Chương 2: TỔNG QUAN QUY TRÌNH SẢN
XUẤT BIA
Bia dược sản xuất từ những nguyên liệu là Malt Đại Mạch,
hoa Houblon và nước. Ngoài ra có thể thay thế Malt Đại Mạch
bằng nguyên liệu phụ như bột mì, gạo ngô hay MALT chưa nảy
mầm. tuy vậy cho đến nay bia trên thế giới được sản xuất chủ yếu
với công thức cổ điển
BIA = MALT ĐẠI MẠCH +HOA HOUBLON +NƯỚC
Ở các cơ
sở sản xuất bia lớn trong nước ta hầu hết các
nguyên liệu được nhập từ nước ngoài chủ yếu là MALT ĐẠI
MẠCH và hoa HUOBLON
Chương này giới thiệu tổng thể về qui trình công nghệ sản
xuất bia của nhà máy, cũng như các nguyên lý hoạt động của từng
thiết bị máy móc. Trên cơ sở công nghệ, bố trí thiết bị và nguyên
lý ho
ạt động sẽ thực hiện việc thiết kế chương trình cho hệ thống
máy bốc gắp bia
I.2.1 Tổng quan
Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia:
Nghiền thô Nghiền thô
Nguyên
li
ệu Gạo
Nguyên
li
ệu Malt
Sàn rung Sàn rung
Hút bụi
Thải ra ngoài
Nghiền tinh

Nghiền tinh
Thùng chứa
Bơm đẩy
Nước phối trộn

Nấu malt
Nấu gạo
Khuấy trộn
và lọc bả
Chứa hèm
B
ả hèm
Nước nha
Chứa trung
gian
Hoa ,Houblon,
màu
Ủ men
Dịch nha
Glycol lạnh
-
40
0
C
Cấy men
Hơi nóng
Lọc thô
Lọc tinh
Phối trộn
nước Del

Nước
Del
CO
2
Nư
ớc lọc tinh
Hương vị
Bơm bia
lọc cặn
Soi đèn 2
Dán nhãn
In Date
Rửa chai
Hình I.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động thiết bị nhà nghiền
I.2.2 Nhà nghiền
Nhà nghiền thực hiện hai công đoạn nghiền gạo và malt, nó
bao g
ồm hai tank lớn dự trữ nguyên liệu và hai vít tải đứng
.Nghiền gạo là dùng nghiền búa đập nát gạo. Nghiền malt thì dùng
Lulo v
ới kích cở có thể chỉnh được để điều chỉnh độ mịn của malt
ở đầu ra. Gạo cũng như malt ban đầu được duy chuyển nhờ hai vít
tải đứng đưa đến thiết bị sàn tạp chất . Sau đó tiếp tục duy chuyển
bằng vít tải đưa lên cao và cho vào thiết bị nghiền. Sau khi đã được
nghiền đạt tiêu chuẩn thì được duy chuyển đến thùng chứa bằng
gầu tải .Ở đó chờ lệnh để duy chuyển qua khu vực nấu
Sơ đồ thiết bị nhà nghiền:
Hình I.3: Sơ đồ nguyên lý hoạt động thiết bị nhà nghiền
Bên trong mỗi tank đều có hai cảm biến để báo mức nguyên
li

ệu (mức cao nhất và thấp nhất ). Máy nghiền gạo gồm có một
động cơ xoay chiều công suất 11kw (trạng thái hoạt động của
động cơ được giám sát bằng một cảm biến S1).Máy nghiền malt
gồm một động cơ 5,5kw điều khiển hai lô nghiền. Các van trong
hình vẽ đóng mở nhờ lực khí nén được điều khiển bằng tín hiệu
điện.
Trước khi thực hiện công đoạn nghiền, gạo và malt được s
àn
k
ỹ bằng máy sàn trước khi cho vào hai tank dự trữ, nhằm loại bỏ
các vật liệu cứng như cát, sạn.
Quy trình thực hiện tại nhà nghiền như sau (thực hiện khi
nguyên liệu đầy đủ trong các thùng):
1. Nghi
ền gạo (Van V2, V7 đóng)
- Cảm biến mức trong thùng chứa gạo sẽ báo mức gạo, nếu
mức gạo trong thùng nằm trong phạm vi cho phép thì hệ thống làm
vi
ệc (nếu không đủ lượng gạo băng tải liệu hoạt động để cấp liệu)
- Van V3 đóng van V1 mở, gạo sẽ vào cân nếu khối lượng
gạo đạt mức yêu cầu thì van V1 đóng van V3 mở máy nghiền hoạt
động. Đồng thời van V4 mở để cho nước trộn c
ùng với gạo
- Van V6 mở (van V7 đóng) máy bơm M2 sẽ đẩy nguyên
li
ệu sang nồi nấu gạo
2. Nghiền malt (Van V1, V6 đóng)
- Cảm biến mức trong thùng chứa malt sẽ báo mức malt,
nếu mức malt trong thùng nằm trong phạm vi cho phép thì hệ
thống làm việc (nếu không đủ lượng malt băng tải liệu hoạt động

