TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA

TỔNG QUAN 1. Lời nói đầu Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp(3 - 6%), giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một nguồn năng lượng khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzym khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzym kích thích hệ tiêu hóa amylaza. Được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon và nước với một 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 dịu, lớp bọt trắng mịn, hàm lượng CO2 khá cao(4 - 5g/l) giúp cơ thể con người giải khát một cách triệt để khi ta uống. 2. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của bia Theo nghiên cứu của các nhà khoa học thì bia có từ khoảng 7000 năm trước công nguyên. Bia ra đời đầu tiên ở vùng Lưỡng Hà thuộc khu vực hai con sông là sông Hồ và sông Efrat(thuộc khu vực Iran và Iraq ngày nay). Nguyên liệu ban đầu để sản xuất bia là các loại hạt tiểu mạch, kiều mạch và đại mạch. Lúc đầu người ta dùng hạt không nảy mầm để sản xuất bia. Sau đó người ta lấy hạt đã nảy mầm rồi tiến hành rang lên rồi sử dụng để nấu bia thì thấy chất lượng và mùi vị của bia tốt hơn. Đó chính là khởi đầu cho ngành công nghiệp sản xuất malt hiện nay. Song song với việc sản xuất bia ngoài nguyên liệu chính là đại mạch và nước người ta còn tiến hành nghiên cứu cho thêm các loại hoa thảo mộc khác vào bia để làm tăng chất lượng cảm quan và mùi vị cho bia. Do đó hoa Houblon đã cho vào dùng để sản xuất bia khoảng 3000 năm trước công nguyên. Từ đó đến nay nó là nguyên liệu không thể thiếu trong công nghiệp sản xuất bia. Hoa Houblon giúp cho bia có vị đắng dịu và hương thơm đặc trưng. Lịch sử phát triển ngành bia có thể chia làm hai giai đoạn: giai đoạn “tiền Pasteur” và giai đoạn “hậu Pasteur”. Đặc điểm cua thời kì thứ nhất là sự phát triển của công nghệ theo “chủ nghĩa kinh nghiệm”, còn của giai đoạn thứ hai - sự phát triển của công nghệ dưới ánh sáng khoa học mà trước hết là công nghệ sinh học. Pasteur là người phát minh ra phương pháp thanh trùng “ Pasteurisation” (Thanh trùng nhiệt) mà cho đến nay được áp dụng để thanh trùng bia. Sau thời kì này, ngành công nghiệp sản xuất bia thực sự phát triển mạnh cả về chất và lượng. Ngày nay công nghiệp sản xuất bia là một ngành quan trọng trong nền kinh tế. Ở nước ta ngành công nghiệp sản xuất bia cũng đang có những bước chuyển mình mạnh mẽ nâng cao chất lượng và sản lượng bia để đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của xã hội. Trong bản đồ án này em trình bày thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 50 triệu lít/năm. Đây là một nhà máy với năng suất trung bình, nếu được trang bị và tổ chức hợp lý sẽ có khả năng thích ứng linh hoạt với qui mô sản xuất trung bình, cũng như có khả năng mở rộng qui mô sản xuất.

TỔNG QUAN

1 Lời nói đầu

Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp(3 - 6%), giàu dinh dưỡng Ngoài việc cungcấp một nguồn năng lượng khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzym khá phongphú, đặc biệt là nhóm enzym kích thích hệ tiêu hóa amylaza Được sản xuất từcác loại nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon và nước với mộtquy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có các tính chất cảm quan rất hấpdẫn đối với con người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn,hàm lượng CO2 khá cao(4 - 5g/l) giúp cơ thể con người giải khát một cách triệt

để khi ta uống

2 Nguồn gốc và lịch sử phát triển của bia

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học thì bia có từ khoảng 7000 năm trướccông nguyên Bia ra đời đầu tiên ở vùng Lưỡng Hà thuộc khu vực hai con sông làsông Hồ và sông Efrat(thuộc khu vực Iran và Iraq ngày nay)

Nguyên liệu ban đầu để sản xuất bia là các loại hạt tiểu mạch, kiều mạch vàđại mạch Lúc đầu người ta dùng hạt không nảy mầm để sản xuất bia Sau đóngười ta lấy hạt đã nảy mầm rồi tiến hành rang lên rồi sử dụng để nấu bia thì thấychất lượng và mùi vị của bia tốt hơn Đó chính là khởi đầu cho ngành côngnghiệp sản xuất malt hiện nay

Song song với việc sản xuất bia ngoài nguyên liệu chính là đại mạch và nướcngười ta còn tiến hành nghiên cứu cho thêm các loại hoa thảo mộc khác vào bia

để làm tăng chất lượng cảm quan và mùi vị cho bia Do đó hoa Houblon đã chovào dùng để sản xuất bia khoảng 3000 năm trước công nguyên Từ đó đến nay nó

là nguyên liệu không thể thiếu trong công nghiệp sản xuất bia Hoa Houblon giúpcho bia có vị đắng dịu và hương thơm đặc trưng

Lịch sử phát triển ngành bia có thể chia làm hai giai đoạn: giai đoạn “tiềnPasteur” và giai đoạn “hậu Pasteur” Đặc điểm cua thời kì thứ nhất là sự pháttriển của công nghệ theo “chủ nghĩa kinh nghiệm”, còn của giai đoạn thứ hai - sựphát triển của công nghệ dưới ánh sáng khoa học mà trước hết là công nghệ sinhhọc Pasteur là người phát minh ra phương pháp thanh trùng “ Pasteurisation”

(Thanh trùng nhiệt) mà cho đến nay được áp dụng để thanh trùng bia Sau thời kìnày, ngành công nghiệp sản xuất bia thực sự phát triển mạnh cả về chất và lượng Ngày nay công nghiệp sản xuất bia là một ngành quan trọng trong nền kinh tế.

Ở nước ta ngành công nghiệp sản xuất bia cũng đang có những bước chuyểnmình mạnh mẽ nâng cao chất lượng và sản lượng bia để đáp ứng được nhu cầungày càng tăng của xã hội

Trong bản đồ án này em trình bày thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 50triệu lít/năm Đây là một nhà máy với năng suất trung bình, nếu được trang bị và

tổ chức hợp lý sẽ có khả năng thích ứng linh hoạt với qui mô sản xuất trung bình,cũng như có khả năng mở rộng qui mô sản xuất

PHẦN I : LẬP LUẬN KINH TẾ

I.1.TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH SẢN XUẤT BIA TRÊN THẾ GIỚI

Sản xuất bia là một ngành công nghiệp thực phẩm có bước phát triển nhanhchóng Từ đầu thế kỉ 20 bia còn xa lạ với nhiều người, song chỉ mấy chục nămsau nó đã trở thành phổ biến Ngành công nghiệp này đã có vị trí quan trọng ởnhiều nước và đem lại nguồn thu nhập to lớn cho công ty sản xuất cũng như nềnkinh tế quốc dân Sản xuất bia ngày càng tăng cả về chất lượng và sản lượng

Sản lượng bia sản xuất ra trên thế giới tăng trưởng nhanh, nhưng sản xuất bialại phân bố không đều theo các vùng địa lý trên thế giới Sản xuất bia tập trung ởnhững vùng có sẵn nguyên liệu và có truyền thống về sản xuất bia

Sản lượng bia tập trung chủ yếu ở châu Âu và Bắc Mỹ do nơi đây có truyềnthống sản xuất bia đã lâu, nguồn nguyên liệu có sẵn,công nghệ và kĩ thuật sảnxuất bia ở trình độ cao Sản lượng sản xuất ở khu vực này khá ổn định, tốc độtăng chậm Ở các khu vực này có rất nhiều hãng bia lớn và nổi tiếng trên toàn thế

giới Ở các khu vực khác sản xuất bia đang tăng dần, đặc biệt sản lượng bia ởchâu Á tăng liên tục và khá nhanh Ở các khu vực mới chủ yếu là nhập công nghệsản xuất từ các nước truyền thống sản xuất bia

Từ sau những năm 1980 các nước thấy được nguồn lợi to lớn từ sản xuất bianên đã tập trung đầu tư phát triển đồng thời đánh thuế cao vào các hàng hóa bianhập khẩu Các hãng bia lớn có nguy cơ bị mất thị trường đã có nhiều cách đểthâm nhập vào các nước bằng hình thức đầu tư trực tiếp 100% hoặc liên doanh.Kết quả của sự chuyển dịch phương thức xâm nhập thị trường bằng hàng hóasang đầu tư sản xuất ở chính quốc đã làm thay đổi cơ cấu sản lượng bia trên thếgiới

Mức độ tiêu thụ bia tính bình quân đầu người của các nước là khác nhau Dướiđây là những nước có mức tiêu thụ bình quân đầu người cao nhất:

Một số nước hiện nay có sản lượng tiêu thụ bình quân đầu người chưa cao nhưng

có tiềm năng lớn về tiêu thụ:

Ở những nước này theo dự báo của các hãng sản xuất bia lớn trong một vàinăm tới có thể tăng mức tiêu thụ từ 2 - 4 lít bình quân đầu người/ năm Những thịtrường triển vọng này đang được các hãng lớn rất quan tâm đầu tư Một điểmđáng lưu ý trong tiêu thụ bia trên thị trường thế giới ngày nay là sự cạnh tranhmạnh mẽ giữa các hãng lớn trên qui mô toàn cầu Những hãng bia lừng danhđang tìm mọi cách để thâm nhập vào bất cứ thị trường nào nếu có thể được.

