Đặt vấn đề Qua một số tài liệu nghiên cứu và lịch sử phát triển của ngành sản xuất bia, người ta cho rằng cách đây hàng nghìn năm những người thổ dân ở vùng Trung Cận Đông hay những người thổ dân Ai Cập đã biết chế biến một loại nước uống dưới hình thức rất thô sơ và đơn giản, loại nước uống này chính là nguồn gốc ban đầu của một loại nước giải khát mà hiện nay rất nhiều người ưa chuộng và người ta vẫn thường gọi là “bia”. Bia được chế biến từ hai loại nguyên liệu chính là Malt và hoa Hublon. Bia là loại đồ uống có nhiều bọt mịn, có vị đắng dễ chịu và nồng độ cồn thấp. Hàm lượng các chất hoà tan trong Bia không nhiều chỉ khoảng 5 - 10% tuỳ theo loại Bia, nhưng hầu hết các chất hoà tan này khi vào trong cơ thể thì đều được cơ thể con người hấp thụ rất tốt và Bia cũng cung cấp nhiệt lượng tương đối lớn.
Ngoài ra Bia còn chứa một lượng nhỏ các chất kích thích, làm tăng cường sự tiêu hoá thức ăn của dạ dầy. Trong Bia cũng chứa nhiều loại Vitamin khác nhau (tuy hàm lượng các Vitamin này không nhiều) tiêu biểu như VitaminB1, VitaminB2, VitaminB6 và các Vitamin khác.2 Lập luận kinh tế kinh tế kỹ thuật và phân tích thị trường Công nghệ sản xuất bia du nhập vào Việt Nam là khá muộn so với các nước trên thế giới, nhưng với sự phát triển của nền kinh tế của thời kỳ mở cửa, ngành bia dưới sự chỉ đạo của Đảng và Nhà nước đã được chú ý phát triển mạnh trong những năm gần đây cụ thể là: năm 1990 là 100 triệu lít. 1997 là 670 triệu lít, đến nay bình quân đầu người khoảng 20 lít/người/năm. Cho đến nay, ngoài các nhà máy bia lớn như nhà máy bia Hà nội, nhà máy bia Sài gòn với tổng công suất hàng triệu lít/năm, bên cạnh đó cũng đã xuất hiện nhiều nhà máy sản xuất bia ở hầu hết các tỉnh và thành phố trên cả nước.
Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng với hàm lượng CO2 khá cao, giúp con người giải khát một cách triệt để khi uống, với hương thơm đặc trưng, vị đắng hài hoà, lớp bọt trắng mịn đã tạo nên tính chất cảm quan rất hấp dẫn với con người. Bia là loại sản phẩm thực phẩm bằng cách lên men dịch đường ở nhiệt độ thấp được chế biến từ malt đại mạch, gạo, hoa houblon và nước. Ngoài hai sản phẩm bậc nhất này còn vô số các hợp chất khác tuy ở vai trò và mức độ khác nhau chúng đều tham gia vào việc định 11 Sinh viên thực hiện : Lê Văn Tuấn Giáo viên hướng dẫn : Lê Thị Diệu Hương Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 36 triệu lít/năm hình hương vị của nhiều chỉ tiêu chất lượng khác của bia thành phẩm, ở tỉ lệ cân đối chúng tạo cho bia có tính chất độc đáo mà không hề thấy ở bất kỳ sản phẩm nào khác. Để phù hợp với túi tiền mà GDP đầu người ở nước ta còn thấp, vì thế việc ra đời các xưởng sản xuất bia cỡ vừa và nhỏ có công nghệ hiện đại và chi phí đầu tư ít, vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt đang là vấn đề rất cần thiết, phù hợp với nhu cầu về bia ngày càng tăng.
