Chương 3 Công nghệ và thiết bị sản xuất bia

Chương 3
Công nghệ và thiết bị
3.1 Công nghệ
3.1.1 Nguyên liệu
3.1.1.1 Nước
Trong công nghiệp (nghệ) sản xuất bia, nước là nguyên liệu không thể thiếu (chiếm
khoảng 83- 90%) và được sử dụng rộng rãi với nhiều mục đích khác nhau như:
+ Dùng để xử lý nguyên liệu.
+ Nấu nguyên liệu.
+ Pha loãng dung dịch.
+ Làm nguội bán thành phẩm.
+ Vệ sinh thiết bị.
Công ty cổ phần bia – nước giải khát Sài Gịn – Tây Đơ sử dụng nguồn nước do nhà máy
nước thành phố Cần Thơ cung cấp. Nguồn nước cấp vào công ty và được xử lý theo sơ đồ
sau:
Bồn chứa ban đầu

Bồn lọc cát

Bồn lọc than

Bồn Lọc (CỘT )cation

Bồn Lọc (CỘT) anion

Bồn (BỎ CHỮ BỒN) lọc tinh

Bồn nước cấp

Hình (SỐ MẤY?): Sơ đồ xử lý nước dùng để nấu bia
1

Thuyết minh quy trình
Nước được cấp đạt tiêu chuẩn nước sinh hoạt được đưa vào hệ thống xử lý nước cấp. Sau
đó, được đưa qua bồn lọc cát để làm trong nhằm làm giảm bớt lượng cát trong nước
(SAI, SỮA LẠI: LỌC SƠ BỘ NƯỚC). Nước tiếp tục qua thiết bị lọc bằng (BỎ CHỮ
BẰNG) than hoạt tính với mục đích loại bỏ clorine cịn dư trong q trình khử trùng nước
sinh hoạt trong bể chứa nước thành phố và loại bỏ các mùi, màu lạ tồn tại trong nước khi
chưa xủ lý. Sau đó, nước qua bồn (CỘT) trao đổi ion để được làm mềm (khử anion và
cation) bằng hạt nhựa.
Nước qua bồn trao đổi cation thì các ion kim loại Ca 2+, Mg2+, Na+,…được giữ lại bởi các
hạt nhựa bằng cách thay thế ion H+của hạt nhựa, H+ giải phóng ra làm pH giảm cịn từ 3,2
– 5,2.
Nước qua hệ thống xử lý cation ion dương giữ lại, ion âm HCO 3-, CO32-, Cl- và ion H+ đi
vào hệ thống xử lý anion, Các ion OH - gắn trên hạt nhựa anion thay thế các ion âm, OH giải phóng ra trung hịa với ion H+ làm pH tăng gần bằng 7,0.
Khi nhựa bảo hịa thì được hồn nguyên:
+ Nhựa trao đổi cation được hoàn nguyên bằng axit HCl để tái sử dụng.
+ Nhựa trao đổi anion được hoàn nguyên bằng axit NaOH để tái sử dụng.
Nước sau khi qua hệ thống xử lý trên sẽ đạt được tiêu chuẩn của nước nấu bia:
+ pH là chỉ tiêu quan trọng, pH = 6,2 – 7,5
+ Độ kiềm (0F) 2,0
+ Độ cứng tổng (0F) 2,0
+ Độ trong (% Nephelemetter)  20
+ Hàm lượng Cl tự do (ppm)  0,05
3.1.1.2 Đại mạch
Malt đại mạch là sự nảy mầm của đại mạch và sự nảy mầm này được dừng ở một thời
điểm thích hợp (LÀ SẢN PHẨM CỦA HẠT ĐẠI MẠCH ĐEM NẨY MẦM VÀ SAU
ĐĨ ĐEM SẤY).
Mục đích chuyển đại mạch thành malt là biến đại mạch thành sản phẩm giàu các enzyme
xúc tác sinh học.

Đại mạch được chế biến theo sơ đồ:

2


Đại mạch

Làm sạch, phân loại

Sấy khô, bảo quản

Nảy mầm
Xử lý malt
Sấy malt
Đánh giá chất lượng

MALT

Hình (SỐ MẤY?): Quy trình sản xuất đại mạch
Công ty sử dụng nguồn nguyên liệu đại mạch đã qua quá trình xử lý đã chuyển thành
malt, do tổng công ty nhập về từ Úc và Pháp. Sau đó được tổng cơng ty phân phân phối
và vận chuyển về cơng ty bằng xe tải sau đó đưa vào kho chờ đem đi sử dụng, kho chứa
phải được giữ ở điều kiện khơ ráo, thống mát tránh cơn trùng cắn phá.
Yêu cầu đối với hạt đại mạch dùng để sản xuất bia:
+ Không bị sâu, mọt, lẫn đất cát, rơm rác và không lẫn những hạt thuộc loại thóc khác.
+ Hạt phải có vỏ mỏng, màu vàng nhạt, óng ánh, không có vết trên vỏ, khi cắn hạt thấy có
mùi tinh bột và hơi ngọt.
+ Độ ẩm khơng vượt quá 5%.
+ Vỏ không vượt quá 7 - 9% trọng lượng hạt.
+ Hàm lượng protid 8 - 14% chất khô của hạt.

+ Hàm lượng gluxit 63 - 66% trọng lượng chất khô.
3.1.1.3 Thế liệu
Là nguyên liệu chưa nảy mầm, dùng để thay thế một phần đại mạch.

