Thiết kế nhà máy bia năng suất 15 triệu lít

Nước ta tuy đã có định hướng cụ thể và bắt tay vào mở rộng qui mô sản xuất nhưng vì nhu cầu không ngừng tăng lên mạnh nên việc thiết kế xây dựng thêm nhà máy ở các địa phương là cần thiế

1

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O Tr-êng §¹i häc Vinh Khoa hãa häc

Gi¸o viªn duyÖt : ThS NguyÔn T©n Thµnh

Sinh viªn thùc hiÖn : Ph¹m Minh TuÊn

Líp : 47 K - Hãa Thùc PhÈm

Vinh, 2011

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU :

PHẦN 1: LẬP LUẬN KINH TẾ

1.1 Tình hình phát triển nghành bia trên thế giới

1.2 Thực trạng và định hướng phát triển của các nhà máy bia trong nước

1.3 Chọn địa điểm xây dựng và năng suất nhà máy

PHẦN 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1 Nguyên liệu sản xuất bia

2.2 Chọn dây chuyền sản xuất

2.3 Thuyết minh dây chuyền sản xuất

PHẦN 3: TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM

3.1 Tính cho 100L bia hơi

3.2 Tính cho 100L bia chai

3.3 Lập kế hoạch sản xuất

PHẦN 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

4.1 Thiết bị trong phân xưởng nghiền

4.2 Thiết bị trong phân xưởng nấu

4.3 Thiết bị trong phân xưởng lên men

4.4 Thiết bị hoàn thiện sản phẩm

PHẦN 5: TÍNH ĐIỆN – HƠI - LẠNH - NƯỚC

5.1 Tính điện

5.2 Tính hơi

5.3 Tính lạnh

5.4 Tính nước

PHẦN 6: XÂY DỰNG 6.1 Giới thiệu chung

6.2 Bố trí tổng mặt bằng

6.3 Phân vùng nhà máy PHẦN 7: TÍNH TOÁN KINH TẾ

7.4 Nội dung

7.4.1 Tổng vốn đầu tƣ

7.4.2 Ƣớc tính doanh thu

7.4.3 Dự tính chi phí năm thứ nhất

7.4.4 Tính tổng lợi nhuận năm thứ nhất

7.4.5 Tính chi phí và các chỉ tiêu năm thứ hai

7.4.6 Tính chi phí và các chỉ tiêu năm thứ ba

7.4.7 Tính thời gian thu hồi vốn

PHẦN 8: VỆ SINH VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG 8.1 Vệ sinh

8.2 An toàn lao động

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

BẢNG BIỂU

Bảng 1: Sản lượng sản xuất nghành bia 7

Bảng 2: Nhu cầu vốn đầu tư 7

Bảng 3: Thành phần hoa houblon 11

Bảng 4: Chỉ số nguyên liệu 35

Bảng 5: Tổn thất của từng công đoạn 35

Bảng 6: Bảng kế hoạch sản xuất theo năng suất 15 triệu lít/năm 47

Bảng 7: Bảng tóm tắt cân bằng sản phẩm bia hơi 47

Bảng 8: Bảng tóm tắt cân bằng sản phẩm cho bia chai 48

Bảng 9: Bảng tóm tắt cân bằng sản phẩm cả năm 50

Bảng 10: Bảng tóm tắt thiết bị 73

Bảng 11: Bảng tóm tắt tính điện tiêu thụ chiếu sáng 78

Bảng 12: Bảng công suất tiêu thụ của thiết bị 79

Bảng 13: Các phần được bố trí trong nhà sản xuất chính 99

Bảng 14: Các phần được bố trí trong nhà hoàn thiện sản phẩm 102

Bảng 15: Bảng tổng hợp các hạng mục công trình 104

Bảng 16: Giá các hang mục 106

Bảng 17: Bảng tổng hợp giá các thiết bị 108

Bảng 18: Giá nguyên liệu 110

Bảng 19: Chi phí nguyên liệu cho cả năm 111

Bảng 20: Tính nhân lực cho nhà máy 112

Bảng 21: Bảng lương 114

Bảng 22: Chi phí nguyên liệu bia hơi của năm thứ 3 trở đi 116

Bảng 23: Chi phí nguyên liệu chai hơi của năm thứ 3 trở đi 116

Bảng 24:Chi phí nhiên liệu từ năm thứ ba trở đi 117

Hình 1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ 21

Hình 2: Sơ đồ chiết chai và chiết bock 32

LỜI MỞ ĐẦU

Từ lâu bia là loại đồ uống được ưa chuộng trên khắp thế giới Bia có mặt trong tiệc vui, lễ, tết trong bữa ăn hàng ngày, đem lại cho con người sự thoải mái tinh thần, sự bổ trợ sức khoẻ, ngoài ra bia còn có tác dụng giải khát vì có CO2, độ cồn nhẹ, hương thơm và vị đắng đặc trưng cùng với các chất dinh dưỡng phong phú trong bia Nếu uống bia điều độ không quá 2 cốc/ ngày có thể làm tăng chí nhớ, tăng sức đề kháng các bệnh tim mạch Bia không phải là thứ đồ uống xa xỉ mà ngược lại bia còn được tiêu dùng bởi cả người giàu, người nghèo người có điều kiện kinh tế trung bình và khá

Ngày nay, đời sống tinh thần và vật chất của con người đang tăng lên, nhu cầu tiêu dùng, nhu cầu ẩm thực tăng lên Nhiều nhà máy trên thế giới nói chung, ở Việt Nam nói riếng đã được mở rộng sản xuất và xây dựng thêm để kịp thời đáp ứng nhu cầu này Tiến

bộ khoa học công nghệ cũng được áp dụng rộng rãi vào các ngành sản xuất thực phẩm, trong đó có công nghệ sản xuất bia Nước ta tuy đã có định hướng cụ thể và bắt tay vào

mở rộng qui mô sản xuất nhưng vì nhu cầu không ngừng tăng lên mạnh nên việc thiết kế xây dựng thêm nhà máy ở các địa phương là cần thiết và hợp lý, góp phần vào công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước

Đồ án thiết kế của em không nằm ngoài mục đích trên Nội dung của đồ án thiết kế gồm các phần sau: Phần lập luận kinh tế, phần chọn và thuyết minh dây chuyền sản xuất, phần tính cân bằng sản phẩm, tính và chọn thiết bị, phần tính điện, hơi, lạnh, nước, phần xây dựng, phần tính toán kinh tế, phần vệ sinh an toàn lao động, phần kết luận và tài liệu tham khảo Đối tượng thiết kế nhà máy bia năng suất 15triệul/năm, xây dưng tại khu công nghiêp Kỳ Anh Hà Tĩnh, phục vụ người dân trong tỉnh và các vùng lân cận

Trong thời gian qua dưới sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong khoa Hóa Trường

ĐH Vinh, đặc biệt là sự tận tình chỉ bảo của thầy Ts Trần Đình Thắng và Ths Nguyễn Tân Thành cùng với sự nỗ lực của bản thân đã giúp em hoàn thành bản đồ án này

Tuy nhiên do sự hạn chế về nhiều mặt như kinh nghiệm thực tế và kiến thức bản thân nên bản đồ án của em không tránh được những thiếu sót Vì vậy em kính mong được

sự góp ý của các thầy cô và các bạn để sau này công tác được tốt hơn

PHẦN 1: LẬP LUẬN KINH TẾ

1.1 Tình hình phát triển nghành bia trên thế giới

a Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới ngày càng nhiều cùng với nhu cầu

và điêù kiện đời sống vật chất của mọi người ở khắp nơi trên thế ngày càng tăng

Theo thống kê, các nước Đức, Mỹ có sản lượng bia lớn hơn 10 tỷ lít/năm Mỹ là một nước phát triển, qui mô sản xuất lớn 5 công ty đã chiếm 60% tổng sản lượng bia sản xuất

ra ở Canada hai công ty chiếm 94% tổng sản lượng bia sản xuất ra Các nước Đức, Đan Mạch, Tiệp tiêu thụ nhiều hơn 100 lít/người/năm

Châu Âu, hầu hết các nước đều sản xuất và tiêu thụ bia với lượng lớn thì ở Châu Phi chỉ một số nước là sản xuất và tiêu thụ nhiều bia Người ta đã thống kê được 10 nước có sản lượng bia cao nhất ở tất cả các châu lục là: Mỹ, Trung Quốc, Đức, Brazin, Nhật, Anh, Mexico, Tây Ba Nha, Nam Phi

b Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Châu á

Châu á có các nước phát triển như: Nhật,Trung Quốc và các nước đang phát triển như: Lào, Campuchia, Việt Nam điều có sản lượng sản xuất và tiêu thụ bia ngày càng tăng lên nhưng mức độ tăng trưởng là khác nhau ở các nước khác nhau

Thái Lan 26,5%, Philippin 22%, Malaixia 21%, Trung Quốc20%

Sản lượng bia ở Trung Quốc, Nhật gần bằng với sản lượng bia ở Đức, Mỹ 8-12 tỷ lít/năm

Nhật có 4 công ty lớn chiếm 40% sản lượng sản xuất ra Trung Quốc có 800 nhà máy

có sản lượng lớn hơn 150 triệu lít/năm (chiếm 25% tổng sản lượng sản xuất ra)

Mức tiêu thụ ở Nhật 50 triệu lít/người/năm

Mức tiêu thụ ở Singapo 18-20 lít/người/năm

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

Việt Nam là một nước Đông Nam á, vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, bia là thứ đồ uống

có độ cồn nhẹ, có gía trị dinh dưỡng và chất lượng cảm quan cao có tác dụng giải khát nên bia rất được ưa chuộng ở Việt Nam

Mức tiêu thụ của người Việt Nam năm 2000 là 10lít/người, tổng sản lượng1000 triệu lít Dự kiến đến năm 2005 tiêu thụ16 triệu lít/người/năm (tổng sản lượng16 triệu lít/người/năm

Mục tiêu:

- Xây dựng nghành bia thành một nghành kinh tế mạnh Sử dụng tối đa nguồn nguyên liệu trong nước để sản xuất ra sản phẩm có chất lượng cao, đa dạng hoá về chủng loại, cải tiến bao bì mẫu mã, phấn đấu hạ giá thành, nâng cao khả năng cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu trong nước và có sản phẩm xuất khẩu, tăng nguồn thu ngân sách, hội nhập vững chắc kinh tế khu vực và thế giới

- Khuyến khích các thành phần kinh tế tham gia sản xuất, bia đạt chất lượng cao từ nguyên liệu trong nước và nhập khẩu

Định hướng phát triển :

-Về công nghệ, thiết bị: hiện đại hoá công nghệ, từng bước thay thế công nghệ thiết

bị hiện có bằng công nghệ, thiết bị tiên tiến hiện đại của thế giới, đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng, an toàn vệ sinh thực phẩm, môi trường theo qui định của Việt Nam và quốc tế

để sản phẩm có khả năng cạnh tranh ngày càng cao trên thị trường trong và ngoài nước

- Về đầu tư: Tập trung đầu tư vào các nhà máy có công suất thiết kế lớn, phát huy tối

đa năng lực của các cơ sở sản xuất có thiết bị và công nghệ tiên tiến, đồng thời tiến hành đầu tư mở rộng năng lực của một số nhà máy hiện có đa dạng hoá hình thức đầu tư phương thức huy động vốn, khuyến khích huy động nguồn vốn của các thành phần kinh tế trong nước, phát hành trái phiếu đẩy mạnh việc cổ phần hoá đối với những doanh nghiệp nhà nước không nắm giữ 100% vốn

- Sau năm 2005 xây dựng mới một nhà máy thuộc công ty bia Hà Nội với năng suất

100 triệu lít/ năm và có khả năng mở rộng vào những năm tiếp theo

Đối với các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài tập trung khai thác đủ công suất thiết kế

- Trong đó bia Việt Nam phải giữ vai trò chủ chốt trong việc nâng uy tín chất lượng thương hiệu bia Việt Nam, đảm bảo sản xuất và tiêu thụ đạt tỷ trọng từ 60%-70% thị phần trong nước và hướng tới suất khẩu

Bảng 1: Sản lượng sản xuất nghành bia (Triệu lit/năm)

1 Công ty bia Sài Gòn

Công ty bia Hà Nội

Các nhà máy khác

2 Liên doanh và 100% vốn nước

ngoài

3 Địa phương và các thành phố

- Địa phương

- Các thành phần kinh tế khác

350

100

100

350

200

100

780

200

150

400

270

150

Bảng 2: Nhu cầu vốn đầu tư

Chỉ tiêu Năm 2005 2010

Công ty bia Sài Gòn Công ty bia Hà Nội Các nhà máy khác 2730

1680

700

3780

2100

1400

1.3 Chọn địa điểm và năng suất xây dựng nhà máy

Các nguyên tắc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy:

+ Gần vùng nguyên liệu và nhiên liệu

+ Thuận lợi về giao thông thuỷ, bộ để vận chuyển nguyên liệu, vật liệu và sản phẩm + Gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước hợp lý để không ảnh hưởng đến môi trường, đến sức khỏe của người dân trong vùng

+ Gần nơi đông dân cư để có nguồn nhân lực dồi dào, tiêu thụ sản phẩm thuận lợi + Địa hình bằng phẳng, điạ chất ổn định, không có chấn động

+ Đủ diện tích bố trí thiết bị và khu vực trong nhà máy, sản xuất, giao thông nội bộ thuận tiện, có đất dự trữ cho mở rộng sản xuất

PHẦN 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

2.1 Nguyên liệu để sản xuất bia:

2.1.1 Matl đại mạch:

Matl đại mạch được sản xuất từ đại mạch trồng ở các nước: Mỹ, Đức, Úc Các chỉ tiêu chất lượng đối với matl vàng:

 Chỉ tiêu cảm quan :

+ màu vàng rơm sáng tự nhiên

+ mùi đặc trưng, không có mùi lạ

+vị ngọt dịu nhẹ

+Độ trong tinh khiết: bọt trắng mịn, thời gian giữ bọt khoảng 2phút ở độ cao 3cm, độ bám cốc tốt

 Chỉ tiêu lí học:

+Độ đường ban đầu: Bia chai 120Bx, Bia hơi là 80Bx

+ Hàm lượng cồn: Bia hơi là 4,3%0,2, Bia chai là 3,3%0,2

+ Hàm lượng diacetyl: Bia chai < 0,1mg/lít, Bia hơi < 0,1 mg/lít

+ Độ màu tính theo EBC: 7 Độ màu (tính theo số ml I2 0,1N trung hoà 100ml bia) 0,5 ml

+Hàm lượng chất đắng: 1922 EBC

+ Hàm lượng glyceryl: Bia chai là 0,1 0,2 Bia hơi là 0,10,2

+ Độ chua (tính theo số ml NaOH 0,1N trung hoà 100 ml bia)1,2  1,7ml

+ Kim loại nặng không có

+ Độ nhuyễn lí học: bóp nát hạt matl thấy nội nhũ đục, không trong hoặc rất ít trong

là được Mức trong tối đa là 4%

 Chỉ tiêu vi sinh vật

+ Vi sinh vật hiếu khí < 100 tế bào/ml

+ Vi sinh vật yếm khí: không có

+ Vi sinh vật gây bệnh đường ruột không có

+ E.coly không có

+ Nấm mốc 5 tế bào/ml

 Chỉ tiêu hoá học:

+ Hàm lượng chất hoà tan 75 - 85%

+ Hiệu suất chiết 70-86%

Sự khác nhau giữa hàm lượng chất hoà tan và hiệu suất chiết:

- Hiệu suất chiết tính bằng tỷ lệ chất hoà tan trên tổng chất khô

- Hàm lượng chất hoà tan có hai cách tính: một là tỷ lệ chất hoà tan trên trọng ượng nguyên liệu, hai là tỷ lệ chất hoà tan trên tổng chất khô, tính theo %

l-Thời gian đường hoá là thời gian ở 70C mà dịch đường không còn làm thay đổi màu iot, tối đa 20 phút

+ Tốc độ lọc sau đường hoá tối đa là 1 h

+ pH dịch chiết 5.8-5.9

+Hoạt lực sitaza =200-250wk

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng matl vàng cũng như quá trình hoạt hoá, tích luỹ enzyme, các quá trình biến đổi sinh hoá khác của hạt có liên quan chặt chẽ đến chất l-ượng sản phẩm, cả ở giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan

Độ nhuyễn của malt có ảnh hưởng lớn đến chất lượng quá trình lọc Nếu lớp malt nghiền thô thì lớp trợ lọc có nhiều đường zíc zắc dài thuận lợi cho quá trình lọc Nếu malt nghiền mịn, lượng chất hoà tan chiết ra được nhiều hơn nhưng lớp trợ lọc có đường rãnh lọc nhỏ, ngắn, gây khó khăn cho quá trình lọc Tuy nhiên, độ nhuyễn có được sau hàng

loạt quá trình ngâm hạt, ươm mầm, sấy nếu đảm bảo yêu cầu công nghệ thì chất lượng sản phẩm được đảm bảo một phần trong việc đạt yêu cầu

Để đưa malt sấy khô vào sản xuất thì còn cần thêm quá trình tách rễ và đánh bóng malt Vì rễ malt có chứa nhiều hợp chất có thể gây ra cho bia có vị đắng dịu Mặt khác, rễ

có tính háo nước cao nên sẽ hút nước nhanh khi đang còn khô nóng nên cần tách rễ ngay

2.1 2 Nguyên liệu thay thế gạo

Mục đích: Sử dụng nguyên liệu thay thế để giảm giá thành sản phẩm

Các chỉ tiêu chất lượng của gạo:

+Màu trắng, không chứa vỏ trấu, vỏ cám, tạp chất

+Mùi không ôi, khét

Tác động lớn nhất của nước đến chất lượng sản phẩm, đến pH là do các ion kim loại

có mặt trong nước Ion HCO3- là ion kiềm hoá duy nhất Nước dùng sản xuất bia là ước mềm trong không có NH2 ,NO2 , không mùi vị

n-Hàm lượng các ion kim loại:

+Các ion Na+,Ca2+, K+ , Mg2+ kết hợp được cặn nóng, cặn lạnh nên tăng khả năng tách cặn

Các nhược điểm: thường tạo ra do quá hàm lượng các ion kim loại như

Fe2+,Fe3+,Mg2+ ,Zn2+,Cu2+, Pb2+, gây ra mùi kim loại, tạo cặn oxy hoá, gây độc men, gây

vị đắng chát nên cần đảm bảo hàm lượng của các ion kim loại trên ở mức rất thấp

Riêng HCO3- lại làm tăng pH, Cl- lại làm giảm sự kết lắng nấm men nên cần:

+HCO3- < 400 mg/l

+Cl- < 200mg/l

 Để có nước mềm, người ta tiến hành xử lý nước bằng các cách sau:

+ Trung hoà hoặc axit hoá bằng H2SO4, H3PO4, lactic

+ Đun nóng để làm mất độ cứng tạm thời, tạo cặn và loại bỏ cặn này đi

+ Clo hoá nước trước khi sử dụng

Thường sử dụng 10 hl nước cho một hl bia Chỉ có nước vệ sinh là không yêu cầu nước mềm, mà yêu cầu vô trùng, còn nước dùng cho quá trình khác đều là nước mềm, đựơc sử lý bằng axit hoăc Clo hoá vì các ion Clo làm cho bia sánh và dịu hơn

quan trọng vì chúng tạo ra sức căng bề mặt lớn nên có khả năng giữ bọt Polyphenol kết tủa phức với Protein làm tăng độ bền sinh học, ổn đinh thành phần sản phẩm, tránh gây đục sản phẩm

Trong các chất nhựa chỉ có  axit đắng là các tiền chất của izo axit đắng, chất tạo ra

vị đắng đặc trưng cho bia

Hàm lượng polyphenol hay tannin cần được điều chỉnh vì tính hai mặt của nó

Tác dụng: tạo kết tủa với protein khi ở nhiệt độ thấp nên ổn định thành phần sinh học và làm tăng độ bền keo cho sản phẩm, không gây đục

Tác động không tốt: có vị se, oxy hoá làm bia có màu vàng xỉn

2.1.5 Các chế phẩm enzyme

a.Chế phẩm enzym Termamyl

- almylaza NoVo gọi là Termamyl, là chế phẩm lỏng chịu được nhiệt độ cao và sản

xuất từ vi khuẩn Bacillus licheniformic, được dùng phổ biến trong các nhà máy sản xuất

rượu cồn, nhà máy sản xuất bia Nó có khả năng chịu nhiệt cao hơn các chế phẩm enzyme almylaza từ nấm men và nấm mốc, nhiệt độ tối ưu là 95-1050C Điều này rất thuận lợi cho dịch hoá tinh bột gạo vì nhiệt độ hồ hoá gạo là 860C

Termamyl có tác dụng thuỷ phân mối nối 1-4 glucozit thành amyloza và amylopectin, với cơ chất tinh bột dưới tác dụng của enzyme sẽ nhanh chóng tạo thành dextrin và oligosaccharit tan trong nước Dưới tác dụng của enzyme Termamyl cầu nối 1-

4 của phân tử tinh bột bị thuỷ giải một cách rải rác, đưa đến kết quả là sự giảm thấp độ nhớt cuả tinh bột đã được keo hoá và ra tăng lượng đường

Hàm lượng sử dụng: 0,1% so với nguyên liệu thay thế

Khi sử dụng enzyme có thể:

+Tăng hiệu suất thu hồi chất hoà tan

+Tăng tỉ lệ nguyên liệu thay thế, giảm giá thành sản phẩm

b Chế phẩm enzyme Cereflo

Đây là tên thương mại của enzyme -glucanaza, hoạt động tối ưu ở pH= 5.5

 6, nhiệt độ 50- 600C có tác dụng làm giảm độ nhớt dịch đường như enzyme glucanaza Vì vậy đưa ngay chế phẩm này vào đầu quá trình đường hoá, nồng độ 0,06%

-so với nguyên liệu thay thế

c Chế phẩm enzyme Fungamyl

Đây là enzyme1,4 D glucan glucanohydrolaza, sản phẩm thuỷ phân chủ yếu là maltoza và làm tăng khẳ năng lên men của dịch đường từ 2-5% Nó hỗ trợ đắc lực cho Termamyl trong vai trò đường hoá tinh bột đã dịch hoá, nhất là nguyên liệu thay thế lớn (từ 35-60%)

2.1.6 Các nguyên liệu khác

+ Axit lactic để điêu chỉnh pH đến pH=5,3 5,5 khi đường hoá

+ Các hoá chất vệ sinh tẩy rửa thiết bị, chai thùng chứa, đường ống:HNO3, NaOH, nước vô trùng, nước P3 chứa trong các thùng CIP

+ Bột trợ lọc diatomit

+ Nấm men Saccaromyces carlsbergensis được nuôi cấy ,nhân giống và dùng được

trong quá trình lên men

+ Không khí sạch dùng cho quá trình lên men sơ bộ nên cần qua bộ phận làm sạch không khí lọc tách dầu, bụi đất cát vi sinh vật Đó là thiết bị lọc túi

+ CO2thu được từ quá trình lên men cho qua máy nén vào kho thu hồi CO2

2.2 Chọn dây chuyền sản xuất

2.1.2 Nghiền nguyên liệu

Do hạt gạo có cấu trúc hạt tinh bột cứng, chưa bị tác động bởi enzyme, khó bị hồ hoá nên chọn phương pháp nghiền phá vỡ màng tinh bột, phá vỡ một phần cấu trúc hạt tinh bột, bột nghiền càng mịn càng tốt Thiết bị là máy nghiền búa

Kết quả nghiền gạo: +Tấm lớn < 25%

+nghiền khô có phun ẩm vỏ

+nghiền khô mịn

Dạng nghiền ướt với các phương pháp:

+nghiền ướt có ngâm

+nghiền ướt không ngâm

Ưu điểm chung của nghiền khô là nghiền theo ngày, có thể nghiền trước khi nấu một ngày

Ưu điểm chung của nghiền ướt là vỏ malt được giữ nguyên vẹn, hạn chế trích ly các chất gây mùi vị lạ vào trong dịch đường

Yêu cầu của malt chất lượng trung bình sau nghiền là:

2.2.2 Phương pháp nấu gạo

Trong nấu gạo để tăng hiệu suất trích ly thì sử dụng enzyme hoặc sử dụng malt lót Nếu sử dụng malt lót 10% thì enzyme có trong malt lót không giữ được hoạt lực (bị vô hoạt) khi ở nhiệt độ hồ hoá của gạo 86C Vì vậy, phải sử dụng kết hợp với enzyme có nhiệt độ hoạt động cao hơn 86C Chế phẩm enzyme trên thị trường thoả mãn điều kiện này là Termamyl

2.2.3.Chọn phương pháp đường hoá

Đường hoá có mục đích: Phân cắt các hợp chất có phân tử lượng lớn thành đường có khả năng lên men Nó trải qua ba quá trình: hồ hoá, dịch hoá, đường hoá, mỗi quá trình diễn ra ở một nhiệt độ khác nhau trong thời gian khác nhau

Có hai phương pháp đường hoá là: phương pháp đường hoá toàn khối (tăng dần

nhất phân đoạn) Cả hai phương pháp đều có khả năng nâng cao được hiệu suất đường hoá bằng các biện pháp:

+ Hạ pH

+ Làm mềm nước

+ Bổ sung chế phẩm enzyme

 Phương pháp đường hoá toàn khối

+Ưu điểm: - Thao tác đơn giản

- Thời gian ngắn

+Nhược điểm:

- Cần điểm dừng ở các nhiệt độ trung gian Tuy nhiên, các hạt tinh bột khô hoà tan vẫn không được thuỷ phân triệt để làm giảm hiệu suất đường hoá

 Phương pháp đun sôi từng phần

+Nhược điểm: Thao tác phức tạp, thời gian kéo dài

+Ưu điểm: Tạo ra bước nhảy nhiệt độ, tránh dừng ở nhiệt độ trung gian Đun sôi một phần dịch đường để dich hoá hoàn toàn tinh bột khó hoà tan, tăng hiệu suất hoà tan lên một đến hai lần, do đó làm tăng hiệu suất đừơng hoá

Trong phương pháp đun sôi từng phần lại có ba phương pháp:

+ Phương pháp tam phân đoạn, nhị phân đoạn:

- Ưu điểm: Dịch hoá triệt để các hạt tinh bột khó hồ hoá, trich ly tối đa chất chiết vào dịch đường, dùng chủ yếu khi sản xuất bia sẫm màu như bia nâu, bia đen, bia cà phê +Phương pháp nhất phân đoạn

-Ưu điểm: Dịch hoá tinh bột khó hồ hoá, đường hoá triệt để, tận dụng trích ly chất chiết từ nghuyên liệu vào dịch đường Thời gian ngắn hơn so với phương pháp tam và nhị phân đoạn, thao tác đỡ phức tạp hơn

Từ đây, ta lựa chọn phương pháp đường hoá đun sôi một lần có bổ sung chế phẩm enzyme Termamyl tỉ lệ 0,1% so với gạo để dịch hoá, đường hoá nguyên liệu, enzyme Cereflo tỉ lệ 0,06% so với gạo để tăng hiệu suất trích ly các chất vào trong dịch đường

2.2.4 Chọn phương pháp lọc bã malt

Có hai phương pháp lọc dịch đường là:

 Lọc ép khung bản:

+ Ưu điểm: - Thời gian lọc nhanh (3- 3,5h )

- Hiệu suất thu hồi chất hoà tan cao

- Dịch đường trong hơn

- Thể tích nước rửa bã ít, diện tích chiếm chỗ nhỏ

- Năng suất ổn định, không phụ thuộc độ nhuyễn malt

- Có khẳ năng lọc và rửa bã, tháo bã

- Dung tích làm việc của thùng lọc 220 kg/m3 tốc độ lọc nhanh

- Dung dịch lọc không bị oxy hoá bởi không khí

+Nhược điểm: Thời gian lọc dài hơn và diện tích chiếm chỗ lớn hơn

Ta chọn phương pháp lọc bằng thùng lọc đáy bằng

2.2.5.Chọn phương pháp lắng trong

Sau quá trình nấu hoa, dịch đường vẫn còn nhiều cặn nóng , cặn này gây ảnh hưởng không tốt đến quá trình lên men và tạo sản phẩm, cần phải tách cặn và làm nguội đến nhiệt độ lên men Quá trình tách cặn ở đây là tách cặn nóng Lượng cặn nóng tạo ra phụ thuộc vào:

+ Chất lượng lọc dịch hèm

+ Độ nhuyễn malt

Mức độ tách cặn nóng càng nhiều càng tốt vì nếu để lâu thì kết tủa nhiều hơn nó ường rất dễ dàng bị kết lắng, làm đục bia, chất lượng càng giảm Cặn nóng còn nhiều tạo mùi vị không tốt cho bia nên cần tách triện để Tuy nhiên, cặn mịn thì dễ dàng bám vào thành thiết bị, loại bỏ cặn mịn kéo theo một số chất khác nữa làm bia rất nhạt Cặn mịn làm cho khả năng đảo trộn bia tốt, góp phần giữ bọt nên ta cần tách một phần cặn mịn Các phương pháp tách cặn:

th-Phương pháp cổ điển gồm hai bộ phận thiết bị: bể làm nguội đến 600C và máy làm lạnh dịch đường đến nhiệt độ lên men

+Ưu điểm :

- Thao tác đơn giản

- ở 600C là nhiệt độ mà hầu hết các cặn thô đã kết lắng

+Nhược điểm được bão hoà oxy nhưng lại không tiếp xúc với không khí vô trùng Vì bể để hở trong không khí nên dễ nhiễm tạp vi sinh vật

Phương pháp hiện đại: Làm nguội và tách cặn trong hệ thống kín

+ Ưu điểm : Khắc phục được các nhược điểm của phương pháp cổ điển vì dịch đường được bão hoà oxy trong không khí vô trùng, không bị nhiễm tạp vi sinh vật ở không khí

+Nhược điểm:

-Thao tác phức tạp, hệ thống thiết bị nhiều hơn và cầu kì

Trong lắng trong hiện đại có ba phương pháp:

-Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ cao 900C

-Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ cao 600C

-Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ thấp

Nếu tách cặn toàn bộ, bớt được thao tác chuyển thùng,bớt thiết bị ly tâm mà hiệu quả ly tâm vẫn đạt được tương tự.Nếu tách cặn ở nhiệt độ thấp thì máy ly tâm và đường ống có áo lạnh, máy làm lạnh dễ bị tắc vì cặn nóng chưa được tách

Nếu tách cặn bằng máy lọc với bột trợ lọc điatômit thì cho chất lượng dịch ường cao nhưng chất trợ lọc đắt, phức tạp khi thao tác

Từ đó, ta chọn phương pháp tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ cao 900C Thiết bị là thùng Whirlpool và máy lạnh nhanh tấm bản,cặn lạnh được tách sau

2.2.6 Chọn phương pháp lên men

Lên men hiện đại:

- Là những quá trình lên men mà sản phẩm thu được phức tạp hơn, không thể thay thế bằng phương pháp hoá học, thực tế đó là quá trình sinh tổng hợp

- Các phương pháp lên men hiện đại ra đời gồm có:

+ Lên men gia tốc trong thiết bị thân trụ đáy côn

+ Lên men một pha trong thiết bị có kích thước lớn

+ Lên men theo phương pháp liên tục và bán liên tục

- Nhược điểm: chất lượng sản phẩm không bằng lên men cổ điển từ dịch đường -Ưu điểm: + Chu kỳ lên men được rút ngắt 50  70%, tăng năng suất

+ Chất lượng bia tiệm cận được với lên men cổ điển

+ Công nghệ không phức tạp, dễ tự động hoá

+ Mặt bằng chiếm diện tích ít

+ An toàn vệ sinh tốt

- Điểm khác nhau giữa lên men một pha và lên men gia tốc:

+ Lên men một pha diễn ra trong các tank kích thước lớn

+ Chất lượng sản phẩm sẽ tốt hơn

+ Chế độ công nghệ khác nhau

Từ các đặc điểm của các phương pháp lên men, cộng với điều kiện sản xuất thực tế

ta nhận thấy việc lựa chọn phương pháp lên men một pha là hợp lý

Phương pháp lên men gián đoạn với chủng Saccaromyces carlsbergensis, nhiệt độ

lên men chính 14oC, lên men phụ 1oC, thời gian lên men chính 7ngày, thời gian lên men phụ12 ngày

2.2.7 Chọn phương pháp lọc bia non:

Sau khi lên men, bia non thu được còn cặn lạnh là xác tế bào nấm men và một số hợp chất không tan vào dịch đường nhưng chưa được tách triệt để trước khi lên men Có các phương pháp lọc sau:

• Lọc có chất trợ lọc:

+Ưu điểm: lọc triệt để hiệu quả

+Nhược điểm chi phí cao hơn, thiết bị cấu tạo phức tạp

• Lọc không có chất trợ lọc: Nhanh bị bít chỉ được dùng để lọc hoàn thiện

Máy lọc có chất trợ lọc lại có nhiều loại khác nhau:

-Lọc trong và loại bỏ được nấm men

- Vật liệu lọc dễ kiếm, dễ thay thế

- Không yêu cầu trình độ kỹ thuật cao, thao tác đơn giản

+Nhược điểm:

- Bia dễ bị oxy hoá

- Khó giữ nhiệt độ lạnh cho bia trong quá trình lọc nên làm giảm tính ổn định các hạt keo tạo độ nhớt

- Phải thay thế vải lọc nhiều lần, chi phí cao

• Lọc đĩa: ít bị bít hơn

Giữ chặt bằng thuỷ lực cơ học tất cả các hạt có kích thước lớn hơn lỗ hổng của vật liệu lọc

Hấp thụ các hạt có kích thước bé hơn thậm chí các hạt hoà tan dạng keo và dạng hoà tan phân tử

Máy lọc không chất trợ lọc:

• Lọc màng cần có trình độ cao hơn, hay bị bít

Từ các đặc điểm trên, em chọn phương pháp lọc khung bản

Hình 1: SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

D¸n nh·n

XÕp kÐt Bia chai

Nh©n gièng cÊp 1

Nh©n gièng cÊp 2

Ho¹t hãa men

2.3.THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

2.3.1 Nghiền malt ướt

Mục đích của quá trình nghiền ướt:

-Tạo độ ẩm cho hạt do đó khi nghiền vỏ hạt sẽ dai hơn và không bị vỡ

-Tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme sitaza hoạt động thuỷ phân xelluloza phá vỡ màng tế bào để các chất cao phân tử hoà tan dễ

Nhiệt độ nước để làm ẩm malt và tạo sữa malt là 450

C Toàn bộ lượng nước nấu malt chia ra làm ba mức: phun ẩm, tạo sữa malt, rửa máy

2.3.2 Nghiền gạo

Mục đích của nghiền gạo: dùng tác động cơ học nghiền hạt gạo thành tinh bột, phá

vỡ một phần màng tinh bột để thuận lợi cho quá trình hồ hoá, dịch hoá trích ly được nhiều chất hoà tan từ nguyên liệu.Từ đặc điểm của tinh bột gạo mà ta chọn máy nghiền búa nghiền càng mịn càng tốt

2.3.3 Nấu nguyên liệu thay thế ( hồ hoá )

+ Yêu cầu : bột gạo mịn, dùng nước mềm, dùng chế phẩm enzyme, axit hoá bằng axit lactic

+ Tiến hành :

- Nước (450C ) và bột nghiền phối trộn với nhau sau đó phối trộn với sữa malt ( 10%) trước khi đưa vào nồi hồ hoá

- Bột gạo được vận chuyển đến nơi phối trộn bằng vít tải nằm ngang

- Bổ sung: enzyme Termamyl

- Khuấy đều , điều chỉnh pH =5,3-5,5 bằng axit lactic giữ yên 15phút

- Nâng nhiệt độ lên 90oC giữ trong 30 phút để chế phẩm ezyme Termarmyl hoạt động hồ hoá tinh bột gạo, đồng thời với quá trình dịch hoá, phá vỡ màng tinh bột, phân cắt hạt tinh bột thành các sản phẩm có phân tử lượng nhỏ hơn Tại điểm hồ hoá độ nhớt của tinh bột là lớn nhất sau đó độ nhớt giảm dần, dịch bột bắt đầu quá trình dịch hoá -Nâng nhiệt độ lên 1000C , đun sôi 30 phút để làm chín tinh bột hoạt hoá những hạt

- Bơm cháo sang nồi đường hoá

2.3.4 Đường hoá

- Khi nồi đường hoá bắt đầu sôi thì tiến hành nghiền malt, được sữa malt (450C)

- Mở cánh khuấy

- Bơm sữa malt sang nồi đường hoá, giữ trong 10 phút

- Bổ sung CaSO4, Cereflo, H3PO4.pH nồi đường hoá 5.5-5.6

- Nâng nhịêt độ khối dịch lên 620C dữ ở nhiệt độ này 20 phút để tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme β-amylaza hoạt động

- Nâng nhiệt độ lên 660C giữ ở nhiệt độ này 60 phút

- Nâng nhiệt độ lên 760C là nhiệt độ thích hợp cho enzyme photphataza và

enzyme- amylaza hoạt động, giữ ở nhiệt độ này 10 phút

Để kiểm tra xem quá trình đường hoá kết thúc chưa thử bằng iot Nếu iot không làm đổi màu dịch đường thì quá trình đường hoá đã kết thúc

Bơm dịch hèm sang nồi lọc

2.3.5 Lọc bã malt

+Mục đích : tách riêng pha rắn khỏi pha lỏng và thu triệt để chẩt hoà tan trong bã Phương pháp: tạo lớp lọc gồm hỗn hợp dịch sau đường hoá lên lớp đáy giả dạng lưới Pha lỏng đi qua pha rắn bị giữ lại tạo ra lớp trợ lọc, cấu trúc và độ dầy của lớp trợ lọc này quyết định chất lượng và tiến trình lọc Tiến trình lọc gồm hai bước: lọc dịch đường và rửa bã

+ Tiến hành :

Trong 10-15 phút đầu dịch lọc chảy ra còn rất đục, ta cần cho hồi lưu về thùng lọc Sau 15 phút mở van bơm dịch về nồi nấu hoa Khi lớp lọc dầy hoặc các mương mao dẫn

ở lớp lớp lọc bị tắc thì tốc độ lọc chậm lại cần phải tái tạo lại lớp lọc như sau:

- Cho lưỡi dao quay một góc 15-200

-Dùng kích thuỷ lực hạ dao cào xuống vị trí thấp nhất, quay trong 15-20 phút để xáo trộn lớp lọc Hệ dao cào lên ngang thống van tháo dịch được đóng lại

-Dàn bằng bề mặt lọc: nâng hệ thống tầm chiều cao lớp lọc, trả dao về vị tri ban đầu, quay dao trong 15 phút

-Thao tác lặp lại như lần đầu

-Quá trình rửa bã được bắt đầu khi đã hết dịch đường

Bơm nước nóng 750C vào thùng lọc theo đường ống dẫn nước rửa

Kiểm tra nồng độ đường trong nước rửa ≥0.80Bx thì kết thúc

Thực hiện tháo bã: bã malt được hệ thống dao cào dần về chỗ có lỗ hổng để tháo bã

ra ngoài qua đáy

Điều chỉnh sao cho lưu lượng chảy trung bình của một van xả là 0.1 l/s

Yêu cầu rửa bã: phun nước rửa liên tục, mực nước trong thùng lọc luôn luôn ở một mức cố định lượng nước rửa bã phụ thuộc vào nồng độ chất hoà tan của dịch đường ban đầu

-Polyphenol,chất đắng, chất chứa nitơ trong hoa houblon tạo sức căng bề mặt rất lớn nên tham gia tạo bọt và giữ bọt

-Tăng chất lượng bia: tạo melanoidin, tăng cường độ màu, tăng độ chua định phân, giảm độ nhớt

+ Kỹ thuật nấu hoa

Dịch đường trong nồi nấu hoa phải luôn luôn 700C trở lên

Khi quá trình rửa bã kết thúc thì dich đường trong thiết bị đun hoa cũng vừa sôi Thời gian đun sôi dịch đường với hoa houblon là 2 h.Trong quá trình đun sôi nạp hoa houblon

Phương pháp nạp hoa houblon: cho làm 3 lần

- Lần một cho ¼ lượng hoa cần dùng cho vào khi dịch đường sôi (30 phút)

- Lần ba cho ¼ lượng hoa trước khi kết thúc ( 20 phút)

2.3.8 Làm lạnh nhanh

+ Mục đích : làm lạnh nhanh dịch đường đến nhiệt độ lên men

+ Thiết bị làm lạnh nhanh: máy làm lạnh nhanh là thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản, có cấu tạo là những tấm bản gấp sóng, chế tạo từ thép không rỉ Các tấm bản có hình chữ nhật, có 4 tai ở 4 góc Trên mỗi tai đục thủng một lỗ tròn, với cấu tạo của từng bản như vậy, khi lắp chúng lên khung máy thì sẽ tạo thành 4 mương dẫn: ống dẫn dịch vào máy, dẫn dịch đưòng ra, tác nhân lạnh vào, tác nhân lạnh ra

Dịch đường nóng được bơm vào một trong hai mương dẫn phía trên, còn lúc đi ra khỏi máy thì theo mương dẫn phía dưới ngược phía Tác nhân lạnh đi vào mương dẫn kia

ở phía trên, ngược chiều với dịch đường và đi ra ở mương dẫn dưới ngược phía

- Hầu như không nhiễm tạp vi sinh vật

2.3.9 Chuẩn bị men giống

Nấm men sử dụng để sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống

Saccharomyces carlsbergencis, loại phát triển ở nhiệt độ thấp khoảng 14-15oC Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia đó là chuyển hoá nguyên liệu thành sản phẩm Quá trình này lại gắn liền với sự tham gia của hệ enzym trong tế bào nấm men cho nên việc phải nuôi cấy tế bào nấm men để tạo điều kiện cho sự hình thành và sự hoạt động của

hệ enzym là một khâu kỹ thuật rất quan trọng không thể tiến hành một cách tuỳ tiện Nấm men được chia làm hai loại là lên men nổi và lên men chìm Lên men chìm

thuộc loại Saccharomyces carlsbergencis, chúng có khả năng đặc biệt là trong quá trình

phát triển tế bào của chúng kết dính vào nhau thành chùm rồi lắng xuống đáy thành lớp, thuận lợi cho việc tách tế bào đó làm men giống cho đợt sản xuất sau

Men giống được đưa vào sản xuất gồm hai nguồn

+ Nhân giống thuần chủng

Từ một số rất ít tế bào ở đầu một que cấy ta có thể thu được một lượng giống lớn đủ

để lên men một thùng, có khi là nhiều hơn

Đầu tiên ta cấy men từ ống thạch nghiêng có chất lượng tốt sang ống nghiệm 10ml rồi sang 250ml, đến bình 2,5 lít, thùng lên men cấp I, lên men cấp II, khi số tế bào nấm men vào khoảng 80-90*106

tế bào/cm3 thì chuyển sang thùng lên men

+Tái sử dụng men sữa

Sau khi lên men chính, làm lạnh xuống nhiệt độ 4oC rồi ta tách men sữa, lượng men này lắng ở đáy thùng Men tái sinh có thể sử dụng đến đời thứ 8 tuỳ theo nếu men vẫn còn tốt thì ta mới xử dụng, thường tốt nhất vào đời thứ 4 hoặc 5 Phần này được phân thành 3 lớp, lớp trên cùng là cặn bẩn, lớp giữa có màu trắng sữa rất mịn, lớp dưới cùng là cặn bẩn

và tế bào men chết Để thu hồi men sữa ta thu lấy lớp ở giữa, sau đó tiến hành rửa men bằng nước lạnh đã vô trùng nhằm loại bỏ các xác tế bào men chết còn lẫn

Tiến hành rửa mẹn: nấm men sữa thu hồi được đưa vào thùng rửa (thùng có hai vỏ hình trụ có hệ thống nước lạnh ).Cho nước lạnh vô trùng có nhiệt độ từ 2-4o

C vào và

.Còn phần trên là nước đục thì gạn bỏ đi, tiến hành rửa hàng ngày đến lúc nào phần trên không còn đục nữa là được Sau đó ta cấp lạnh vào và bảo quản ở nhiệt độ 0.5-1oC Khi đem vào sử dụng thì chất lượng men phải đạt chỉ tiêu:

2.3.10 Qúa trình lên men

a Tiến hành lên men chính trong tank thân trụ đáy côn kích thước lớn

Dịch đường sau khi làm lạnh nhanh được tiếp giống nấm men, nạp không khí vô trùng 35mg/l vì độ bão hoà cần thiết của oxy trong dịch đường là 6mg/l Nấm men nạp theo tỷ lệ 1:10, mật độ tế bào là 3g/l (hay 25-30 triệu tế bào /ml)

Sữa men nạp vào theo tỷ lệ 1:100

Để quá trình lên men sơ bộ diễn ra trong 12 tiếng, dịch đường bão hoà oxy tạo điều kiện cho nấm men luôn ở trạng thái tạo sinh khối mạnh nhất trong suốt quá trình lên men

sơ bộ và quá trình lên men trong tank kích thước lớn Mặt khác sau lên men sơ bộ còn tách được một lượng đáng kể cặn mịn tránh sự tổn thất do kết lắng cùng cặn mịn trong quá trình lên men

Sau lên men sơ bộ, dịch đường đường được bơm sang tank lên men tuỳ thuộc vào số

mẻ nấu trong ngày mà có số lần bơm dịch đường vào tank, sau khi bơm vào 2/3 tank thì quá trình lên men mới bắt đầu

Nhiệt độ lên men chính là 140C thời gian 8 ngày nồng độ ban đầu của dịch đường đưa vào lên men là 10.50S đối với bia hơi, 120S đối với bia chai, pH ban đầu của quá trình lên men là 5.3-5.5

Tank lên men có ba khoang lạnh, hai khoang ở phần thân trụ khoang thứ ba ở phần đáy côn, chất tải lạnh là glycol Người ta mở các khoang lạnh không đều nhau mà mở lần lượt để tạo vùng chênh lệch nhiệt độ trong cả khối dịch lên men, do chênh lệch nhiệt độ nên tạo ra dòng đảo trộn nhẹ, các phân tử khuyếch tán qua lại trong cả khối dịch Lúc đầu

mở hết cỡ van khoang lạnh trên cùng, mở 1/3 khoang lạnh giữa

Khi nồng độ dịch đường hạ xuống 3.5% thì kết thúc quá trình lên men chính Trong suốt quá trình lên men chính phải luôn theo dõi để giữ nhiệt độ14150C Sau khoảng một ngày lên men thì mở van đường ống thu hồi CO2, giữ áp suất dư trong tanlk lên men là 0.5-0.7 at để nén khí CO2 tạo ra , áp suẩt này được giữ đến tận quá trình bão hoà CO2 và tàng trữ để không làm tràn thể tích trong tank và thùng tàng trữ

Sau lên men chính tiến hành xả xác men và thu hồi sữa men trong hai ngày Mở van khoang lạnh ở đáy để nhiệt độ của khối dịch lên men xuống 40C nấm men kết lắng, cứ sau 12h ở 40C thì xả xác men một lần Sau hai ngày xả xác men tiến hành thu hồi sữa men và đem đi xử lý, hoạt hoá sữa men để dùng cho mẻ sau

Quá trình lên men được chia thành 4 thời kỳ:

+ Thời kỳ 1: nấm men hấp phụ oxy và sinh sản (nhân giống), khi men dậy (sau

2448 giờ ) có biểu hiện như các bong bóng bám quanh thùng và trên bề mặt của dịch men, nhiệt độ tăng 0,50

C

+ Thời kỳ 2: (4872 giờ) quá trình lên men liên tục và mạnh, một lớp bọt nhạt như kem nổi trên bề mặt dịch đường Lớp bọt dềnh cao thành “cục” đầu tiên màu trắng đến cuối giai đoạn thì ngả sang màu hơi nâu Hàm lượng chất hoà tan giảm 22,5% (trung bình 0,71% ngày/đêm) Nhiệt độ tăng 11,50C

+ Thời kỳ 3: ( 72-144 giờ ) đạt được sự lên men sâu nhất kéo dài trong hai ngày đêm tiếp theo Bọt dềnh lên cao đến mức cực đại, tạo thành những màng lớn Kích thước của bọt to trông rất thô, trên mặt bọt đã bắt đầu ngả màu xám-nâu Sang đến giai đoạn

2,5  3,0 (trung bình 1,5%/ngày, đêm)còn nhiệt độ có chiều hướng tăng rất mạnh Ở giai đoạn này phải tiến hành làm lạnh cục bộ để dịch lên men hạ về nhiệt độ ban đầu

+Thời kỳ 4 : (gồm 23 ngày cuối cùng) Đến đây thì tốc độ lên men đã giảm

Lý do là hàm lượng chất hoà tan đã bị tiêu hao gần hết, mặt khác là do hạ nhiệt độ của bia non Bọt xẹp hết, trên bề mặt của bia non phủ một lớp bọt màu xám-nâu Hàm lượng chất hoà tan giảm khoảng 0,81%, t0 giảm 340C trong giai đoạn này nấm men và nhiều cặn khác dần dần được kết lắng, bia non dần trong hơn

b Quá trình xử lý men sữa

Thông thường thu được 2 lít men sữa/ hl bia Sữa men sau khi thu hồi chưa dung ngay mà phải trải qua các quá trình sau :

- Rây nấm men để tách hết tạp chẩt kích thước lớn , quá trình này có thể có hoặc không Rửa để tách xác nấm men chết

- Hoạt hoá lại để lấy được tế bào men tốt đủ tiêu chuẩn lên men ,dung để lên men mẻ sau hoặc sử dụng làm thức ăn gia súc

Sữa men dùng đến 5 hoặc 7 lần thì bỏ đi

● Cách rửa sữa men: ngâm sữa men trong nước lạnh 2oC, lượng nước bằng 2 lần lượng sữa men, sau 1h lại phải thay nước khác, nghiêng thùng rửa sữa men để loại cả nước và xác men sữa.Ta dùng loại thùng quay được

● Sát trùng khi bị tạp nhiễm mà chưa chuẩn bị kịp men giống: rửa bằng axit sulfuric1% liều lượng 0.3lít/lít đảm bảo pH không bị hạ xuống thấp hơn 2 Sau 40 phút trung hoà bằng dung dịch NaHCO3 1% liều lượng 0.45lít/ lít.Sau 15 phút rửa sữa men bằng nước lạnh vô trùng

● Bảo quản sữa men trong thùng với lớp áo nước lạnh

c Quá trình lên men phụ

Mục đích của quá trình lên 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

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

Sau khi lên men chính kết thúc ta hạ nhiệt độ khối dịch lên men xuống 0-2oC để lên men phụ Đầu tiên hạ nhiệt độ xuống 4oC để một thời gian để tách men sữa và cặn men Thời gian lên men phụ 12-14 ngày CO2 tạo ra hoà tan một phần vào bia non

● Độ hoà tan bia non phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất nồng độ cồn, thường là 2g/lít 1độ rượu hoà tan 0,1g CO2/lít Nhiệt độ càng thấp % chất đắng càng cao thì CO2càng 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 hoá học và liên kết hấp phụ với Protein (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 làm lạnh  nén

 tách dầu  làm lạnh  CO2 sạch đem vào bão hoà

Đặc điểm của giai đoạn này là diễn ra chậm, tiêu hao một lượng đường không đáng

kể, lắng trong và bão hoà CO2 áp suất trong giai đoạn này thường 0,6-0,7 kg/cm3 Mục đích chích của giai đoạn này là ủ chín bia, bia thành phẩm có hương thơm, vị dễ chịu nhờ những qúa trình hoá học và hoá lý phức tạp xẩy ra ở điều kiện nhiệt độ thấp

Cuối giai đoạn này men bia sẽ kết dần lại duới dạng bụi, các vẩn cặn và lắng xuống đáy thùng, bia ngày càng trong hơn Sản phẩm lúc này cũng chưa gọi là bia thành phẩm

mà xử lý qua các khâu như lọc trong bia, bão hoà CO2 để nâng cao độ bền của bia

Thiết bị lên men là thùng lên men hình trụ thân thiết bị được chế tạo bằng hai lớp

vỏ, trong có khoang lạnh để bơm chất tải lạnh đi vào Nhờ có chất tải lạnh này mà nhiệt

độ lên men luôn luôn được ổn định ở mức cần thiết.Thùng có cấu tạo bằng thép, vỏ dầy chịu được áp lực 3kg /cm3 Phần cuối của thùng có dạng hình côn để nấm men dễ kết lắng Toàn bộ thân của thùng được bảo ôn bằng các vật liệu cách nhiệt

2.3.11 Lọc trong bia

+ Mục đích: là làm cho bia có độ trong đúng yêu cầu chất lượng Ngoài ra lọc trong còn làm ổn định, gia tăng độ bền vững sinh học, hoá học cho bia Vì loại bỏ được hầu hết các vi sinh vật, kể cả nấm men

+ Thiết bị lọc đĩa:

- Gồm hai máy, mỗi máy 64 đĩa

- Năng suất 6m3

/h + Tiến hành: Gồm hai quá trình

- Giữ chặt bằng thuỷ lực cơ học tất cả các hạt có kích thước lớn hơn lỗ hổng của vật liệu lọc

- Hấp phụ các hạt có kích thước bé hơn thậm chí cả các hạt hoà tan dạng keo và hoà tan dạng phân tử

Quá trình lọc dùng bột trợ lọc diatomid,có 3 loại là bột tinh, bột thô, bột mịn Trong thùng phối trộn nước và điatomid được khuấy trộn thành huyền phù Sau

đó huyền phù được bơm vào máy lọc trong 30 phút huyền phù được phủ lên trên lớp lọc lớp lọc đầu tiên là bột thô, bột thường, bột mịn Lượng đất lọc cần dùng là 300g/m2 bề mặt lọc, áp lực bơm đẩy là 2kg/cm2 Giai đoạn này gọi là giai đoạn tạo màng lọc hồi lưu cho đến khi nước đạt độ trong yêu cầu Sau khi tạo màng lọc thì bắt đầu điều chỉnh mở van cho bia vào lọc, đóng van lọc nước lại Bia trong sau khi lọc thì đưa vào tank trữ để bão hoà CO2 một vài ngày sau đó mang đi đóng chai

2.3.12 Bão hoà CO 2

Mục đích: Bổ xung CO2 vào bia đến độ bão hoà

Thiết bị: thùng bão hoà CO2 có bộ phận cacbonic hoá, có áo lạnh

Nhiệt độ của bia trong thùng 1oC, áp suất 1,8 at

Tiến hành: Mở van nạp CO2 vào thùng truớc khi đưa bia vào (mục đích không bị oxy hoá ) sau đó lại tiếp tục nạp vào thùng cùng với bia qua bộ phận cacbonic hoá Kiểm tra bằng cách mở van kiểm tra độ tạo bọt

2.3.13 Chiết bock

Trong chiết bock thì bia không cần phải bổ xung CO2 mà phải đảm bảo ba yêu cầu: + Rót đầy thể tích thùng bock

Chai đem chiết phải đủ tiêu chuẩn : Vệ sinh sạch sẽ Bia đem chiết chai cũng được được sản xuất khác so với bia hơi

Máy chiết làm việc theo nguyên tắc đẳng áp có ưu điểm:

- Hạn chế được bia tiếp xúc với không khí

- Bia không bị trào bọt, ít tổn hao CO2

- Chiết rót nhanh đúng định mức

- Tự động hoá hoàn toàn

Hình 2: Sơ đồ chiết chai và chiết bock

Bia sau khi đã

bão hoà CO2

Xuất xưởng

Chai phải được sản xuất từ loại thuỷ tinh trong suốt màu nâu sẫm , hoặc màu xanh

để tránh tác động của phản ứng quang hoá gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm Mục đích rửa chai: Diệt hết vi khuẩn, cặn bẩn, kiểm tra chất lượng chai, trước khi đưa vào chiết

Khi rửa chai đi qua các bộ phận của hệ thống máy rửa : Kiểm tra chất lượng chai, rửa lần lượt ở nhiệt độ 35o

và chai tiếp tục quay khi qua hết một vòng thì quá trình chiết bia vào chai kết thúc Giống như máy chiết, máy dập nút chuyển dịch theo một hướng theo khuôn dập và dập từng nút vào miệng chai Đúng vào thời điểm đó thì pít tông lên xuống đóng chặt vào chai

Sau khi trung hoà thì làm nguội chai đến nhiệt độ thường và được xì khô bằng khí nén và tiến hành hoàn thiện sản phẩm

2.3.16 Dán nhãn và xếp két

Trước khi dán nhãn phải xì khô và lau sạch chai

Nhãn phải đạt tiêu chuẩn: Ghi tên nhà máy bia sản xuất, đăng kí chất lượng, ngày, tháng sản xuất, thời hạn sử dụng do nhà nước cấp Đặc biệt hình thức nhãn phải được trang trí đẹp, bắt mắt

Chai sau khi dán nhãn được xếp vào két và xuất xưỡng và đưa đến nơi tiêu thụ Yêu cầu nơi bảo quản bia: Kho đảm bảo thoáng, sạch, thông gió và chiếu sáng tốt Không làm ảnh hưởng đến chất lượng bia trong suốt quá trình bảo quản

Tổn thất tính theo % của từng công đoạn sản xuất là:

Bảng 5: Tổn thất của từng công đoạn

1,75% so với chất khô 7% so với thể tích trước nấu hoa 1% so với chất khô

4% so với thể tích bia 1%

0,5%

1%

3%

3.1 Tính cho 100 lít bia hơi

3.1.1 Tính lượng bia và dịch đường qua các giai đoạn

+ Quá trình chiết bock tổn thất 1%

Lượng bia đã bão hoà CO2 là:

101,01( )

01,01

100

l





+ Thể tích bia trước bão hoà CO2 là:

101,51( )

005,01

01,101

51,101

543,102

81,106

89,107

898,8

Mx0,995x0,93x0,7 = 0,647M (kg)

Lƣợng gạo cần dùng là: M

7,0

3,0

M

7,0

3,0

14,9

 (kg) Lƣợng gạo cần dùng là:

M 4,167

7,0

3,0

 (kg) Vậy lƣợng malt cần dùng là 9,723(kg)

 Lƣợng bã khô của 100 kg nguyên liệu là:

Tổng khô gạo và malt - Tổng chiết gạo và malt

3.1.5 Tính lượng nước dùng trong quá trình nấu và rửa bã

+Quá trình hồ hoá tỷ lệ (bột gạo + 10% malt lót):nước=1:5

Lượng nước cho vào nồi hồ hoá:

81,93x0,96= 78,65(kg)

+ Lượng nước trong dịch sau khi đun hoa là:

111,23x0,9 = 100,1 (l)

+ Lượng nước trong dịch trước khi đun hoa (nước bay hơi 7% so với tổng lượng dịch trước khi đun hoa) là:

100,1 + 111,23x0,07 = 107,88 (l)

+Lượng nước trong dịch trước khi lọc là:

0,96x[(22,8+0,61)x0,95+46,3+0,648]= 66,42(l)

+ Tính lượng nước rửa (Vnước rửa bã )bã:

Vnước trước lọc + Vnước rửa bã = Vnước trong bã + Vnước trong dịch đun hoa

Vnước rửa bã =Vnước trong bã + Vnước trong dịch đun hoa - Vnước trước lọc

= 13,68 + 107,88 – 66,42 = 55,14(l)

3.1.6 Tính các nguyên lịêu khác

Lượng hoa houblong (1,4g/l bia hơi) 1,4x100 = 140 g = 0,14 kg

Ta dùng 25% cao hoa, 75%hoa viên, vì 1 kg cao hoa tương đương với 6 kg cánh hoa và 1kg hoa viên tương với 1,4 kg cánh hoa

lượng cao hoa : 0 , 0058 ( )

6

14 , 0

% 25

kg x



lượng hoa viên : 0,075( )

4,1

14.0

%75

5 , 3

1 ,

2 

+ Lượng chế phẩm enzyme Fugamyl = 0.08% nguyên liệu thay thế:

0.08%x3,5x1000 = 2,8 (g)