Từ những cơ sở trên mà em đã được giao nhiệm vụ thực hiện đề tài đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế phân xưởng sản xuất bia với năng suất30 triệu lít/năm 1.3 Xác định năng suất và cơ cấu sản phẩm của nhà máy Do nước ta nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, ở miền Trung khí hậu có 2 mùa rõ rệt vì vậy mà nhu cầu tiêu thụ bia các mùa cũng khác nhau. Mùa hè do thời tiết nóng nực nên nhu cầu sử dụng bia cao, trong khi mùa đông do thời tiết lạnh nhu cầu về bia giảm. Do đó nhà máy phải có kế hoạch sản xuất một cách hợp lý để lượng bia sản xuất ra tiêu thụ hết tránh lãng phí. Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy: Quý I II III IV Cả năm Phần trăm 20% 30% 30% 20% 100% Tổng năng suất (triệu lít) 6 9 9 6 30 Một năm nhà máy sản xuất 300 ngày, trung bình mỗi tháng sản xuất 25 ngày, những ngày còn lại để duy tu, bảo dưỡng máy móc thiết bị.
Năng suất lớn nhất một quý là: 9 triệu lít. Năng suất lớn nhất một ngày: 9. Mỗi ngày nấu 6 mẻ, năng suất một mẻ là: 120. 12 Sinh viên thực hiện : Lê Văn Tuấn Giáo viên hướng dẫn : Lê Thị Diệu Hương Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 36 triệu lít/năm CHƯƠNG 2 : NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 2.1 Malt đại mạch Malt đại mạch là nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia.
Khoảng 1/3 đại mạch trên thế giới được trồng để sản xuất bia. Đại mạch thường được gieo trồngvào mùa đông hay mùa xuân, được trồng nhiều ở Đức, Đan Mạch, Pháp … Hạt đại mạch trải qua quá trình ngâm, ươm mầm sẽ trở thành hạt malt tươi, hạt malt tươi lại tiếp tục qua quá trình sấy, tách rễ và đánh bóng sẽ trở thành hạt malt khô tiêu chuẩn có thể bảo quản dài ngày trong điều kiện khô, mát và được sử dụng để sản xuất bia. Trong quá trình xử lí hạt đại mạch để trở thành hạt malt hoàn thiện hệ enzyme trong hạt đã được hoạt hóa và tăng cường hoạt lực, đặc biệt là hệ enzyme thủy phân thực hiện quá trình chuyển hóa các chấtcao phân tử để tạo ra chất chiết của dịch đường. [1] Hiện nay, các cơ sở sản xuất bia ở nước ta thường sử dụng loại malt có nguồn gốc chủ yếu từ Úc hoặc một số nước châu Âu như: Đức, Đan Mạch.Malt dùng trong sản xuất bia cần đảm bảo một số yêu cầu: * Chỉ tiêu cảm quan: - Màu sắc: hạt malt vàng có màu vàng rơm, sáng óng ánh.
- Mùi vị: mùi vị đặc trưng cho malt vàng là vị ngọt nhẹ hay ngọt dịu, có hương thơm đặc trưng, không được có mùi vị lạ. - Độ sạch của malt cho phép là 0,5% hạt gãy vỡ, 1% các tạp chất khác. * Chỉ số cơ học: - Trọng lượng khô tuyệt đối: 37-40g/1000hạt - Dung trọng: 680-750g/l - Độ ẩm: 4-5% - Hàm lượng chất chiết: 80-85% chất khô * Thành phần chính: 13 Sinh viên thực hiện : Lê Văn Tuấn Giáo viên hướng dẫn : Lê Thị Diệu Hương Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 36 triệu lít/năm Bảng 2.1: Bảng các thành phần chính có trong malt STT Thành phần hoá học của malt % chất khô 1 Tinh bột 58-65 2 Đường khử 4 3 Chất khoáng 2,5 4 Cellulose 6 5 Các chất chứa nitơ 10 6 Chất béo 2,5 2.2 Gạo Các chỉ tiêu kỹ thuật của gạo: - Đồng nhất về kích thước - Màu sắc trắng đồng nhất, không có hạt bị mốc, mối, mọt, mùi hôi - Tạp chất không quá 2%. - Độ ẩm từ 12-14% - Độ hoà tan 75-85% Thành phần chính của gạo: Bảng 2.1: Bảng các thành phần chính trong gạo: STT Thành phần % chất khô 1 Tinh bột 75 2 Protein 6-8 3 Chất béo 1-1,5 14 Sinh viên thực hiện : Lê Văn Tuấn Giáo viên hướng dẫn : Lê Thị Diệu Hương Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 36 triệu lít/năm 4 Cellulose 0,5-0,8 5 Chất khoáng 1-1,2 2.3 Hoa houblon Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản có tầm quan trọng thứ hai sau malt, nó không thể thiếu trong sản xuất bia, hiện chưa có nguyên liệu nào có thể thay thế được.