3


Tùy điều kiện mỗi nước mà sử dụng thế liệu loại nao. Mục đích sử dụng nguyên liệu để
thay thế là nhằm hạ giá thành sản phẩm, cải thiện một vài tính chất của sản phẩm, tạo ra
chủng loại bia có phẩm cấp chất lượng khác nhau…
Tuy nhiên, sử dụng thế liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bia (mùi, vị, màu
sắc…). Do đó phải quan tâm đến thành phần hóa học của thế liệu.
Cơng ty cổ phần bia – nước giải khát Sài Gịn – Tây Đơ sử dụng thế liệu là gạo với tỉ lệ
thêm vào là 75% malt – 25% gạo. Gạo được sử dụng ở đây được nhà máy thu mua đại trà
với độ ẩm <15%, tấm 30%.
Thành phần chính của gạo:
+ Tinh bột: 85 - 90%.
+ Protein: 5 - 8%.
+ Dầu: 0,2 - 0,4%.
+ Nước: 14%.
3.1.1.4 Hoa houblon (Hops, Hoa bia)
Hop là nguyên liệu cơ bản đứng sau đại mạch của công nghệ sản xuất bia.
Hoa bia thường được sử dụng để tạo vị đắng cho bia, hoa bia chứa một số tính chất rất
phù hợp cho bia:
+ Cung cấp vị đắng để cân bằng vị ngọt của đường mạch nha.
+ Tạo ra hương vị từ mùi hoa cho đến mùi cam quýt hay mùi thảo mộc.
+ Hoa bia có hiệu ứng kháng sinh giúp cho hoạt động của nấm men bia tốt hơn trước các
loại vi sinh vật không mong muốn.
+ Việc sử dụng hoa bia giúp cho việc duy trì thời gian giữ bọt lâu hơn (tạo ra bởi các chất
cacbonat hóa bia).

Nhờ những tính chất đặc trưng trên mà hoa houblon trở thành nguyên liệu cơ bản, đứng vị
trí thứ hai (sau đại mạch) của công nghệ sản xuất bia. Nó làm cho bia có vị đắng dịu,
hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn
định thành phần sinh học của sản phẩm.
Thành phần của hoa houblon và vai trị trong sản xuất bia :
+ Thành phần hóa học của houblon:
Bảng 1: Thành phần hóa học của hoa houblon
Cấu tử

% chất khơ

Cấu tử

% chất khơ

Nước

11-13

Cellulose

12-14

Chất đắng

15-21

Chất khống

5-8

Polyphenol

2,5-6

Tinh dầu thơm

0,1-1

15-21

Các hợp chất
khác

26-28

Protein

4


+ Vai trò của từng thành phần trong sản xuất bia :
- Nhựa Hop : là thành phần có giá trị nhất. Nó tạo vị đắng cho bia, có tác dụng sát khuẩn.
Trong nhựa, thành phần quan trọng nhất là α-acid và β-acid.
α-acid là chất chủ yếu tạo vị đắng cho bia, nó tạo vị đắng gấp nhiều lần so với β-acid. Đặc
tính của α-acid là khơng tan trong nước nhưng đồng phân của nó là iso-α-acid tan rất tốt
trong nước nha là chất chủ yếu tạo vị đắng cho bia. Q trình đồng phân hóa α-acid thành
iso- α-acid dễ bị oxi hóa khi tiếp xúc với khơng khí. α-acid dễ biến chất khi trữ trong thời
gian dài, nhiệt độ cao. Nên trong quá trình tồn trữ, hop phải được bảo quản kín ở nhiệt độ
5-15oC.

- Tinh dầu hop : là các terpene tương đối dễ bay hơi nên phần lớn mất đi trong q trình
đun sơi.
- Chất chát (polyphenol): chất chát trong nước nha có khoảng 70 - 80% từ malt và 20 30% từ hop. Polyphenol có những đặc điểm sau :
* Có vị chát, cảm giác dính lưỡi.
* Kết hợp với protein tạo thành phức kết tủa.
* Ổn định các thành phần trong bia.
* Làm tăng độ bền keo của bia thành phẩm.
* Oxi hóa tạo màu nâu đỏ.
* Kết hợp với muối sắt tạo màu đen.
Công ty cổ phần bia – nước giải khát Sài Gòn – Tây Đô sử dụng chế phẩm của houblon
được nhập từ Đức ở hai dạng: houblon cao và houblon viên.
+ Houblon cao: cung cấp vị đắng dịu cho bia, dạng sệt màu xanh lá đậm. Houblon dạng
này đã qua quá trình trích ly cơ đặc nhựa hop nên hàm lượng α-acid đắng rất cao. Sử dụng
dạng hop cao vì khi trích ly sẽ tách được chất đắng trong hoa ở dạng đậm đặc, chất lượng
của chất đắng được bảo toàn tốt hơn, sử dụng thuận lợi và hiệu quả hơn nhiều. Houblon
cao được đóng trong hộp sắt tây và bảo quản ở điều kiện lạnh.
+ Houblon viên: cánh hoa houblon sau khi thu hoạch được sấy khô, xay nhuyễn và đóng
thành viên. Houblon viên tạo mùi đặc trưng của bia, có dạng viên nhỏ. Dạng houblon này
thành phần α-acid đắng ít nhưng lượng tinh dầu nhiều, chủ yếu dùng trích ly hương.
Houblon viên được đóng gói trong bao giấy nhơm và cũng được bảo quản trong điều kiện
lạnh.
3.1.1.5 Nấm men
Là nguyên liệu đặc biệt trong công nghệ sản xuất bia vì chính nấm men sẽ chuyển các
chất dinh dưỡng thu được thành sản phẩm bia thông qua hoạt động sống của chúng. Các
loại nấm men khác nhau sẽ tạo các loại bia mang hương vị khác nhau.
Công ty đang sử dụng chủng nấm men chìm Saccharomyces carlsbergensis. Đặc điểm
của chủng nấm men này là thích nghi với điều kiện sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ
5

