hữu cơ vàkhông chứa VSV

Nước rửa thiết bị nên có độ cứng thấp đến trung bình, không chứa NH3

và các muối nitrit

3.1.1.1.2 Phân loại nước theo nguồn cung cấp

Hiện nay, công ty sử dụng hai nguồn nước: nước giếng và nước thành phố

a Nguồn nước thành phố

thường được kiểm tra để đảm bảo chắc chắn nguồn nước đem nấu bia đạt yêu

b Nguồn nước giếng

Công ty sử dụng 5 giếng khoan Nước giếng thường không đạt tiêuchuẩn để nấu bia và không ổn định nên chủ yếu sử dụng cho việc vệ sinh nhàxưởng, thiết bị…

3.1.2 Malt

Malt của nhà máy được nhập từ nước Australia và Canada Nhà máy có

6 silo dùng để bảo quản malt, mỗi silo có sức chứa 80 tấn

a Khái niệm

Tất cả những hạt ngũ cốc, nếu được ươm mầm với sự kiểm soát chặt chẽcủa các điều kiện kỹ thuật (độ ẩm, nhiệt độ và mức độ thông gió), sử dụngtrong công nghệ sản xuất bia đều có thể gọi chung là malt (như malt thóc, maltbắp, malt lúa mì…)

Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại mạch,tiểu mạch, thóc, ngô… sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến

độ ẩm nhất định với điều kiện bắt buộc

Malt là một loại bán thành phẩm và giàu chất dinh dưỡng: 16 – 18%chất thấp phân tử dễ hòa tan + hệ enzyme đặc biệt phong phú, chủ yếu là

Hình 1.2: Malt

b Vai trò

Malt cung cấp toàn bộ lượng glucid (chủ yếu dưới dạng tinh bột) đểchuyển hóa thành đường, và từ đường chuyển hóa thành cồn và các chất khác

Để giảm giá thành, người ta có thể sử dụng ngũ cốc làm thế liệu, và lượng tối

đa là 50% chứ không thể thay thế hoàn toàn malt

Malt chứa đầy đủ enzym amilaza để thủy phân tinh bột Nếu sử dụng thếliệu nhiều thì lượng enzym này cung cấp không đầy đủ và ta buộc phải bổ sungenzym từ bên ngoài vào, chủ yếu là enzym từ vi sinh vật

Malt cung cấp khá đủ lượng protein và có chứa hệ enzym proteaza đểthủy phân chúng Trong giai đoạn ươm mầm, hệ enzym này được hoạt hóamạnh mẽ Khi chuyển sang giai đoạn nấu, chúng thủy phân protein tạo thành

Bảng 2.3: Các chỉ tiêu kiểm tra malt

Công ty Bia Sài Gòn chỉ dùng một loại thế liệu duy nhất đó là gạo

Nguồn gốc: gạo được mua từ các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long

a Mục đích

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

Hạ giá thành sản phẩm

Cải thiện một vài tính chất của sản phẩm

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

b Các loại thế liệu thường được sử dụng

3.1.3.1 Gạo

Sử dụng nhiều ở các nước Châu Á hoặc vùng Trung Đông

Là một thế liệu hàng đầu để sản xuất bia vì:

Hàm lượng glucid và protein khá cao, khả năng chuyển hóa thành chất

Giá thành rẻ và phổ biến.

Hàm lượng lipid thấp nên không ảnh hưởng xấu đến độ bền bọt

Cellulose ở giới hạn thấp là yếu tố lý tưởng cho việc sản xuất bia

Bảng 3.3: Chỉ tiêu kiểm tra gạo STT Chỉ tiêu kiểm tra Yêu cầu

3.1.3.3 Gạo mì

Do đặc tính của gạo mì không có vỏ trấu như đại mạch, mặt khác hàmlượng gluten quá cao, muốn dùng gạo mì làm thế liệu cho malt đại mạch,thường phải cho ươm mầm rồi dùng kết hợp với malt Nếu dùng thẳng bột mìchưa ươm mầm, thường là nguyên nhân trở ngại cho quá trình lọc dịch đường

và lọc bia, rất khó trong suốt

3.1.3.4 Đậu

không phải dùng làm thế liệu cho malt mà với các mục đích sau:

Trong đậu chứa các glucozit có tính saponin, làm cho bia có khả năngtạo bọt mạnh

Hàm lượng protein trong đậu rất cao, do đó các acid amin từ nguồnprotein này sẽ làm thức ăn tốt cho nấm men về sau

tăng trưởng đối với nấm men

Hàm lượng enzyme cao hơn nhiều so với trong đại mạch.