để cấp liệu)
- Van V3 đóng van V2 mở, malt sẽ vào cân nếu khối lượng
malt đạt mức yêu cầu thì van V1 đóng van V3 mở máy nghiền
hoạt động. Đồng thời van V4 mở để cho nước trộn cùng với malt
- Van V7 mở (van V6 đóng) máy bơm M2 sẽ đẩy nguyên
li
ệu sang nồi nấu malt
3. Làm vệ sinh
Quá trình làm vệ sinh máy thực hiện khi kết thúc một mẻ
nấu, công đoạn làm vệ sinh được tiến hành như sau:
- Máy ngừng hoạt động, các van V1, V2, V3, V4 đóng
- Van V5 mở để cho dịch CIP vào trong máy nghiền (hai lô
nghiền) làm vệ sinh. Dịch CIP chính là dung dịch sút (NaOH)
nồng độ loãng có tác dụng tẩy rửa.
- Van V6, V 7 mở và bơm M2 hoạt động để bơm dịch CIP
sang hai tank nấu gạo và malt, thực hiện làm vệ sinh nhà nấu.
Quá trình nghiền gạo và malt được thực hiện riêng biệt, sau
khi nghiền gạo hoàn thành thì mới nghiền malt hay ngược lại.
I.2.3 Nhà nấu
Nhà nấu gồm có hai tank lớn, trong đó một tank để nấu gạo
và một tank để nấu malt. Gạo và malt từ nhà nghiền sẽ được đưa
đến hai tank này có pha trộn với nước nhờ bơm M2, quá trình
bơm nhiên liệu kết thúc khi cảm biến báo mức đầy trong tank có
tín hiệu. Nhiệt để cung cấp cho nhà nấu là hơi nước nóng được gia
nhiệt tại khu vực cung cấp nhiệt và CO
2
. Quá trình nấu được diễn
ra trong một thời gian nhất định, nguyên liệu sẽ được gia nhiệt đến
nhiệt độ không đổi và được duy trì nhiệt độ này trong thời gian
nhất định.

Quy trình nấu đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật về thông số nhiệt độ
là rất cao, độ chính xác nhiệt độ trong tank nấu là yếu tố góp phần
quyết định chất lượng sản phẩm bia.
Quá trình trao đổi nhiệt nhờ hệ thống ống dẫn hơi nước nóng,
nguyên liệu đi từ trên xuống và hơi nước nóng đi theo chiều ngược
lại từ dưới lên (xem hình vẽ) .
Hình I.4: Quá trình trao đổi nhiệt ở tank nấu
Quá trình tao đổi nhiệt diễn ra như sau:
- Nguyên liệu từ nhà nghiền đưa sang tank nấu nhờ bơm
M2. Nguyên liệu đi từ trên xuống, hơi nước nóng ( như hình vẽ )
cung cấp nhiệt cho nguyên liệu
- Nguyên liệu sẽ được duy trì ở mức nhiệt độ không đổi
trong thời gian nhất định và sau đó sẽ tháo ở đường nguyên liệu ra
(hình vẽ)
- Hơi nước nóng sau khi trao đổi nhiệt sẽ ngưng tụ và được
đưa trả về nơi gia nhiệt.
- Sau khi tháo hết nguyên liệu, tank nấu sẽ được làm sạch
Hơi nước
nóng vào
Hơi
nước
ra
Nguyên
li
ệu vào
Nguyên
li
ệu ra
Sơ đồ nguyên lý của tank nấu như sau:
Hình I.5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của tank nấu