thấp (khoảng 6 - 8oC), là loại phổ biến để sản xuất các loại bia vàng. Khi lên men, các tế
bào nấm men kết dính với nhau ở dạng bụi hoặc dạng bông. Men phân bố ở lớp tầng sâu
của dịch đường trong thiết bị lên men. Trong quá trình lên men chúng có xu hướng chìm
sâu và kết lắng xuống đáy tank. Khi q trình lên men chính kết thúc thì phần lớn lượng
nấm men đã bị kết lắng.
Quá trình sinh trưởng của nấm men gồm 5 giai đoạn:
+ Giai đoạn tiềm phát: tế bào nấm men làm quen với môi trường mới, điều kiện sống
mới, sinh khối chưa tăng, thành phần môi trường thay đổi không đáng kể.
+ Giai đoạn Logarit: là giai đoạn phát triển rất nhanh, sinh khối tăng ồ ạt, kèm theo sự
thay đổi mạnh mẽ của thành phần dung dịch lên men. Hầu hết tế bào ở trạng thái trẻ, có
hoạt lực sinh học cao.
+ Giai đoạn chậm dần: tốc độ sinh trưởng của tế bào giảm, sinh khối tăng không đáng kể.
Các thành phần dinh dưỡng trong nước nha cịn lại ít, các sản phẩm lên men được tích tụ
nhiều, số tế bào nảy chồi rất thưa thớt, trong khi đó số tế bào chết tăng lên rõ rệt.
+ Giai đoạn ổn định: được bắt đầu khi số lượng tuyệt đối của tế bào nấm men trong dịch
lên men không tăng nữa.
+ Giai đoạn chết: tốc độ chết của tế bào vượt lên trên tốc độ sinh sản. Do đó lượng tế bào
sống giảm dần, lượng sinh khối cũng giảm dần bởi hiện tượng tự phân của tế bào.
Nấm men mà công ty đang sử dụng do tổng công ty cung cấp nên việc ni cấy, phân lập
đều phụ thuộc ở phịng kỹ thuật.
CHÈN ĐỒ THỊ PHÁT TRIỂN CỦA NẤM MEN
3.1.1.6 Phụ gia và hoá chất
- Acid sunfuric (H2SO4 98%): để điều chỉnh pH ở nồi gạo nhằm hỗ trợ cho quá trình thủy
phan enzym (TẠO MƠI TRƯỜNG THÍCH HỢP ĐỂ ENZYM THUỶ PHÂN TINH BỘT
HOẠT ĐỘNG TỐT).
- Canxi clorua (CaCl2): nhằm mục đích tạo tính bền Enzym, ĐIỀU VỊ.
- Acid lactic :
+ Ở nồi malt: để điều chỉnh pH thích hợp cho hoạt động của enzyme.
+ Ở nồi sôi hoa: ĐIỀU CHỈNH Ph dịch nha đạt giá trị mong muốn.
- Clorua kẽm (ZnCl2): kích thích sự phát triển sinh khối của nấm men. Hàm lượng kẽm

trong nước nha khoảng 0,1 - 0,2mg/l. Nếu thiếu kẽm nấm men lên men chậm, nhưng nếu
quá cao sẽ gây độc cho nấm men.
- Caramel: nhằm tạo màu vàng cho bia (BỔ SUNG ĐỂ DỊCH ĐƯỜNG ĐẠT ĐỘ MÀU
MONG MUỐN).
- Bột trợ lọc:
+ Hyflo: TẠO MÀNG LẦN 1
+ Standar: TẠO MÀNG LẦN 2 VÀ TRONG QUÁ TRÌNH LỌC
6


- Maturex (TÊN KHOA HỌC): là Enzym giúp rút ngắn q trình lên men chính và hạn
chế q trình hình thành dieactyl gây nhức đầu.
- Colupullin (GHI TÊN HOA HỌC): thủy phân protein tránh hiện tượng kết tủa.
- Vicant: PHỤ GIA BẢO QUẢN BIA (để chống q trình oxy hóa bia).
3.1.2 Quy trình công nghệ sản xuất
3.1.2.1 Công đoạn nấu
 Quy trình sản xuất
Malt

Gạo

Làm sạch

Làm sạch

Nghiền

Nghiền

NHẬP MALT

nhập bột gạo
vào nồi gạo

Giai đoạn 50oC

Giai đoạn 72oC

Giai đoạn 65oC

Giai đoạn 83oC

CÂN

Nước, CaCl2,
A.lactic

Nước, H2SO4
98%

Giai đoạn 72oC

Giai đoạn 75oC
Hội cháo

Giai đoạn sôi

Giai đoạn 76oC

Lọc

Bã

Rửa bã

Nồi sơi hoa

Houblon, ZnCl2,
caramen

Nồi lắng xốy

Làm lạnh

Nước 20C

7

Nước 760C


Hình (SỐ MẤY?): Quy trình sản xuất ở cơng đoạn nấu
Thuyết minh quy trình
Malt và gạo sau khi kiểm tra, nếu đạt yêu cầu của nhà máy sẽ được nhập kho. Khi sử
dụng, malt và gạo được đưa vào silô chứa, sau đó được vít tải vận chuyển đến nơi xay xát.
- Làm sạch
Mục đích: tách bỏ rơm rạ, sạn đá, kim loại bị lẫn vào, đồng thời định lượng cho mỗi mẻ
nấu.
Tiến hành: malt và gạo chưa làm sạch từ silô được đưa vào sàng tách tạp chất và qua phễu
nhờ hệ thống sàng, tạp chất được giữ lại trên sàng và được loại bỏ ra ngồi. Sau đó, malt