I.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ KINH DOANH BIA Ở VIỆT NAM

Bia xâm nhập vào nước ta sau thời kì Pháp xâm lược năm 1858 Nhà máy biađầu tiên được xây dựng ở Việt Nam do một người chủ tư bản Pháp xây dựng ở

Hà Nội năm 1890 Bia được sản xuất lúc đó nhằm đáp ứng nhu cầu của quân đội

và kiều dân Pháp ở Việt Nam Có thể nói được rằng ở miền Bắc nước ta đến năm

1990 chỉ có nhà máy bia lớn là nhà máy bia Hà Nội Từ sau năm 1990 thì sảnxuất bia bắt đầu phát triển nhanh và mạnh ngành bia Việt nam đã có những bướcnhảy vọt Với cơ chế mới, ngành sản xuất và kinh doanh bia đã có nhiều nhữngthuận lợi và cơ hội phát triển Hiện nay ngành sản xuất bia đã có một vị trí quantrọng và đóng góp không nhỏ vào nền kinh tế quốc dân

Về công nghệ sản xuất bia: Việt Nam đã có nhà máy sản xuất bia ở Hà Nội vàSài Gòn từ hơn 100 năm nay Kĩ thuật lạc hậu và trình độ công nghệ thấp đã duytrì đến tận năm 1990 Từ khi áp dụng nền kinh tế thị trường, tính cạnh tranh tănglên, các nhà máy có công nghệ lạc hậu, máy móc cũ bắt buộc phải đổi mới côngnghệ và trang thiết bị kĩ thuật Bắt đầu từ năm 1990 các nhà máy quốc doanh đãđược hiện đại hóa trang thiết bị nhằm tăng sản lượng, nâng cao chất lượng bia,rút ngắn thời gian sản xuất Các nhà máy thường nhập toàn bộ dây truyền sảnxuất của các nước tiên tiến hoặc nhập một phần dây truyền phần còn lại sử dụngcác trang thiết bị trong nước sản xuất

Một số hãng bia nổi tiếng trên thế giới đã đầu tư vào Việt Nam như Carlsberg,San Miguel, Heineken, Tiger Các liên doanh này đã tạo một gương mặt mới chongành bia Việt Nam Để cạnh tranh trên thị trường tiềm tàng đòi hỏi các hãngphải đầu tư công nghệ hiện đại Điều này cũng thúc đẩy các công ty trong nướcphải có những điều chỉnh thích hợp trong môi trường cạnh tranh này

TT Tên dự án Địa điểm Tổng vốn đầu tư

(1000USD)

Sự bùng nổ về nhu cầu bia trên thị trường Việt Nam mới chỉ xảy ra khoảng hơn

10 năm trước đây Sau năm 1991 hàng loạt các nhà máy mới, các liên doanh bia

đi vào hoạt động, lượng bia trên thị trường đã tăng lên mạnh mẽ Nếu như năm

1990 cả nước mới sản xuất được 100 triệu lít thì đến năm 1994 đã sản xuất được

290 triệu lít Các nhà máy đều không ngừng mở rộng tăng năng suất Năm 2005sản lượng bia của cả nước đạt khoảng 1.5 tỉ lít, và đến năm 2010 ước đạt 2.5 tỉlít

Sản lượng bia qua các năm như sau:

Công ty bia Sài gòn, thường được gọi tắt là Sabeco, hiện chiếm lĩnh hơn 30% thịtrường bia ở Việt Nam Chất lượng bia của hai công ty này cũng được đánh giá làcao nhất Bên cạnh đó còn một số công ty có tên tuổi khác như bia Việt Hà, biaHuda Huế, bia Đại Việt vv Một số tỉnh thành phố đều có công ty bia như biaNaDa ở Nam Định, bia Hải Phòng, bia Thanh Hóa vv Ngoài ra còn có hàngchục các xưởng sản xuất bia quy mô nhỏ phục vụ nhu cầu bình dân ở địaphương Theo số liệu của Bộ Công nghiệp, cả nước hiện có trên 300 cơ sở sảnxuất bia với công suất thiết kế 1,7 tỷ lít/năm Trong số các nhà máy bia hiện đanghoạt động có 19 nhà máy đạt sản lượng sản xuất thực tế trên 20 triệu lít, 15 nhàmáy bia có công suất lớn hơn 15 triệu lít, còn lại phần lớn các cơ sở chỉ có nănglực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm.

Mức độ tiêu thụ bia của người Việt Nam tăng lên rất nhanh Năm 1975, bìnhquân đầu người là 0,41 lít/người; năm 1985 là 1,35 lít/người; năm 1994 là 4,72lít/người; hiện nay là 18 lít/người

Dưới đây là kế hoạch phát triển ngành bia của Việt Nam trong những năm tới

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

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

- Tập trung mở rộng, nâng cao chất lượng Bia trung ương (Hà nội, Sài Gòn) vì cóhiệu quả cao, nhằm đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu

- Tập trung đầu tư chiều sâu nâng cao chất lượng các doanh nghiệp Bia quốcdoanh có thiết bị nhập ngoại

Cũng trong khoảng một năm trở lại đây, lĩnh vực sản xuất bia đã có nhữngthay đổi mạnh mẽ với việc gia tăng năng lực sản xuất ở các nhà đầu tư hiện có và

sự có mặt của nhiều nhà đầu tư mới Đáng chú ý nhất là các dự án nâng công suấtcủa hai Công ty nội địa là Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Sài Gòn(Sabeco) và Tổng công ty Bia-Rượu-Nước giải khát Hà Nội (Habeco) Với tổngcộng xấp xỉ 50% thị phần bia cả nước (tính theo sản lượng), việc nâng công suấtcủa hai doanh nghiệp (DN) này chắc chắn sẽ khiến các nhà đầu tư khác phải tínhtoán kỹ hơn chiến lược của mình Với nhãn hiệu quen thuộc Bia Sài Gòn, 333,

Sabeco đang triển khai dự án đầu tư mới tăng thêm 200 triệu lít nữa vào năm

2008 Năm ngoái, Sabeco đã đạt sản lượng 460 triệu lít và con số này của nămnay là khoảng 550 triệu lít Với nhãn hiệu Bia Hà Nội, Habeco hiện có năng lựcsản xuất 150 triệu lít/năm (tại Hà Nội và Thanh Hóa) và dự án sản xuất bia ởVĩnh Phúc của Habeco (với công suất 100 triệu lít/năm) sẽ đi vào hoạt động từnăm 2008 và được nâng lên 200 triệu lít/năm vào năm 2010 Công ty Bia Huế cũng đang triển khai kế hoạch xây dựng nhà máy mới cócông suất 50 triệu lít/năm tại Khu công nghiệp Phú Bài (Huế) và Nhà máy liêndoanh bia Đông Hà-Huda với công suất 30 triệu lít/năm tại Quảng Trị.Các nhà đầu tư nước ngoài (ĐTNN) cũng không đứng ngoài cuộc chơi đầy sôiđộng này Ngoài việc đang đưa thêm 2 nhãn bia mới dành cho phân khúc thịtrường cao cấp (ngoài các nhãn hiệu Heineken, Tiger, Bivina), Công ty Bia ViệtNam vừa hoàn tất kế hoạch đầu tư thêm 39 triệu USD để nâng công suất từ 150triệu lít/năm lên 230 triệu lít/năm cách đây một tháng Công ty Bia Foster’s ĐàNẵng đang đề nghị được điều chỉnh công suất từ 45 triệu lít/năm hiện nay lênmức 85 triệu lít/năm; Công ty Bia San Miguel cũng nâng công suất từ 20 triệu lít/năm lên 50 triệu lít/năm vào năm 2010 Liên doanh sản xuất bia giữa Công ty cổphần Sữa Việt Nam (Vinamilk) và SAB Miler với công suất 100 triệu lít/năm tạiBình Dương đang được triển khai xây dựng

Ngoài hình thức đầu tư 100% vốn nước ngoài hay hợp tác liên doanh, cácphương thức cho vay vốn, mua cổ phần của các nhà máy bia nội địa cũng đangđược các nhà ĐTNN quan tâm Quỹ Carlberg đã có thỏa thuận cho Habeco vay

20 triệu USD để đầu tư xây dựng Nhà máy Bia Vĩnh Phúc và xa hơn có thể trởthành cổ đông chiến lược của DN này khi Habeco tiến hành cổ phần hóa Tậpđoàn Bia nổi tiếng Anheuser- Busch (Mỹ) cũng có kế hoạch trở thành các cổđông của Sabeco Sự có mặt ồ ạt của các DN nước ngoài có tên tuổi cũng chothấy, bia đang là một lĩnh vực đầu tư rất hấp dẫn

I.3 CHỌN LOẠI SẢN PHẨM VÀ ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY I.3.1 Chọn loại bia sản xuất.

Để sản phẩm sản xuất ra có thể tiêu thụ được đặc biệt là sản phẩm bia chai cóthể chiếm lĩnh được thị trường rộng thì sản phẩm bia phải có chất lượng cao đápứng được yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng Do đó em lựa chọn sảnxuất loại bia có chất lượng cao, thuộc loại bia vàng là loại bia đang rất được ưachuộng hiện nay.

Sản phẩm bia sản xuất ra phải đảm bảo đạt được các tiêu chuẩn sau:

* Các chỉ tiêu cảm quan:

- Độ bọt: Khi rót bia ra cốc, bia phải có bọt trắng mịn, từ đáy cốc luôn có các bọtkhí li ti nổi dần lên bề mặt Chiều cao lớp bọt > 2cm, thời gian giữ bọt 5 – 15phút

- Mùi và vị: Bia phải có độ đắng đặc trưng và hương thơm dịu nhẹ của hoaHoublon, 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 vẩn đục

I.3.2 Chọn địa điểm xây dựng nhà máy

Địa điểm được lựa chọn cần đáp ứng được yêu cầu sau:

hưởng đến môi trường, đến sức khỏe của người dân trong vùng

 Gần nơi đông dân cư để có nguồn cung cấp nhân lực dồi dào, và là thịtrường tiêu thụ sản phẩm của công ty.

xuất

Từ những lý do trên, và sự khảo sát của bản thân em chọn khu công nghiệp PhúThị, Gia Lâm, Hà Nội làm địa điểm đặt nhà máy Địa điểm này đáp ứng đầy đủnhững tiêu chuẩn nêu trên đồng thời có những lợi thế riêng của mình

a Giao thông

Khu công nghiệp Phú Thị thuộc huyện Gia Lâm, nằm ở khu vực giao nhaugiữa 3 tỉnh, thành phố là Hà Nội, Hưng Yên, Bắc Ninh Khu vực này nằm sátQuốc lộ 5 từ Hà Nội đi Hải Phòng, Quốc lộ 182 từ Hà Nội đi Quảng Ninh Cáchkhu công nghiệp 5 km là đường cao tốc 1B Hà Nội- Lạng Sơn, có thể đi vào nộithành theo ba con đường là Cầu Chương Dương, cầu Thanh Trì, cầu VĩnhTuy(sắp hoàn thành) Với mạng lưới giao thông như vậy nhà máy có điều kiệnthuận lợi về thu mua, vận chuyển nguyên nhiên liệu cũng như vận chuyển sảnphẩm đi tiêu thụ

b Nguồn cung cấp nguyên nhiên liệu

Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa Houblon phải nhập từnước ngoài Với Malt đại mạch, nhà máy có thể mua của công ty nhập khẩu malt

