bước đầu thử nghiệm xử lý nước thải nhà máy bia quy nhơn ở quy mô thí nghiệm bằng một số chế phẩm vi sinh trên thị trường hiện nay

Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM XỬ LÝ
NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA QUY
NHƠN Ở QUY MÔ PHÒNG THÍ
NGHIỆM BẰNG MỘT SỐ CHẾ
PHẨM VI SINH TRÊN THỊ TRƯỜNG
HIỆN NAY
SVTT: Lương Thị Thắm
- 1 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
LỜI CẢM ƠN

Nhân dịp hoàn thành khoa luận tốt nghiệp. Em xin được gửi lời cảm ơn chân
thành và lời chúc tốt đẹp nhất đến toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Môi
Trường & Công Nghệ Sinh Học – Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ
những người đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo em trong suốt 4 năm học vừa qua.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo CN. Nguyễn Hoàng Mỹ đã
nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện để em hoàn thành tốt khóa
luận tốt nghiệp này.
Và cuối cùng em muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và những người
thân đã luôn ở bên em động viên, ủng hộ em trong suốt thời gian học tập
nghiên cứu vừa qua.
Kiến thức còn nhiều hạn chế, chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót, em
rất mong được sự thông cảm và góp ý chân thành của thầy cô và các bạn.
Em cảm ơn rất nhiều!
TP. HCM, ngày 14 tháng 7 năm 2010
Sinh viên

Lương Thị Thắm
SVTT: Lương Thị Thắm
- 2 -

Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
MỞ ĐẦU
Bia là một loại nước giải khát có từ lâu đời 7000 năm trước công nguyên, là
loại nước uống mát, bổ có độ cồn thấp, độ mịn xốp, có hương vị đặc trưng của hoa
houblon và các sản phẩm trong quá trình lên men tạo ra. Đặc biệt CO
2
bão hòa trong
bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống, nhờ ưu điểm này mà bia
được sử dụng rộng rãi ở hầu hết khắp các nước trên thế giới và sản lượng ngày càng
tăng.
Những năm gần đây, nhiều doanh nghiệp trong nước đã không ngừng đầu tư
mở rộng công suất. Năm 2003 công suất bia cả nước đạt 1,29 tỷ lít, đến năm 2004
con số này vượt lên mức 1,37 tỷ lít. Dự kiến, năm nay sản lượng bia cả nước đạt
khoảng 1,5 tỷ lít và đạt công suất quy hoạch dự kiến vào năm 2010. Theo hiệp hội
Bia, Rượu và giải khát Việt Nam thì một người Việt Nam tiêu thụ trung bình 22 lít
bia trong năm 2008, và chỉ đứng sau Thái Lan về mức độ tiêu thụ bia ở Đông Nam
Á. Theo BMI ( Công ty Theo dõi Doanh nghiệp Quốc tế), một công ty tư vấn kinh
doanh toàn cầu cho hay bia ở Việt Nam sẽ là loại đồ uống chủ lực trong ngành công
nghiệp thức uống vì doanh số bán bia trong năm 2008 ở Việt Nam chiếm 97,9%
trong tổng doanh thu trong lĩnh vực đồ uống. Nhiều hãng bia và nước giải khát nổi
tiếng thế giới đã đầu tư vào Việt Nam trong nhiều năm nay, trong đó có các hãng
Carlsberg, Heineken, Tiger và San Miguel.
Với sự xuất hiện của nhiều nhà máy sản xuất bia thì các loại chất thải ra trong
quy trình sản xuất bia cũng không ngừng tăng lên. Đặc tính của nước thải bia là giàu
chất hữu cơ, BOD, COD, các chất rắn lơ lửng có thể gây ô nhiễm đến môi trường và
con người. Hiện nay tình trạng nước thải của nhiều nhà máy bia xử lý chưa đạt tiêu
chuẩn mà xả ra nguồn tiếp nhận để gây ảnh hưởng đến môi trường và người dân là
vấn đề đang được quan tâm và cần phải giải quyết. Vì vậy việc nghiên cứu, thiết kế
ra cácc hệ thống xử lý nước thải trong ngành công nghiệp sản xuất bia là một yêu cầu
cấp thiết cho việc bảo vệ môi trường cùng với các hoạt động mang tính thiết thực đối

với môi trường sẽ đảm bảo cho sự phát triển bền vững của xã hội loài người và các
sinh vật sống trên hành tinh chúng ta.
SVTT: Lương Thị Thắm
- 3 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI:
 Tìm hiểu tổng quan về công nghiệp sản xuất bia ở Việt Nam và nhà máy
bia Quy Nhơn
 Tìm hiểu tổng quan về nước thải bia và khả năng xử lý nước thải bia bằng
phương pháp sinh học
 Thử nghiệm khả năng xử lý của các chế phẩm vi sinh hiện nay trên thị
trường
SVTT: Lương Thị Thắm
- 4 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
MỤC LỤC
PHẦN TỔNG QUAN
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT
BIA
Trang
1.1 Ngành công nghiệp sản xuất bia tại Việt Nam 12
1.2 Quy trình cho sản xuất bia 12
1.2.1 Nguyên liệu cho sản xuất bia 13
1.2.1.1 Nguyên liệu chính 13
1.2.1.2 Phụ liệu 15
1.2.2 Quy trình sản xuất 15
1.2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 16
1.2.2.2 Quá trình nấu và đường hóa 17
1.2.2.3 Lọc dịch đường, nấu hoa, lắng cặn 17
1.2.2.4 Quá trình lên men 17