Sử dụng nước trích từ đậu vào bổ sung ở khâu lên men, quá trình lênmen bia sẽ nhanh hơn, bọt bề hơn và bia trong hơn ở nhiệt độ lạnh

3.1.4.1 Thành phần hóa học của hoa

3.1.4.1.1 Chất đắng

Là thành phần có giá trị nhất của hoa houblon, tập trung ở cánh hoa

Tạo cho bia có vị đắng đặc trưng và dễ chịu

Thông thường, tổng chất đắng trong hoa khô là 16 – 18%:

đắng dễ chịu Nếu cao hơn sẽ gây vị chát đắng khó chịu

3.1.4.1.3 Tinh dầu

Các dạng tinh dầu có nhóm –OH dễ tác dụng với các thành phần acidbéo tạo thành những este phức tạp Trong quá trình bảo quản, những hợp chất

thơm có lợi cho bia

Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, đại bộ phận nhữngcấu tử gây hương đều bay hơi hết, song một số cấu tử khác lại biến đổi, hìnhthành những sản phẩm mới bền hương hơn, tồn tại cùng những cấu tử hươngbền để hình thành hương thơm houblon trong bia.

* Các dạng chế phẩm

Hiện nay, nhà máy sử dụng 2 dạng chế phẩm là: hoa Houblon dạng viên

và dạng cao

Dạng viên: là chế phẩm được sản xuất bằng phương pháp nghiền Cánh hoa

khô được nghiền thành bột, không cô đặc và được ép thành viên định hình.Dạng viên thường thơm và ít đắng

Dạng cao: là sản phẩm được trích ly bằng dung môi hữu cơ, sau đó dùng các

biện pháp để tách dung môi ra và thu được dung dịch cao houblon dạng sệt.Dạng cao thường đắng và ít thơm

Bảng 4.3: Chỉ tiêu kiểm tra hoa Houblon Cảm quan Độ ẩm Hàm lượng α - acid Dạng viên Màu xanh oliu, mùi

sản phẩm bậc hai khác có ảnh hưởng đến chất lượng của bia

Chủng ấm men được công ty sử dụng là Saccharomyces Carlsbergensis

- nấm men chìm

So sánh nấm men chìm và nấm men nổi

bào kết chùm, chuỗi, tạo thành lớp dày

nổi lên trên bề mặt cùng với bọt của

bia, bia tự trong chậm

chùm hoặc chuỗi, song lại lắng xuống

chóng tự trong hơn so với bia được lênmen nổi

Khả năng lên men đường tam

(rafinoza) kém, chỉ đạt 30%

Khả năng lên men đường tam tốt, đạt

100% (vì lên men được cả melibioza) Thuộc nhóm độc lập: Saccharomyces

Lên men được các đường:glucoza,

fructoza, saccaroza, maltoza, 1/3

rafinoza, các destrin đơn giản

- Lên men được glucoza, fructoza, galactoza, mannoza, saccaroza, maltoza

- Đặc biệt rafinoza và các dextrin đơn giản, lên men tốt, thậm chí ở nhiệt độ

không có khả năng này)

- Không lên men được: lactoza, inulin, kxiloza, arabinoza, cellobioza, manit, socbit…

3.1.6 Phụ gia và chất hỗ trợ kỹ thuật

Phụ gia

-Chất hỗ trợ kỹ thuật Thời điểm sử dụng Vai trò

amylase

- Tăng khả năng chịu nhiệt và cải thiện quá trình kết lắng của

- Tạo màu vàng cho bia.