Hoa houblon góp phần quan trọng tạo ra mùi vị đặc trưng và tăng độ bền sinh học của bia. Nó tạo cho bia vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng, làm tăngkhả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của bia. Các hợp chất có giá trị trong hoa phải kể đến chất đắng, polyphenol và tinh dầu thơm ngoài ra còn một số hợp phần khác nhưng không mang nhiều ý nghĩa trong công nghệ sản xuất bia. Trong công nghệ sản xuất bia, người ta chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn.
Trong cánh hoa và nhị hoa có chứa các hạt lupulin là nguồn gốc chính tạo ra chất đắng và tinh dầu thơm của hoa houblon. Hoa houblon được nhà máy sử dụng dưới 2 dạng: hoa viên và cao hoa. - Hoa viên: hoa houblon sau khi xử lý sơ bộ, được nghiền và ép thành các viên nhỏ, xếp vào các túi polyetylen hàn kín miệng để tiện cho việc bảo quản cũng như vận chuyển. - Cao hoa: trích ly các tinh chất trong hoa bằng các dung môi hữu cơ (toluen, benzen.
), sau đó cô đặc để thu lấy chế phẩm ở dạng cao.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật của hoa a. Tiêu chuẩn đối với cao hoa - Chỉ tiêu cảm quan: Cao hoa có dạng keo, màu vàng hổ phách. mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi. Vị đắng rõ rệt.
15 Sinh viên thực hiện : Lê Văn Tuấn Giáo viên hướng dẫn : Lê Thị Diệu Hương Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 36 triệu lít/năm - Chỉ tiêu hóa học: Hàm lượng α- axit đắng: 30%. Tan hết và có thể tạo kết tủa lắng nhanh khi đun sôi với nước. Hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu. Hoa cao đóng trong các hộp kín, chắc chắn dễ mở, bao bì không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Bảo quản hoa cao trong kho lạnh ở nhiệt độ 5- 10 o C. Tiêu chuẩn đối với hoa viên - Chỉ tiêu cảm quan: Hoa viên có màu xanh lá mạ. Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi, vị đắng dịu. Hình dạng: viên đùn, không vỡ vụn.
- Chỉ tiêu hóa học: Loại viên có hàm lượng α- axit đắng 8%. Có khả năng tạo kết tủa lắng nhanh khi đun sôi với nước nha, làm trong nước nha, tạo mùi hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu. Hoa viên được đóng bao bì bền chắc, dễ mở, bao bì không làm ảnh hưởng đến chất lượng hoa.2Thành phần hóa học của hoa Bảng 2.1: Thành phần hóa học của hoa: STT Thành phần % chất khô 1 Độ ẩm 10-11 2 Chất đắng 15-21 3 Polyphenol 2-5 16 Sinh viên thực hiện : Lê Văn Tuấn Giáo viên hướng dẫn : Lê Thị Diệu Hương Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 36 triệu lít/năm 4 Tinh dầu thơm 0,5-1,5 5 Cellulose 12-14 6 Chất khoáng 5-8 7 Protein 15-17 8 Các hợp chất khác 26-28 2.