1.2.2.5 Lọc bia 18
1.2.2.6 Bão hòa CO
2
và chiết bia 18
1.3 Quy trình sản xuất của nhà máy bia Quy Nhơn 19
1.3.1 Chuẩn bị nguyên liệu 20
1.3.2 Quá trình đường hóa (nấu) 20
1.3.3 Quá trình lọc dịch đường 22
1.3.4 Quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon 22
1.3.5 Lắng trong 23
1.3.6 Làm lạnh nhanh 23
1.3.7 Quá trình lên men 23
1.3.7.1 Lên men chính 23
1.3.7.2 Lên men phụ 24
1.3.8 Lọc bia 24
SVTT: Lương Thị Thắm
- 5 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
1.3.9 Bão hòa CO
2
và chiết bia 24
1.3.9.1 Bão hòa CO
2
24
1.3.9.2 Chiết bia 24
1.3.10 Thanh trùng 24
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA
2.1 Tình trạng ô nhiễm từ ngành công nghiệp sản xuất bia hiện nay 26
2.2 Chất thải nhà máy sản xuất bia 28
2.2.1 Khí thải 28

2.2.2 Chất thải rắn 28
2.2.3 Nước thải 28
2.3 Đặc trưng của nước thải ở các nhà máy bia 29
2.4 Ảnh hưởng của nước thải nhà máy bia đến môi trường 31
2.5 Các chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng nước 31
2.5.1 Độ pH 31
2.5.2 Chất rắn lơ lửng(SS) 31
2.5.3 Độ đục 32
2.5.4 Oxi hòa tan (DO-Dissolved oxygen) 32
2.5.5 Chỉ số BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa-Biochemical oxigen Demand) 32
2.5.6. Chỉ số COD (Nhu cầu oxy hóa học- Chemical oxigen Demand) 33
2.5.7. Các hợp chất của Nito trong nước thải 33
2.5.8. Các hợp chất của Phospho trong nước thải 33
2.6 Các giải pháp làm giảm thiểu lượng và tải lượng nước thải nhà máy bia 34
2.6.1 Tái sử dụng nước thải 34
2.6.2 Phân luồng nước thải sản xuất 34
2.7 Nước thỉa nhà máy bia Quy Nhơn 35
CHƯƠNG 3:TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ
MÁY BIA
3.1 Hệ vi sinh vật nước thải nhà máy bia 36
3.1.1 Hệ vi sinh vật trong nước thải nhà máy bia 36
3.1.2 Chuyển hóa vật chất của vi sinh vật trong nước thải nhà máy bia 37
SVTT: Lương Thị Thắm
- 6 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
3.2 Một số phương pháp xử lý nước thải nhà máy bia 39
3.2.1 Hệ thống hiếu khí 39
3.2.1.1 Bùn hoạt tính 40
3.2.1.2 Lọc sinh học 41
3.2.2 Hệ thống kỵ khí 42

3.2.2.1 Sinh học kỵ khí hai giai đoạn 43
3.2.2.2 Bể bùn kỵ khí dong chảy ngược – UASB 44
3.2.2.3 Lọc kỵ khí bám dính cố định 44
3.2.2.4 Bể phản ứng kỵ khí đệm giãn nở - FBR, EBR 45
3.3 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Quy Nhơn 46
3.3.1 Thuyết minh quy trình 48
3.3.1.1 Tách rác thô, gom nước thải 48
3.3.1.2 Tách rác tinh và điều hòa cân bằng 48
3.3.1.3 Xử lý sinh học yếm khí( tương tự bể UASB) 49
3.3.1.4 Quá trình lắng sau xử lý yếm khí – bể trung gian 49
3.3.1.5 Bể xử lý sinh học hiếu khí theo mẻ (SBR) 50
3.3.1.6 Bể khử trùng 51
3.3.1.7 Lọc liên tục 51
3.3.1.8 Lọc thủy sinh 51
3.3.1.9 Bể nén bùn hiếu khí, và bể chứa bùn hiếu khí 51
3.3.1.10 Thiết bị ép bùn 52
3.4 Một số chế phẩm xử lý sinh học nước thải nhà máy bia 52
3.4.1 Chế phẩm EMIC 52
3.4.2 Chế phẩm Gem – P1 54
3.4.3 Chế phẩm Gem – K 55
3.4.4 Chế phẩm Gem – P 56
PHẦN THỰC NGHIỆM
CHƯƠNG 4: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
4.1 Mục đích 58
4.2 Vật liệu và phương pháp 58
4.2.1 Mẫu 58
SVTT: Lương Thị Thắm
- 7 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
4.2.1.1 Dụng cụ 58