- Tăng độ đường của nước nha

- Giảm thời gian lên men phụ

lọc chỉ

- Cải thiện độ bền mùi vị

- Cải thiện độ bền keo

- Tốc độ hóa nâu chậm hơn

Cân và phân phối vào silô

Cân và phân phối vào silô Gạo

Nghiền Nước

Bụi Bụi

Nghiền Nước Malt lót

Nhãn

Thùng carton

Sản phẩm Đóng thùng Dán nhãn

Thanh trùng

2

Tàng trữ Bão hòa CO

Vicant Lọc chỉ

Lọc đĩa PVPP Diatomit Làm lạnh

Lọc ống

Pha bia

Maturex, antifoam

Xử lý Kiểm tra Rây Thu hồi men Lên men chính

Men giống

Xử lý bằng UV Lọc bông gòn

Sục không khí vô trùng Làm lạnh nhanh Lắng cặn Hồ hóa và dịch hóa

3.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

3.2.2.1 Phân xưởng nấu

Đây là một trong 3 phân xưởng chính (gồm phân xưởng nấu, phânxưởng lên men và phân xưởng chiết rót) thường có đối với một nhà máy sảnxuất bia

a Nhiệm vụ

Phân xưởng nấu có nhiệm vụ chính là sản xuất ra dịch đường houblonhoá để chuẩn bị cho quá trình lên men tiếp theo Nói cách khác, phân xưởngcần thực hiện quá trình đường hoá các nguyên liệu chính ban đầu (gồm malt vàgạo), sau đó houblon dịch đường vừa thu

Đầu ra của phân xưởng nấu là dịch đường có:

- Hàm lượng chất khô: 13oPt

- pH: 5,3

b Cơ cấu tổ chức

* Cơ cấu tổ chức của phân xưởng nấu gồm:

- Lãnh đạo xưởng: giám đốc và phó giám đốc

- Phòng nghiệp vụ: trưởng phòng, nhân viên thống kê, nhân viên giaonhận vật tư

- Ca: có 4 kíp chia thành 3 ca

- Mỗi ca có 4 người: tổ trưởng, 1 công nhân vận hành hệ thống xuất xay,

- Tỷ lệ nguyên liệu: 7,5 malt/ 2,5 gạo

- Tổng vệ sinh phân xưởng: Thứ 2 hàng tuần

d Bố trí mặt bằng

* Phân xưởng nấu là một toà nhà gồm 5 tầng với bố trí như sau:

Tầng trệt và tầng 1: hệ thống CIP, nồi nấu gạo, nồi nấu malt, nồi dự trữ,máy lọc khung bản, nồi đun sôi với hoa, phòng máy vi tính điều khiển, bộ phậnvăn phòng

Tầng 2: hệ thống cân xuất, vis tải, thùng chứa bột sau khi xay, bồn maltlót, bồn đun nước

Tầng 3: máy tách sạn, bộ phận thu hồi bụi malt, bồn chứa trung gian,bảng điều khiển quy trình xử lý nguyên liệu

Tầng 4: bồn chứa trung gian, máy nghiền búa, máy sàng rác, cyclon lắngbụi

Tầng 5: cân nhập, bộ phận phân phối vào silô, bồn nước, quạt xuất xay,điều hòa lưu lượng, vis tải

e Quy trình cơng nghệ xưởng nấu

Sạn Sàng tách sạn Rác Sàng tách rác Sàng tách rác Rác

Dịch đường houblon hóa

Houblon cao và viên Caramel và acid lactic ZnCl2

4

H SO Malt lót Nước

2

CaCl

Nước Đạm hóa

Gạo Cân và phân phối vào silô Lọc bụi Lọc bụi

Cân và phân phối vào silô Malt

Hồ hóa và dịch hóa

• Nhập nguyên liệu

Cách tiến hành

- Malt sau khi nhập vào nhà máy được chứa trong kho nguyên liệu vơisức chứa rất lớn gồm 10 silô, mỗi silô có thể chứa đến 500 tấn nguyên liệu.Khi cần, malt được hút từ các silô này vào hầm chứa, còn gạo nhập vào nhàmáy ở dạng bao và các bao gạo này sẽ được chở trực tiếp đến hầm chứa ở phânxưởng nấu