và gạo được đưa xuống máy tách sạn, đá để tách các tạp chất có khối lượng riêng lớn hơn
malt và gạo.
- Nghiền
Mục đích: tạo điều kiện để tách hết chất hòa tan ở trong gạo và malt, làm tăng bề mặt tiếp
xúc giữa nguyên liệu với nước, giúp sự xâm nhập của nước vào các thành phần nội nhũ
nhanh, thúc đẩy q trình đường hóa và giúp cho q trình thủy phân triệt để hơn.
Sử dụng phương pháp xay khô, nghiền luôn vỏ malt thành bột. Phương pháp này tạo điều
kiện thuận lợi cho quá trình lọc giúp quá trình lọc nhanh và hiệu suất cao.
Gạo được nghiền bằng máy nghiền búa, malt được nghiền bằng máy nghiền trục.
- Nồi gạo
Mục đích: hồ hóa và dịch hóa tinh bột hồn tồn giúp q trình đường hóa dễ dàng và
nhanh chóng.
Tiến hành: q trình nấu diễn ra qua 4 giai đoạn:
+ Giai đoạn 720C (lần 1): Đầu tiên ta lót nước NẤU dưới đáy nồi, ( MATL LÓT )cho bột
gạo đã được nghiền mịn phối trộn cùng với nước. Sau đó nâng nhiệt lên 72 0C, lúc này
cánh khuấy liên tục nhằm làm cho nhiệt độ của cả khối cháo đồng nhất, tránh hiện tượng
cháy khét dưới đáy nồi. Đồng thời ta bổ sung H 2SO4 98% đã được pha loãng nhằm để
điều chỉnh pH phù hợp và thủy phân một phần tinh bột. Khi gia nhiệt tinh bột hút nước
trương nở làm độ nhớt của dịch cháo tăng lên, để tránh vón cục ta bổ sung thêm malt lót
đã được nghiền mịn để cung cấp enzym amylase tham gia vào q trình dịch hóa thủy
phân tinh bột. Khi nhiệt độ tăng lên 72 0C giữ 20 phút tạo điều kiện tối thích cho enzyme
α-amylase hoạt động thủy phân tinh bột thành dextrin và maltose, làm giảm độ nhớt của
dịch cháo. Giai đoạn này được gọi là thủy phân tinh bột.
+ Giai đoạn 830C: nâng nhiệt độ của khối cháo lên 83 0C và giữ trong 5 phút để hồ hóa sơ
bộ tinh bột, giúp q trình thủy phân nhanh hơn. Giai đoạn này gọi là giai đoạn hồ hóa.
+ Giai đoạn 720C (lần 2): thêm nước hạ nhiệt độ của khối cháo xuống 720C và giữ trong
25phút, sau đó thêm malt lót cịn lại vào để tiếp tục thực hiện quá trình dịch hóa lần
2. Tại nhiệt độ này enzyme α-amylase trong malt hoạt động mạnh, đồng thời tinh bột đã
8

được hồ hóa nên q trình dịch hóa thủy phân tinh bột diễn ra nhanh chóng và độ sệt của
khối cháo giảm rõ rệt.
+ Giai đoạn đun sôi (100 0C): cuối cùng đun sôi dịch cháo lên 100 0C và giữ khoảng
20phút nhằm q trình sơi phá vỡ triệt để các cấu trúc tinh bột cịn sót lại để hồ hóa hồn
tồn tinh bột.
- Nồi malt
Mục đích: thực hiện q trình đạm hóa và đường hóa để cung cấp ngun liệu cho quá
trình lên men.
Tiến hành: malt sau khi nghiền mịn được vận chuyển sang nồi nấu malt. Quá trình nấu
malt diễn ra qua 3 giai đoạn:
+ GIAI ĐOẠN: PHA BỘT MALT VỚI NƯỚC VÀ CHO VÀO NỒI MALT Khi đó, bổ
sung acid lactic để điều chỉnh pH thích hợp cho quá trình thủy phân và bổ sung CaCl 2
giúp ổn định hệ enzyme amylase.
+ Giai đoạn 500C: NÂNG NHIỆT NỒI MALT LÊN 50oC, Giữ ở nhiệt độ này trong 0-5
phút để thực hiện q trình đạm hóa. Ở nhiệt độ này, hệ enzyme protease sẽ hoạt động
thủy phân protein có trong malt.
+ Giai đoạn 650C : sau khi kết thúc giai đoạn 50 0C, tiến hành hội cháo bằng cách bơm
dịch cháo bên nồi gạo sang nồi malt. Khi bơm bổ sung thêm nước để nhiệt độ đạt 65 0C
(sai, PH ẢI S ỬA LAI). Khi đạt 650C giữ trong 25 - 35phút để cho enzyme β-amylase hoạt
động, thực hiện q trình đường hóa biến tinh bột thành đường (Đ Ư ỜNG G Ì, S ẢN PH
ẨM C ỦA QU Á TR ÌNH).
+ Giai đoạn 750C: nâng nhiệt lên 750C và giữ trong 20phút để cho
enzyme α-amylase hoạt động thủy phân phần tinh bột cịn lại để q trình đường hóa diễn
ra hồn tồn (Đ Ư ỜNG G Ì, S ẢN PH ẨM C ỦA QU Á TR ÌNH). .
+ Giai đoạn 760C : cuối cùng ta nâng nhiệt độ của dịch đường hóa lên 76 0C, mục đích là
để bù trừ lượng nhiệt mất đi trong khi bơm dịch đường qua máy lọc, nhằm để duy trì nhiệt
độ thích hợp cho q trình lọc là 75oC.
- Nồi lọc
Mục đích: tách pha lỏng khỏi pha rắn, tách các phân tử khơng tan và các phần kết tủa

trong q trình đun sôi ra khỏi dịch đường.
Tiến hành: NỒI malt sau khi kết thúc đường hóa bao gồm hai hợp phần: pha rắn và pha
lỏng. Sau đó được bơm sang thiết bị lọc để tách pha lỏng ra khỏi hỗn hợp, cịn pha rắn thì
được loại bỏ ra ngồi làm thức ăn cho gia súc.
Quá trình lọc diễn ra qua hai bước :
Bước 1: Đầu tiên phải cho nước vào ngập lưới lọc sau đó cho dịch malt bơm vào nồi lọc
để tránh hiện tượng nghẹt lưới lọc. ĐỂ YÊN DỊCH HÈM TRONG NỒI LỌC ĐỂ ỔN
ĐỊNH LỚP LỌC.
BƯỚC 2 : LỌC DỊCH CỐT.
9