ở Từ Sơn Hoa Houblon được nhập từ Pháp, Đức bằng đường thủy, từ QuảngNinh hay Hải Phòng theo đường quốc lộ về nhà máy rất thuận lợi và dễ dàng Nguyên liệu thay thế được sử dụng là gạo thu mua ngay trong tỉnh Bắc Ninh

và Hưng Yên Đây là hai tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng, nông nghiệp pháttriển mạnh, nguồn cung cấp gạo rất dồi dào với giá thành rẻ

c Thị trường tiêu thụ

Nằm ở khu vực giao nhau giữa ba tỉnh, nhà máy có thị trường tiêu thụ rộng lớn.Đối với Gia Lâm thì đây là huyện đang được thành phố Hà Nội đầu tư mạnh,hàng loạt các khu công nghiệp đang mọc lên kéo theo nguồn dân cư đáng kể ởcác nơi khác đến làm việc và sinh sống từ đó kéo theo nhu cầu tăng Bên cạnh

đó, Bắc Ninh và Hưng Yên là thị trường đầy hứa hẹn Hai tỉnh này có dân cư tập

trung đông và hiện nay đang có những bước chuyển mình mạnh mẽ về kinh tế, từ

đó làm mức sống của người dân tăng lên, nhu cầu về sản phẩm bia cũng tăng lênnhanh chóng Mặt khác, trong hai tỉnh này chưa có tỉnh nào có nhà máy bia lớn,các công ty bia lớn của cả nước chưa tập trung nhiều vào hai tỉnh này Với mức

độ cạnh tranh chưa lớn, đây là điều kiện thuận lợi để nhà máy mới có thể tồn tại

và phát triển nhanh chóng

Cũng cần phải nói thêm, các tỉnh thành lân cận cũng là một thị trường đầy hứahẹn Quảng Ninh, Hải Dương, Hải Phòng đều là các thị trường rộng lớn Đây lànhững khu vực chưa chịu sự cạnh tranh mạnh mẽ của các công ty lớn, vì vậy nếu

có những bước đi đúng đắn thì nhà máy có thể có chỗ đứng quan trọng trong cáctỉnh này Với việc mở rộng thị trường ra các tỉnh này ta có thể nghĩ đến chuyệnxuất khẩu sản phẩm của mình đi quốc tế

d Nguồn cung cấp điện, nhiệt, lạnh

Nguồn điện: Sử dụng điện lưới của mạng lưới điện quốc gia chạy qua khuvực Mạng lưới điện này cung cấp 24/24 giờ trong ngày, nhưng để đề phòng sự

cố mạng lưới, nhà máy bố trí một trạm biến thế và sử dụng thêm máy phát điện

dự phòng tránh bị gián đoạn sản xuất khi có sự cố

Nguồn nước: nước được lấy từ hệ thống giếng khoan Trong nhà máy nướcđược dùng vào các mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nước nấu nguyênliệu, nước rửa chai, nước vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà máy Nước nấu bia cầnđáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu cho công nghệ sản xuất bia Do đó nước phải đi quamột hệ thống xử lý đúng kỹ thuật trước khi cấp cho sản xuất

Nhiệt sử dụng trong nhà máy được cung cấp từ lò hơi chạy bằng nguyên liệuthan Than được mua từ Quảng Ninh, đây là nguồn cung cấp rất dồi dào và quátrình vận chuyển rất thuận lợi

Tác nhân cấp lạnh được sử dụng là glycol, đây là tác nhân được sử dụng rộngrãi trong công nghiệp sản xuất bia hiện nay Tác nhân làm lạnh CO2 là khí FreonR22

e Nguồn lao động, nhân lực

Nhà máy được đặt ở ngoại thành Hà Nội, cách Nội thành khoảng 15km nênviệc thu hút nhân lực trình độ cao sẽ không gặp nhiều khó khăn, hơn nữa tỉnhBắc Ninh là tỉnh có trình độ dân trí khá cao, là nơi cung cấp nhiều lao động cótrình độ

PHẦN II : CHỌN PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT VÀ THUYẾT MINH

DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT.

II.1 Nguyên liệu để sản xuất bia

Nguyên liệu chính dùng cho sản xuất bia là Malt đại mạch, hoa Houblon vànước Malt đại mạch là nguồn cung cấp chất hòa tan, hệ enzym quan trọng, có tácdụng lớn trong quá trình lọc dịch đường Hoa houblon tạo nên hương thơm và vịđắng đặc trưng mà chỉ sản phẩm bia mới có Nước chiếm phần lớn trong bia vìvậy nước là thành phần ảnh hưởng đến chất lượng bia rất lớn

Để hạ giá thành sản phẩm thì ta dùng nguyên liệu thay thế một phần Malt đạimạch Với điều kiện Việt Nam thì gạo là một nguyên liệu thay thế rất tốt trongsản xuất bia Lượng gạo thay thế là 25% là hoàn toàn có thể sản xuất được biachất lượng khá tốt, có thể xuất khẩu được

II.1.1 Malt đại mạch

Malt đại mạch là nguyên liệu chính số một dùng để sản xuất bia Khoảng 1/3

Sativum, cú một số ớt thuộc họ H.Muvirum, H.Jubatum Đại mạch thường đượcgieo trồng vào mựa đụng hay mựa xuõn, được trồng nhiều ở Nga, Mỹ, Canada,Phỏp, Nga…

Đại mạch cú giống hai hàng và đại mạch đa hàng, trong đại mạch đa hànglại gồm cú đại mạch 4 hàng và đại mạch 6 hàng Tuy nhiờn chỉ cú đại mạch haihàng được dựng trong sản xuất bia Cũn đại mạch đa hàng chỉ dựng trong chănnuụi và cỏc mục đớch khỏc

Malt đại mạch là sản phẩm được chế biến từ hạt đại mạch, sau khi cho nảymầm và sấy đến độ ẩm nhất định với những điều kiện bắt buộc

Malt đại mạch gồm cỏc thành phần chớnh sau:

 Nước

 Tinh bột: Cú chủ yếu trong nội nhũ của hạt, là nguồn thức ăn dự trữcho phụi và cung cấp chất hũa tan cho dịch đường

 Xelluloza: phân bố ở lớp vỏ, là vật liệu quan trọng trong quá trìnhlọc dịch đờng

 Hemixelluloza: Dới tác dụng của enzym sẽ tạo thành hexoza vàpentoza là nguồn cung cấp dinh dỡng quan trọng cho nấm men

gọi là protit Hàm lợng của chúng ảnh hởng đến chất lợng bia Nếuhàm lợng cao quá bia dễ bị đục, nếu thấp quá thì bia kém bọt, vịkém đậm đà

 Các hợp chất không chứa Nitơ: Gồm có Polyphenol, chất đắng,fitin, vitamin, chất khoáng Polyphenol có khả năng kết hợp dễ dàngvới protit tạo thành phức chất dễ kết lắng nên loại bỏ đợc protit,làmtăng độ bền keo của bia

của sản phẩm

 Hệ enzym : Gồm rất nhiều loại, song chủ yếu là Proteaza vàAmyaza

Trong hạt đại mạch khô, hệ enzym ở trạng thái liên kết

Quá trình quan trọng nhất mà qua đó hạt đại mạch trở thành malt là sự nảymầm Bằng cách tạo điều kiện thích hợp về độ ẩm, nhiệt độ và độ thoáng khí chohạt, khi đó phôi của hạt sẽ nảy phát triển tạo ra cây non Lúc này hệ enzym cótrong hạt sẽ đơc giải phóng khỏi trạng thái liên kết chuyển thành trạng thái tự do

Hệ enzym sẽ bắt đầu phân cắt các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ của hạtthành các sản phẩm thấp phân tử để nuôi phôi: Amylaza phân cắt tinh bột thànhglucoza, maltoza, và dextrin, proteaza thủy phân protein thành axit amin,peptid…vv Đến một thời điểm nào đó khi mà khối lvv Đến một thời điểm nào đó khi mà khối lợng và hoạt lực của cácenzym đạt đến giá trị tối đa, ngời ta tiến hành sấy malt tơi để đình chỉ sự sống củamầm mà không làm ảnh hởng tới hệ enzym Nh vậy malt đại mạch là một loạibán thành phẩm rất giàu dinh dỡng nh các đờng đơn giản dextrin bậc thấp, axitamin, vitamin, chất khoáng, và đặc biệt là hệ enzym phong phú Malt đại mạch lànguyên liệu chính để sản xuất bia

 Điều kiện bảo quản và kiểm tra

hàng nhập sau sử dụng sau

liệu vào kho

So với các nguyên liệu thay thế khác gạo được sử dụng nhiều hơn cả bởi chúng

có hàm lượng tinh bột cao, khoảng 75%, lượng Protein ở mức vừa phải, khoảng8% Gạo lại là loại lương thực rất phổ biến, giá thành thấp Đặc biệt ở Việt Nam,nguồn cung cấp gạo rất dồi dào

Phụ thuộc vào mức độ chứa đầy protein của tế bào, mức độ liên kết của proteinvới các hạt tinh bột, cũng như kích thước và hình dạng hạt tinh bột mà nội nhũcủa gạo có thể là trắng trong hay trắng đục hoặc trắng trong từng phần hạt trắngtrong khác hạt trắng đục bởi hàm lượng protein cao hơn, hạt chắc và cứng hơn

Để thay thế malt đại mạch ta nên chọn loại gạo có độ trắng đục cao hơn

Khụng sử dụng gạo mới thu hoạch để sản xuất Gạo mới thu hoạch khi hồ húadịch sẽ cú độ nhớt cao gõy khú khăn cho việc đường húa và lọc dịch đường saunày Gạo mới thu hoạch phải được bảo quản ớt nhất 1 thỏng mới được sử dụng

Tiờu chuẩn đối với gạo sử dụng trong sản xuất của nhà mỏy bia

cục, khụng mốc

II.1.3 Hoa Houblon

Là nguyên liệu chính trong sản xuất bia, làm cho bia có vị đắng dịu, hơng thơm

đặc trng, tăng khả năng giữ bọt, tăng độ bền keo và bảo quản bia

Trong công nghệ sản xuất bia, ngời ta chỉ sử dụng hoa cái cha thụ phấn.Trong cánh hoa và nhị hoa có chứa các hạt lupulin là nguồn gốc chính sinh rachất đắng và tinh dầu thơm của hoa houblon

Trong thành phần của hoa houblon thì quan trọng nhất là chất đắng, tinh dầuthơm và Polyphenol

 Vai trò của chất đắng trong công nghệ sản xuất bia là rất lớn Trớc hết chúngtạo cho bia có vị đắng dịu là một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia Khi hòatan vào dịch đờng, các chất đắng là những chất có hoạt tính sinh học cao, tạo sứccăng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt rất lâu Mặt khác, các chất đắngcòn có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật, tức là bảo vệ chất lợng củabia ổn định không bị vi sinh vật tác động hay còn gọi là làm tăng độ bền sinh họccủa bia Chất đắng trong hoa Houblon gồm Axit đắng là hợp chất có cấu trúc tinhthể và nhựa đắng là hợp chất vô định hình.