4.2.1.2 Hóa chất 58
4.2.2 Phương pháp 59
4.2.2.1 Xác định DO 59
4.2.2.2 Xác định COD 60
4.2.2.3 Xác định BOD 60
4.2.2.4 Xác định Phosphat 61
4.2.2.5 Xác định Nitơ Kjeldahl (N hữu cơ, NH
3
, NH
2
) 62
4.3 Bố trí thí nghiệm 63
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT
5.1 Kết quả xác định các thông số đầu vào 65
5.2 Kết quả thí nghiệm mẫu nước thải không bổ sung N, P 66
5.3 Kết quả thí nghiệm mẫu nước thải có bổ sung N, P 68
Kết luận 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO
SVTT: Lương Thị Thắm
- 8 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
Aerotank: Bể bùn hoạt tính hiếu khí
BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh hóa
COD (Chemical Oxygen Demand ): Nhu cầu oxy hóa học
DO ( Disolved Oxygen ): Lượng oxy hòa tan
EBR, EBR (fluidized and aepanded bed reactor): Bể phản ứng kỵ khí đệm giãn nở
SBR ( Sequecing Batch Reactor ): Bể phản ứng từng mẻ kế tiếp nhau
UASB (Up – flow Anaerobic Sludge Blanket): Bể chảy ngược bùn yếm khí
SVTT: Lương Thị Thắm

- 9 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1.1 Biểu đồ nấu bia tại nhà máy bia Quy Nhơn
Hình 3.1 Đường cong sinh trưởng kép của vi sinh vật trong nước thải
Hình 3.2 Qúa trình chuyển hóa vật chất của vi sinh vật
Hình 3.3 Sơ đồ hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí
Hình 3.4 Cơ chế màng lọc sinh học
Hình 3.5 Sơ đồ dòng thải nhà máy bia Quy Nhơn
Hình 3.6 Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy bia Quy Nhơn
Hình 3.7 Chế phẩm Emic
Hình 3.8 Chế phẩm Gem-P1
Hình 3.9 Chế phẩm Gem-K
Hình 3.10 Chế phẩm Gem
Hình 4.1 Quy trình bố trí thí nghiệm
SVTT: Lương Thị Thắm
- 10 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần của đại mạch
Bảnh 1.2 Thành phần hóa học của gạo
Bảng 1.3 Thành phần hóa học hoa houblon
Bảng 1.4 Hệ enzyme trong nấu malt
Bảng 2.1 Các loại chất thải nhà máy bia
Bảng 2.2 TCVN 5945: 2005, Giới hạn của các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm
trong nước thải công nghiệp.
Bảng 2.3 QCVN 24: 2009/BTNMT, Giá trị của các thông số ô nhiễm nước thải công
nghiệp
Bảng 2.4 Chỉ tiêu chất lượng nước thải đầu ra của nhà máy bia Quy Nhơn
Bảng 3.1 Một số giống vi khuẩn chính có trong bùn hoạt tính và chức năng của

chúng khi tham gia xử lý nước thải
Bảnh 5.1 Kết quả xác định các thông số đầu vào của nước thải nhà máy bia
Bảng 5.2 Kết quả thí nghiệm màu nước thải không bổ sung N,P
Bảng 5.3 Kết quả thí nghiệm màu nước thải có bổ sung N,P
SVTT: Lương Thị Thắm
- 11 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
PHẦN TỔNG QUAN
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN
XUẤT BIA
1.1 Ngành công nghiệp sản xuất bia tại Việt Nam
Theo kế hoạch của Bộ Công thương, trong thời gian tới sẽ có hàng loạt dự án
đầu tư các nhà máy sản xuất bia, đưa tổng công suất lên 2,5 tỷ lít vào 2010. Chỉ tính
riêng năm 2004, Tổng Công ty Bia - Rượu và Nước giải khát Sài Gòn (Sabeco) đạt
sản lượng hơn 403 triệu lít bia các loại. Các công ty lớn như Habeco (Tổng công ty
Rượu – Bia – Nước giải khát Hà Nội) đang đầu tư mới một dự án sản xuất bia tại
Vĩnh Phúc với công suất 100 triệu lít/ năm, có khả năng mở rộng lên 200 triệu lít/
năm vaøo naêm 2010, đơn vị này cũng đang mở rộng Nhà máy Bia Thanh Hóa, tiếp
nhận Công ty Bia Hải Dương và Quảng Bình về công ty con và đầu tư để nâng công
suất hai nhà máy này.
Các nhà máy đang trong quá trình nâng cao năng suất như nhà máy Bia Cần
Thơ với 15 triệu lít/ năm, sài Gòn – Phú Yên 15 triệu lít/ năm, Bia Hà Tĩnh từ 15
triệu lít lên 30 triệu lít/ năm; thực hiện đầu tư mới Nhà máy Bia Bạc Liêu 15 triệu lít/
năm, đầu tư nhà máy bia tại Quảng Nam hoặc Quảng Ngãi có công suất 50 triệu lít/n
năm. Các doanh nghiệp đầu tư nước ngoài đang xin thêm công suất như Công ty Bia
Việt Nam từ 150 triệu lít nâng lên 230 triệu lít/ năm. Công ty Bia Huế đầu tư mới
nhà máy 50 triệu lít tại Phú bìa, Nhà máy liên doanh Đông Hà – Huda (Quảng Trị)
đầu tư thêm 30 triệu lít/ năm, Công ty Foster’s Đà Nẵng mở rộng công suất từ 45
triệu lít/ năm. Mới đây, Công ty Cổ phần Sữa Việt Nam cũng chính thức thông bóa
đầu tư gần 300 tỷ đồng để xây dựng nhà máy bia. Một số hãng bia nổi tiếng của Mỹ,