- Sau đó malt và gạo từ hầm chứa sẽ được chuyển lên lầu 5 nhờ quạt hút

và thiết bị cyclon lắng bụi để tách bụi Và nguyên liệu tiếp tục chảy xuống cânđiện tử đặt ở lầu 5 để định lượng vào các silô, được bộ phận cân định lượngphân phối vào các hầm chứa (mỗi lượt cân là 40kg) Có 9 hầm chứa nguyênliệu với chiều sâu thông suốt từ tầng 5 xuống đến tầng 1 của phân xưởng nấu,trong đó có 6 hầm malt với lượng chứa 80 tấn/hầm và 3 hầm gạo với lượngchứa 100 tấn/hầm

- Trên phần ống dẫn vào các silô đều có các đầu dò, khi nguyên liệu đãchứa đầy cần gạt sẽ tự động xoay ống dẫn nguyên liệu tự cân vào các silô khác

- Đầu hút nguyên liệu được đặt ngay hầm chứa nguyên liệu chuẩn bị đưavào hệ thống xuất xay Cấu tạo của đầu hút gồm có ống trong và ống ngoài,đồng thời có khe hút không khí Chính nhờ khe hút này mà nguyên liệu không

bị nghẹt đường ống trong quá trình hút

- Khi cần sản xuất, malt và gạo được vận chuyển, xử lý theo hai dâychuyền giống nhau được thiết kế song song từ tầng 1 đến tầng 5 của phânxưởng nấu

Sự cố và cách khắc phục

- Trong quá trình đang hút nguyên liệu để xay mà cúp điện thì nguyên liệutrên đường ống sẽ rớt xuống, nếu nguyên liệu rớt xuống lại đường ống đếnmức cao quá làm cho khí không vô được và khi vận hành lại hệ thống thìkhông hút nguyên liệu lên được

- Khắc phục: công nhân sẽ xuống hầm chứa móc nguyên liệu ra bằng taycho đến khi không khí thông vào đường ống và quá trình hút nguyên liệu sẽdiễn ra bình thường

Nhờ tác dụng của lực ly tâm và trọng lực, khi đi qua cyclon, các hạt bụi

sẽ được tách ra khỏi nguyên liệu

Cách tiến hành

Nguyên liệu từ phễu nhập liệu tập trung sẽ được hệ thống quạt hút lêntầng 5 của phân xưởng vào cyclon Khi đi qua cyclon, các bụi bẩn còn lẫntrong nguyên liệu được hút ra ngoài theo cửa ở phía trên đỉnh Phần nguyênliệu đã được lọc được vận chuyển xuống bồn chứa trung gian nằm ở tầng 4

• Sàng tách rác

Mục đích

Tách các tạp chất có kích thước khác với kích thước của nguyên liệu:

- Lớn hơn: vỏ bao, rác, rơm rạ,…

- Nhỏ hơn: cát, bột mịn,…

Tách các tạp chất nhẹ

Cấu tạo thiết bị và nguyên tắc hoạt động

Bồn chứa trung gian ở tầng 4 được nối trực tiếp với máy sàng Máy

nguyên liệu và rác dễ trượt xuống

Máy có 2 lớp lưới:

- Lớp trên có lỗ lưới hình tròn, đường kính khoảng 5mm (với gạo),8mm (với malt)

- Lớp dưới có lỗ lưới hình vuông nhỏ hơn

Giữa 2 lớp lưới này có các viên bi cao su chạy nhằm tránh cho rác vànguyên liệu bị kẹt giữa 2 lớp lưới Máy hoạt động nhờ 2 môtơ điện, khi hoạtđộng, lưới rung mạnh theo phương ngang:

- Nguyên liệu vào ở đầu cao, nhờ lực rung sẽ lọt qua lớp lưới trên, còntạp chất lớn thì bị giữ lại

- Khi xuống lớp lưới phía dưới, các tạp chất như cát, bột mịn sẽ lọt qualớp lưới này còn nguyên liệu tốt (vẫn còn sạn) sẽ nằm phía trên lớplưới

- Sau đó hệ thống quạt hút các tạp chất nhẹ lẫn trong nguyên liệu sẽđược hút ra ngoài