 Tinh dầu thơm của hoa houblon hòa tan vào dịch đờng, tồn tại trong bia vàtạo cho bia một mùi thơm đặc trng, nhẹ nhàng và dễ chịu Tinh dầu thơm bay hơikhá nhanh ở nhiệt độ thờng Tinh dầu thơm có thành phần hóa học rất phức tạp,gồm rất nhiều các hợp chất, trong đó phần lớn là terpen, rợu, xeton, aldehid, este

và axit

 Polyphenol: Tính chất đặc biệt của hợp chất này là khả năng dễ dàng kết hợpvới các protein cao phân tử để tạo ra phức chất không hòa tan, do vậy chúng đợcdùng để làm kết lắng và loại bỏ các hợp chất protid cao phân tử, là nguyên nhângây đục bia, ra khỏi dịch đờng, ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia Hoa houblon có thể sử dụng cánh hoa, hoa viên, hoặc cao hoa

 Hoa cánh: Là hoa houblon sau khi thu hoạch đợc sấy khô Sử dụng hoanguyên cánh có thể bảo toàn chất lợng, tuy nhiên phải tốn diện tích chứa và bảoquản, hiệu quả sử dụng thấp

 Hoa viên: Là cánh hoa và lupulin đợc nghiền thành bột và ép thành dạngviên

 Cao hoa: Là sản phẩm đợc chiết ly bằng các dung môi hữu cơ Chế phẩmnày không chứa tinh dầu thơm, chủ yếu là chất đắng

Các chế phẩm tuy chất lợng không bằng hoa cánh, nhng chúng có những u

điểm hơn hẳn hoa cánh:

 Dễ dàng bảo quản và vận chuyển, giảm đợc hao phí chất đắng trong thờigian bảo quản

 Tăng hệ số sử dụng chất đắng và các chất khác

 Có thể điều chỉnh liều lợng bằng việc cân đo số lợng một cách chính xác

 Giảm bớt thiết bị lọc bã hoa

Với những u điểm của mình, các chế phẩm ngày càng đợc sử dụng rộng rãi Tiờu chuẩn đối với cao hoa sử dụng trong sản xuất của nhà mỏy:

lượng - axit đắng 8%

trong nước nha, tạo mùi hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu

Hoa viên được đóng bao bì bền chắc, dễ mở, bao bì không làm ảnh hưởng đếnchất lượng hoa

nước cũng chiếm một lượng lớn (80 – 90%), góp phần hình thành nên hương vịcủa bia Bởi vậy, nước dùng trong sản xuất bia phải có chất lượng tốt, đáp ứngđược các chỉ tiêu quan trọng

Ở nhà máy bia nước sử dụng để nấu bia phải đạt tiêu chuẩn sau:

Nước sử dụng của nhà máy được lấy từ nước ngầm, qua một hệ thống xử lýnước để đạt đến tiêu chuẩn

II.1.5 Các nguyên vật liệu, hóa chất phụ trợ

Các hóa chất được sử dụng phải đảm bảo tiêu chuẩn dùng cho thực phẩm, phải

có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng Bảo quản ở nơi khô ráo thoáng mát, tránh ánhnắng mặt trời Nhà máy bia Á châu sử dụng các hóa chất sau

 Nhóm hóa chất sử dụng trong quá trình nấu: axit lactic,

4 2

4

3PO ,CaCl ,CaSO

II.2 CHỌN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

II.2.1 Nghiền nguyên liệu

Nghiền malt: Về cấu tạo hạt malt có 2 phần chính là vỏ và nội nhũ Để đảmbảo quá trình đường hóa đạt hiệu quả cao thì phần nội nhũ malt phải được nghiềncàng nhỏ càng tốt Nhưng lớp vỏ trấu không mang thành phần chất chiết cần thiếtcủa dịch đường nếu nghiền nhỏ sẽ làm dịch đường đắng chát gây ảnh hưởng âmtính đến tính chất cảm quan của bia thành phẩm, hơn nữa lớp vỏ trấu lại đóng vaitrò tạo lớp màng lọc tích cực trong quá trình lọc dịch đường do đó chỉ nên nghiềnthô malt Thực tế không có phương án nào thoả mãn tối ưu cho các yêu cầu nêutrên mà để đảm bảo công nghệ sản xuất ra bia thành phẩm đạt chất lượng caongười ta chọn giải pháp nghiền thô malt bằng máy nghiền trục

Có 3 phương pháp nghiền malt thường được dùng là: nghiền khô, nghiền ẩm vànghiền ướt

Nghiền khô: có ưu điểm là cấu tạo thiết bị đơn giản vận hành dễ dàng, có thểnghiền trước một ngày trước khi nấu, có thể nghiền malt có độ nhuyễn kémnhưng có nhược điểm là vỏ trấu thường bị nát làm dịch đường đắng chát, quátrình lọc khó khăn

Nghiền ẩm: các thiết bị sử dụng cũng chỉ yêu cầu như nghiền khô, có thể khắcphục được một phần hiện tượng nát vỏ trấu

Nghiền ướt: yêu cầu thiết bị chịu ăn mòn, thiết bị có kích thước lớn, vận hànhnghiêm ngặt, nghiền xong phải nấu ngay nhưng có ưu điểm nổi trội là bảo toànđược lớp vỏ trấu trong quá trình nghiền do đó dịch đường thu được có chất lượngcao, quá trình lọc thuận lợi

Căn cứ vào ưu nhược điểm của các phương pháp em chọn phương pháp nghiền

Nghiền gạo: Để đạt được hiệu quả hồ hoá và đường hoá cao yêu cầu gạo phảiđược nghiền thật mịn do đó giải pháp nghiền gạo bằng máy nghiền búa làphương pháp đơn giản mà đạt được hiệu quả cao.

II.2.2 Phương pháp hồ hóa

Hồ hóa là quá trình nấu chín nguyên liệu tinh bột trong gạo nhằm tạo thuận lợicho quá trình đường hóa sau này Trong quá trình hồ hóa, cấu trúc cứng của cáchạt tinh bột bị phá vỡ và bị phân cắt một phần dưới tác dụng của malt lót vàenzym bổ sung Enzym bổ sung là chế phẩm Termamyl của hãng NoVo, ĐanMạch Enzym này được sử dụng rất phổ biến trong công nghệ sản xuất bia ở Việtnam hiện nay Ngoài ra còn bổ sung một số hóa chất khác

II.2.2 Phương pháp đường hóa.

Mục đích của quá trình đường hoá nguyên liệu là thuỷ phân các hợp chất caophân tử thành các hợp chất thấp phân tử dể hoà tan tạo thành chất chiết của dịchđường Sản phẩm của quá trình đường hóa rất đa dạng, nhưng chủ yếu là đường

và dextrin nên gọi là quá trình đường hóa

Có hai phương pháp đường hóa là: phương pháp đường hóa toàn khối(tăng dầnhoặc giảm dần nhiệt độ) và phương pháp nấu từng phần Cả hai phương pháp đều

có khả năng nâng cao được hiệu suất đường hóa bằng các biện pháp:

từng phần,mỗi phần là 1/3 lượng dịch

lượng dịch làm hai, và đường hóa từng phần một

 Phương án nhất phân đoạn: toàn bộ dịch trước đường hóa được bơm sangnồi đường hóa, sau khi nâng nhiệt độ lên các mức người ta lấy phần dịchlỏng, phần cháo đặc được đun sôi, sau đó lại bơm phần cháo đặc sang nồiphối trộn chứa lượng dịch lỏng và lại tiến hành nâng lên các mức nhiệt độ.Đường hóa theo phương pháp toàn khối có chế độ công nghệ đơn giản cho nên

dễ cơ giới hóa và tự động hóa các quá trình sản xuất Chính vì vậy em chọnphương pháp đường hóa là phương pháp đường hóa toàn khối

II.2.3 Phương pháp lọc bã malt.

Để tách bã malt và làm trong dịch đường thì các giải pháp thường được đặt

ra là phân ly và lọc, tuy nhiên do lọc có ưu điểm là khả năng tách loại cặn tốthơn, chế tạo và vận hành thiết bị đơn giản hơn nên hiện nay hầu hết các nhà máybia đều sử dụng phương pháp lọc để làm trong dịch đường Thiết bị lọc dịchđường thường được sử dụng là máy lọc khung bản và thùng lọc đáy bằng

Máy lọc khung bản có ưu điểm là thiết bị có kích thước nhỏ gọn hơn thùnglọc đáy bằng, lọc nhanh tốn ít nước rửa bã, nhưng thiết bị không kín nên dịchđường bị oxy hoá nhiều, tốn nhiều lao động thủ công để vận hành, vệ sinh và bảodưỡng cũng tốn công hơn Thùng lọc đáy bằng chiếm diện tích lớn, lọc chậmnhưng năng suất lọc vẫn lớn hơn máy lọc khung bản Thùng lọc đáy bằng có kếtcấu cơ giới tự động nên vận hành đơn giản, bảo ôn tốt, thùng kín nên dịch đường

ít bị oxy hoá hơn Căn cứ vào những điều trên em chọn sử dụng thùng lọc đáybằng để lọc dịch đường Thùng lọc đáy bằng có đáy giả cách đáy thật khoảng2cm, có hệ thống cào bã để nhanh chóng tạo và tạo lại lớp lọc, tạo không giangom dịch đường Phía dưới thùng cần có hệ thống ống gom dịch, bên cạnh đócòn cần thiết bị ổn định lưu lượng dịch trước bơm, đường ống dẫn dịch ra cầnthiết kế đoạn vồng lên để tránh tạo áp suất chân không làm bít lỗ lọc, đồng thờitách đi một phần cặn lắng của dịch lọc Cần thiết kế cả đường ống để thông áp vàhồi lưu dịch lọc còn đục

II.2.4 Houblon hóa.