Nam Phi, Đan Mạch đang xúc tiến tìm hiểu thị trường và xu hướng hợp tác liên
doanh với doanh nghiệp trong nước để góp vốn sản xuất bia phục vụ thị trường nội
địa và xuất khẩu.
Như vậy, trong thời gian tới, ngành công nghiệp sản xuất bia của Việt nam sẽ
phát triển mạnh hơn nữa, số lượng các nhà máy cùng với hiệu suất hoạt động sẽ tăng
cao. Đồng thời, lượng nước thải đưa ra môi trường cũng là không nhỏ.
SVTT: Lương Thị Thắm
- 12 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
1.2 Quy trình cho sản xuất bia
1.2.1 Nguyên liệu cho sản xuất bia
Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính gồm: Malt (đại mạch nảy mầm),
gạo tẻ, hoa houblon, nước, nấm mem. Hiện nay nguyên liệu chính để sản xuất bia là
malt đại mạch và hoa houblon đều phải nhập ngoại (60 – 70%). Từ nhiều năm nay
Việt Nam đã trồng thử nghiệm đại mạch và hoa houblon ở một số vùng nhưng năng
suất thu hoạch còn thấp, chất lượng đều chưa đạt yêu cầu. Để dần có thể tiến tới việc
hạn chế nhập khẩu, nước ta đang tiếp tục các công trình trồng thử hai loại cây trên.
1.2.1.1 Nguyên liệu chính
a. Malt (đại mạch nảy mầm)
Bảng 1.1 Thành phần của đại mạch
Thành phần Tỷ lệ (%)
Độ ẩm 12 -16
Tinh bột 54 – 65
Protein 9 – 14
Chất béo 2 – 3
Chất xơ thô
4 -5
Hemicellulose 8 -10
Tro 2 - 3
Các hợp chất

khác
Đường, gum, pectin, enzyme,
vitamin, các hợp chất phenol
Gạo tẻ:
Ơ Việt Nam, gạo tẻ thường được sử dụng làm thế liệu kèm theo malt để hạ giá
thành sản phẩm (bia ngắn ngày), sử dụng khoảng 30%.
Bảng 1.2 Thành phần hóa học của gạo
SVTT: Lương Thị Thắm
- 13 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
Thành phần Tỷ lệ
Độ ẩm 12,6%
Hợp chất chứa Nitơ 7,9%
Chất béo 0,5%
Gluxit 77,8%
Xellulose của vỏ lụa 0,5%
Chất tro 0,7%
b. Hoa houblon
Hoa houblon tạo cho bia có vị đắng đặc trưng và mùi thơm đễ chịu, đồng thời
hoa cũng chiết ra những chất có tác dụng tiệt trùng, do đó làm tăng thời gian bảo
quản bia và giúp cho các thành phần bia được ổn định và bọt bia được giữ lâu hơn.
Hoa houblon có hoa đực và hoa cái, nhưng chỉ có hoa cái chưa thụ phấn mới
dùng để sản xuất bia. Hoa đực rất bé chứa rất ít lượng lupulin không đạt yêu cầu để
sản xuất bia.
Bảng 1.3 Thành phần hóa học hoa houblon
Thành phần Tỷ lệ
Nước 11 -13%
Chất đắng 15 – 21%
Polyphenol 2,5 – 6%
Protein 15 – 21%