- Từ đây, nguyên liệu được chuyển xuống máy sàng tách sạn ở tầng 3

hầm chứa để xay cho các mẻ sau

Cấu tạo thiết bị và nguyên tắc hoạt động

Máy tách sạn hoạt động theo nguyên tắc khí động và lắc phẳng Máy bố

Đường ống dẫn gạo và malt đến các máy sàng hoặc gàu tải bị nghẹt do

Tùy vào loại nguyên liệu là malt hay thế liệu (gạo) mà có yêu cầu vềmức độ nghiền khác nhau:

- Đặc điểm của thế liệu (nguyên liệu hạt chưa ươm mầm) là hạt của chúngchưa được tác động bởi các quá trình enzyme Cấu trúc tinh bột củachúng còn rất cứng Ở trạng thái như vậy chúng rất khó bị thủy phân Đểđạt đến mục tiêu cuối cùng là trích ly được nhiều chất hòa tan từ nguyênliệu chưa ươm mầm, biện pháp hữu hiệu nhất là chúng phải được nghiềnthật nhỏ, sau đó phải qua khâu hồ hóa ở nhiệt độ cao để làm cho tinh bộtcủa chúng chín

- Còn đối với malt, mức độ nghiền phải thỏa mãn yêu cầu thu nhiều chấthòa tan nhất mà không làm dịch đường bị đắng chát khó chịu do cácthành phần của vỏ, tức là phải nghiền nhỏ nội nhũ mà không nghiền nát

vỏ malt

Cách tiến hành

Nguyên liệu sau khi qua máy sàng tách sạn sẽ được chuyển đến hệthống cân định lượng Đối với gạo thì mỗi lần cân là 14kg còn malt là 30kg

Sau đó, nguyên liệu sẽ theo hệ thống gàu tải vào thùng chứa rồi vào máynghiền búa ở tầng 4

Cấu tạo thiết bị và nguyên tắc hoạt động

Nguyên liệu đi qua máy nghiền nhờ động lực của quạt hút dưới máynghiền, qua cửa vào, qua phần gờ hình tam giác Ở đây gió được thổi vuônggóc với dòng nguyên liệu, những hạt nguyên liệu nhẹ sẽ thay đổi góc rơi, rơivào máy nghiền; còn những hạt sạn và tạp chất nặng sẽ được giữ lại, rơi vàovùng chứa tạp chất của máy Trước khi vào máy nghiền nguyên liệu còn được

đi qua nam châm mạnh để hút hết những mảnh sắt vụn

Nguyên liệu xuống phía dưới, bị dập nát bởi các búa đập quay với tốc

độ 3000 vòng/phút Máy có hộp đổi chiều, dùng thay đổi chiều quay của búađập, hạn chế trường hợp búa bị dập một phía Máy nghiền có tất cả 72 búa,được xếp thành 8 dãy, mỗi dãy 9 búa

Nguyên lý nghiền búa

Hình 2.3: Máy nghiền búa

Trong phần thân, nguyên liệu được nghiền do ma sát của nguyên liệu, lưới nghiền và búa nghiền Nguyên liệu được truyền động năng nhờ lực ly tâm do búa nghiền tạo nên

Kích thước hạt sau khi nghiền phụ thuộc vào tốc độ quay của roto vàđường kính lỗ lưới nghiền Đường kính lỗ lưới nghiền gạo là 2mm, đường kính

lỗ lưới nghiền malt là 2,5mm

Bột malt và bột gạo được hút vào trong các túi vải nhờ áp lực, khôngkhí qua lớp vải theo đường hút ra ngoài Bột malt và bột gạo giữ lại trong các

túi này và theo định kỳ máy tự động rũ bột rơi xuống bởi khí nén Bột nghiềnsau đó sẽ được vis tải đưa vào thùng chứa trung gian ở tầng 2 Từ thùng bột,nguyên liệu được vis tải chuyển xuống đồng thời trộn luôn với nước trênđường ống rồi đi vào nồi nấu ở tầng 1