Nấu hoa nhằm mục đích bất hoạt hệ enzyme của malt đồng thời cũng là mộtcông đoạn để diệt vi sinh vật còn tồn tại trong dịch đường nhằm đảm bảo quá

trình lên men sau này ổn định, đảm bảo chất lượng của bia thành phẩm Bên cạnh

đó quá trình này cũng trích ly các chất có lợi của hoa vào dịch đường: chất đắngtrong hoa houblon vào dịch đường, thành phần này tạo vị đắng dịu đặc trưng chobia đồng thời cũng kìm hãm các vi sinh vật gây đục cho bia thành phẩm; các chấttanin làm kết tủa đạm cao phân tử tạo màng kéo theo các phần tử dễ kết lắngtrong dịch đường; tinh dầu thơm tạo hương cho bia thành phẩm Ngoài ra trongquá trình này còn diễn ra nhiều phản ứng phụ khác như: phản ứng melanoid,phản ứng caramel hoá Để đảm bảo cấp nhiệt cho quá trình sôi mãnh liệt củadịch cần thiết kế cả hệ thống ống chùm gia nhiệt trung tâm đồng thời với vỏ áohơi

Kỹ thuật nấu bổ sung hoa 3 lần để đạt hiệu suất trích ly cao:

hàm lượng axít đắng và tanin cao nhằm tạo vị đắng, kết tủa các đạm cao phân

tử trong dịch đường

phút

Phần hoa viên có hàm lượng axít đắng thấp hơn cao hoa mà chủ yếu để cung cấptinh dầu thơm tạo hương cho bia

II.2.5 Phương pháp lắng trong và làm lạnh dịch đường

Sau quá trình nấu hoa, dịch đường có rất nhiều cặn lơ lửng, cặn này gây ảnhhưởng không tốt đến quá trình lên men và tạo sản phẩm, cần phải tách cặn và làmnguội dịch đường đến nhiệt độ lên men

Đây là giai đoạn dễ nhiễm tạp nhất đặc biệt là nhiễm các loại vi khuẩn chịunhiệt có thể gây cho bia thành phẩm có mùi vị lạ do đó cần thiết kế các thiết bị đểđảm bảo tránh nhiễm tạp cho bia

Để làm trong dịch đường có thể sử dụng các thiết bị: thùng thấp hở, thùng kínlọc ly tâm, máy lọc tấm, lắng xoáy Ở đây em chọn thiết bị lắng xoáy để làmtrong dịch đường Thiết bị lắng xoáy có cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng, dựavào lực ly tâm và trọng lực nên có thể đạt hiệu quả cao trong việc phân ly bã hoa

và các cặn lắng khác ra khỏi dịch đường Để tránh nhiễm tạp trong khi lắng xoáythì ống hơi ở thùng lắng xoáy thiết kế có đường kính bằng khoảng 1/10 đườngkính thùng để dòng hơi bốc lên đủ mạnh để ngăn ngừa sự nhiễm tạp Để tănghiệu quả phân ly thì đường ống đưa dịch đường vào lắng xoáy phải thiết kế thuhẹp để tăng vận tốc dòng chảy trước khi vào tiếp tuyến với thành thùng ở vị trícách đáy 1/3 chiều cao thùng nhằm tận dụng hiệu quả lực ly tâm Đường ống cấpdịch cũng nên thiết kế đoạn cong lên nhằm tách bớt một phần cặn của dịch và ổnđịnh dòng dịch Dịch trong được tháo ra bằng cả đường ống tiếp tuyến cách đáymột khoảng và cả phía đáy nhằm tránh kéo theo bã Bã hoa được tháo ra ở đáythùng bằng việc xả nước vào thùng, để tháo bã dễ dàng thiết kế đáy thùng hơinghiêng so với mặt phẳng nằm ngang chừng 3 – 5˚.

Làm lạnh dịch đường để hạ nhiệt độ dịch đường xuống tới nhiệt độ lên men

Để tránh nhiễm tạp giai đoạn này cần tiến hành làm lạnh nhanh dịch đường, đồngthời cũng để đẩy nhanh tiến trình sản xuất Ở đây em chọn thiết bị trao đổi nhiệtkiểu tấm bản, làm lạnh 1 cấp, với chất tải nhiệt là nước lạnh 2˚C để làm lạnhnhanh dịch đường Nước sau khi lấy nhiệt của dịch đường được dùng để phục vụquá trình nấu và vệ sinh hệ thống nồi nấu Ngay sau lạnh nhanh bố trí thiết bị sụckhông khí vô trùng vào dịch đường rồi đưa đi lên men

II.2.6 Chọn chủng nấm men và phương pháp lên men

Lên men là giai đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đường houblon hoá thànhbia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng Quá trìnhquan trọng nhất và phức tạp nhất ở giai đoạn này là quá trình lên men rượu củacác loại đường ở trong cơ chất Song song với quá trình lên men rượu hoặc sau

đó, trong dịch lên men còn xảy ra rất nhiều quá trình hoá sinh, sinh lý, hoá lý,hoá học và lý học phức tạp khác Những quá trình này đóng một vai trò hết sứcquan trọng trong việc ấn định thành phần và chất lượng của bia

1 Chọn chủng nấm men

Ở đây để thực hiện quá trình lên men chuyển hoá dịch đường houblon hoá

thành bia vàng em chọn chủng nấm men chìm thuộc loại Saccharomyces

carlbergensis.

Đặc điểm: nấm men Saccharomyces carlbergensis, tế bào nấm men hình cầu

hay bầu dục, kích thước trung bình là 3 – 15µm, sinh sản chủ yếu bằng phươngthức nảy chồi, có khả năng lên men ở điều kiện nhiệt độ thấp nên giảm được sựnhiễm tạp và tạo được bia có chất lượng cao bền sinh học, nó có khả năng lênmen các loại đường glucose, fructose, maltose và đặc biệt do nấm men có khảnăng tổng hợp được enzyme melibiase nên lên men được hoàn toàn đườngrafinose, vào cuối quá trình lên men nó kết lắng xuống dưới đáy do tính chất tạochùm của tế bào, thuận lợi cho việc tách men sau quá trình lên men để quay vòngtái sử dụng nấm men

Nguồn men giống:

Nấm men cấp cho quá trình lên men có thể lấy từ chủng gốc trải qua hai giaiđoạn nhân men trong phòng thí nghiệm và nhân men sản xuất Trong giai đoạnnhân men trong phòng thí nghiệm chủng nấm men gốc được bảo quản dạng đôngkhô hay bảo quản lạnh trong các ống thạch nghiêng được cấy chuyển ra bình tamgiác 100ml, rồi sang bình 1000ml, bình 5l, bình 20l trên môi trường nước chiếtmalt có bổ sung thêm các chất dinh dưỡng chủ yếu là dạng muối khoáng Mỗicấp cấy chuyển nuôi trong thời gian 24h ở 22 – 25˚C, nếu nuôi lắc thì thời gian

có thể ngắn hơn Sang giai đoạn nhân giống sản xuất nấm men được nuôi trongcác canh trường có dung tích tăng dần 100l, 300l cho đến khi đủ lượng cấp cholên men Trong giai đoạn nhân giống sản xuất môi trường dinh dưỡng để nuôinấm men thường dùng trực tiếp dịch đường sau lạnh nhanh từ phân xưởng nấu có

bổ sung thêm các chất dinh dưỡng, nhiệt độ nhân giống là 16 – 20˚C, trong quátrình nuôi có sục khí ở thời gian đầu để nấm men phát triển sinh khối mạnh Mật

độ dịch men giống sau nhân giống phải đạt khoảng 10 – 12 triệu tế bào/ml

Ngoài ra có thể tái sử dụng sữa men kết lắng sau lên men Sau khi lên menchính, người ta tiến hành tháo sữa men Thông thường, cứ 1000 lít dịch đường

cho khoảng 20 lít dịch sinh khối nấm men sệt, độ ẩm 85 – 88% Dịch này đượcchia thành 3 lớp: lớp dưới cùng là lớp cặn bẩn và lớp trên cùng là lớp tế bào chếtthường dùng làm thức ăn gia súc, chỉ có lớp giữa có màu trắng ngà là nấm mensạch, có thể tái sử dụng Số lần tái sử dụng men sữa khoảng 6 – 8 lần, tùy thuộcchất lượng nấm men Để tái sử dụng nấm men kết lắng cần xử lý rửa, bảo quản

và hoạt hoá men

Rửa men: Dịch bã men thu được sau lên men chính được lọc và rửa nhiều lầnbằng nước vô trùng ở 1 – 2˚C để loại bỏ cặn bẩn và xác nấm men cho tới khi đạtyêu cầu

Sữa men sạch được kiểm tra để xác định chất lượng, hoạt lực, sau đó bảo quảntrong nước lạnh ở nhiệt độ 0 – 2˚C

2 Lên men sản phẩm bia chai

Bia chai có nồng độ dịch đường trước lên men là 12˚Bx ở đây em chọnphương thức lên men gián đoạn theo mẻ, phương pháp lên men gia tốc trong cácthiết bị lên men kín thân trụ đáy côn, sử dụng chủng nấm men thuộc loại

Saccharomyces calbergensis chu kì lên men là 21 ngày Ở giai đoạn lên men

chính dịch lên men được duy trì ở nhiệt độ 8˚C trong thời gian 6 ngày Sau lênmen chính bia non được làm lạnh xuống 4˚C để nấm men dễ dàng kết lắng vàđược tháo ra ngoài Cuối cùng hạ nhiệt độ dịch lên men xuống 2˚C và tiến hànhquá trình lên men phụ và tàng trữ để lão hoá bia non thành bia tiêu chuẩn đồngthời bão hoà CO2 cho bia

Sau lên men bia được xử lý lọc và chiết chai

3 Lên men sản phẩm bia hơi

Bia hơi có nồng độ dịch đường trước lên men là 10,5˚Bx ở đây em cũng chọnphương thức lên men gián đoạn, phương pháp lên men gia tốc trong các thiết bị

thân trụ đáy côn, sử dụng chủng nấm men thuộc loại Saccharomyces

calbergensis chu kì lên men 15 ngày Lên men chính tiến hành ở 8˚C trong thời

gian 5 ngày Sau lên men chính dịch lên men được hạ nhiệt độ xuống 4˚C và xả

nấm men kết lắng, rồi hạ nhiệt độ dịch lên men xuống 2˚C và để thực hiện lênmen phụ.