Bước 3: Rửa bã để tăng hiệu suất trích ly, tăng sự khuếch tán các chất hòa tan vào dịch
đường. Dùng nước nóng 760C để rửa bã. Khơng nên rửa bã bằng nước nóng hơn 76 0C vì ở
nhiệt độ đó sẽ làm vơ hoạt enzyme amylase, đồng thời cũng trích ly nhiều chất đắng và
những chất hịa tan khác, gây đục cho bia.
Khi đã lọc xong ta chuyển nước nha sang nồi chờ, nếu lượng nước nha đủ sẽ được đưa
sang nồi đun sôi nước nha.
- Giai đoạn ở nồi đun sơi
Mục đích của q trình đun sơi: trích ly α-acid đắng trong houblon ra, tạo kết tủa giữa các
protein với các chất trong houblon, thanh trùng tiêu diệt vi khuẩn có trong nước nha, đồng
thời cũng làm tăng độ màu của nước nha. ĐẠT ĐỘ ĐƯƠNG THEO MONG MUỐN
Tiến hành: nước nha từ nồi lọc được bơm sang nồi đun sơi, sau đó nâng nhiệt đến khi
nước nha bắt đầu sôi, ta cho houblon cao vào nồi với mục đích để trích ly chất đắng, góp
phần tạo vị đắng cho bia vì trong thành phần của houblon cao chủ yếu là α-acid đắng nên
phải cho sớm để đủ thời gian trích ly. Đồng thời cũng cho ZnCl 2 vào nhằm mục đích kích
thích sự phát triển sinh khối của nấm men. Tiếp tục cho acid lactic vào nồi để điều chỉnh
pH thích hợp cho q trình trích ly acid đắng, q trình keo tụ, ngồi ra cịn tạo pH thích
hợp cho q trình lên men sau này. Sau đó cho houblon viên vào nhằm mục đích trích ly
tinh dầu thơm, góp phần tạo mùi cho nước nha, vì mùi dễ bay hơi nên cho vào gần cuối

của quá trình để hạn chế bị bay hơi.Cuối cùng ta cho caramel vào để đạt độ màu mong
muốn của nước nha.
- Nồi lắng xốy
Mục đích: nhằm tách tủa nóng, cặn, xác houblon làm trong nước nha để không làm ảnh
hưởng đến q trình lên men, góp phần làm tăng giá trị cảm quan cho bia.
Tiến hành: nước nha sau khi đun sôi sẽ được bơm ngay đến thiết bị lắng (Whirlpool). Q
trình lắng theo phương pháp lắng xốy theo phương tiếp tuyến với thùng. Lực hướng tâm
mạnh làm cho cặn tập trung vào tâm thùng và lắng xuống đáy.
- Giai đoạn làm lạnh, sục khí
Mục đích: làm lạnh nhanh để tránh vi sinh vật từ môi trường nhiễm vào dịch đường lên
men. Ngồi ra, lượng oxy hịa tan trong dịch đường hầu như bị loại hết trong quá trình
chế biến dịch đường nên cần phải nạp oxy cho dịch đường để có đủ lượng oxy cần thiết
cho tế bào nấm men sống và phát triển, đặc biệt trong quá trình sinh sản ở giai đoạn đầu
của quá trình lên men.
Tiến hành: nước nha từ thùng Whirlpool được làm lạnh bằng thiết bị dạng tấm, với tác
nhân làm lạnh là nước lạnh 20C. Trong thiết bị này nước nha sẽ được làm lạnh theo
nguyên tắc trao đổi nhiệt, một bên là nước nha đi qua, một bên là nước lạnh 2 0C đi qua
theo chiều ngược lại. Khi nước nha được làm lạnh xuống 6 - 8 0C thì ta tiến hành sục khí
vào. Trên đường nước nha lạnh đến tank lên men sẽ có một luồng khí vơ trùng sục vào
nước nha nhằm cung cấp lượng oxy hòa tan cho nước nha.

10


3.1.2.2 Công đoạn lên men – lọc

Nước nha lạnh
Nấm men

Sục khí vơ trùng

Lên men chính
Thu hồi CO2
Men thu hồi

Lên men phụ
TRỬ BIA CHỜ LỌC
Lọc ống

Bột trợ lọc

Lọc đĩa

Bột PVPP

Lọc tinh

Bồn đệm

BIA TBF

Bồn bão hịa CO2

Hình: Quy trình sản xuất ở cơng đoạn lên men – lọc
Thuyết minh quy trình
- Giai đoạn lên men chính
Mục đích: Chuyển hóa hàm lượng đường trong nước nha thành rượu etylic, CO 2 và một
số sản phẩm khác như este, aldehyd, rượu bậc cao,… góp phần tạo ra hương vị đặc trưng
của bia dưới tác dụng của tế bào nấm men.
Diễn biến: Nước nha sau khi được làm lạnh 7 – 90C được chuyển qua tank lên men để bắt

