thiết kế nhà máy bia nằng suất 100 triệu lít.năm

thiết kế nhà máy bia nằng suất 100 triệu lít.năm

Mở đầu

Bia là một loại đồ uống lên men có độ cồn thấp, có bọt mịn xốp và có hương vịđặc trưng Bia có giá trị dinh dưỡng rất cao, ngoài việc cung cấp một lương calo khálớn, trong bia còn chứa một hệ enzim khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzim kíchthích tiêu hoá amylaza Vì vậy uống bia với một lượng thích hợp không những có tácdụng giải khát, giảm mệt mỏi sau một ngày làm việc, mà còn có lợi cho sức khỏe, ăncơm ngon, dễ tiêu hóa

Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là matl đại mạch, hoa houplon vànước với một quy trình đặc biệt, tạo cho bia có tính chất rất hấp dẫn với người tiêudùng Hương thơm đặc trưng vị đắng dịu, lớp bọt mịn ,với hàm lượng CO2 4-5 g/lgiúp cho cơ thể giải khát triệt để khi uống Nhờ những ưu điểm trên, bia đã và đangđược sử dụng rộng rãi khắp các nước trên thế giới và trở thành một thứ nước giải khátthông dụng

Ở Việt Nam trong những năm gần đây, khi đời sống kinh tế xã hội phát triểnnhu cầu tiêu thụ bia của con người ngày một tăng nhanh đã thúc đẩy ngành công nghệsản xuất bia trong nước không ngừng lớn mạnh Nhà nước cũng dành sự quan tâm vàđầu tư đặc biệt cho ngành sản xuất bia trong nước với mục tiêu phát triển “ Xây dựngngành Bia – Rượu – Nước giải khát Việt Nam thành một ngành kinh tế quan trọngđáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu, đóng góp ngày càng nhiều cho ngân sáchnhà nước” và định hướng phát triển “ Tập trung cải tạo, mở rộng, đồng bộ hóa thiết bị

để nâng cao năng suất các nhà máy hiện có; Xây dựng các nhà máy mới có quy mô

công suất 100 triệu lít/ năm trở lên” [1] Trong thực tế sản xuất nhiều cải tiến về công

nghệ đã được áp dụng nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, hiệu quả sử dụng thiết bị

và mang lại hiệu quả kinh tế cao mà điển hình phải kể đến việc sử dụng và tăng cường

sử dụng nguồn nguyên liệu thay thế

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu sử dụng nguồn nguyên liệu thay thế malt đạimạch trong sản xuất bia đã được quan tâm từ vài chục năm nay ở Viện nghiên cứuRượu – Bia – Nước giải khát, Viện Công nghệ sinh học thực phẩm – trường đại họcBách Khoa Hà Nội và một số đơn vị khác, và đã đạt được kết quả tốt Việc dùng gạo

làm nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia đã được áp dụng ở hầu hết các nhà máybia trong cả nước với tỷ lệ thay thế 15 – 30% và đạt được hiệu quả cao Đường cũng

là một nguyên liệu có thể thay thế malt đại mạch trong sản xuất bia Nó có ưu điểmlớn là tạo ra dịch đường có nồng độ cao và có vai trò như một chất pha loãng Nitogiúp cho bia có độ bền cao hơn Hơn thế nữa, đường và gạo là những nguyên liệunước ta sẵn có và rẻ tiền

Từ những yếu tố trên em tiến hành thực hiện đề tài “Thiết kế nhà máy bia năngsuất 100 triệu lít/năm sử dụng 30% gạo và 10% đường thay thế”

[ 1]: Quyết định 2453/QĐ-BCT phê duyệt quy hoạch phát triển ngành Bia – Rượu – Nước giải khát Việt Nam đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025.

Phần 1: Lập luận kinh tế

1.1 Sự phát triển của ngành sản xuất bia trên thế giới

Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, có niên đại ítnhất là từ thiên niên kỷ 5 TCN Hiện nay khi đời sống kinh tế cao thì bia được sửdụng như một thứ nước giải khát thông dụng Ở một số thành phố, bia đã trở thànhmột phần tất yếu trong cuộc sống của người dân địa phương Hiện nay trên thế giới cótrên 25 nước sản xuất bia với sản lượng trên 100 tỷ lít/năm, trong đó Mỹ, Đức mỗinăm sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm, Trung Quốc 7 tỷ lít/năm

Theo số liệu của Viện nghiên cứu Lối sống và Thực phẩm Kirin, năm 2009 sảnlượng bia trên toàn thế giới tăng 0.4% so với năm 2008, đạt 181 triệu kl, phá vỡ kỷlục trong 25 năm qua Thống kê bình quân mức tiêu thụ hiện nay ở một số nước côngnghiệp tiên tiến trong năm 2009 như sau: Cộng hoà Czech hơn 160 lít/người/năm,Đức 140 lít/người/năm, Úc khoảng 125 lít/người/năm….Lượng bia tiêu thụ tăng hầukhắp các vùng, ngoại trừ vùng Địa Trung Hải, đẩy lượng tiêu thụ trên toàn thế giớităng lên

Châu Á là một trong những khu vực có lượng bia tiêu thụ đang tăng nhanh.Năm 2009, châu Á đã vượt qua châu Âu để trở thành châu lục đứng đầu thế giới vềsản xuất bia, với sản lượng 58.67 triệu kilôlít (kl), tăng 5,5% so với năm 2008, so vớimức giảm tương ứng 5.1% của châu Âu xuống 55.15 triệu kl Tại châu Á, sản lượngbia của Việt Nam năm ngoái tăng tới 24.3% so với cùng kỳ năm trước, Ấn Độ vàTrung Quốc tăng lần lượt 12.3% và 7%, trong khi, Nhật Bản giảm 2.2%

Do thị trường bia trên thế giới đang phát triển một cách năng động, các hãngbia sử dụng các chiến lược kinh doanh khác nhau.Tại Mỹ và châu Âu, do thị trườngbia đã ổn định, chiến lược kinh doanh bia là dành thị phần, giảm chi phí sản xuất.Ngược lại, tại châu Á nơi thị trường đang tăng trưởng (nhất là đối với các loại bia chấtlượng cao) chiến lược là phát triển sản xuất, tăng sản lượng và nâng cao chất lượng.

Do đó hướng đi chủ yếu là xây dựng nhà máy bia phân tán ở nhiều vùng đồng thờikiểm soát và mở rộng hệ thống phân phối nhằm thu hút người tiêu dùng

1.2 Sự phát triển của ngành bia ở Việt Nam

Ngành công nghiệp sản xuất bia Việt Nam có lịch sử hơn 100 năm Xưởng sảnxuất bia đầu tiên được đặt tên là xưởng sản xuất bia Chợ Lớn, do một người Pháp tên

là Victor Larue mở vào năm 1875, là tiền thân của nhà máy bia Sài Gòn, nay là Tổngcông ty Bia Rượu Nước giải khát Sài Gòn Ở miền Bắc, vào năm 1889, một ngườiPháp tên là Hommel đã mở xưởng bia ở Làng Đại Yên, Ngọc Hà, sau trở thành nhàmáy bia Hà Nội, nay là Tổng công ty Bia Rượu Nước giải khát Hà Nội Trong quátrình hình thành và phát triển, ngành sản xuất bia đã đạt mức tăng trưởng cao vàonhững năm của thời kỳ mở cửa Cùng với quá trình hội nhập, ngành sản xuất bia pháttriển về quy mô và trình độ công nghệ, trở thành một ngành công nghiệp có thế mạnhkhi Việt Nam gia nhập tổ chức WTO

Về sản lượng bia: Thị trường Bia Việt Nam có tốc độ tăng trưởng cao trong những năm qua.Trong giai đoạn 1996-2007, về sản lượng thị trường bia Việt Nam gia tăng

với tốc độ bình quân 12%/năm trong khi mức bình quân thế giới là 3% và Châu Á là4,6% Năm 2007 quy mô thị trường Bia Việt Nam đạt 1.9 tỷ lít tăng 19.1%, và đếnnăm 2010, tổng sản lượng bia trong nước ước đạt 2.5 tỷ lít, tăng 45% so với năm2007

2003 2004 2005 2006 2007 2010 0

Theo lộ trình phát triển dự kiến đến năm 2015 cả nước sẽ sản xuất khoảng 4.0

tỷ lít bia, đến năm 2025 sản lượng sản xuất sẽ đạt khoảng 6.0 tỷ lít bia [1]

Về mức tiêu thụ bia bình quân đầu người: theo thống kê, năm 2005 mức tiêu thụ

bia bình quân đầu người tại Việt Nam là 16.9 lít/người/năm Đây là mức tiêu thụ thấphơn nhiều so với mức 23 lít/người/năm của Trung Quốc và các nước trong khu vựcchâu Á tại cùng thời điểm Tuy nhiên thị trường bia Việt Nam được nhận định đangtrong giai đoạn phát triển đầu tiên, với tốc độ tăng trưởng cao

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 0

Về cơ cấu dân số: Việt Nam hiện là quốc gia có dân số trẻ với khoảng 33 triệu người

trong độ tuổi 20 đến 40, độ tuổi có tỷ lệ tiêu thụ các sản phẩm bia cao nhất Tỷ lệ tăngtrưởng kinh tế của Việt Nam 2010 được đạt trên 6.78%, GDP bình quân đầu người đạt1.168 USD đã đưa Việt Nam đã chuyển vị trí từ nhóm nước nghèo nhất sang nhóm

nước có mức thu nhập trung bình thấp, thúc đẩy nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm bia,

đặc biệt là bia cao cấp và trung cấp, đảm bảo cho tăng trưởng theo chiều sâu của thịtrường bia Việt Nam trong tương lai

(nguồn http://vef.vn/2010-12-31-gdp-dau-nguoi-nam-2010-la-1-168-usd)

Về cơ cấu thị trường: đang có sự chuyển dịch theo đó thị trường trung cấp có khả năng mở rộng mạnh nhất Thị trường bia cao cấp (9%) chủ yếu do ba nhãn hiệu Heineken, Carlsberg và Tiger chiếm lĩnh Thị trường bia bình dân thuộc về các công

ty bia địa phương và các cơ sở sản xuất bia thủ công Thị trường bia trung cấp chủ

yếu thuộc về một số nhãn hiệu như Sabeco, Habeco, Halida, Huda,…Mặc dù hiện nay

thị trường bia bình dân vẫn chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu tiêu thụ bia, tuy nhiên thời gian tới thị trường này sẽ giảm dần tỷ trọng do đời sống của người dân tăng lên, nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm hợp vệ sinh sẽ tăng cao và các cơ sở gia công địa phương

có công nghệ lạc hậu sẽ không cạnh tranh được với các công ty có tiềm lực mạnh Thị trường Trung cấp được dự báo sẽ là thị trường có sự tăng trưởng mạnh nhất trong

những năm tới

9.00%

64.00%

27.00%

Hình 3: Cơ cấu thị trường tiêu thụ

Cao cấp Trung cấp Bình dân

(Nguồn : Euromonitor, BVSC 2010)

1.3 Ưu điểm của sử dụng nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia

1.3.1 Ưu điểm của việc sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế

 Gạo là nguyên liệu sẵn có ở nước ta, giá rẻ hơn nhiều so với malt do đó gópphần hạ đáng kể giá thành sản phẩm

 Tăng cường độ bền keo, những chất chứa Nitơ và polyphenol trong tinh bộtgạo tuy không nhiều nhưng cũng góp phần làm tăng tính bền keo

 Tạo ra loại bia nhẹ hơn, sáng màu hơn phù hợp hơn với thị hiếu người tiêudùng Việt Nam

1.3.2 Ưu điểm của việc sử dụng đường

 Đường được sử dụng để làm tăng nồng độ dịch đường trong nồi nấu hoa vớigiá thành rẻ hơn mà vẫn đảm bảo chất lượng bia

 Thành phần chủ yếu của đường là saccaroza > 98% Thành phần tạp chất rấtthấp do đó không ảnh hưởng nhiều đến tính chất đặc trưng của bia : mùi, vị

 Nhờ bổ sung đường làm tăng sản lượng của nhà nấu mà không cần đầu tư thêmthiết bị

 Đường có khả năng pha loãng những chất không có bản chất tinh bột nhưprotein, poly phenol là những chất gây đục bia

 Giảm giá thành sản phẩm bằng nguồn chất khô có sẵn trong nước và rẻ hơn

1.4 Lựa chọn địa điểm xây dựng

Nước ta nằm trong vùng khí hậu nóng, với hướng gió chính là đông nam nênviệc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy là hết sức quan trọng Yêu cầu thiết kế nhàmáy bia với công suất lớn 100 triệu lít/năm cần một số điều kiện thuận lợi về nguồncung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, nguồn lao động, giao thông và thị trường tiêu thụ

Qua tìm hiểu khảo sát thực tế địa phương cho thấy Khu công nghiệp Sông Trà tại xã Tân Bình, thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình là địa điểm thích hợp để xâydựng nhà máy bia

1.4.1 Giao thông vận tải

Thái bình là 1 tỉnh ven biển, thuộc khu vực đồng bằng sông Hồng, nằm trongvùng ảnh hưởng trực tiếp của tăng trưởng kinh tế : Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh.

 Phía bắc giáp tỉnh Hưng Yên và Hải Phòng

 Phía tây và tây nam giáp tỉnh Nam Định và Hà Nam

 Phía đông giáp Vịnh bắc bộ

 Cách Thủ đô Hà Nội : 117 Km

 Cách Hải Phòng :60 Km

Đường bộ: quốc lộ 10 sang Nam Định, quốc lộ 39 nối Hưng Yên - Diêm Điền

và Hải Phòng; đường 217 (quốc lộ 37) sang Hải Dương

Đường thuỷ: Cảng Diêm Điền là cảng quốc gia, đang đầu tư xây dựng để tàu

1000 tấn có thể ra vào

Đang xây dựng Cầu Hiệp nối 2 tỉnh Thái Bình và Hải Dương và tuyến đường

bộ nối 2 tỉnh Thái Bình, Hà Nam với đường cao tốc Cầu Giẽ - Ninh Bình (khởi côngngày 25/1/2010)

Khu công nghiệp sông Trà được quy hoạch ở phía Bắc quốc lộ 10 nằm trên địaphận xã Tân Bình, thành phố Thái Bình và xã Tân Phong, huyện Vũ Thư và trênQuốc lộ nối Thái Bình với Thành phố Hải Phòng nên rất thuận lợi cho việc nhậpnguyên liệu cũng như mở rộng thị trường tiêu thụ

1.4.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu

Nguyên liệu chính trong sản xuất bia là Malt đại mạch, hoa Houblon, nấm men,nước và các nguyên liệu thay thế : gạo, đường và một số nguyên liệu khác Cácnguyên liệu này đều có thể đáp ứng đầy đủ liên tục nhờ mạng lưới giao thông trongtỉnh rất thuận lợi

Nhà máy sử dụng nguồn nhiên liệu là than để cung cấp hơi cho các quá trìnhnấu, vệ sinh, thanh trùng.Than được lấy từ Quảng Ninh và trong tương lai khi mỏ than

ở Thái Bình đi vào khai thác thì việc sử nguồn nhiên liệu này rất thuận tiện

Nguồn điện là yếu tố cực kì quan trọng phải đảm bảo 24/24h Nhà máy sử dụngmạng điện lưới quốc gia qua thành phố Thái bình, nhà máy cũng đặt thêm 1 trạm biến

áp 35KVA và máy phát điện cho phương án dự phòng khi mất điện

Lao động qua đào tạo chiếm 23.5% (Công nhân kỹ thuật và nghiệp vụ 13.5%;Trung cấp 5.5%; Cao đẳng, đại học và trên đại học 4.5%).

Hàng năm Thái Bình có khoảng 19,000 học sinh tốt nghiệp THPT, là lao động trẻ, cótrình độ văn hoá, chưa có điều kiện học tiếp lên đại học Lực lượng này có thể họctiếp ở các trường trung cấp, công nhân kỹ thuật trong tỉnh hoặc được đào tạo tại chỗ ởcác đơn vị sản xuất kinh doanh trong tỉnh sẽ là nguồn nhân lực cho phát triển Kinh tế

- Xã hội, trong đó có các KCN

1.4.5 Thị trường tiêu thụ

Như đã phân tích ở trên, đặc điểm địa hình của địa điểm nhà máy rất thuậntiện về giao thông đi lại, giao dịch vận chuyển hàng hóa trong nội tỉnh cũng như cáctỉnh lân cận Bên cạnh đó ,Thái Bình hiện đang phát triển rất nhiều khu công nghiệpvới rất nhiều các nhà máy, xí nghiệp nên lượng công nhân, người lao động rất nhiều.Trong tương lai khi mỏ than ở Thái Bình đi vào khai thác thì người lao động ở đây là

1 nguồn tiêu thụ đáng kể sản phẩm của nhà máy

Thị trường bia ở Thái Bình đang có sức hút rất lớn Cùng với các sản phẩm biaĐại Việt, bia Hương Sen sản xuất tại nhà máy bia cao cấp Hương Sen, gần đây tổngcông ty bia- rượu- nước giải khát Hà Nội ( HABECO) đã xây dựng nhà máy bia TháiBình – Hà Nội với công suất 50 triệu lít/năm tạo ra một xu thế cạnh tranh rất lớn

Trong thời kì kinh tế thị trường hiện nay, chính sự cạnh tranh lại góp phần làm nên sựphát triển của một sản phẩm

Bên cạnh đó, dân số Thái bình và các tỉnh lân cận khá đông Chất lượng cuộcsống và thị hiếu của người tiêu dùng tăng nhanh

 Thái bình : 1.886.039 người

 Hưng Yên: 1.128.702 người

 Nam định: 1.825.771 người

(Theo thống kê của ủy ban dân số 1/4/2009)

Với mục tiêu phát triển của ngành công nghiệp bia Việt Nam cùng với nhữngtiềm lực và khả năng phát triển trong tương lai việc đặt một nhà máy bia với năng suất

100 triệu lít/ năm tại Khu công nghiệp Sông Trà tại xã Tân Bình, thành phố TháiBình, tỉnh Thái Bình là có tính khả thi và chắc chắn sẽ mang lại hiệu quả kinh tế ,đồng thời tạo việc làm cho một lượng công nhân lớn, góp phần tăng nguồn thu nhậpcho ngân sách nhà nước, và thúc đẩy nền kinh tế của Thái bình

Phần 2 Chọn phương pháp và thuyết minh dây chuyền công nghệ

2.1 Chỉ tiêu chất lượng của bia

Để chọn dây chuyền sản xuất cho phù hợp thì căn cứ vào chỉ tiêu chất lượng của bia

2.1.1 Chỉ tiêu cảm quan

 Màu sắc : màu vàng sáng, trong

 Độ trong: trong suốt

 Độ bọt : bọt trắng mịn , thời gian giữ bọt < 15 phút

 Hương: thơm dịu , có mùi vị đặc trưng cuả hoa houblon

 Vị: vị đắng dịu, đặc trưng của hoa houblon

2.1.2 Chỉ tiêu hóa lí

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

 Vi khuẩn yếm khí: không có

Có nhiều loại Malt ,mỗi loại Malt được sử dụng để sản xuất ra từng loại biakhác nhau Malt vàng để sản xuất bia vàng, Malt đen để sản xuất bia đen Trong nhàmáy này, ta sản xuất bia vàng nên sử dụng Malt vàng Malt có thể sử dụng các loạimalt nhập ngoại của Pháp, Úc hoặc có thể nhập từ nhà máy sản xuất Malt ở khu côngnghiệp Tiên Sơn – Bắc Ninh nhưng phải đảm bảo các chỉ tiêu sau:

 Thời gian đường hóa: 10-12 phút ở 70oC

 Năng lực đường hoá > 285 DC

2.2.2 Nguyên liệu thay thế

Sử dụng hai loại nguyên liệu thay thế là gạo và đường Tùy từng loại bia mà sửdụng tỷ lệ nguyên liệu thay thế khác nhau

 Gạo

Sử dụng nguồn nguyên liệu sẵn có trong tỉnh vì Thái bình vốn là quê hương củalúa gạo

Tiêu chuẩn của gạo

 Hàm lượng chất hòa tan tương đối ≥ 79%

 Hàm lượng đường saccaroza: > 99.8%

 Hàm lượng đường khử: 0.03% khối lượng

 Độ ẩm ≤ 0.3%

 Cảm quan: Đường trắng, không ướt

 Bao bì: nguyên vẹn, khối lượng tịnh 50 ± 0.5kg

2.2.3 Hoa houblon

Sử dụng ba loại hoa là hoa viên, cao hoa và hoa nhập từ Đức, Pháp

Tiêu chuẩn của hoa

Nguồn nước sử dụng trong sản xuất được khai thác từ nguồn nước ngầm và qua xử

lý đảm bảo các chỉ tiêu sau :

Nhà máy sử dụng chế phẩm enzym Termamyl 120L để thuỷ phân tinh bột Đây là

chế phẩm dạng lỏng có chứa  - amylaza được sản xuất từ vi khuẩn Bacilus licheniformis của công ty Novo Đan Mạch, là loại enzym endo amylaza có khả năng

chịu được nhiệt độ lên tới 1200C Enzim này tác dụng thủy phân liên kết α - 1,4 Glucozit của amilaza và amilopectin Vì vậy bột nhanh chóng bị thủy phân thành các

dextrin phân tử lượng thấp hòa tan trong nước, làm giảm độ nhớt của dịch tinh bột đãđược hồ hóa

Ưu điểm của phương pháp dùng Termamyl 120L so với phương pháp không sử

dụng Termamyl 120L là:

- Tăng hiệu suất thu hồi chất hoà tan

- Tăng tỷ lệ nguyên liệu thay thế

- Có thể tăng nhiệt độ nồi hồ hoá lên đến nhiệt độ sôi mà vẫn đảm bảo cho quátrình dịch hoá tốt

- Thuỷ phân triệt để hơn

2.2.6 Các nguyên vật liệu, hóa chất phụ trợ

Các chất phụ gia được sử dụng làm nguyên liệu phụ để làm tăng giá trị cảm quan vàchất lượng của bia Các hóa chất đó 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

Các nhóm chất phụ gia sử dụng trong nhà máy:

 Nhóm các chất phụ gia để xử lý nước: nhóm này có thể dùng các chất làmmềm nước phục vụ cho quá trình sản xuất như các muối Na2SO3,Na2SO4,CaCl2

 Nhóm sát trùng nước và điều chỉnh pH của nước và dịch lên men như Clorin,axit clohydric, axit lactic

 Nhóm các chất dùng sát trùng, tẩy rửa (vệ sinh đường ống, thiết bị rửa chai )gồm dung dịch Clo, axit HCl, NaOH, KMnO4

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

 Nhóm các chất chống oxy hóa cho bia: axit ascorbic, H2O2, benzoat natri(C7H5O2Na)

 Nhóm các chất làm tăng màu, mùi vị cho bia: chất màu caramen và hương bổsung cho bia

Quá trình nấu bia có thể chia làm các giai đoạn chính:

Nghiền nguyên liệu

Hồ hoá và đường hoá

Lọc dịch đường

Nấu hoa

Lắng xoáy

Làm lạnh dịch đường

 Quá trình 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 trình quantrọng nhất và phức tạp nhất ở giai đoạn này là quá trình lên men rượu của các loạiđường ở trong cơ chất Song song với quá trình lên men rượu hoặc sau đó, trong dịchlên men còn xảy ra rất nhiều quá trình hoá sinh, sinh lý, hoá lý, hoá học và lý họcphức tạp khác Những quá trình này đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc ấnđịnh thành phần và chất lượng của bia

 Quá trình hoàn thiện sản phẩm

2.3.1 Nghiền nguyên liệu

 Mục đích : Nghiền nhỏ malt, phá vỡ màng tế bào tinh bột để khi đường hóathu được nhiều chất hòa tan nhất có lợi cho sản xuất và chất lượng thànhphẩm, hạn chế các chất không có lợi tan vào dịch đường và sử dụng tốt nhấtcác thành phần của malt (chất hòa tan, vỏ…)

 Các phương pháp nghiền 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, giá thành đầu tư khá đắt, nghiền xong phải nấu ngay nhưng có ưuđiểm nổi trội là các thành phần của malt được nghiền ép dễ dàng trong khi đóvẫn bảo toàn được lớp vỏ trấu do đó dịch đường thu được có chất lượng cao,quá trình lọc thuận lợi

Căn cứ vào ưu nhược điểm của các phương pháp, nhà máy chọn phương phápnghiền malt là nghiền khô bằng máy nghiền búa

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 là phươngpháp đơn giản mà đạt được hiệu quả cao.

2.3.2 Hồ hóa

 Mục đích : chuyển tinh bột trong gạo ở dạng không tan về dạng hoà tan phục

vụ cho quá trình đường hoá

 Phương pháp hồ hóa: Nhà máy sử dụng nguyên liêu thay thế là gạo với tỷ lệ30%, sử dụng malt lót với tỷ lệ 10% so với lượng gạo, có bổ sung enzym

2.3.3 Đường hóa

 Mục đích: thuỷ phân các hợp chất cao phân tử thành các hợp chất thấp phân tử

dể hoà tan tạo thành chất chiết của dịch đường Sản phẩm của quá trình đườnghóa rất đa dạng, nhưng chủ yếu là đường và dextrin

 Các phương pháp đường hóa thường sử dụng: phương pháp đun sôi từng phần

và phương pháp đun sôi toàn bộ

 Phương pháp đun sôi toàn bộ:

 Ưu điểm: có thao tác đơn giản, thời gian ngắn, dễ cơ giới hóa và tự động hóatrong quá trình sản xuất

 Nhược điểm: tinh bột không thủy phân được triệt để, làm giảm hiệu suất đườnghóa

 Phương pháp đun sôi từng phần:

 Ưu điểm : tinh bột thủy phân triệt để hơn, từ đó làm tăng hiệu suất đường hóa

 Nhược điểm: thao tác phức tạp hơn, thời gian kéo dài

Có 3 phương pháp đun sôi từng phần:

 Phương pháp nấu đun sôi 1 lần:

 Phương pháp nấu đun sôi 2 lần:

 Phương pháp nấu đun sôi 3 lần:

Do nhà máy sản xuất bia có sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo nên nhà máychọn phương pháp nấu cháo riêng có sử dụng enzym Termamyl 120L sau đó đườnghóa bằng phương pháp nâng nhiệt nồi đường hóa nhờ bổ sung dịch cháo

2.3.4 Lọc dịch đường

 Mục đích: tách dịch đường ra khỏi bã malt và các chất không tan khác

 Các phương pháp lọc dịch đường thường được sử dụng:

Nồng độ dịch đường cao hơn Năng suất lọc khá lớnChiếm ít diện tích

Nhược

điểm

Chi phí bảo dưỡng cao Phụ thuộc chất lượng malt

và nghiềnCần nhiều nước để làm nóng thiết bị Dùng ít nguyên liệu thay thế

Cần nhiều nước rửa bãChiếm diện tích lớnLọc chậm

Sau khi tính toán kinh tế và dựa vào đặc điểm nghiền malt của nhà máy là nghiềnbúa nên em chọn lọc dịch đường bằng máy lọc dịch đường khung bản Meura thế hệmới

2.3.5 Nấu hoa

 Mục đích: bất hoạt hệ enzyme của malt đồng thời diệt vi sinh vật còn tồn tạitrong dịch đường nhằm đảm bảo quá trình lên men sau này ổn định, đảm bảochất lượng của bia thành phẩm Bên cạnh đó quá trình giúp trích ly các chất cólợi của hoa vào dịch đường: chất đắng trong hoa houblon vào dịch đường,thành phần này tạo vị đắng dịu đặc trưng cho bia đồng thời cũng kìm hãm các

vi sinh vật gây đục cho bia thành phẩm; các chất tanin làm kết tủa đạm caophân tử tạo màng kéo theo các phần tử dễ kết lắng trong dịch đường; tinh dầuthơm tạo hương cho bia thành phẩm Ngoài ra trong quá trình này còn diễn ranhiều phản ứng phụ khác như: phản ứng melanoid, phản ứng caramel hoá

 Các thiết bị đun hoa:

 Thiết bị đun hoa cấp nhiệt bên ngoài: Dịch đường chảy liên tục qua hệ thốngtrong buồng trao đổi nhiệt nhờ thế dịch đường được cấp nhiệt

 Ưu điểm: Áp suất đun sôi cao

Thời gian đun sôi giảm

Tăng hiệu suất chiết chất đắng từ hoa houplon

Protein tạo keo kết tủa hoàn toàn

 Nhược điểm:Cần thêm năng lượng để bơm tuần hoàn

Cần bảo ôn để tránh thất thoát nhiệt

Chi phí đầu tư cao

 Thiết bị đun hoa cấp nhiệt bên trong: Bộ phận trao đổi nhiệt bên trong dạngống chùm Dịch đường đi trong ống còn hơi nóng đi xung quanh các ống Hơinóng nguội đi và ngưng tụ lại, dịch đường phân tán rộng ra ngoài nhờ một tấmchắn phía trên chùm ống

 Ưu điểm: Giá thành đầu tư thấp, không cần bảo trì bảo ôn

Có thể thay đổi nhiệt độ sôi và bay hơi

Sử dụng áp suất hơi bão hòa thấp 1bar

Dịch đường tuần hoàn rất tốt trong nồi đun, khi sôi không tạo bọt

 Nhược điểm: Khó làm sạch nồi Nếu hơi quá nóng dịch đường bị sẫm màu dotốc độ dịch chảy trong ống chậm gây quá nhiệt

Căn cứ vào ưu nhược điểm của hai loại thiết bị nấu hoa trên, nhà máy sử dụngthiết bị nấu hoa cấp nhiệt bên trong có thiết kế cả hệ thống gia nhiệt ống chùm trungtâm và vỏ áo hơi dể đảm bảo quá trính sôi mãnh liệt cảu dịch Đồng thời dựa vào tínhchất của các loại hoa sử dụng ta bổ sung hoa vào nồi nấu 3 lần

 Lần 1: bổ sung cao hoa khi dịch sôi 5 phút

 Lần 2: bổ sung ½ hoa viên khi dịch sôi 30 phút tiếp

 Lần 3: bổ sung ½ hoa viên trước khi kết thúc nấu hoa 15 phút

Thời gian đun hoa phụ thuộc vào nồng độ dịch đường đã đạt hay chưa Trong thờigian này ta tiến hành kiểm tra độ đường rồi bơm dịch đường sang thùng lắng xoáy

Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thùng lắng xoáy Whirlpool: thùng có đáythoải 30 từ giữa thùng thuận lợi cho quá trình xả cặn Dịch được vào với vận tốc lớn12-14m/s theo phương tiếp tuyến với thành thùng, vị trí dịch vào ở khoangr1/3 chiềucao thùng tính từ dưới đáy lên Để tăng hiệu quả phân ly thì đường ống đưa dịchđường vào lắng xoáy phải thiết kế thu hẹp để tăng vận tốc dòng chảy nhằm tận dụnghiệu quả lực ly tâm Đường ống cấp dịch cũng nên thiết kế đoạn cong lên nhằm táchbớt một phần cặn của dịch và ổn định dòng dịch Dịch trong được tháo ra bằng cảđường ống tiếp tuyến cách đáy một khoảng và cả phía đáy nhằm tránh kéo theo bã

2.3.7 Làm lạnh dịch đường và bổ sung oxy

Mục đích

Giảm nhanh nhiệt độ dịch đường xuống nhiệt độ lên men để hạn chế sự nhiễm tạp visinh vật, đồng thời bổ sung thêm một lượng không khí vô trùng khi dịch được bơm

trên đường ống đến tank lên men để cung cấp cho nấm men sinh trưởng phát triểntrong giai đoạn đầu.

Các loại máy làm lạnh dịch đường:

Thùng hở: Là thiết bị cổ nhất, là thùng hở, nằm ngang, lớp dịch đường chỉ khoảng

15- 25 cm Trong 12h , dịch được làm lạnh, lấy oxy từ không khí, đồng thời để lắngcặn Thời gian sau dịch được cấp khí vô trùng chứ không để tự nhiên nữa

Máy lạnh kiểu đứng: Là loại máy với nhiều ưu điểm như dễ vận hành, dễ vệ sinh,

làm lạnh tương đối nhanh Dịch đường vào thiết bị từ trên đỉnh, chảy xuống dướithành một lớp mỏng trùm qua dãy ống nằm ngang có nước lạnh chảy bên trong theochiều ngược lại Dịch đã làm lạnh được chuyển sang thiết bị lên men từ đáy thiết bịlàm lạnh

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng khung bản: Đây là loại thiết bị phổ biến nhất hiện nay,

thiết bị này bền, hiệu suất cao, đa năng, dễ vệ sinh, đảm bảo vô trùng

Là thiết bị kín bao gồm nhiều tấm bản mảnh bằng thép không gỉ, các tấm bản đượcghép chặt với nhau trên một khung Số tấm bản phụ thuộc năng suất máy

Máy chia làm hai hoặc ba vùng, thường là hai vùng Dịch chảy vào từ một đầu, chảyqua đường khía tạo thành giữa hai tấm bản và đi ra đường khác, trong khi chất tải lạnh

là nước goặc glicol chảy theo chiều ngược lại theo rãnh kế tiếp của các bản Cácđường rãnh trên các tấm bản đảm bảo dòng chảy thay đổi hướng liên tục để có hiệuquả trao đổi nhiệt

Chọn: Ta sử dụng máy lạnh nhanh dạng khung bản một cấp, với chất tải lạnh là nước

ở 20C Bởi chất tải lạnh là nước thì quá trình hoạt động của máy lạnh ổn định hơn,không xảy ra quá trình thay đổi nhiệt đột ngột như sử dụng glicol trực tiếp

2.3.8 Lên men

Qúa trình lên men được thực hiện qua 2 giai đoạn: lên men chính và lên men phụ

 Mục đích:

 Quá trình lên men chính: chuyển hóa các nguồn cơ chất cacbonhydrat có khảnăng lên men thành các sản phẩm lên men là rượu (rượu etylic và rượu bậccao), các axit,este và khí cacbonic dưới tác động của nấm men.

 Qúa trình lên men phụ: tạo điều kiện để nấm men trong bia sử dụng nốt chấtchiết còn lại, CO2 hòa tan vào trong bia, làm bia trong hơn, ổn định bia làmgiảm lượng rượu bậc cao, aldehyt, tăng lượng este tạo cho bia có hương thơm,tăng độ bền keo

 Chọn chủng nấm men

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

vàng nên 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 phương thức nảychồi, có khả năng lên men ở điều kiện nhiệt độ thấp nên giảm được sự nhiễm tạp vàtạo được bia có chất lượng cao bền sinh học, nó có khả năng lên men các loại đườngglucose, fructose, maltose và đặc biệt do nấm men có khả năng tổng hợp đượcenzyme melibiase nên lên men được hoàn toàn đường rafinose, vào cuối quá trình lênmen nó kết lắng xuống dưới đáy do tính chất tạo chùm của tế bào, thuận lợi cho việctách men sau quá trình lên men để quay vòng tái sử dụng nấm men

Nguồn men giống: Nấm men cấp cho quá trình lên men có thể lấy từ chủng gốctrải qua hai giai đoạn nhân men trong phòng thí nghiệm và nhân men sản xuất Ngoài

ra có thể tái sử dụng sữa men kết lắng sau lên men

 Chọn phương pháp lên men

Trong sản xuất bia, thường tiến hành lên men theo hai phương pháp: lên men cổđiển và lên men hiện đại Cùng với hai phương pháp này là các phương thức lên menkhác nhau: lên men gián đoạn, liên tục và bán liên tục

Hiện nay có nhiều phương pháp lên men, tùy theo thiết bị và chủng nấm men đem sửdụng

 Theo thiết bị.: Có hai phương pháp lên men: lên men cổ điển và lên men hiện

đại

-Lên men cổ điển: Đặc điểm chính là hai quá trình lên men chính và lên men phụ

được tiến hành trong các thiết bị riêng biệt (ở hai phòng lạnh khác nhau, có hệ thốngbảo ôn lạnh khác nhau)

Ưu điểm: Nhiệt độ lên men thấp 6  90C nên thời gian lên men kéo dài, sản phẩm thuđược có hương vị đậm đà

Nhược điểm: Tốn diện tích mặt bằng, tốn thiết bị, thời gian lên men dài, năng suấtgiảm, hệ thống làm lạnh lớn, do vậy tốn chi phí đầu tư Việc vận chuyển dịch lên men

từ khu lên men chính sang khu lên men phụ gây tổn thất

- Lên men gia tốc (lên men hiện đại): Với phương pháp này quá trình lên men chính

và quá trình lên men phụ được tiến hành trong cùng một thiết bị thân trụ, đáy côn, có

hệ thống áo lạnh bên ngoài để điều chỉnh nhiệt độ của hai quá trình lên men Nhiệt độlên men chính 10  120C, lên men phụ 0  20C

Ưu điểm: Thời gian lên men chính nhanh, rút ngắn hơn so với phương pháp lên men

cổ điển Thiết bị lên men gọn, không tốn diện tích mặt bằng phân xưởng

Nhược điểm: Thời gian lên men nhanh làm chất lượng bia có giảm, tuy nhiên khôngkhác xa nhiều so với lên men cổ điển

 Theo chủng nấm men: Có hai phương pháp lên men chìm và nổi

- Lên men chìm: sử dụng chủng men Saccharomyces carlsbergensis, nhiệt độ lên

men chính thích hợp 6  80C Trong quá trình lên men, nấm men lơ lửng dạng huyền

phù trong dịch lên men

Ưu điểm: dễ tách cặn nấm men sau khi lên men chính, thời gian lên men lâu, chủngnày còn sử dụng được cả đường rafinoza, làm tăng hiệu suất lên men

Nhược điểm: bia thu được vị nhạt

- Lên men nổi: chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae, nhiệt độ lên men cao hơn:

14  160C Nấm men kết thành mảng nổi lên trên bề mặt dịch đường

Ưu điểm: bia có vị đậm hơn khi dùng chủng nấm men lên men chìm

Nhược điểm: khó tách cặn nấm men

* Chọn phương thức lên men.

- Lên men liên tục.

Nguyên liệu vào liên tục, sản phẩm lấy ra liên tục.

Ưu điểm: công nghệ khép kín, hao tổn sản xuất ít, chất lượng bia đồng đều, nâng caonăng suất thiết bị, hạ giá thành sản phẩm, dễ tự động hoá

Nhược điểm: thiết bị phức tạp, đắt tiền, đòi hỏi kiểm soát nghiêm ngặt, khi bị nhiễmthì dễ nhiễm hàng loạt nên khó xử lý

- Lên men gián đoạn.

Nguyên liệu được đưa vào từng mẻ Sản phẩm lấy ra từng mẻ

Ưu điểm: thiết bị đơn giản, dễ chế tạo, khi bị nhiễm thì dễ xử lý

Nhược điểm: năng suất thấp

Kết luận: Từ những ưu, nhược điểm của các phương pháp đã nêu ở trên, kết hợpvới điều kiện khách quan, nhà máy chọn phương pháp lên men như sau: Phương pháp

lên men chìm bằng chủng Saccharomyces carlsbergensis trong thiết bị lên men gia

tốc thân trụ, đáy côn Phương thức lên men gián đoạn, không qua lên men sơ bộ

Lên men sản phẩm bia chai

Bia chai có nồng độ dịch đường trước lên men là 12˚S Tổng thời gian chu kì lênmen là 21 ngày Ở giai đoạn lên men chính dịch lên men được duy trì ở nhiệt độ 9.5˚Ctrong thời gian 3 - 4 ngày và ở nhiệt độ 12.5˚C trong thời gian 3 - 4 ngày Sau lên menchính bia non được làm lạnh xuống 5˚C duy trì trong thời gian 6 ngày, để nấm men

dễ dàng kết lắng và được tháo ra ngoài Tiếp đó ta hạ độ dịch lên men xuống 1˚C đểtiến hành quá trình lên men phụ và tàng trữ để lão hoá bia non thành bia tiêu chuẩnđồng thời bão hoà CO2 cho bia

Sau lên men bia được xử lý lọc và chiết chai

 Lên men sản phẩm bia hơi

Bia hơi có nồng độ dịch đường trước lên men là 10.5˚Bx Tổng thời gian chu kìlên men là 18 ngày Ở giai đoạn lên men chính dịch lên men được duy trì ở nhiệt độ9.5˚C trong thời gian 3 - 4 ngày và ở nhiệt độ 12.5˚C trong thời gian 3 - 4 ngày Saulên men chính bia non được làm lạnh xuống 5˚C duy trì trong thời gian 4 ngày, đểnấm men dễ dàng kết lắng và được tháo ra ngoài Tiếp đó ta hạ độ dịch lên men xuống

1˚C để tiến hành quá trình lên men phụ và tàng trữ để lão hoá bia non thành bia tiêuchuẩn đồng thời bão hoà CO2 cho bia.