Sau lên men bia được xử lý lọc và chiết box

II.2.7 Chọn phương pháp lọc bia

Sau khi lên men, bia non thu được còn đục do cặn sinh ra trong quá trình lênmen, xác nấm men, vì vậy phải tiến hành lọc bia Có rất nhiều phương pháp lọcbia như dùng máy lọc đĩa, máy lọc khung bản, máy lọc ống Phương pháp lọc

sử dụng máy lọc khung bản có ưu điểm là bề mặt lọc lớn, bia lọc rất trong, thaotác đơn giản chính vì vậy em lựa chọn phương pháp lọc sử dụng máy lọc khungbản Chất trợ lọc là bột Diatomit

II.3 THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT.

II.3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia.

Lọc đáy bằngNấu hoa

Lên men

Lọc bia

Chiết chai

Thanh trùngDán nhãn

Xếp két

NướcNước

Bã malt

Bã hoa

Không khí

vô trùngMen giống

II.3.2 Nghiền nguyên liệu

1 Nghiền gạo

Mục đích của việc nghiền gạo là nghiền gạo thành dạng bột mịn, phá vỡ cấutrúc vững chắc của các hạt tinh bột có trong hạt gạo.

Thiết bị thông dụng để nghiền gạo là máy nghiền búa Cấu tạo của máy nghiềnbúa bao gồm một sàng phân loại hình trụ khuyết trong đó có một rôto quay, trênrôto lắp nhiều đĩa, trên mỗi đĩa được gắn nhiều lưỡi dao bằng thép Bằng lực cơhọc, khi rôto quay các lưỡi dao sẽ chém hạt nát vụn

Gạo được đổ vào phễu hứng và được gầu tải đưa lên đổ xuống máy nghiền búa,bột gạo sau nghiền được quạt gió đưa vào phễu hứng của gầu tải tiếp theo vàđược đưa lên cao, được vít tải đưa qua thiết bị phối trộn với nước ấm rồi đổ vàonồi hồ hoá Bột gạo trong quá trình được quạt gió thổi và gầu tải vận chuyển sinh

ra nhiều bụi nên ở những vị trí này có bố trí đường ống thông với túi lọc vàxyclon tách bụi

2 Nghiền malt

Mục đích của quá trình nghiền malt là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng

bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phầnchất của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủyphân khác nhanh và triệt để hơn

Yêu cầu của quá trình nghiền malt là vỏ càng nguyên vẹn càng tốt, vỏ tách rakhỏi nội nhũ, lượng tấm thô nhỏ

Trong dây chuyền sản xuất này, chọn thiết bị nghiền trục, nghiền theo phươngpháp nghiền ướt, sử dụng máy nghiền có 2 cặp rulô

Malt được đổ vào phễu hứng ở chân gầu tải thứ nhất, được gầu tải này đưa lênthiết bị cân malt, sau đó đổ xuống phễu hứng của gầu tải thứ hai và được đưa lên

đổ vào thùng chứa Từ đây malt được chuyển dần xuống máy nghiền đồng thờiđược phun nước 65˚C, nghiền xong lại bổ sung thêm nước để hỗn dịch đạt nhiệt

độ 45˚C và đạt tỉ lệ: bột malt/nước = 1/4, dịch sữa malt này được bơm chuyểnvào các nồi nấu

II.3.3 Quá trình hồ hóa

Hồ húa tinh bột nhằm mục đớch thuỷ phõn từng phần để tạo điều kiện cho giaiđoạn đường hoỏ đạt hiệu quả cao, đồng thời giai đoạn này cũng hoà tan một phầnchất chiết vào dịch đường Trong quỏ trỡnh nấu để tăng hiệu quả trớch ly vàđương hoỏ nguyờn liệu người ta cú bổ sung enzym hoặc malt lút Tuỳ thuộc vàocụng nghệ sản xuất của từng nhà mỏy mà người ta cú thể sử dụng lượng malt lúttheo tỷ lệ thớch hợp kốm theo với chế phẩm enzym Ở giai đoạn này chế phẩmenzym thường dựng là Termamyl Trong quy trỡnh cụng nghệ của nhà mỏy ta sửdụng cả malt lút và enzym Termamyl đõy là enzym cú nguồn gốc từ vi sinh vậtnờn cú nhiệt độ hoạt động tối thớch khỏ cao ( 86oC ) rất thớch hợp cho giai đoạn

hồ hoỏ

Trước khi nấu, tiến hành vệ sinh thiết bị bằng nước núng Bột gạo được phốitrộn với nước ấm để đạt nhiệt độ dịch khoảng 45˚C trước khi bơm vào nồi với tỉlệ: bột/nước = 1/5 Bật cỏnh khuấy, bổ sung axớt lactic để hạ pH của hỗn dịchxuống khoảng 5,4 – 5,6 Cho malt lút vào nồi với lượng bằng 20% lượng gạo và

bổ sung thờm nước để tỉ lệ: bột/nước = 1/5 Cựng lỳc này ta bổ sung enzymTermamyl, Bột được trộn đều và giữ ở nhiệt độ 42 – 45˚C trong khoảng 15 phỳt

để tinh bột hỳt nước trương nở, đồng thời hệ enzyme trong malt đặc biệt làpeptidase thực hiện quỏ trỡnh đạm hoỏ Cấp hơi để nõng từ từ nhiệt độ của khốidịch lờn 72˚C và giữ trong khoảng 10 phỳt Tiếp tục nõng nhiệt của khối dịch lờn83˚C và giữ trong 30 phỳt để thực hiện quỏ trỡnh hồ hoỏ tinh bột gạo Cuối cựngcấp hơi đun sụi khối dịch trong khoảng 30 phỳt trước khi bơm sang nồi malt.Thời gian nấu một mẻ khoảng 150 phỳt

II.3.4 Quỏ trỡnh đường húa

Mục đớch của quỏ trỡnh đường hoỏ nguyờn liệu là phõn cắt cỏc hợp chất caophõn tử thành cỏc hợp chất thấp phõn tử dể hoà tan tạo thành chất chiết của dịchđường Thực chất của cỏc quỏ trỡnh ở giai đoạn này là sự thủy phõn cỏc hợp chấtcao phõn tử dưới sự xỳc tỏc của enzym

Hệ enzym trong malt rất đa dạng trong đó có vai trò quan trọng nhất là : sitaza,proteaza, và amylaza Nhóm enzym sitaza thủy phân hemixelluloza và các chấtdạng keo thành các đờng đơn pentoza, hexoza và các sản phẩm khác Enzym này

kiện cho các enzym khác đợc hoạt hóa Hệ enzym proteaza thủy phân proteinthành các các peptid nhỏ hơn và axit amin Hệ enzym amylaza gồm - amylaza

và - amylaza phân cắt tinh bột thành đờng đơn giản và các dextrin Enzym amylaza tấn công liên kết -1,4glucozit của thành phần amiloza cũng nhglucozit của thành phần amiloza cũng nh củaamilopectin tạo nên các polysacarit có kích thớc nhỏ và một lợng rất ít disacarithoặc glucoza Enzym -amylaza tác dụng trên amiloza và amilopectin bắt đầu từcác đầu tận cùng không có tính khử của các chuỗi và giải phóng lần lợt các gốcmaltoza Enzym này cũng tấn công liên kết - 1,6glucozit.glucozit

Bơm dịch nghiền malt vào nồi đường hoỏ Bật cỏnh khuấy để đảo trộn đềudịch malt Bổ sung axit lactic và CaCl2, axit lactic hạ pH của dịch xuống 5,4–5,5 thuận lợi cho hoạt động của hệ enzyme thuỷ phõn và cũng cú tỏc dụng khử độcứng của nước cũn lại Cỏc muối Canxi được bổ sung vào nồi đường húa nhằmlàm tăng độ bền của enzym - amilaza Do Canxi tham gia vào sự hỡnh thành và

ổn định cấu trỳc bậc 3 của enzym, duy trỡ cấu hỡnh hoạt động của enzym Canxicũn cú tỏc dụng đảm bảo cho - amilaza cú độ bền cực lớn đối với cỏc tỏc độnggõy biến tớnh và sự phõn hủy bởi cỏc enzym phõn giải protein Nõng nhiệt độkhối dịch lờn 50˚C và giữ trong khoảng 5 phỳt Bơm dịch chỏo sang nồi malt hoàtrộn với dịch bột malt, khi đú nhiệt độ của hỗn dịch sẽ vào khoảng 63-65˚C, thờigian bơm chỏo khoảng 10 phỳt, giữ ở nhiệt độ này 20 phỳt Tiếp tục nõng nhiệt

độ khối dịch lờn 72˚C và giữ trong khoảng 30 phỳt Nõng nhiệt độ khối dịch lờn76˚C và giữ trong khoảng 20 phỳt, rồi bơm sang thựng lọc Thời gian đường hoỏmột mẻ khoảng 120 phỳt

II.3.5 Lọc dịch đường

Lọc dịch đường cú 2 giai đoạn: giai đoạn thứ nhất là lọc để tỏch dịch đường rakhỏi bó, giai đoạn 2 là rửa bó để rỳt nốt phần chất hoà tan cũn sút lại trong bó.Tiến hành lọc:

Trước tiờn bơm nước cú nhiệt độ là 78oC vào đầy phần khụng gian giữa đỏy giả

và đỏy thật Sau đú mới bơm dịch hốm từ nồi đường húa sang, cỏnh khuấy đượcbật với tốc độ chậm sẽ dàn đều lớp bó Sau khi hết dịch đường hệ thống cỏnh đảo

bó được nõng lờn cao Dịch đường được để yờn 20 phỳt để bó kết lắng tạo thànhlớp lọc Cú thể chia lớp bó thành 3 lớp: lớp dưới cựng gồm cỏc phần tử nặng nhất

và lớn nhất, dày khoảng 1cm; lớp giữa gồm vỏ và cỏc phần tử nặng khỏc; lớp

trên cùng là các phần tử mịn và nhẹ, xám, dày khoảng 1cm Sau đó mở van thudịch đường, ban đầu dịch đường còn đục nên ta cho hồi lưu trở lại thùng lọctrong khoảng 15 phút đầu Khi dịch đường bắt đầu trong thì khoá van hồi lưu,dịch đường được đưa ngay sang nồi nấu hoa Nếu nồi hoa chưa sẵn sàng thì dịchđường được đưa sang nồi trung gian có vỏ bảo ôn chứa tạm Lúc đầu tốc độ lọcnhanh, về sau tốc độ lọc chậm dần do màng lọc bị bít làm tăng trở lực khi đó cầnngừng quá trình lọc dùng hệ thống cào bã tạo lại lớp màng lọc Quá trình tái tạolại lớp màng lọc như sau: Cho lưỡi dao quay một góc 15 - 200 Dùng kích thuỷlực hạ dao cào xuống vị trí thấp nhất, quay trong 15-20 phút để xáo trộn lớp lọc.