đầu q trình lên men chính.
11


Q trình lên men chính kéo dài 5 - 7ngày, nhiệt độ 7 - 9 oC. Lúc đầu, nấm men sử dụng
oxy hòa tan để sinh trưởng tăng sinh khối.
Sau khi lên men khoảng 10-12h tiến hành thu hồi CO 2 để sử dụng cho các công đoạn tiếp
theo khi cần.
Cũng cần lưu ý, mỗi ngày ta phải xả cặn men để loại bỏ lượng nấm men chết, kết tủa lạnh
gây ảnh hưởng đến mùi vị của bia thành phẩm sau này.
- Giai đoạn lên men phụ
Mục đích: tạo cho bia đạt độ chín, ổn định bọt, mùi vị cho bia, tăng khả năng cảm quan
cho bia, góp phần tạo hương vị đặc trưng cho bia.
Diễn biến: nhiệt độ lên men khoảng 1 – 5 0C. Quá trình này tạo điều kiện cho nấm men kết
lắng xuống đáy tank, tạo cho bia có độ bền keo ổn định. Nhưng quan trọng hơn là giai
đoạn lên men phụ sẽ khử được lượng diacetyl tạo thành trong lên men chính.
Sau khi nấm men được thu hồi thì tank lên men được hạ nhiệt độ xuống 5 oC để lên
men phụ. Trong giai đoạn này, nấm men còn lại một lượng nhỏ, vẫn tiếp tục lên men
lượng chất hòa tan còn lại trong dịch bia nhưng tốc độ rất chậm do nhiệt độ thấp.
Q trình lên men chính và lên men phụ ở đây được thực hiện ở cùng một tank để tránh
nhiễm vi sinh vật trên đường vận chuyển từ tank này sang tank khác, đây cũng là một ứng
dụng các thiết bị lên men hiện đại của công ty.
- Giai đoạn lọc bia
Mục đích: loại bỏ tất cả các cấu tử gây đục cho bia như polyphenol, cặn kết tủa lạnh, nấm
men…để làm trong dịch bia, tăng giá trị cảm quan cho bia, đồng thời kéo dài thời gian
bảo quản cho bia.
* Lọc ống
Mục đích: giúp loại bỏ các cặn cơ học như nấm men, cặn kết tủa để làm trong dịch bia,
tăng giá trị cảm quan.
Tiến hành: Dịch bia từ tank lên men được bơm qua thiết bị lọc. Trước khi bơm bia vào

máy lọc, máy lọc được áo bột lần 1 bằng hai loại bột standar và bột Hyflo với mục đích
tạo bề mặt trợ lọc tốt do hai loại bột này có kích thước lớn sẽ tránh được bột đi vào ống
lọc. Tiếp đó, dùng bột standar có kích thước nhỏ áo bột lần 2 nhằm tạo thành lớp vật liệu
lọc bám trên các ống lọc. Sau khi được áo bột xong, ta bơm bia vào máy lọc các kết tủa
lạnh, nấm men, cặn cơ học bị giữ lại. Chúng được giữ lại trên bề mặt ngoài các ống lọc và
bám vào lớp bột lọc. Dịch bia sẽ được tập trung vào tâm ống, được đẩy lên trên và được
đưa qua máy lọc đĩa.
* Lọc đĩa
Mục đích: Nhằm loại bỏ hết các polyphenol, đây là chất gây nhức đầu, để làm tăng giá trị
dinh dưỡng cho bia.
Tiến hành: Bia trong từ máy lọc ống theo đường ống dẫn đến máy lọc đĩa. Bia được bơm
vào từ trên xuống cùng với các hạt PVPP, PVPP sẽ hấp phụ polyphenol. Sau đó bia sẽ vào
ống trung tâm và ra ngồi theo đường ống dưới đáy thiết bị.
12


PVPP sau khi sử dụng xong được hoàn nguyên lại về trạng thái ban đầu.
* Lọc tinh
Mục đích: Nhằm ngăn chặn lại những tinh thể bột trợ lọc cịn sót lại (nếu có), hạt PVPP
bị vỡ đi theo dịch bia sau khi qua máy lọc KG-Filter và máy lọc Fom.
* Bồn đệm
Mục đích: ổn định áp suất dịng bia trước khi qua TBF và bổ sung một số phụ gia:
Colupulline để thủy phân protein chống kết tủa lạnh và Vicant là chất chống oxy hóa đồng
thời cũng giúp giữ màu, giữ mùi và điều chỉnh vị cho bia.
* Bộ bão hòa CO2
Nạp thêm CO2 nếu nồng độ CO2 trong bia chưa đạt theo yêu cầu, đồng thời giúp ổn định
dòng chảy.
3.2 Thiết bị
3.2.1 Nồi nấu malt và gạo
Cấu tạo: cả hai nồi có cấu tạo tương tự nhau:

+ Thân hình trụ, đáy lồi.
+ Phía trên nồi có ống dẫn hơi đi ra.
+ Có hệ thống đường ống chung dùng để nạp nguyên liệu và nước.
+ Bên trong phía trên nồi có quả cầu phun dùng để CIP thiết bị khi cần.
+ Đáy nồi có lắp cánh khuấy, trong q trình nấu cánh khuấy hoạt động liên tục để tránh
hiện tượng cháy khét ở đáy nồi.
Nguyên tắc hoạt động: sử dụng nhiệt gián tiếp từ ống cung cấp hơi đốt để nấu nguyên
liệu.
Ưu điểm: khi nồi hoạt động, cánh khuấy sẽ quay liên tục giúp q trình nấu được đều và
khơng bị cháy khét ở đáy nồi.
* Cách vận hành nồi gạo
Bước 1: Chuẩn bị nồi gạo
+ Nồi đang rỗng, đóng chặt nồi.
+ Đóng các van lại.
Bước 2: Xuống bột gạo:
+ Chạy cánh khuấy nhanh, nước lạnh được lót đáy nồi.
+ Xuống bột, thêm vào nước.
+ Nhập malt lót 1
13