Xenlulose 12 – 14%
Chất khoáng 5 – 8%
Tinh dầu thơm 0,3 – 1%
Các hợp chất khác 26 – 28%
Trong đó, thành phần có giá trị nhất là chất đắng, sau đó là tinh dầu thơm và
polyphenol.
c. Nước
SVTT: Lương Thị Thắm
- 14 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
Sử dụng 10 – 15 m
3
nước/ 1000 l bia, nước để tạo sản phẩm yêu cầu chất lượng
cao còn nước dụng để vệ sinh thiết bi, nhà xưởng, làm lạnh thì chất lượng thấp hơn.
Trong đó 60 – 70% đi vào sản xuất còn lại là nước thải.
d. Nấm men
Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia vì quá trình trao đổi chất
của tế bào nấm men chính là quá trình chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm, quá
trình chuyển hóa này lại gắn liền với sự tham gia của hệ enzyme trong tế bào nấm
men, do đó việc nuôi cấy nấm men để thu được một hệ enzyme có hoạt lực cao là
một giai đoạn kỹ thuật hết sức quan trọng.
Hai chủng nấm men thường dùng trong sản xuất bia là nấm men nổi
Saccharomyces cerevisiae và nấm men chìm Saccharomyces carlsbergensis.
Sử dụng nấm men nổi đòi hỏi phải kèm theo những biện pháp lọc cẩn thận mới
có sản phẩm thật trong suốt vì tế bào nấm men vẫn còn trong dịch lên men ngay cả ở
cuối thời kỳ lên men phụ. Nấm men chìm có ưu điểm hơn đó là trong quá trình phát
triển, tế bào của chúng kết dính vào nhau thành chùn rồi lắng xuống đáy thiết bị lên
men thành lớp chặt, thuận lợi cho việc tách tế bào đó làm men giống cho cac sđợt sản
xuất tiếp theo. Ngoài ra nấm men chìm có khả năng lên men ở t
o

< 0
o
C trong khi
nấm men nổi chỉ cần t
o
< 10
o
C đã trở nên vô hoạt. Nhờ những ưu điểm đó mà chủng
nấm men S. carlsbergensis được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất bia.
1.2.1.2 Phụ liệu
- Chất trợ lọc diatomit: được sử dụng nhằm nâng cao hiệu quả và rút ngắn thời
gian lọc bia.
- Hóa chất khử trùng (xút, ozon,…): được sử dụng để chế dung dịch rửa (CIP
nóng, CIP lạnh), khử trùng, vệ sinh thiết bi.
- Dầu mỡ, tác nhân lạnh (amoniac, freon, glycol,…): được dùng trong máy nén,
máy lạnh. Khi bị rò rỉ chúng sẽ gây ô nhiễm môi trường nước, không khí
1.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất bia
SVTT: Lương Thị Thắm
- 15 -
Men
Thức ăn
gia súc
Lên men chính
Xử lý lạiNấm men
Nguyên liệu (Malt) Nguyên liệu (Gạo)
Cân, nghiền Cân, nghiền
Phối trộn Phối trộn
Đạm hóa Hồ hóa
Nấu
Lắng trong

Dịch
Làm lạnh nhanh
Hoa houblon
Nhân giống
Xuất xưởng
Ñöôøng
Nước
Men
Cặn
Lọc trong bia
Bão hòa CO
2
Chiết chai
Thanh trùng
Dán nhãn
Lên men phụ
Thu hồi
CO
2
Xử lý
CO
2
tinh khiết
Nước
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
1.2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu
SVTT: Lương Thị Thắm
- 16 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
Nguyên liệu được chuyển vào kho bảo quản của nhà máy theo số lượng mẻ nấu

mỗi ca về tập kết tại phân xưởng nấu. Malt và gạo được nghiền nhỏ đến kích thước
tiêu chuẩn.
1.2.2.2 Quá trình nấu và đường hóa
Nguyên liệu malt và thế liệu (gạo sau ngâm trương) được dịch hóa và đường
hóa. Bột gạo được hồ hóa và dịch hóa trong nồi nấu cháo. Quá trình hồ hóa malt và
hồ tinh bột có bổ sung enzyme được thực hiện trong nồi đường hóa ở nhiệt độ 75
0
C
trong 4h. Sản phẩm của quá trình này là dịch đường.
1.2.2.3 Lọc dịch đường, nấu hoa, lắng cặn, làm lạnh
Dịch đường được bổ sung hoa houblon và nâng nhiệt độ lên 100
0
C. Bã lọc
được rửa bằng nước nóng ở nhiệt độ 75- 80
0
C. Sau nấu hoa, dịch đường được đưa
sang thùng xoáy lốc để tách bã hoa và cặn lắng. Sau đó được làm lạnh nhanh để hạ
nhiệt độ xuống 8 – 10
0
C và được bổ sung oxy với lượng 30 – 35 ml khí/ lít dịch (tạo
điều kiện cho nấm men phát triển) rồi chuyển vào thiết bị lên men.
1.2.2.4 Quá trình lên men
Đây là quá trình quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia: đường có trong
nước nha được lên men dưới tác dụng của nấm men. Quá trình lên men gồm 2 giai
đoạn được thực hiện trong cùng một thiết bị gọi là Combitank, thùng lên men được
thiết kế có lớp áo lạnh và bảo ôn bên ngoài. Phần áo lạnh có tác dụng điều chỉnh
nhiệt độ của bia bên trong thùng khi cần thiết.
 Lên men chính: thường 6 – 10 ngày, nhiệt độ duy trì trong giai đoạn chính
từ 8 – 10
0