Hệ thống van tháo dịch được đóng lại Dàn bằng bề mặt lọc: nâng hệ thống daocào lên ngang tầm chiều cao lớp lọc, trả dao về vị tri ban đầu, quay dao trong 15phút, thao tác lặp lại như lần đầu

Tiến hành rửa bã gián đoạn làm 3 lần, nước rửa bã có nhiệt độ 78˚C Sau khithu hết dịch đường, khoá van xả dịch, cấp 1/3 lượng nước rửa bã, cho cánh khuấyquay để làm tơi lớp bã giải phóng chất tan còn lưu trong bã vào dịch Để yên 10phút thì tháo dịch, dịch này cũng được bơm sang nồi hoa với dịch lọc trước đó.Kết thúc quá trình rửa bã hàm lượng đường trong bã còn 0,5 – 1˚Bx Thời gianrửa bã khoảng 60 phút

Thực hiện tháo bã: bã malt được hệ thống dao cào dần về chỗ có lỗ hổng đểtháo bã ra ngoài qua đáy và được vít tải vận chuyển ra thùng chứa bã malt

II.3.6 Houblon hóa

Thiết bị đun hoa được vệ sinh sạch sẽ trước mỗi mẻ nấu Ngay từ khi dịch lọcđưa sang nồi hoa thì mở van cấp hơi nhưng ở mức vừa phải để duy trì nhiệt độdịch lọc trên 75˚C Sau đó nâng dần nhiệt độ sao cho tới khi toàn bộ dịch lọc vànước rửa bã được bơm sang nồi hoa thì dịch đường trong nồi cũng vừa sôi Khidịch sôi được khoảng 15 phút thì cho toàn bộ lượng hoa cao vào nồi Sau khidịch sôi được khoảng 60 phút thì cho 1/2 lượng hoa viên vào nồi Trước khi kếtthúc đun hoa 15 phút thì bổ sung nốt 1/2 lượng hoa viên vào nồi Tỷ lệ: caohoa/hoa viên = 1/4 Thời gian đun hoa khoảng 90 phút

II.3.7 Lắng xoáy và lạnh nhanh

Dịch đường ra khỏi nồi hoa được bơm vào thùng lắng xoáy theo phương tiếptuyến với vận tốc 12 – 14m/s, dưới tác dụng của lực ly tâm và trọng lực các cặnlắng và bã hoa tách ra tập trung ở giữa thùng và lắng xuống đáy Để yên dịchđường khoảng 15 phút cho cặn lắng xuống đáy Ban đầu tháo dịch ra ở thânthùng, sau đó mới tháo ra từ đáy thùng Dịch ra khỏi thùng có nhiệt độ khoảng90˚C được bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh Cặn tập trung ở đáy thùng khi bơmhết dịch được xối nước xả bã ra ngoài Thời gian lắng xoáy khoảng 30 phút Sau khi ra khỏi thùng lắng xoáy, dịch đường có nhiệt độ 90˚C, được dẫn vàomáy lạnh nhanh kiểu tấm bản Máy được cấu tạo từ những tấm bản gấp sóng chếtạo từ thép hay hợp kim Cr – Ni Các tấm bản có hình chữ nhật, có 4 tai ở 4 góc,trên mỗi tai có đục lỗ tròn Kết hợp xen kẽ các tấm bản với các gioăng cao su tạonên 4 mương dẫn: dịch đường vào máy, dịch đường ra khỏi máy, chất tải lạnhvào máy, chất tải lạnh ra khỏi máy Dịch đường nóng được bơm vào một tronghai mương dẫn phía trên, chảy thành màng ziczac trên bề mặt các tấm bản trongkhoảng trống giữa 2 tấm bản liền kề, dịch đường chảy các khoảng trống cáchnhau 1 khoảng trống xen kẽ bởi chất tải lạnh, cuối cùng ra khỏi máy ở mươngdẫn dưới ngược phía Nước lạnh 2˚C được đi theo chiều ngược lại từ mương dẫnvào ở phía dưới qua các khoảng trống mà dịch đường không đi qua rồi ra ởmương dẫn phía trên đối diện Nước lạnh qua trao đổi nhiệt với dịch đường trởthành nước nóng 70 – 80˚C được thu hồi về thùng nước nóng đưa đi phục vụ choquá trình nấu

II.3.8 Chuẩn bị và cấp men giống

Nấm men sử dụng để sản xuất bia là chủng Saccharomyces Carlsbergensis,phát triển tốt nhất ở nhiệt độ khoảng 6-9oC Nấm men đóng vai trò quyết địnhtrong sản xuất bia, đó là quá trình chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm Quátrình này lại gắn liền với sự tham gia của hệ enzym trong tế bào nấm men chonên việc nuôi cấy tế bào nấm men để tạo điều kiện cho sự hình thành và sự hoạt

động của hệ enzym là một khâu kĩ thuật rất quan trọng phải tiến hành the cáctrình tự chính xác và nghiêm ngặt.

1 Nhân giống trong phòng thí nghiệm

Môi trường để nhân giống là ống thạch nghiêng gồm:

Môi trường nhân giống lỏng thường là dịch chiết malt Môi trường trwocs khi

sử dụng để nhân giống phải đảm bảo vô trùng

Yêu cầu đối với men giống nuôi trong điều kiện phòng thí nghiệm:

 Men phát triển tốt, nồng độ nấm men: 10 - 12 triệu tế bào/ml

 Số lượng tế bào nảy chồi > 80%

 Số lượng tế bào chết < 5%

2 Nhân giống sản xuất

Với mục đích làm tăng lượng sinh khối nấm men đủ cho yêu cầu sản xuất đồngthời giúp nấm men thích nghi với điều kiện sản xuất ta tiến hành nhân giống sảnxuất Nấm men từ phòng thí nghiệm được nuôi cấy theo hai cấp với lượng môitrường tăng dần Môi trường được sử dụng để nhân giống chính là dịch đườnglấy sau quá trình lắng xoáy và được tiệt trùng rồi đưa về nhiệt độ lên men Nấmmen được nuôi cấy trong điều kiện sản xuất

Ngoài ra nấm men thu được sau mỗi lần lờn men sản xuất cũng được xử lý vàtỏi sử dụng Đõy là nguồn cung cấp giống nấm men rất quan trọng Thụng thườngnấm men tỏi sử dụng chỉ dựng được đến đời thứ 6.

II.3.9 Quỏ trỡnh lờn men.

Khi tiến hành lên men chính dịch đờng houblon hóa, một lợng lớn cơ chất,chủ yếu là đờng và dextrin bậc thấp bị nấm men hấp thụ để tạo thành rợu etylic,khí cacbonic và sản phẩm phụ Sản phẩm phụ là rợu bậc cao, este, aldehit, axithữu cơ, glyxerin…vv Đến một thời điểm nào đó khi mà khối lvv Trong những sản phẩm này thì có một số chất kết lắng ,bay hơi đợc loại bỏ ra ngoài , một số chất tồn tại trong dịch nh là những hợpphần trong bia Trong các sản phẩm phụ thì nguy hiểm nhất đến hơng vị bia làdiaxetyl Diaxetyl là chất lỏng có mùi hôi cực mạnh và vị đắng gắt rất khó chịu ,gây tác động rất mạnh đến hệ thần kinh của con ngời Diaxetyl sẽ đợc khử đếnhàm lợng cho phép ở quá trình lên men phụ Sau quá trình lên men hàm lợng chấthòa tan giảm so với dịch đờng sau houblon hóa Nguyên nhân của việc giảm này

là do nấm men tiêu thụ một phần để phát triển sinh khối, do một số sản phẩm tạothành dễ bay hơi và do một số sản phẩm bị kết lắng

Quá trình lên men chính đợc chia làm các giai đoạn:

- Giai đoạn đầu: Nấm men sử dụng lợng Oxy thực hiện quá trình phân giải ờng theo con đờng hiếu khí để tăng sinh khối Lúc này hàm lợng chất khô trongdịch đờng giảm đi ít Dấu hiệu dễ nhận ra là có bọt CO2 sinh ra nổi lên trên làmtăng áp suất của Tank lên men

đ Giai đoạn 2: Sinh khối nấm men đã tăng lên cực đại đảm bảo thực hiện quátrình lên men Lợng Oxy đã đợc sử dụng hết Nấm men bắt đầu quá trình lên men

chất khô giảm đi ngày càng tăng

- Giai đoạn 3: Quá trình lên men diễn ra mạnh mẽ nhất Hàm lợng chất khôgiảm nhanh Nhiệt độ khối dịch có xu hớng tăng, vì vậy phải làm lạnh dịch đờng

để duy trì nhiệt độ đảm bảo quá trình lên men diễn ra hiệu quả Chất tải lạnh làGlycol

- Giai đoạn cuối: Tốc độ lên men giảm dần, hàm lợng chất khô giảm chậm.Nhiệt độ dịch bắt đầu giảm Lợng CO2 sinh ra ít hơn Lợng nấm men bắt đầu chếtcùng với các cặn khác lắng xuống đáy tank Bã men và cặn đợc tháo ra ngoài lầnthứ nhất sau 3 ngày kể từ khi quá trình lên men bắt đầu, lần thứ hai khi nhiệt độhạ xuống 4glucozit của thành phần amiloza cũng nhoC

Khí CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ bão hoà vào dịch bia Lợng còn lạilàm tăng áp suất trong Tank Để đảm bảo áp suất ổn định lợng CO2 này đợc tháo

ra ngoài, chuyển sang nhà lạnh để hoá lỏng sử dụng cho công đoạn sau

Tiến hành lờn men chớnh trong tank thõn trụ đỏy cụn kớch thước lớn

Dịch đường sau khi làm lạnh nhanh được tiếp giống nấm men, nạp khụng khớ vụtrựng 35mg/l vỡ độ bóo hoà cần thiết của oxy trong dịch đường là 6mg/l Nấmmen nạp theo tỷ lệ 1:10, mật độ tế bào là 3g/l (hay 25-30 triệu tế bào /ml)