Khi nghiền malt ngoài việc quan tâm đến kích thước của bột nghiền thì

độ nguyên của vỏ trấu cũng rất được quan tâm Nếu nghiền thô thì có lợi choviệc lọc bã malt, lúc này lớp vỏ trấu đóng vai trò là lớp vật liệu lọc rất tốt;nhưng nếu nghiền quá thô thì mức độ đường hóa sẽ không hoàn toàn Ngượclại, nếu nghiền quá mịn thì vỏ trấu sẽ bị nát, không tạo được độ xốp cao, bềmặt lớp lọc dễ bị bít kín, khả năng lọc kém Đồng thời nếu nghiền quá mịn thìtrong quá trình nấu và lọc, các chất ảnh hưởng xấu đến chất lượng của biathành phẩm (tanin, polyphenol, linin…) trong vỏ trấu sẽ được trích ly vào dịchnha

Thời gian nghiền một mẻ đối với malt là 1 tiếng 45 phút, đối với gạo là

45 phút

Nếu lưới nghiền bị rách, búa nghiền bị mòn mà không kịp thay thì sẽảnh hưởng đến độ mịn của bột và từ đó sẽ ảnh hưởng đến quá trình hồ hóa,dịch hóa, đường hóa và giảm hiệu suất thu hồi Do đó phải tiến hành thay lưới

và búa mới khi các phụ tùng này có sự cố

Trong hệ thống xuất xay, bụi malt thu hồi từ các thiết bị thu hồi bụi sẽđược tận dụng để nấu, bụi gạo thì không

rũ bụi của thiết bị lọc

Năng suất nghiền giảm Nghẹt lưới nghiền, mòn

búa hay mòn lưới nghiền

Xem lại lưới và búa nghiền

Nguyên liệu sẽ xuống

ngập không gian nghiền

của búa

Nếu không, khi có điện

và máy hoạt động trở lại thì nguyên liệu quá nhiều làm cho búa không quay được và motor sẽ bị hư

Thành phần nguyên liệu cho 1 mẻ nấu:

- Đối với lên men trong tank outdoor là 21g

3.2.2.1.1 Nồi nấu gạo

a Mục đích

Hồ hóa và dịch hóa tối đa thế liệu gạo trước khi cho phối trộn vào nồinấu malt

b Cấu tạo thiết bị

Nồi nấu malt và nấu gạo đều giống nhau, được làm bằng thép không gỉ,dạng thiết bị truyền nhiệt kiểu vỏ áo Thiết bị thân trụ, đáy hơi lõm, nắp hình

nón Mỗi nồi có lắp cánh khuấy ở đáy nồi có tác dụng khuấy đảo tránh bị cháykhét nguyên liệu Cánh khuấy có 2 chế độ hoạt động, quay nhanh khi gia nhiệt

và quay chậm khi giữ nhiệt Mỗi nồi đều có cửa nhập liệu, cửa tháo liệu, đèn,kính quan sát, cầu chạy CIP

Hơi gia nhiệt được cấp vào và lấy nước ngưng ra ở đáy và cả ở thành.Thiết bị có đường ống dẫn nước ngưng trong đường ống thoát hơi trên nắp và

có đường ống dẫn dung dịch vệ sinh vào bên trong

Khối cháo sản phẩm của nồi nấu gạo được bơm ra ở cửa thoát ở đáy Bộtgạo và nước sử dụng để nấu trước khi đưa vào trong nồi nấu được đưa qua bộphận phối trộn để tránh hiện tượng vón cục

Thông số kỹ thuật của nồi gạo:

Để tăng hiệu suất thủy phân tinh bột, ở đây nhà máy tiến hành trộn maltlót 2 lần với lượng khoảng 10 – 20% lượng gạo thế liệu

Trước khi xuống bột gạo, tiến hành pha và xuống bột malt lót lần một.Việc bổ sung malt lót cho nồi gạo sẽ cung cấp một lượng enzym để thủy phântinh bột gạo Khối lượng malt lót lần một là 140kg/mẻ Lượng nước dùng để

bộ phận phối trộn Khối lượng bột gạo là 2,5 tấn và lượng nước dùng để phốitrộn là 55hl (tức là pha với lệ 100 kg bột gạo với 2,2hl nước) Thời gianxuống bột gạo là 10 phút Trong quá trình xuống gạo, khi thể tích nước vào

pH về khoảng hơi acid 5,4 – 5,6 để hoạt hóa hệ enzyme amylase có trong maltlót.