C. Khi lên men, nhiệt độ của dịch đường trong thùng tăng cho phép lên đến
14 – 16
0
C với áp suất khống chế ở mức 1,3 – 1,5 bar.
 Lên men phụ: sau khi quá trình lên men chính kết thúc, nhiệt độ hạ xuống
4
0
C, giữ tiếp trong một ngày nữa rồi tiếp tục làm lạnh bia trong thùng xuống còn
-1
0
C. Khi làm lạnh men lắng xuống phía dưới đáy thùng và sẽ được lấy ra và chuyển
vào thùng chứa men, các cặn mịn và các chất keo tụ (tanin, protein, protein không
tan và nhựa hoa houblon) lắng làm bia trong cũng được lất ra trước khi đi lọc bia.
Lượng men thu hồi được có thể sử dụng lại nhiều lần và theo tỷ lệ do bộ phân công
nghệ kỹ thuật quyết định. Khi nhiệt độ trong thùng hạ xuống tới -1
0
C giữ thêm 1 - 3
ngày nữa sau đó đem đi lọc.
SVTT: Lương Thị Thắm
- 17 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
1.2.2.5 Lọc bia
Mục đích của quá trình lọc bia là tách các hạt cặn, tạp chất còn sót lại trong bia,
làm tăng độ trong của bia và làm tăng thời gian bảo quản. Thiết bị lọc có thể là lọc
khung bản với chất trợ lọc là diatromit.
1.2.2.6 Bão hòa CO
2
và chiết bia
Từ thùng chứa bia, bia có thể được bão hòa thêm CO
2

(nếu cần thiết) để tăng
nồng độ CO
2
trong bia rồi đưa đi chiết chai, chiết bom hoặc đóng lon. Bao bì được
rửa, sau đo chiết, đóng nắp, thanh trùng, kiểm tra, dán nhãn.
1.3 Quy trình sản xuất của nhà máy bia Quy Nhơn
SVTT: Lương Thị Thắm
- 18 -
Tách cặn lạnh
Lên men, tàng trữ
Lọc trong
Men sữa
Chăn
nuôi
Hoạt hóa
Xử lí
Lọc thu dịch đường
Đun sôi với houblon
Nước nóng 78
0
C
Bã Bã thảiRữa bã
Nước rữa bã
Đạm nước
Nguyên liệu (Malt)
Cân, nghiền
Hòa trộn với nước
Nấu (Đường hóa)
Nguyên liệu (gạo)
Hòa trộn với nước

Hồ hóa
Cân, nghiền
Men giống Nhân giống nhỏ
Nhân giống lớn
Làm lạnh nhanh
Ổn định
Thu hồi CO
2
Xử lí
Bình chứa
Nạp bình
Xuất xưởng
Bộc trợ lọc
Bốc hơi
Lắng trong và làm lạnh
sơ bộ
Cặn xã bỏ
Rửa chai
Chai
Chiết chai
Thanh trùng
Dán nhãn
Xuất xưởng
Nước
rửa
chai
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
1.3.1. Chuẩn bị nguyên liệu
SVTT: Lương Thị Thắm
- 19 -

Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
Malt và gạo được nghiền theo mức độ phân hủy của nó, mức độ nghiền cũng
phụ thuộc vào phương pháp và thiết bi. Công ty bia Sài Gòn – Miền Trung sử dụng
thiết bị thung đáy bằng.
1.3.2. Quá trình đường hóa (nấu)
Mục đích của quá trình đường hóa là nhằm chuyển về dạng hòa tan tất cả các
chất có phân tử lượng cao nằm dưới dạng không hòa tan trong bột malt. Chúng sẽ kết
hợp với các chất hòa tan có sẵn tạo thành chất chiết chung (extract)
Công ty bia Quy Nhơn nấu tỷ lệ malt : gạo là 70 : 30, một mẻ nấu khoảng 1040
kg.
Bảng 1.4. Hệ enzyme trong nấu malt
Enzym pH tối ưu
Nhiệt độ
tối ưu
Sản phẩm
proteinase 5,0 – 5,5 50 - 55 Pepton, peptit, polypeptit
peptidase 7,3 – 7,9 40 - 45 Acid amin trong hạt
amidase 7,3 - 80 45 - 50 Acid amin, NH
3
β-amylaza 5,2 – 5,6 60 – 65 Tạo maltose
α -amylaza 5,3 – 5,8 70 – 75 Đường hóa
Endo -1.4 glucanase 4,5 – 4,8 37 – 45 Thủy phân hemicellulose
phytase 5,0 – 5,5 40 - 50
Giải phóng rượu inozit và acid
phosphoric tự do
Biểu đồ nấu bia
SVTT: Lương Thị Thắm
- 20 -
Nồi
gạo