Giai đoạn lờn men chớnh diễn ra trong khoảng 6 ngày ở nhiệt độ 8˚C đối vớibia chai và diễn ra trong vũng 5 ngày ở nhiệt độ 8˚C đối với bia hơi Trong giai

nờn cần phải cấp nhiều glycol để làm lạnh và tiến hành thu hồi CO2 để đảm bảo

ỏp suất trong thựng lờn men khoảng 0,7 – 0,8at Kết thỳc giai đoạn này hàmđường cũn lại trong bia non là 3˚Bx Khi đú hạ nhiệt độ khối dịch xuống 4˚C vàthỏo nấm men kết lắng Cuối cựng hạ nhiệt độ khối dịch xuống 2˚C và tiến hànhlờn men phụ và tàng trữ bia trong khoảng 14 ngày đối với bia chai và 10 ngày đốivới bia hơi, duy trỡ ỏp suất khoảng 1 – 1,2at .Ở giai đoạn này lượng nấm mencũn lại rất ớt, hoạt lực giảm mặt khỏc do nhiệt độ rất thấp nờn quỏ trỡnh chuyểnhoỏ cỏc hợp phần của khối dịch rất chậm

Mục đớch của quỏ trỡnh lờn men phụ:

- Khử diaxetyl < 0,2 mg/l

- Tăng hàm lượng este

- Giảm hàm lượng aldehit, rượu bậc cao

- Tăng độ bền keo và hương vị đặc trưng cho sản phẩm

- Tăng lượng CO2 hoà tan

- Tỏch gần như hoàn toàn nấm men trước khi đưa bia non đi lọc

Sau khi lờn men chớnh kết thỳc ta hạ nhiệt độ khối dịch lờn men xuống 0-2oC

để lờn men phụ Đầu tiờn hạ nhiệt độ xuống 4oC để một thời gian để tỏch mensữa và cặn men Thời gian lờn men phụ 12-14 ngày CO2 tạo ra hoà tan một phầnvào bia non

● Độ hoà tan bia non phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất nồng độ cồn, thường

là 2g/lít 1 độ rượu hoà tan 0,1g CO2/lít Nhiệt độ càng thấp % chất đắng càngcao thì CO2 ngậm càng nhiều

Áp suất tăng lên thì độ hoà tan CO2 tăng lên

● Khả năng giữ CO2 trong bia: CO2 được giữ lại trong bia do liên kết hoáhọc và liên kết hấp phụ với Pr (liên kết hoá học với etanol)

● Quá trình thu hồi CO2 có tác dụng loại bỏ các tạp chất không khí, nước,các hợp chất dễ bay hơi kéo theo trong quá trình thu hồi CO2

● Các công đoạn thu hồi CO2: CO2 từ thùng lên men  tách bọt làmlạnh  nén  tách dầu  làm lạnh  CO2 sạch đem vào bão hoà

Đặc điểm của giai đoạn này là diễn ra chậm, tịêu hao một lượng đường khôngđáng kể, lắng trong và bão hoà CO2 áp suất trong giai đoạn này thường 0,6-0,7kg/cm3 Mục đích chích của giai đoạn này là ủ chín bia, bia thành phẩm có hươngthơm, vị dễ chịu nhờ những qúa trình hoá học và hoá lý phức tạp xẩy ra ở điềukiện nhiệt độ thấp

Cuối giai đoạn này men bia sẽ kết dần lại duới dạng bụi, các vẩn cặn và lắngxuống đáy thùng, bia ngày càng trong hơn Sản phẩm lúc này cũng chưa gọi làbia thành phẩm mà xử lý qua các khâu như lọc trong bia, bão hoà CO2 để nângcao độ bền của bia

II.3.10 Quá trình lọc bia

Đầu tiên ta phải tạo lớp lọc bằng cách hòa bột diatomit vào nước vô trùng Sau

đó bơm sang máy lọc để tạo lớp lọc Khi đã có lớp lọc ta bắt đầu bơm bia nonvào Ban đầu lớp lọc chưa ổn định ta phải bơm tuần hoàn bia cho tới khi bia đầu

ra đạt mức trong cần thiết thì ta bắt đầu lấy bia vào các tank chứa Khi bắt đầulấy bia ta phải bổ sung Vitamin C vào bia để làm giảm sự oxy hóa bia trong quátrình lọc

II.3.11 Bão hòa CO 2 và tàng trữ bia

Mục đích: Tăng chất lượng cảm quan của bia, chống oxy hóa, chống kết lắng,tăng thời gian bảo quản bia, ổn định các thành phần trong bia

* Quá trình tàng trữ, ổn định bia và bão hòa CO2 diễn ra như sau:

Bơm một lượng CO2 vào trước để đẩy hết khụng khớ cú trong tank ra ngoài,trỏnh khụng để bia bị oxy húa do tiếp xỳc với O2 Sau đú, bơm bia đó lọc vàotank từ dưới lờn Khi đó bơm hết bia, tiến hành bóo hũa CO2 cho tới khi hàmlượng CO2 trong bia đạt 4,5 – 5 g/lớt Trong quỏ trỡnh tàng trữ bia, duy trỡ ỏp suấttrong tank khoảng 1,8 kg/cm2 và thu hồi CO2 khi cần thiết Nhiệt độ tàng trữ vàbóo hoà là 0– 2oC.

II.3.12 Chiết bock

Bia đợc chiết bock trong một hệ thống kín, theo nguyên tắc đẳng áp khi chiết,hạn chế tối đa sự xáo trộn bia, tổn hao CO2 và sự xâm nhập của oxy không khívào bia

Box đợc nối với thùng chứa bia qua vòi chiết bia, một vòi thông áp cũng nốiliền giữa bock và thùng chứa Bia tự chảy đầy box ngoài ra box còn đợc nốithùng chứa bọt để cân bằng áp suất và thu hồi lợng CO2 về thùng chứa bia

II.3.13 Chiết chai

II.3.14 Thanh trựng bia chai

Mục đích của quá trình này là đình chỉ hoạt động của nấm men bia, tiêu diệtcác vi sinh vật còn sót lại, đảm bảo cho bia không bị biến đổi nhiều trong điềukiện thờng

Quá trình thanh trùng bia chai đợc thực hiện bằng phơng pháp thanh trùngPasteur Thiết bị thanh trùng là hầm thanh trùng gồm nhiều khoang, tơng ứng vớicác giai đoạn nâng nhiệt, giữ nhiệt, hạ nhiệt tác nhân trao đổi nhiệt là nớc nóng

do tính tối u Chai bia đợc đa vào 7 khoang ,ở mỗi khoang chúng đợc phun nớc cónhiệt độ lần lợt là :

Khoang 1 và khoang 7 : nhiệt độ là 36glucozit – 38 oC

Khoang 2 và khoang 6glucozit : nhiệt độ là 4glucozit của thành phần amiloza cũng nh6glucozit – 4glucozit của thành phần amiloza cũng nh8 oC

Khoang 3 , 4glucozit của thành phần amiloza cũng nh và 5 giữ ở nhiệt độ 6glucozit.1 – 6glucozit.2 oC

PHẦN III : LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT VÀ TÍNH CÂN BẰNG

SẢN PHẨM.

III.1 KẾ HOẠCH SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY

Nhà mỏy được thiết kế với năng suất 50 triệu lớt bia/năm, cơ cấu sản phẩm15% bia chai và 85% bia hơi Nồng độ dịch đường trước lờn men là 12˚Bx ứng

với bia chai, và 10,5˚Bx ứng với bia hơi Sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo với

tỉ lệ thay thế là 25% cho tổng lượng gạo và malt sử dụng

Lượng bia chai sản xuất trong một năm là: 15%  50 = 7,5 (triệu lít)

Lượng bia hơi sản xuất trong một năm là: 85%  50 = 42,5 (triệu lít)

Do nước ta nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, ở miền Bắc khí hậu có 4 mùarất khác nhau vì vậy mà nhu cầu tiêu thụ bia các mùa cũng khác nhau Mùa hè dothời tiết nóng nực nên nhu cầu sử dụng bia cao, trong khi mùa đông do thời tiếtlạnh nhu cầu về bia giảm Do đó nhà máy phải có kế hoạch sản xuất một cáchhợp lý để lượng bia sản xuất ra tiêu thụ hết tránh lãng phí

Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy:

Tính cho quý có công suất hoạt động lớn nhất, trung bình mỗi tháng sản xuất

25 ngày Năng suất lớn nhất một tháng: 21 000 000 : 3 = 7 000 000 lít

Năng suất lớn nhất một ngày: 7 000 000 : 25 = 280 000 lít

Lượng bia chai sản xuất một tháng lớn nhất là: 3 000 000 : 3 = 1 000 000 lít Lượng bia chai sản xuất một ngày là : 1000 000 : 25 = 40 000 lít

Lượng bia hơi sản xuất trong một tháng là: 18 000 000 : 3 = 6 000 000 lít Lượng bia hơi sản xuất trong một ngày là: 6 000 000 : 25 = 240 000 lít

Trung bình mỗi ngày nấu 7 mẻ, mỗi mẻ sản xuất ra 40 000 lít bia

III.2 TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM

Để đơn giản ta tính cân bằng sản phẩm cho 1000 lít bia

Trong quá trình sản xuất, tổn thất ở các công đoạn là không thể tránh khỏi nêntrong trong quá trình tính toán ta đều phải tính đến lượng tổn thất ở từng côngđoạn Lượng tổn thất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng nguyên liệu, chế

độ công nghệ thiết bị Các chỉ số yêu cầu đối với nguyên liệu chính cho sản xuấtbia là:

1%

1%

III.2.1 Tính cho 1000lít sản phẩm bia chai, độ đường là 12 o Bx

1 Tính lượng gạo và lượng malt

Gọi lượng gạo cần để sản xuất 1000l bia chai là M(kg) thì lượng malt cần là3M(kg)

 Lượng chất chiết thu được từ M(kg) gạo là:

M.(1 – 0,001).(1 – 0,14).0,85 = 0,7303M(kg)

 Lượng chất chiết thu được từ malt là:

3M.(1 – 0,001).(1 – 0,06).0,80 = 2,2537M(kg)Tổng lượng chất chiết thu được là: