Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
MỞ ĐẦU
Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, có mùi thơm đặc trưng và vị đắng dịu
của hoa houblon. Ngoài khả năng làm thỏa mãn nhu cầu giải khát, bia còn cung cấp
một lượng lớn năng lượng cho cơ thể con người.
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là: malt đại mạch, hoa houblon và
nước. Ngoài ra để làm tăng hiệu quả kinh tế và để đáp ứng nhu cầu và thị hiếu của
người tiêu dùng, các nhà máy còn sử dụng thêm một số nguyên liệu khác để thay thế
một phần malt đại mạch như: đại mạch chưa nẩy mầm, gạo, ngô đã tách phôi, malt
thóc... để sản xuất bia. Bia được sản xuất với nhiều phương pháp và với nhiều loại
nguyên liệu thay thế khác nhau nên có nhiều loại bia và mỗi loại bia cũng có các chỉ
tiêu chất lượng khác nhau, được đặc trưng bởi mùi, vị, màu sắc, độ rượu khác nhau.
Ở nước ta do có khí hậu nhiệt đới nên nhu cầu giải khát càng nhiều. Hơn nữa
do chính sách mở cửa của nhà nước ta nên các thương hiệu bia nước ngoài tràn vào
thị trường nước ta với chất lượng tốt và kỹ thuật quảng cáo tinh vi, nhưng các thương
hiệu bia nước ngoài với giá cả khá cao nên chỉ đáp ứng phần nào cho tầng lớp có thu
nhập khá, vì vậy để cạnh tranh thị trường đòi hỏi bia trong nước cần phải có chất
lượng cao và giá thành sản phẩm ổn định.
Hiện nay ở nước ta có nhiều nhà máy bia, với sản phẩm đạt chất lượng cao
chiếm lĩnh được thị trường trong và ngoài nước, như nhà máy bia Sài Gòn, Huda,...
Sản phẩm của các nhà máy bia này mang lại một khoảng lợi nhuận tương đối lớn góp
phần vào sự phát triển kinh tế đất nước. Với những nguồn lợi do bia mang lại thì
việc xây dựng thêm một nhà máy bia có chất lượng tốt để nhằm đáp ứng nhu cầu
người tiêu dùng và góp phầp vào nền kinh tế đất nước là một yêu cầu thiết thực .
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 1
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
CHƯƠNG 1
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
Qua tìm hiểu về vị trí địa lý, khí hậu, hệ thống giao thông vận tải và các điều
kiện khác, tôi quyết định chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia tại khu công nghiệp

nguyên liệu sẵn có ở địa phương cũng như việc hạ giá thành sản phẩm. Nguồn cung
cấp gạo là từ các công ty lương thực hoặc có thể mua của nhân dân địa phương.
1.3. Thị trường tiêu thụ
Do khí hậu nước ta nên nhu cầu về giải khát tăng mạnh, hơn nữa các nước
trong khu vực Đông Nam Á như: Malaisia, Indonesia, ...đều có khí hậu tương đối
giống nước ta nên nhu cầu về giải khát rất lớn, chính vì thế sản phẩm của nhà máy có
thể đáp ứng nhu cầu của người dân trong tỉnh, ngoài tỉnh và có thể xuất khẩu sang các
nước lân cận.
1.4. Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp
riêng. Ngoài ra, để đảm bảo cho quá trình sản xuất được liên tục, nhà máy còn trang
bị máy phát điện dự phòng.
1.5. Nguồn cung cấp hơi
Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng lấy từ lò hơi riêng của nhà máy.
Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu F.O được mua từ các trạm xăng dầu trong tỉnh, nhà
máy có kho chứa để đảm bảo sản xuất.
1.6. Nguồn cung cấp nước
Nước là nguyên liệu không thể thiếu trong quá trình sản xuất bia: Nước được
sử dụng để nấu bia, cung cấp cho lò hơi, dùng để vệ sinh nhà máy, sinh hoạt... Nhà
máy lấy nước chủ yếu từ nhà máy nước của thành phố. Ngoài ra trong nhà máy còn
có giếng bơm để phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt. Tuy nhiên để đưa nước vào sản
xuất thì nước được xử lý qua hệ thống xử lý riêng của nhà máy.
1.7. Thoát nước
Phần lớn nước thải của nhà máy đều chứa các chất hữu cơ là môi trường phát
triển của vi sinh vật, khi thải ra ngoài sẽ gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái.
Vì vậy, nước từ các phân xưởng chảy ra được cho qua hệ thống xử lý nước thải của
nhà máy trước khi thải ra ngoài.
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia

nhà máy sử dụng một số chế phẩm enzime.
2.1. Malt đại mạch
2.1.1. Vai trò cuả malt đại mạch
Malt đại mạch vừa là nguyên liệu chính vừa
là tác nhân đường hóa để sản xuất các loại bia.
Trong malt đại mạch có hệ enzyme cân đối thích
hợp cho công nghệ sản xuất bia: hệ enzyme thủy
phân tinh bột, thủy phân protein. Các hợp chất
gluxit và protein cao phân tử trong nội nhũ của hạt
dưới tác dụng của các hệ enzyme tương ứng sẽ bị
phân cách tạo thành các sản phẩm có phân tử nhỏ hoà tan vào nước để thành chất
chiết của dịch đường.
Malt đại mạch dùng để sản xuất bia ở nước ta thường được nhập khẩu. Sau
khi malt được vận chuyển về nhà máy được bảo quản trong các silo cung cấp cho 3-
4 tuần sản xuất.
2.1.2. Thành phần hóa học của malt đại mạch
Thành phần hóa học của malt bao gồm: Tinh bột, đường khử, sacaroza,
pentozan, xenluloza, chất chứa nitơ, chất béo, chất khoáng. Ngoài ra khác với các loại
nguyên liệu khác và lí do malt được chọn làm nguyên liệu chính cho quá trình sản
xuất bia là trong malt chứa hệ enzime đầy đủ. [11-tr 7]
2.1.3. Các yêu cầu chất lượng của malt khi nhập
+ Màu hạt malt vàng sáng đều.
+ Mùi thơm đặc trưng.
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 5
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
+ Vị ngọt nhẹ.
+ Hình dáng to, tròn, đều.
+ Tạp chất < 0,1%.
+ Hạt gãy <0,5%.

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
2.3.2. Nguồn thu nhận và bảo quản
Hoa houblon được trồng nhiều ở vùng Trung Âu và Bắc Mỹ còn ở nước ta do
điều kiện khí hậu không trồng được hoa houblon nên phải nhập khẩu.
Hoa houblon được bảo quản trong túi polyetylen hàn kín miệng hoặc cho vào
thùng kim loại để đưa đi bảo quản, nơi bảo quản cần bảo đảm khô ráo, không có ánh
sáng mặt trời, hàm ẩm tối đa 13%, nhiệt độ bảo quản tốt nhất 0,5-2
o
C.
2.3.3. Thành phần hóa học của hoa houblon [3-tr 33]
Hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau nhưng các chất có giá trị trong công
nghệ sản xuất bia là nhựa hoa, tanin và tinh dầu, ngoài ra trong hoa còn có chứa các
chất khác như: protein, sáp, các hợp chất protein.
c Nhựa hoa:
Nhựa hoa là thành phần quan trọng của hoa houblon. Bao gồm nhựa cứng và
nhựa mềm. Nhựa mềm gồm có
axit−
α
đắng,
−
β
axit đắng, -axit đắng,-axit
đắng. Các chất đắng có tác dụng tạo vị, mùi cho bia mà còn có tác dụng sát trùng ức
chế sự phát triển của vi sinh vật.
c Các tanin:
Tanin là các polyphenol thuộc nhiều nhóm khác nhau như flavanon,
catechin… trong quá trình nấu bia các chất này liên kết với protein của malt. Do đó
hàm lượng polyphenol ở trong bia chủ yếu là của malt và chỉ khoảng 10-20% là
polyphenol của hoa houblon. Các hợp chất tanin dễ bị oxi hóa do đó nó có tác dụng
bảo vệ các axit đắng khỏi bị oxi hóa mặt khác tanin tham gia tạo vị cho bia.

, Mn
2+
, Al
3+
. Còn nhóm anion chủ yếu là OH
-
, CO
3
-
, Cl
-
,
SO
4
2-
, NO
3
-
, NO
2
-
, SiO
2
3
-
, PO
4
3-
... Các muối của canxi và magiê là những hợp chất
gây ra độ cứng của nước. [3-tr 43]

2.6. Các chất hỗ trở kỹ thuật
Nhóm các chất phụ gia được sử dụng dưới dạng nguyên liệu phụ nhằm giúp
điều chỉnh các thông số kỹ thuật cần thiết mà trong quá trình sản xuất chưa đạt tới, ta
có các phụ gia chủ yếu sau:
2.6.1. Hóa chất
2 Nhóm các phụ gia xử lý nước: than hoạt tính, hạt nhựa…
2 Axit lactic: để điều chỉnh pH trong quá trình nấu.
2 Phụ gia để vệ sinh thiết bị: dung dịch CIP.
đ Chất trợ lọc: Diatomit.
2.6.2. Chế phẩm enzyme
2 Termamyl (Amylaza của hãng NOVO Đan Mạch) [2-tr 110]
+ Tác dụng: Tăng hiệu suất thủy phân cung cấp hệ enzyme amylaza.
+ Tỷ lệ: 35ml/100 kg bột gạo.
+ t
0C
0pt
= 90
0
C.
+ Nguồn phân lập: Bacillus lichensiom.
+ pH
opt
= 6.
= Ceremix: ( hỗn hợp của alpha-amylase, glucanase and protease) [19]
+ Tác dụng: Tăng hiệu suất đường hóa.
+ Tỷ lệ: 13ml/ 1kg bột malt.
+ t
0C
0pt
= 55

Nuôi cấy
Xử lý
Bã men
Chiết rót và đóng nắp
Thanh trùng
Ổn định bia
Lọc trong
Lên men phụ và tàng trữ
bia non
Xử lý
Lên men chính
CO
2
Nước nóng 78
0
C
Bã
Lọc dịch đường và rữa bã
Làm lạnh
O
2
, Maturex
Đường hóa
Bột gạo
Hồ hóa và đun sôi
Làm sạch
Gạo
Đạm hóa
Bột malt
Nghiền

∗ Cấu tạo của máy nghiền malt:
1. Trục cánh khế đẩy malt.
2. Cặp rulo thứ nhất.
3. Sàng.
4. Cặp rulo thứ hai.
Nguyên lý làm việc: Malt sau khi qua cặp trục nghiền rulo thứ nhất cấu trúc
hạt bị phá vở, bột nghiền được đổ xuống sàng. Lọt qua lỗ sàng là bột và tấm bé. Hai
pha này được thu gom vào bunke chứa tạm, còn vỏ và tấm lớn nằm lại trên sàng được
đổ vào cặp rulo thứ hai để nghiền lại một lần nữa.
3.2.2.2. Nghiền gạo
3 Mục đích:
Nhằm đưa nguyên liệu ở dạng hạt về dạng bột để dễ dàng thấm nước, tạo điều
kiện thuận lợi cho các công đoạn chế biến sau này.
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 11
Hình 3.1. Máy nghiền trục
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
Thực hiện: [ 3-tr
239]
Nguyên liệu sau khi làm sạch được đem đi nghiền mịn bằng máy nghiền trục
∗ Cấu tạo của máy nghiền trục:
1. Bu long.
2. Lưỡi dao (búa).
3. Đĩa.
4.Trục roto.
5. Sàng dạng hình trụ khuyết.
Nguyên tắc lý làm việc: Nguyên liệu vật liệu cần nghiền được đổ vào máy
qua phễu nạp liệu. Tại đây nguyên liệu được nghiền nát nhờ các lưỡi dao(búa) số 2.
Các búa số 2 được gắn trên các đĩa số 3, các đĩa này gắn liền với roto số 1. Khi roto
quay làm cho đĩa số 3 quay theo và búa số 2 quay. Khi búa quay nó sẽ chém hạt

C trong 25 phút và giữ 30 phút. Sau đó nâng nhiệt
đến sôi trong 15 phút và giữ 20 phút, sau đó bơm hội cháo trong 15 phút.
* Nồi malt:
Khởi động sau nồi gạo 85 phút. Bột malt còn lại của mẻ nấu vào nồi phối trộn
với nước ở nhiệt độ 45
o
C, dùng axit lactic để điều chỉnh pH = 5,6-5,8 và bổ sung
enzyme Ceremix (
−
α
amylaza,
−
α
glucanaza, proteaza ) giữ ở nhiệt độ này trong 10
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 13
85
135
200
Sơ đồ nâng và giữ nhiệt của nồi malt và gạo
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
phút. Tiếp theo, nâng nhiệt độ khối nấu lên 52
o
C trong 10 phút, giữ ở nhiệt độ này 15
phút rồi tiến hành hội cháo trong 15 phút. Bật cánh khuấy ở chế độ nhanh nhất, bơm
dịch cháo từ nồi gạo sang nồi malt. Sau khi hội cháo, nhiệt độ của khối dịch đạt
khoảng 65
o
C, giữ nhiệt độ này trong 25 phút rồi nâng lên 75
o

Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 14
Hình 3.3. Cấu tạo của nồi nấu nguyên
liệu
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
Tiến hành lọc dịch đường:
Quá trình lọc dịch đường có thể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau. Trong nhà
máy tiến hành lọc bằng thiết bị thùng lọc đáy bằng .
∗ Cấu tạo của thùng lọc đáy bằng:
1. Động cơ.
2. Ống xã bã.
3. Cửa cấp dịch cháo.
4, 7. Đường ống CIP.
5. Cánh khuấy (dao đảo bã).
6. Đường nước rửa bã.
8. Ống thoát hơi.
9. Đường dịch hồi lưu.
10. Bình trung gian.
11.Đường dịch cháo đi.
12. Bơm dịch .
13. Lưới lọc.
14. Bộ truyền động.
15. Ống thu dịch trong.
Nguyên lý hoạt động của thùng lọc bã malt:
Dịch cháo từ nồi nấu được bơm vào thùng lọc qua cửa cấp dịch cháo (3). Dịch
sau khi lọc sẽ theo đường ống (15) về bình trung gian (10), sau đó được bơm hồi lưu
về thùng lọc theo đường hồi lưu (9). Khi quan sát thấy dịch lọc trong đạt yêu cầu thì
đóng van đường hồi lưu (9). Mở van đường ống (11) để bơm dịch trong đi houblon
hoá. Quá trình lọc trong được thực hiện nhờ lưới lọc (13) và lớp bã malt làm chất trợ
lọc, bã malt được giữ lại trên bề mặt lưới còn dịch trong thấm qua bề mặt lưới lọc và

dinh dưỡng còn sót lại.
Ngừng quá trình rửa khi độ đường trong nước rửa bã còn 1-1,5%.
3.2.5. Houblon hóa
3 Mục đích:
Mục đích của quá trình này là để truyền cho bia mùi và vị của hoa houblon, ổn
định thành phần dịch đường và làm cho dịch đường có nồng độ thích hợp theo yêu
cầu, làm keo tụ protein, vô hoạt các enzime và thanh trùng dịch đường.
c Tiến hành houblon hóa: [9-tr 79]
Thiết bị houblon hóa là thiết bị được chế từ thép không rỉ bên trong có buồng
trao đổi nhiệt.
∗Cấu tạo nuồi huoblon hóa:
1. Ống thoát hơi.
2. Cửa nạp liệu.
3. Cửa quan sát.
4. Buồng trao đổi nhiệt.
5. Ống thoát dịch.
6. Ống thoát nước ngưng.
+ Kỹ thuật đun sôi:
Lượng hoa cần dùng và phương
pháp nạp:
Lượng hoa cần dùng: 2g/1 dịch đường.
Lượng hoa này phụ thuộc vào yêu cầu mức độ đắng của từng loại bia, chất
lượng của hoa, thành phần hoá học của nước và nhiều yếu tố khác. Hoa houblon
được nạp vào nồi nấu theo phương pháp nạp 3 lần, loại thường là dùng hoa viên và
bổ sung cao hoa để giảm thời gian houblon hoá.
Tiến hành: Dịch đường và nước rửa bã từ thiết bị lọc chuyển thẳng vào nồi
houblon hóa. Khi dịch đường vào nồi thì bắt đầu cung cấp nhiệt để nhiệt độ dịch
đường luôn giữ ở 75
o
C. Khi nước rửa bã chảy vào nồi gần kết thúc thì bắt đầu nâng

∗ Cấu tạo của thùng lứng whirlpool:
1. Mức dịch đường.
2. Đèn tín hiệu.
3. Cửa vệ sinh .
4. Nhiệt kế.
5. Ống thủy báo mức.
6. Cửa quan sát.
7. Đường ống dịch đường vào.
8. Ống thoát hơi.
9. Van tháo dịch đường.
10. Van xả cặn.
11. Nước vệ sinh.
12. Độ nghiêng của đáy.
1 Nguyên lý làm viêc:
Thiết bị làm lạnh whirlpool là một thùng được làm bằng thép không rỉ, đáy
thùng có độ nghiêng 8-10% so với phương ngang. Ở độ cao 1/4 thân thùng là đường
ống để bơm dịch đường vào thùng. Theo hướng đi của đường ống từ bơm, khi cách
thùng khoảng 0,4- 0,5 m đường ống đột ngột thắt lại, vận tốc dòng chảy tăng mạnh.
Dòng chảy với vận tốc lớn tạo nên chuyển động xoáy của khối dịch trong thùng. Các
Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 17
Hình 3.5. Thiết bị lắng whirlpool
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia
hạt lơ lửng chịu tác động của lực hướng tâm. Kết quả cặn lắng bị hút vào tâm thùng
và lắng xuống đáy ,còn dịch đường trong thông qua đường ống cao hơn đáy ta thu
được chúng.
3.2.7. Làm lạnh
. Mục đích: [ 3-tr 371]
+ Hạ nhiệt độ của dịch đường đến nhiệt
độ lên men.

Lê Thị Ninh - Lớp 07H2LT GVHD: Ths. Phan Thị Bích Ngọc
Trang 18
Hình 3.6. Thiết bị làm lạnh