Hội
cháo
Nồi
malt
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
Nhiệt độ (
0
C )
10 25 45 55 65 85 95 125 135 155T
Hình 1. Biểu đồ nấu bia tại nhà máy bia Quy nhơn
• Nồi gạo: Cho một ít CaCl
2
và nước nằm sẵn trong đáy nồi, CaCl
2
có tác
dụng rút ngắn thời gian đường hóa, thể tích nồi 10m
3
Toàn bộ lượng gạo và 10% malt được trộn đều với nước ở nhiệt độ 35
o
C qua
phễu nhập nguyên liệu, tỷ lệ bột:nước là 1:5 khuấy đều dịch bột sau đó tiến hành
nâng nhiệt và giữ nhiệt
Nâng nhiệt từ 35
o
C÷52
o
C, giữ 52
o
C trong 15 phút ở nồi gạo
Dịch hóa: Nâng nhiệt từ 52

o
C đến 76
o
C, giữ 76
o
C trong 10 phút
Hồ hóa: Nâng nhiệt từ 76
o
C÷100
o
C , giữ sôi trong 20 phút để hồ hóa triệt để
dịch gạo, pH nồi gạo = 5,7
• Nồi malt: Bột malt được trộn đều với nước ở nhiệt độ 35
o
C qua phễu
nhập liệu, tỷ lệ bột malt và nước 1:4. Trước khi nạp bột cũng cho thêm vào nồi bột ít
CaCl
2
. Bật cánh khuấy để khuấy đều dịch bột sau khi nạp hết bột malt dùng H
2
SO
4
để điều chỉnh pH về 5,5÷5,6.
Nâng nhiệt đến 52
o
C và giữ trong 15 phút.
• Hội cháo: Sau khi nồi gạo đã kết thúc hồ hóa triệt để xong bơm sang nồi
malt nhằm tránh nhiệt độ tăng đột ngột dẫn đến vô hoạt enzim, cùng lúc bơm nước
SVTT: Lương Thị Thắm

- 21 -
100
80
60
40
20
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
song song vào nồi gạo cho khi kết thúc bơm hội cháo thì nhiệt độ của hỗn hợp dịch
là 65
o
C trong 30 phút để thực hiện quá trình đường hóa hỗn dịch.
Sau khi đướng hóa xong nâng hỗn hợp dịch lên 75
o
C và giữ trong 20 phút để
dextrin hóa số tinh bột còn lại.
1.3.3. Quá trình lọc dịch đường
Phân tách phần loãng riêng ra khối phần đặc. Đặc trưng của malt cháo là trong
đó có nhiều phân tử rắn. Trong quá trình lọc những phân tử rắn này sẽ tạo thành một
lớp nguyên liệu lọc phụ. Điều này có ý nghĩa lớn trong khi lọc, nhất là khi sử dụng
phương pháp lọc lắng.
Sau 30 phút để yên thì bắt đầu mở van thu dịch đường. Dịch đường lúc này vẫn
còn đục nên được bơm tuần hoàn trở lại thùng lọc. Sau 10 phút tuần hoàn thì dịch
đường trong và được bơm ngay sang thiết bị nấu hoa.

Phần bã còn lại được rửa bằng nước 78
o
C. Để yên 10 phút thì bắt đầu mở van
để dẫn dịch rửa bã malt ra. Quá trình này được lặp lại 2 lần nữa thì kết thúc.
1.3.4. Quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon
Mục đích của quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon là nhằm làm ổn
định thành phần và tạo cho bia có mùi thơm xảy ra một cách đặc trưng của hoa
houblon. Đồng thời cũng trong lúc này xảy ra một số quá trình khác như: ổn định
thành phần, gia tằng nồng độ, thanh trùng dịch đường, gia tăng cường độ màu…
Dịch đường sau khi lọc, có vị ngọt của malt nhưng hương thơm chưa đặc trưng
và chứa nhiều tạp chất. Quá trình houblon hóa là quá trình đun sôi dịch đường với
hoa houblon và caramen. Quá trình nảy sẽ:
Trích ly chất đắng, chất chát, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ
và các thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường.
 Các thông số kỹ thuật
Thời gian houblon hóa: 90 phút
Nhiệt độ : 104 – 105
o
C
Áp suất hơi : 1,4 – 1,6 bar
Tiếp hoa:
Lần 1: Sau khi sôi 10 phút cho hoa cao
SVTT: Lương Thị Thắm
- 22 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
Lần 2: Sau khi sôi 20 phút cho hoa viên, lượng hoa viên cho vào chiếm 75%
tổng lượng hoa viên.
Lần 3: Trước khi kết thúc 10 phút thì cho vào phần hoa viên còn lại.
1.3.5. Lắng trong
Làm trong dịch nước nha để đảm bảo độ trong của bia sau này.Tách các loại

cặn như protein đông tụ, các hợp chất pholyphenol, hợp chất đắng không tan. Đưa
nhiệt độ của dịch đường từ 100
0
C xuống 90
0
C.
1.3.6. Làm lạnh nhanh
Giảm nhiệt độ của dịch đường từ 90
0
C xuống 9-12
0
C để chuẩn bị cho quá trình
lên men. Làm lạnh nhanh có tác dụng tránh vi sinh vật xâm nhập vào trong quá trình
làm lạnh. Sau quá trình này có quá trình sục khí sạch vào dịch malt để cung cấp oxy
cho hoạt động của nấm men. Quá trình làm lạnh nhanh sẽ làm biến tính một số loại
protein dẫn đến chúng bị kết lắng xuống phía dưới và sẽ làm dịch đường trong hơn.
1.3.7. Quá trình lên men
Lên men là quá trình chuyển hóa dịch đường thành bia dưới tác dụng của hệ
enzim của nấm men, sản phẩm chính là rượu và CO
2
.
1.3.7.1. Lên men chính
Chuyển hóa các chất hòa tan ở trong dịch đường thành C
2
H
5
OH và các loại
rượu phụ khác, CO
2
và các sản phẩm phụ khác như glyxerin, acid hữu cơ, diacetyl,