Lấy 10hl nước để tráng rửa nồi gạo sau khi xuống gạo xong

phút, sau đó giữ nhiệt trong 10 phút Trong giai đoạn này, enzyme α amylase có trong malt lót sẽ xúc tác dịch hóa sơ bộ tinh bột

nhiệt trong 10 phút để thực hiện quá trình hồ hóa tinh bột Trong nồi nấu,cánh khuấy hoạt động liên tục sẽ giúp giảm độ nhớt của dịch nấu, giảm sứccăng bề mặt của dịch hồ, tránh hiện tượng vón cục và sự tích tụ nhiệt gâycháy khét, từ đó giúp cho quá trình hồ hóa diễn ra tốt hơn

Sau khi hồ hóa gần hết tinh bột gạo, ta xả nước vào nồi nấu để hạ nhiệt

trong malt lót lần 2 sẽ tiếp tục cắt mạch tinh bột đã được hồ hóa, dung dịchgiảm độ nhớt dần

hỗn dịch giúp bơm qua nồi nấu malt dễ dàng, đồng thời cũng để dịch hóa khốicháo Nếu cao quá sẽ tạo phản ứng caramel, gây mùi vị xấu cho sản phẩm,đồng thời cũng làm tốn nhiệt không cần thiết

Khi hội cháo xong và tiếp tục bơm dịch này qua nồi malt

Thông nghẹt cho bộtxuống, đồng thời ngưngcung cấp nước

Nồi gạo có sự cố ảnh

hưởng đến việc kết thúc

nồi nấu gạo

Giữ nồi gạo ở nhiệt độ 72

cố (hạ nhiệt độ bằng cáchngưng mở hơi, nếu cầnthiết phải châm nướcbình thường, tăng thời

Đến giờ xuống gạo nhưng

bột lót vẫn chưa có để đổ

cho hiệp 1

Bộ góp bị nghẹt khixuất xay malt

Tạm dừng nồi gạo, chờpha bột lót xong mới tiếnhành xuống gạo

Chuyển bột lót về chế độtay, đóng van đáy,chuyển vô lại chế độ tựđộng xuống gạo Mở chế

độ tay van châm nước vàbơm nước pha bột lóthiệp 2

3.2.2.1.2 Nồi nấu malt

a Mục đích

Thực hiện quá trình đường hóa toàn bộ dịch cháo trong nồi malt, nhờ sự

có mặt của hệ enzym có sẵn trong nguyên liệu, tạo ra dịch đường phục vụ choquá trình lên men bia

b Cấu tạo thiết bị

Giống với nồi nấu gạo nhưng lớn hơn về thể tích

thì nồi malt sẽ bắt đầu xuống malt Tương tự như bột gạo, bột malt sẽ được

malt là 130h (tức là pha với tỷ lệ 100 kg bột với 1,7hl nước) Khi bắt đầu quátrình xuống bột thì cánh khuấy bắt đầu hoạt động

mục đích:

hồ malt giúp cho quá trình thủy phân tạo dịch đường diễn ra thuận lợi hơn,tăng hiệu suất chất hòa tan

4HPO 4 2- + 3Ca 2+ = Ca 3 (PO 4 ) 2↓ + 2H 2 PO 4

trình hình thành và ổn định cấu trúc bậc 3 của amylase, duy trì sự tồn tại vàhoạt động của enzyme khi bị tác động bởi các tác nhân gây biến tính và tácđộng của các enzyme gây phân giải protein

- Tăng khả năng chịu nhiệt của nấm men, giúp quá trình trao đổi chấtcủa nấm men trong tổng hợp protein

tăng độ bền tàng trữ bia

bia thành phẩm

Xuống bột matl xong, phun 7hl nước để tráng rửa nồi malt

vào chất lượng của nguyên liệu Ở đây nhà máy thường giữ trong 1’ Đây làđiểm dừng đạm hóa tạo điều kiện cho protease hoạt động thủy phân protein

thành các polypeptide, peptide và acid amin dùng làm nguồn cung cấp nitơcho nấm men trong quá trình lên men Thời gian đạm hóa không nên kéo dài

vì nếu protein bị thủy phân triệt để tạo thành các sản phẩm bậc thấp thì sẽ làmgiảm độ bền bọt của bia thành phẩm, đồng thời hương vị của bia cũng kémđậm đà

Kết thúc giai đoạn đạm hóa, dịch gạo từ nồi gạo được bơm vào nồimalt, nước cũng được thêm vào với lượng là 52hl, cánh khuấy hoạt động liêntục giúp trộn đều dịch malt và dịch gạo, thời gian hòa trộn khoảng 10 – 15’

phân tinh bột thành đường maltose, dextrin Nhờ cánh khuấy và việc bơm hồcháo từ nồi gạo từ từ qua nồi malt nên không bị xảy ra hiện tượng tăng cao

độ nhớt của dịch nấu

để bù trừ lượng tổn thất nhiệt trong quá trình lọc duy trì nhiệt độ cao, không

giảm thêm độ nhớt của dịch nha giúp lọc dễ dàng hơn

Khi bơm lên lọc xong thì dùng 6hl nước để tráng rửa nồi

d Sự cố và cách khắc phục

cháo hội malt đem quá phòng kỹ thuật kiểm tra Nếu chưa tốt thì tăng thêm thời

kỹ thuật kiểm tra tiếp cho đến khi đạt

Khi nhiệt độ nồi gạo đạt 88oC, nồi malt đến thời điểm bắt đầu xuốngmalt nhưng đường xuống bị nghẹt không xuống được Ta phải hạ nhiệt độ nồi

qua nồi malt

e Các quá trình diễn ra trong giai đoạn nấu

Tinh bột → Dextrin → Maltoza

- Trong đại mạch khô không chứa amylaza hoạt tính Chúng chỉ được hoạt hóa trong giai đoạn ngâm và ươm mầm

Giai đoạn 1: α - amylaza tác động lên mạch amyloza và amylopectin của tinh bột và phá hủy

Sau một thời gian ngắn, toàn bộ mạch amyloza và mạch chính của amylopectin sẽ bị cắtnhỏ thành những mảnh có 5 hoặc 6 gốc glucozid,tập hợp thành những dạng dextrin khác nhau

nhớt của cháo malt giảm xuống và nếu thử với iod màu xanh sẽ biến màu trong một thời gian

ngắn

Giai đoạn 2: α - amylaza phân cắt cục bộ các mảng dextrin để tạo thành sản phẩm cuối cùng: glucoza, maltoza, dextrin bậc thấp

Kết luận: Dưới tác động riêng rẽ của α-amylaza:

β-amilaza

của amyloza và mạch nhánh của amylopectin để tạo đường maltoza

bắt đầu rẽ nhánh của amylopectin thì dừng lại

Kết luận: Dưới tác động riêng rẽ của β-amylaza:

cao

 top = 60 ÷ 63oC, pHop = 4,8 ÷ 5,0

Hai enzyme cùng phân cắt một mảnh cơ chất nhưng ở những

vị trí liên kết khác nhau

Sản phẩm phân cắt của enzyme này là cơ chất của enzyme kia, nên sự đồng tác động sẽ đem lại hiệu quả cao so với tác động riêng rẽ

Nguyên tắc:

lượng dextrin giảm dần

maltoza

dextrin bậc thấp hơn

glucozid không bị tác động) gọi là dextrin tận cùng, có từ 5 – 6 gốc glucoza và nấm men không lên men được những dextrin này

Kết luận: Dưới tác động đồng thời của α và β- amylaza:

Amilo

-phosphataza

- Cắt phân tử axit phosphoric khỏi mạch amylopectin, làm cho quá trình hồ hoá tinh bột dễ dàng hơn

Mặc dù sản phẩm thuỷ phân protein chỉ chiếm một hàm lượng

chúng đóng vai trò khá quan trọng trong quá trình công nghệ,