+ Cho dung dịch H2SO4 vào nồi.
Bước 3: Giai đoạn 720C lần 1.
+ Nâng nhiệt độ đến 72oC, cánh khuấy tốc độ nhanh.
+ Giữ nhiệt độ ở 720C, cánh khuấy tốc độ chậm.
Bước 4: Giai đoạn 830C
+ Nâng nhiệt độ lên 830C, cánh khuấy tốc độ nhanh.
+ Giữ nhiệt ở 830C, cánh khuấy tốc độ nhanh.
Bước 5: Giai đoạn 720C lần 2.
+ Hạ nhiệt độ xuống 720C: bơm vào nồi gạo nước lạnh cho tiếp phần malt lót cịn lại

cánh khuấy tốc độ nhanh.
Bước 6: Giai đoạn sôi (khoảng 100oC)
+ Nâng nhiệt độ đến nhiệt độ sôi, cánh khuấy tốc độ nhanh.
+ Giữ nhiệt ở trạng thái sôi nhẹ.
* Cách vận hành nồi malt
Bước 1: Chuẩn bị:
+ Nồi đang rỗng đóng chặt nắp.
+ Thùng bột malt đã xay xong.
Bước 2: Xuống bột malt:
+ Chạy cách khuấy tốc độ nhanh
+ Xuống bột malt nước, nhiệt độ 45-500C.
+ Tráng nồi bằng nước sạch, cho phụ gia CaCl2, acid lactic vào.
Bước 3: Giai đoạn 500C:
+ Nâng nhiệt độ lên 500C, cánh khuấy nhanh.
+ Giữ nhiệt độ 500C, cánh khuấy tốc độ chậm.
Bước 4: Giai đoạn hội cháo và giữ nhiệt độ 650C.
+ Bơm cháo vào nồi malt: cho cánh khuấy quay nhanh, giữ nhiệt độ nội malt từ 64650C.
+ Giữ nhiệt độ nồi malt 650C.
Bước 5: Giai đoạn 750C
+ Nâng nhiệt độ lên 750C để thủy phân tinh bột hoàn toàn.
14


Bước 6: Nâng nhiệt lên 760C và bơm lên máy lọc.
3.2.2 Nồi đun sôi
Cấu tạo: tương tự như nồi malt và gạo nhưng khơng có cánh khuấy.
CĨ BỘ GIA NHIỆT Ở GIỮA
Nguyên tắc hoạt động: nước nha được đun sôi nhờ hệ thống truyền nhiệt bên trong nồi.
Ngoài ra, nồi đun sơi được lắp thơng với hai bình houblon 1 (chứa houblon cao) và bình
houblon 2 (chứa houblon viên).

* Cách vận hành nồi đun sôi
Bước 1: Kiểm tra, chuẩn bị:
+ Kiểm tra nồi đang trống, đậy chặt nắp.
+ Đóng các van.
Bước 2: Bắt đầu đun
+ Bắt đầu đun : mở van hơi, chỉnh áp lực đun (dựa vào số mẻ đun tính từ lần CIP gần
nhất).
+ Đun 3-5 phút, lấy mẫu đo Plato (Po) và pH.
+ Sao cho kết thúc bốc hơi 7-8% độ Plato là 12,6 oP.
Bước 3: Cho houblon lần 1
+ Cho hop cao và kẽm vào bình hịa tan hop 1.
+ Khi nhiệt độ đạt 98,5-99oC thì tuần hoàn hop cao.
Bước 4: Cho acid lactic vào nồi đun sôi
+ Cho acid lactic với lượng đã xác định vào bình hop 2.
Bước 5: Cho hop lần 2
+ Cho hop viên và caramel vào bình hop 2.
+ Khoảng 20phút trước khi kết thúc đun, bơm tuần hoàn 5phút.
Bước 7: Kết thúc đun, bơm nước nha xuống Whirlpool.
3.2.3 Nồi lắng xoáy (Whirlpool)
Nguyên tắc hoạt động: dựa vào lực xoáy cưỡng bức do dòng dịch nha bơm vào với tốc độ
mạnh, cặn được xoáy vào tâm và lắng xuống.
Ưu điểm: thiết bị này giúp quá trình lắng diễn ra nhanh và tự nhiên.

15


Nhược điểm: phải mất một lượng hao phí lớn do xả cặn bỏ mà không lọc lại, đồng thời
làm thất thoát một phần các α-acid đắng do bị kết tủa nóng hấp phụ.
3.2.4 Thiết bị làm lạnh nhanh dạng tấm
Cấu tạo: bên trong có đường ống cho nước nha nóng đi qua và ống cho nước lạnh qua.

Nguyên tắc hoạt động: nước nha và nước lạnh đi vào và đi ra khỏi máy theo những hướng
ngược chiều nhau. Nước nha nóng sẽ thải nhiệt cho nước lạnh và nhiệt độ nước nha giảm
xuống khoảng 7-9oC khi ra khỏi thiết bị, cịn nước lạnh sẽ nhận nhiệt từ nước nha nóng,
tăng nhiệt độ lên và đi ra ngoài theo hướng ngược lại.
Ưu điểm: đơn giản, dễ sử dụng, bề mặt tiếp xúc lớn.
Nhược điểm: giá thành cao.
* Vận hành thiết bị lắng và làm lạnh:
Bước 1: Chuẩn bị:
+ Kiểm tra bảo đảm bồn lắng vệ sinh xong.
Bước 2: nhận nước nha vào Whirlpool.
+ Để lắng 20phút, nhiệt độ dịch nước nha từ 90-950C.
Bước 3: Làm lạnh và sục gió nước nha.
+ Cho nước nha làm lạnh ở nhiệt độ ổn định từ 7-90C chảy trong ống.
+ Sục khí O2 để giảm nhiệt cho dịch nước nha một phần, tạo môi trường thuận lợi là
có O2 cho nấm men tăng sinh khối sau khi cho vào nước nha.
Bước 5: Đuổi nước nha và tráng rửa đường ống.
+ Khơng sục khí nữa.
+ Dùng nước nóng để tráng rửa đường ống.
3.2.5 Tank lên men
Cấu tạo: dạng hình trụ có lớp áo lạnh với tác nhân lạnh là glycol. Trên thiết bị có đường
thơng gió để loại bỏ hết khơng khí và CO 2 khi cho nước nha vào. Đặc biệt thiết bị này có
đường dẫn nước nha vào, đường xả men và đường dẫn bia ra đều nằm dưới đáy nhằm
tránh gây xáo trộn tạo bọt và dễ dàng xả CẶN.
Ngồi ra, phía trên tank có quả cầu phun dùng để cip thiết bị khi cần và cũng là nơi thu
hồi CO2 trong quá trình lên men chính.