este….
Quá trình lên men chính tank lên men được làm sạch và khử trùng dịch lên men
sau khi làm lạnh bơm đầy dung tích hữu dụng (2/3 tank) đồng thời bổ sung nấm men
và 5 – 6 mg oxy cho một lít dịch và bắt đầu quá trình lên men chính. Trong giai đoạn
lên men chính, giai đoạn đầu người ta cho vào các chất phụ gia để kích hoạt nấm
men và giữ ở áp suất dư 0,5 bar và nhiệt độ 10
o
C.
Quá trình lên men chính gồm 4 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: thường xảy ra sau 24h kể từ khi nạp dịch lên men đầy bồn. Giai
đoạn lên men tăng trưởng nhanh.Dịch lên men giảm từ 11
o
PL xuống 9
o
PL.
+ Giai đoạn 2: Hai ngày tiếp theo, lúc này nấm men hoạt động mạnh dần lên,
bọt nhiều và dày hơn. Dịch lên men chỉ còn 6,9÷7
o
PL.
SVTT: Lương Thị Thắm
- 23 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
+ Giai đoạn 3: Hai ngày tiếp theo. Đây là giai đoạn lên men mạnh nhất, hàm
lượng diaxetyl và CO
2
sinh ra nhiều nhất. Dịch lên men chỉ còn 2,7÷3
o
PL.
+ Giai đoạn 4: Thường kéo dài 1 – 1,5 ngày cuối cùng. Quá trình lắng nấm men
bắt đầu. Dịch lên men chỉ còn 2,4÷2,5

o
PL.
Kết thúc giai đoạn 4 ta thu được bia non. Quá trình lên men chính diễn ra trong
6-7 ngày.
1.3.7.2. Lên men phụ
Quá trình lên men phụ là quá trình lên men tiếp tục lượng đường sót sau quá
trình lên men chính nhằm chuyển hóa diacetyl, andehyt… tạo thành các este và rượu
bậc cao. Lên men phụ ở nhiệt độ 0- 2
0
C. Và áp suất tăng lên 1,2 – 1,4kg. Việc tăng
áp suất trong giai đoạn này sẽ không làm ảnh hưởng đến trạng thái của nấm men và
nó còn làm hạn chế quá trình oxy hóa, làm tăng độ bền của bia.
1.3.8. Lọc bia
Bia sau khi tàng trữ vẫn còn đục, lượng tế bào nấm men còn nhiều chính vì vậy
phải lọc trước khi xuất xưởng. Quá trình lọc được tiến hành ở nhiệt độ 1÷2
o
C.
Loại bỏ những cấu tử gây đục cho bia như nấm men, các hạt phân tán cơ học,
các hạt dạng keo, phức chất protein-polyphenol, nhựa đắng và nhiều loại hạt li ti
khác, đồng thời bổ sung CO
2
cho bia…nhằm làm tăng độ bền của bia, tăng thời gian
bảo quản và tạo cảm quan.
1.3.9. Bão hòa CO
2
và chiết bia
1.3.9.1. Bão hòa CO
2
Nhằm làm tăng chất lượng cảm quan, chống kết tủa và là môi trường tốt để bảo
quan bia. Bổ sung lượng CO

2
bị thất thoát trong quá trình lọc bia. Tạo mọi điều kiện
về nhiệt độ, áp suất để tiến hành bão hòa CO
2
.
1.3.9.2. Chiết bia
Bia sau khi sử dụng trong chai còn lại một phần dinh dưỡng. Do tiếp xúc với
oxy trong không khí tạo điều kiện cho các loại vi sinh vật, nấm men, men dại … phát
triển.Vì vậy chai phải được ngâm rửa và được vòi phun nước rửa sơ bộ, nhiệt độ của
nước là 50÷55
o
C. Sau đó được chuyển qua khu vực phun xút 1,5% ở nhiệt độ 85
o
C,
nước ấm 40
o
C và nước 15
o
C.
1.3.10. Thanh trùng
SVTT: Lương Thị Thắm
- 24 -
Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Hoàng Mỹ
Trong bia thành phẩm luôn chứa các tế bào còn sống gồm nấm men thuần
chủng, vi khuẩn lactic, nấm sợi, nấm men giống, nấm men dại. Vì vậy phải xử lí để
tiêu diệt vi sinh vật
Khả năng chịu nhiệt vi sinh vật khác nhau là khác nhau. Tuy nhiên qua thực tế
nhiều năm sản xuất, nhà máy bia Sài Gòn-Miền Trung đã chọn chế độ thanh trùng
pasteur. Vì đây là chế độ thanh trùng tối ưu đảm bảo mùi vị của bia là tốt nhất.
SVTT: Lương Thị Thắm

- 25 -