Sau lên men bia được xử lý lọc và chiết box

2.3.9 Lọc trong

Trong quá trình lên men phụ và tàng trữ, bia đã được làm trong một phần nhưngchưa đạt đến yêu cầu kỹ thuật mà ta mong muốn Màu đục của bia chính là do sựhiện diện cuả nấm men, của các hạt dạng keo, của phức chất protein-polyphenol,của nhựa đắng…Tất cả các cấu tử này sẽ góp phần làm giảm chất lượng của bia nếuchúng tồn tại trong đó Vì vậy nếu muốn tăng độ bền của bia với mục đích tăng thờigian bảo quản để chúng lưu hành trên thị trường cần phải loại bỏ các cấu tử gây đụcbia bằng phương pháp nhân tạo

 Các phương pháp làm trong bia

Có 2 phương pháp để làm trong bia : lọc và ly tâm

a Lọc bia

Lọc bia dựa trên cơ sở của 2 quá trình : quá trình cơ học nhằm giữ những phần

tử rắn có kích thước lớn hơn kích thước lỗ hổng của vật liệu lọc và quá trình hấpphụ những phần tử có kích thước bé, thậm chí hấp phụ cả các phần tử keo hoa tan ởdạng phân tử, bia sau khi lọc đạt đến độ trong cần thiết là nhờ quá trình thứ hai này.Trong công nghệ sản xuất bia, những loại vật liệu lọc được sử dụng rộng rãi nhấtgồm có sợi xenluloza, xơ bông

Tuy nhiên lọc bia cũng có những hạn chế như sau : trong quá trình lọc có thể xảy

ra hiện tượng giảm nồng độ chất hòa tan bia những chỉ tiêu khác của bia Mặt kháclọc bia luôn luôn dẫn đến sự hao phí về khối lượng và hao phi CO2, mặc dù quátrình lọc luôn được thực hiện trong một hệ thống kín hoàn toàn Sự hao phí CO2 cóthể giảm đi bằng cách làm lạnh bia đến 0°C đồng thời loại bỏ cặn lạnh trong biaThiết bị lọc bia như sau :

- Máy lọc khung bản: gồm có những khung và bản ghép với nhau Ưu điểm là bềmặt lọc lớn, dịch lọc trong và loại bỏ được nấm men, tấm dỡ có thể thay thế dễdàng, lọc được các cặn bẩn, không cần công nhân có tay nghề cao nhưng thiết bị

cần nhiều thời gian để vệ sinh, các tấm dỡ được thay thế theo chu kì trong khigiá thành tấm đỡ cao, dịch chảy nhiều và phân bố không đồng đều.

- Máy lọc đĩa : có cấu tạo là một vỏ hình trụ nằm ngang hoặc thẳng đứng có chứamột trục rỗng trên đó có nhiều đĩa làm nhiệm vụ lọc Các đĩa này được gắn trênmột trục rỗng có nhiệm vụ deaaxn bia trong Trên bề mặt đĩa có các rãnh hoặcđục lỗ đây chính là các bề mặt phủ bột trợ lọc

- Máy lọc nến : là thiết bị hình trụ, đáy côn đặt thẳng đứng trong đó có chứa cácống lọc được gắn vào một tấm vỉ ngăn cách giữa vùng dịch chưa lọc và dich đãlọc Máy lọc nến dễ dàng lắp đặt, giảm lượng oxy xâm nhập có thể tự động hóatuy nhiên chu trình lọc ngắn tiêu thụ lượng nước rửa lớn, khó bảo dưỡng

2.4.12 Chiết chai

 Mục đích: Để thuận tiện trong sử dụng, bảo quản bia

 Các phương pháp chiết bia

 Chiết bia ở độ chân không thấp: Tạo ra áp suất chân không (áp từ 0,93 - 0,98bar) trong chai Phương pháp sử dụng cho chất lỏng có độ nhớt thấp, khôngchứa CO2

 Chiết với độ chân không cao: Áp suất khoảng 0,6 - 0,8 bar Sử dụng để chiếtdịch có độ nhớt lớn như dịch quả, siro

 Chiết ở áp thường: Ít được sử dụng

 Chiết đối áp hoặc chiết có áp suất cao: Sử dụng với các dịch chứa nhiều CO2như bia

Nhà máy sử dụng phương pháp chiết đẳng áp, áp suất trong bao bì và trong bể chứa

bia của máy chiết cân bằng, nhờ đó bia đi vào bao bì dưới tác động của trọng lực

(chênh lệch chiều cao)

2.4.13 Chiết box

 Mục đích: Bảo quản bia hơi

 Các phương pháp chiết

Có hai loại bốc là bốc dạng tang trống và bốc hình trụ (keg)

Bốc hình trụ ( keg ) có ưu điểm:

Các công đoạn vận chuyển, rửa và chiết bia có thể tự động hoá

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

Dễ dàng phân phối

Khả năng nhiễm vi sinh vật từ bên ngoài thấp

Với những ưu điểm trên ta chọn phương pháp chiết bốc theo nguyên tắc chiết đẳng áp

Cặn

2.3.1 Nghiền

Malt từ xilo chứa nhờ hệ thống xích tải và gầu tải qua hệ thống sàng tạp chấtnhẹ và nặng sau đó cân định lượng rồi chuyển dần xuống máy nghiền búa Nguyênliệu sau khi nghiền tạm chứa vào silo, sau đó nhờ hệ thống xích tải và gầu tải đưa quathiết bị phối trộn với nước ấm rồi chuyển vào nồi đường hóa

Gạo và malt lót từ xilo chứa chứa nhờ hệ thống xích tải và gầu tải qua hệ thốngsàng tạp chất nhẹ và nặng sau đó cân định lượng rồi chuyển dần xuống máy nghiền

Làm lạnh nhanhLắng xoáy

Nấu hoaHoa houblon

Lên men Oxy

Lọc trong bia

Bã hòa CO2

Chiết chai, thanh trùng,dán nhãn, xếpvào kétBia chai

CO2

Xử lý

Chiết bock

Bock Rửa

Bia hơiSữa men

Kiểm tra

búa Nguyên liệu sau khi nghiền tạm chứa vào silo, sau đó nhờ hệ thống xích tải vàgầu tải đưa qua thiết bị phối trộn với nước ấm rồi chuyển vào nồi hồ hóa.

ra nhanh chóng

Tiến hành cấp hơi nâng nhiệt độ nồi nấu lên 860C Đây là nhiệt độ thích hợpcho sự hồ hóa của tinh bột gạo Giữ 30 phút để quá trình hồ hóa xảy ra hoàn toàn

Nâng nhiệt độ lên 1000C và đun sôi trong 60 phút làm loãng dung dịch (giảm

độ nhớt) để dễ dàng bơm sang nồi đường hóa đồng thời hoà tan những hạt tinh bột lớncòn lại tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hóa sau này

2.3.3 Đường hóa

Khi nồi cháo sôi 20 phút bắt đầu bơm dịch malt vào nồi đường hóa Malt từ silochứa nhờ xích tải chuyển xuống bộ phận phối trộn với nước 450C, với tỷ lệ bột : nước

= 1: 4 rồi chuyển xuống nồi đường hóa Nhiệt độ trong nồi lúc này khoảng 370C, giữ

ở nhiệt độ này trong khoảng 15 phút để hoạt hóa enzym Hemixelluloza, Glucanaza, proteinaza thủy phân vỏ glucan hoặc protit phức tạp bao quanh phân tử tinh bột tạo

điều kiện cho enzym tấn công vào tinh bột phân cắt các hợp chất cao phân tử dễ dàng

mà không có sự phân cắt protein nào xảy ra ở nhiệt độ này

Khi dịch cháo sôi 60 phút, bắt đầu bơm 25% dịch cháo sang nồi malt đến nhiệt

độ 520C Điều chỉnh pH trong nồi 5.0 – 5.2 bằng axit lactic Giữ 15 phút cho proteazahoạt động phân cắt phân tử protein thành các hợp chất đơn giản hơn như albumoza,pepton, polypeptid, peptid, axit amin cung cấp nguồn thức ăn cho nấm men, tạo vị