16


Nguyên tắc hoạt động: Dựa vào sự chênh lệch nhiệt độ giữa các vùng của tank cùng với

sự thay đổi tỷ trọng lượng CO 2 sinh ra cũng hỗ trợ cho hiện tượng đối lưu giúp nấm men
hoạt động được cả phía trên và dưới của tank lên men.
Ưu điểm:
+ Thể tích lớn, dễ bố trí, diện tích chiếm chỗ nhỏ.
+ Lên men chính và lên men phụ đều được tiến hành trong cùng một tank nên tiết
kiệm được kinh tế.
* Chuẩn bị tank lên men
Bước 1: Kiểm tra tank lên men được CIP xong chưa.
Bước 2: Xả hết trong tank lên men – thông áp tank lên men sau khi CIP xong – tháo ống
CIP van lấy mẫu ra.
Bước 3: Nối đường ống từ tank lên men cần nhập nước nha với đường cấp nước nha.
Bước 4: Làm lạnh tank lên men trước khi cho nước nha vào.
* Tiếp nhận nước nha
Bước 1: Kiểm tra lại toàn bộ hệ thống tank lên men.
Bước 2: cấy men và bơm phụ gia Maturex vào tank lên men.
Bước 3: bơm maturex-L - CẤP MEN vào tank lên men.
Bước ???: .NHẬP HẾT DỊCH ĐƯỜNG VÀO TẠNK.
BƯỚC ????: SAU 1 GIỜ KHI KẾT THÚC CẤP DỊCH ĐƯỜNG VÀO TANK, KIỂM
MEN, ĐỘ HOÀ TANK
GHI CHÚ:
+ CẤP MEN THEO ĐƯỜNG DỊCH NHA MẺ ĐẦU TIÊN.
+ CÔNG THỨC TÍNH MEN CẤP CHO TANK LÊN MEN:
+ TANK NHỎ, CẤP DỊCH 5 MẺ; TANK LỚN, CẤP DỊCH 8 MẺ.
3.2.6 Máy lọc ống
Cấu tạo: hình trụ đứng, gồm có 121 ống lọc, được làm bằng thép không gỉ.
Nguyên tắc hoạt động: Dựa vào sự chênh lệch áp suất bên trong và ngoài ống lọc, dịch bia
sẽ di chuyển từ nơi có áp suất cao sang nơi có áp suất thấp.
Nhược điểm: dễ bị nghẹt lỗ lọc, gây cản trở quá trình lọc, thời gian lọc kéo dài. Ngồi ra,
bột trợ lọc có thể qua các lỗ lọc và đi ra cùng với dịch bia.
17

Cách vận hành:
 Làm đầy nước thiết bị lọc
 Chuẩn bị bột áo lần 1
 Chuẩn bị áo bột lần 2
 Thực hiện quá trình lọc bia.
3.2.7 Máy lọc đĩa
Cấu tạo: Mỗi đĩa lọc có một lớp lưới ở phía trên cho bia xuyên qua được, phía dưới là lớp
inox.
Ưu điểm: HẤP THỤ được những phân tử có kích thước nhỏ (polyphenol), TẠO CHO
BIA CÓ MÀU SÁNG.
Nhược điểm: những hạt PVPP có thể bị vỡ và theo bia ra ngồi, THƯỜNG XUYÊN
HOÀN NGUYÊN.
Cách vận hành
 Đuổi hết nước bằng CO2
 Đưa bia vào lọc
 Áo bột PVPP
 Làm đầy bia
 Tuần hoàn áo bột PVPP
 Ổn định bia
 Tuần hoàn PVPP.
3.2.8 THIẾT BỊ lọc tinh
Cấu tạo: tương tự máy lọc KG-Filter nhưng không sử dụng bột trợ lọc, gồm các ống lọc.
Ưu điểm: lọc được các cặn cịn sót lại sau khi đã qua máy lọc ống và lọc đĩa.
3.3 CIP thiết bị:
3.3.1 Quy trình tổng quát để CIP một thiết bị ở công đoạn nấu:
Bước 1. Chuẩn bị nồi và bồn các hóa chất sử dụng trong q trình CIP (axit, sút, nước
nóng).
Bước 2. sử dụng nước nóng vệ sinh sơ bộ các thiết bị.

18


Bước 3. Cho sút nóng (ở 800C, nồng độ 2,5%) chạy tuần hồn, rồi rửa lại bằng nước nóng
và làm nguội bằng nước ở nhiệt độ thường.
Bước 4. Phun axit H3PO4 (2%) cũng cho chạy tuần hoàn giống như sút nóng.
Bước 5. Cuối cùng cho nước nóng rửa nồi và nước ở nhiệt độ thường rửa lại kết thúc quá
trình CIP.

19