Các thiết bị trong tank nấu :
- Hai cảm biến báo mức L1, L2 ( mức thấp và mức cao)
- Ba cặp nhiệt TC1, TC2, TC3 (cặp nhiệt Pt100 cùng với
có bộ transmitter của Siemens TK/TK-H)
- Có 5 van ti
ết lưu V8,V9,V10,V11 ,V12
- Một môtơ bơm M3
- Một nhiệt kế báo nhiệt độ hơi nước nóng.
Nguyên lý hoạt động như sau:
Hoạt động đồng bộ cùng với quá trình nghiền, khi bắt đầu
nghiền lò sẽ được gia nhiệt. Nguyên liệu từ nhà nghiền sẽ được
bơm M2 chuyển sang, khi nguy
ên liệu vượt quá mức thấp thì lò bắt
đầu hoạt độ
ng. Van V8 mở để tăng lượng nước vào tank lượng
nước v
à nguyên liệu sẽ được pha trộn theo đúng tỷ lệ đã quy
định.Thì van V12 mở hơi nước nóng theo hệ thống ống đi vào
tank, quá trình gia nhi
ệt bắt đầu. Cho đến khi nguyên liệu vào đầy
tank, cảm biến báo mức cao L1 có tín hiệu thì sẽ tạm dừng hoạt
động nghiền nguy
ên liệu cần nấu và sẽ chuyển sang nghiền nguyên
li
ệu khác, bơm M2 (bơm nguyên liệu từ nhà nghiền ) dừng hoạt
động đồng thời van V9 đóng. Quá tr
ình nấu bắt đầu, hơi nước nóng
cung cấp nhiệt cho nhà nấu. Các cảm biến nhiệt độ có nhiệm vụ đo
(các thông số nhiệt độ và khối lượng được thể hiện trên panel điều
khiển )

Nhiệt độ trong tank nấu, có ba cảm biến nhiệt độ để tổng hợp nhiệt
độ từ tank nấu nhằm tăng sự đồng đều nhiệt độ trong tank. Quá
trình nấu kết thúc, van V12 đóng, van V10 mở đồng thời bơm M3
hoạt động để tháo nguyên liệu.
Quá trình làm vệ sinh tank nấu tiến hành sau:
Khi kết thúc quá trình tháo nguyên liệu, tất cả các van sẽ
đóng. Quá tr
ình làm vệ sinh này tiến hành cùng với nhà nghiền,
dịch CIP từ nhà nghiền theo van V9 chảy vào tank để làm vệ sinh
tank. Đồng thời van V11 mở để tháo dịch CIP ra khỏi tank. Sau
đó, van V8 mở để cho nước sạch chảy v
ào làm sạch dịch CIP còn
l
ại trong tank. Van V11 mở để tháo sạch các chất còn lại trong
tank.
T
ại nhà nấu có ba tank nấu, trong đó có hai tank nấu hoạt động
giống hệt nhau là tank nấu gạo và malt. Một tank còn lại là nấu
houblon để cung cấp dịch cho nh
à lọc và đồng thời trộn với
nguyên liệu sau khi nấu nhằm tạo hương vị và màu cho bia.
Nguyên lý ho
ạt động của tank này cũng tương tự như trên. Tuy
nhiên kích thước của tank n
ày là không lớn, cho nên nó chỉ sử
dụng một cảm biến đo nhiệt độ.
Sau khi nấu xong, nguyên liệu gạo và malt sẽ được các bơm
chuyển sang bộ phận lọc để loại bỏ bã nguyên liệu. Bộ phận lọc
này có nhiệm xới trộn hai nguyên liệu trên lại với nhau trước khi
lọc .Kết thúc quá trình lọc sẽ được dịch gạo và malt. Dịch gạo và

malt ti
ếp tục chuyển đến tank trộn cùng với houblon để tạo hương
vị bia chuẩn bị lên men. Ngoài ra khu vực nấu còn có một tank
trung gian phòng khi sự cố nồi nấu thì có thể nồi còn lại nấu xong
chuyển đến nồi trung gian chứa .Sau đó cho nguyên liệu còn lại
vào tank để nấu tiếp. Nấu xong th
ì trộn hai nguyên liệu vào nồi lọc
để tiến h
ành lọc bả và nước dịch
Sơ đồ hoạt động của khâu trộn màu và houlon như sau:
Hình I.6: Nguyên lý hoạt động của khâu trộn
Các thiết bị tank trộn:
- Các van V13, V14, V15
-
Bơm M4, M5
- Cảm biến báo mức L3
Nguyên lý hoạt động:
- Van V13, V14 ( van V15 đóng ) đồng thời mở cảm
biến báo mức thấp L3 có tín hiệu, động cơ M4 quay tốc độ chậm
cho đến khi nguy
ên liệu vào đầy. Cảm biến báo mức cao L4 có tín
hiệu van V13, V14 đóng đồng thời động cơ M4 chuyển sang chế
độ quay nhanh sau thời gian định trước. Sau thời gian này, động cơ
M4 chuyển sang chế độ quay chậm van V15 mở, bơm M5 hoạt
động chuyển dịch sang nh
à lên men. Kết thúc chu kỳ trộn.