đậm đà, tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt cho bia.nhưng nếu giữ quá lâu sẽ tạo rahàm lượng đạm formon nhiều không tốt cho chất lượng bia, ức chế hoạt động củanấm men trong quá trình lên men

hoạt động, nó phân cắt tinh bột thành đường maltoza và các dextrin phân tử lượngthấp là nguồn thức ăn cho nấm men đồng thời là cơ chất để chuyển hoá thành rượu vàcác sản phẩm bậc hai cho bia Ở điều kiện này thu được lượng maltoza nhất, độ lênmen cuối cao nhất

Nâng nhiệt lên 75°C, điểu chỉnh pH trong nồi 5.4 – 5.6 Giữ nhiệt trong 30phút Đây là nhiệt độ, pH thích hợp cho enzim -amylaza hoạt động phân cắt tinh bộtthành dextrin phân tử lượng thấp

Sau đó tiến hành thử Iod, nếu độ đường hoá đảm bảo thì nâng nhiệt độ khốidịch lên 76˚C, rồi bơm sang máy lọc dịch đường

Tổng kết sơ đồ nấu

2.3.4 Lọc dịch đường

Trước khi ta tiến hành lọc dịch đường, thiết bị được vệ sinh sạch sẽ rồi bơmnước 800C vào máy trước để tránh dịch hèm vào bị giảm nhiệt độ, đồng thời thử xemmáy lọc đã lắp kín chưa

Dịch lọc được bơm vào theo đường ống dưới, vận tốc bơm dịch chậm Dịch lọcđầu chảy ra ngay trong quá trình bơm dịch hèm vào Bã được giữ lại trong khung, còndịch trong thấm qua vải lọc chảy qua các khe của bản chảy qua các kênh dẫn phía trênvào bồn cân bằng áp suất trước khi ra ngoài Trong suốt quá trình lọc, bã đóng vai trònhư một lớp vật liệu lọc

Sau khi tách dịch ra khỏi bã, trong bã còn giữ lại một lượng các chất hòa tanđặc biệt là đường.Mục đích của rửa bã là để thu hồi những chất chiết này.Rửa bã đượcthực hiện bằng nước nóng (78-80oC) và thường xuyên điều chỉnh nhiệt độ của nướcrửa bã đến nhiệt độ này vì nhiệt độ này rất thích hợp cho enzim α-amylaza hoạt độngcủa đường hoá tiếp phần tinh bột còn sót lại trong phần cháo malt cuối cùng Nếunhiệt độ thấp hơn 700C thì enzim α-amylaza kém hoạt động, tinh bột còn lại sẽ bịt kín

lỗ lọc dẫn đến cản trở tốc độ rửa bã Nếu nhiệt độ cao hơn 800C thì sẽ xảy ra hiệntượng hồ hoá tinh bột trở lại sẽ bịt kín lỗ lọc làm cho khó lọc và giảm chất lượng dịchđưòng Rửa bã được tiến hành 2-3 lần nhằm đảm bảo đủ lượng dịch cần lấy cho một

mẻ nấu và hàm lượng chất khô còn sót trong bã 1-1.50S thì sẽ kết thúc quá trình Bãsau khi lọc được thu hồi vào các silô để đưa đi làm thức ăn gia súc

Toàn bộ dịch đường sau khi lọc được chuyển vào thùng chứa trung gian và bổsung đường trước khi đưa vào nấu hoa

2.3.5 Nấu hoa

Bơm toàn bộ dịch nha từ thùng tạm chứa trung gian vào nồi nấu hoa Cao hoa

và hoa viên đắng được chuyển vào thiết bị định lượng hoa, chúng được bổ sung vàonồi hoa nhờ việc điều chỉnh van

Tiến hành cấp hơi gia nhiệt nồi nấu hoa Khi dịch đường sôi 5 phút bắt đầu mởvan bổ sung hết lượng cao hoa vào nồi nấu Hoa cao có hàm lượng chất đắng cao vàlượng tinh dầu thơm thấp tạo vị đắng cho bia

Khi dịch đường sôi 30 phút, mở van bổ sung ½ lượng hoa viên vào Qúa trìnhđun sôi hoa được duy trì đến trước kết thúc quá trình đun hoa 15 phút, kiểm tra độđường bổ sung nốt lượng hoa viên vào để tạo hương thơm đặc trưng cho bia

Sau khi nấu với hoa houplon, dịch nha chuyển sang nồi lắng xoáy

2.3.6 Lắng xoáy

Dịch đường sau đun hoa được bơm vào thùng theo phương tiếp tuyến với thân thùngvới vận tốc 12- 14m/s nhờ đoạn đường ống trước khi vào thùng được thiết kế thắt lại.Dịch tạo thành dòng xoáy vào thân thùng và các cặn nặng sẽ lắng xuống đáy thùng.Sau 30 phút thì cặn đã bị nén chặt xuống đáy và nhiệt độ của dịch đường hạ xuốngkhoảng 90oC mở van thu dịch đường được đưa đi làm lạnh nhanh Có 2 vị trí lấy dịch

ra ở giữa thân thùng và ở cách đáy 30cm còn cặn lắng được xả ra ngoài ở đáy thùng

2.3.7 Làm lạnh nhanh và bổ sung oxy

Tác nhân làm lạnh là nước 20C trao đổi nhiệt gián tiếp với dịch đường 900Cqua các tấm bản

Sau khi làm lạnh dịch đường được bổ sung Oxy Oxy đã được làm lạnh lọc vàkhử trùng bằng tia UV bổ sung vào dich đường với lượng 6mg/l và đưa sang phânxưởng lên men Lượng oxy cung cấp để đảm bảo một lượng oxy ban đầu cho nấmmen tạo sinh khối đủ cho quá trình lên men.

 Nếu lượng oxy quá nhiều sẽ dẫn tới trường hợp nấm men sẽ sử dụng nhiềuđường để tạo lượng sinh khối không cần thiết vì vậy sẽ làm giảm hiệu suất lênmen

 Nếu thiếu oxy cũng không tốt vì như vậy sẽ không đủ mật độ tế bào cho quátrình lên men, nấm men sẽ chóng già xảy ra hiện tượng ỳ

2.3.8 Chuẩn bị men giống.

a) Gây men

Tùy thuộc vào điều kiện sản xuất mà tiến hành nhân giống phù hợp, khoảng 2 thángmột lần tiến hành nhân giống nấm men cho sản xuất Việc nhân giống trải qua haigiai đoạn: nhân giống trong phòng thí nghiệm và nhân giống trong sản xuất theonguyên tắc giảm dần nhiệt độ nuôi cấy và tăng dần thể tích để nấm men thích nghidần với điều kiện lên men

 Nhân giống trong phòng thí nghiệm

Để nấm men thích nghi nhanh chóng với môi trường dịch nha ta dùng dịch đường hóamalt làm môi trường nuôi cấy, độ hòa tan của dịch 12% Với môi trường 10lít có thểlấy dịch từ thùng đường hóa trong quá trình sản xuất

Quá trình nuôi cấy được tiến hành qua 4 cấp Tỷ lệ men giống là 1:10 hoặc 1:5 tùytheo chất lượng men

Bảng: Chế độ nhân giống