Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen năng suất 10000 tấn sản phẩm/năm

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
Bảng Tên bảng Trang
1.1. Thành phần hóa học của malt 1
1.2. Thành phần hóa học của potein trong đại mạch 7
3.1. Tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn 22
3.2. Biểu đồ sản xuất của nhà máy 26
3.3. Tổng kết cân bằng vật chất qua các công đoạn 29
4.1. Bảng tổng kết các thiết bị 48
DANH MỤC HÌNH
Hình Tên hình Trang
1.1. Malt vàng và malt đen 2
1.2. Malt đen 2
1.3. Đại mạch 2 hàng và 6 hàng 3
1.4. Cấu tạo hạt đại mạch 4
2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất malt đen 12
2.2. Xilô
2.3. Thiết bị ngâm 16
2.4. Thiết bị sấy dạng tháp
4.1. Xilô chứa nguyên 30
4.2. Máy sàng ống 31
4.3. Máy tách kim loại 31
4.4. Bunke chứa nguyên 32
4.5. Thiết bị ngâm và rửa 33
4.6. Thiết bị chứa H
2
O
2
34
4.7. Máy bơm nước 37
4.8. Máy điều hòa không khí 37

4.9. Thùng chứa mầm, rễ
4.10. Gàu tải 39
4.11 Vít tải 43
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế thế giới, Việt nam đang dần vươn lên
và tự khẳng định mình, vì vậy đời sống vật chất và tinh thần của người dân không
ngừng được nâng cao. Với quan điểm ăn no, mặc ấm như ngày xưa không còn nữa
mà thay vào đó là không những ăn ngon mà còn mặc đẹp. Để đáp ứng nhu cầu của
người tiêu dùng các ngành công nghiệp nói chung và công nghệ thực phẩm nói
riêng đã không ngừng hoàn thiện và cho ra đời những sản phẩm rất phong phú và đa
dạng về chủng loại, trong đó có bia - đây là đồ uống được ưa chuộng hầu hết các
nước trên thế giới, mà nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt.
Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hoà thảo như đại mạch, tiểu
mạch, thóc, ngô, …sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm
nhất định với những điều kiện bắt buộc. Malt rất giàu chất dinh dưỡng và được
dùng để sản xuất các loại thực phẩm có chất lượng cao như bột dinh dưỡng cho trẻ
em, các loại đồ uống tổng hợp cho người già và nó là nguyên liệu rất quan trọng
trong công nghệ sản xuất bia. Đặc biệt là malt đen, được dùng để sản xuất ra các
sản phẩm có chất lượng cao hơn malt vàng.
Ở nước ta, hiện nay có nhiều nhà máy bia nói riêng và các nhà máy thực
phẩm nói chung, nhu cầu về malt cho sản xuất là rất lớn. Nhưng ở Việt Nam, chỉ
mới có nhà máy sản xuất malt ở phía Bắc (Cao Bằng, Sơn La), nên các nhà máy
trong nước đều phải nhập nguyên liệu malt từ nước ngoài làm cho giá thành của sản
phẩm tăng lên rất nhiều.
Thấy được nhu cầu cấp thiết đó nên chúng em đã lựa chọn cho mình đề tài:
“Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen năng suất 10000 tấn sản phẩm/ năm”
Đồ án Tổng Hợp 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MALT

1.1.1. Giới thiệu về malt [1]
1.1.1.1. Đặc điểm
Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu
mạch, thóc, ngô… Sau khi nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất
định với những điều kiện bắt buộc.
Malt là một loại bán thành phẩm nhưng rất giàu chất dinh dưỡng: chứa 16 –
18% các chất thấp phân tử dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn giản, dextrin bậc thấp,
các axit amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt là hệ enzim phong
phú, chủ yếu là proteaza và amylaza.
Thành phần hóa học của malt tính theo chất khô
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của malt
Thành phần Hàm lượng (%)
Tinh bột 60 – 65
Xenlluloza 4 – 6
Saccaroza 3 – 5
Đường khử 2 – 4
Chất béo 2 – 3
Chất khoáng 2,5 – 3
Đạm hòa tan 3
Protit 7 – 9
1.1.1.2. Vai trò
- Malt dùng để chế biến các loại thực phẩm có chất lượng cao như bột dinh dưỡng
cho trẻ em, các loại đồ uống cho người già và phụ nữ mang thai.
- Dùng làm tác nhân dịch hóa trong công nghệ sản xuất rượu cồn từ tinh bột, làm tác
nhân đường hóa trong sản xuất kẹo mạch nha…
- Nhưng có lẽ công dụng lớn nhất của malt là dùng để sản xuất các loại đồ uống có
độ cồn thấp.
1.1.1.3. Đánh giá chất lượng cảm quan của malt
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 6

- Màu sắc: Có màu đặc trưng của tùng loại malt màu vàng sáng (malt vàng), màu sẩm
(malt đen).
- Vỏ: Ánh bóng
- Hình dạng , kích thước: Tương ứng với hình dạng
của hạt đại mạch nguyên thủy.
- Vị và hương: Đặc trưng cho từng loại malt
- Độ sạch: 0,5% hạt gãy, 1% tạp chất
1.1.2. Giới thiệu về malt đen
Malt đen là nguyên liệu chính trong sản xuất
bia đen. Màu của bia được quyết định bởi màu của
malt. Malt đen có hàm lượng lớn melanoit,
là hợp chất màu nâu, vàng nhạt đến cánh dán.
Hình 1.1. Malt vàng và malt đen
Tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng malt đen:
- 85% số hạt bị giữ lại trên rây 2,5 đến 2,8 mm.
- Khối lượng 1000 hạt 25 – 35g
- Độ ẩm không quá 4%
- Chỉ số màu (EBC) 14 – 16
0
EBC
- Protein tổng không quá 12%
- Nitơ hòa tan 0,55 – 0,75% so với chất khô Nitơ amin tự
do không thấp hơn
150mg/100g chất khô malt
1.2. GIỚI THIỆU VỀ HẠT ĐẠI MẠCH [1]
1.2.1. Đặc tính thực vật
1.2.1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển
Hình 1.2. Malt đen
Đại mạch giống gieo trồng thuộc nhóm thực vật có hạt, phân nhóm bí tử, lớp

một lá mầm, họ lúa mì.
Đại mạch được xem là loại cây lương thực được trồng đầu tiên trên thế giới.
theo tác giả Ramage (1987) thì giống đại mạch cổ được sử dụng ở Thổ Nhĩ Kỳ cổ
đại cách đây 3500 – 4000 năm. Sau đó đại mạch lan truyền dần đến Châu Âu, Tây
Á và thung lũng Nile. Đại mạch thích hợp với khí hậu lạnh, không ưa ẩm và khô
nên trồng nhiều ở các vùng ôn đới. Đại mạch là cây lương thực được trồng nhiều
thứ tư trên thế giới sau lúa mì, lúa gạo và ngô. Đại mạch được trồng chủ yếu ở Châu
Âu, Mỹ và Canada.
1.2.1.2. Phân loại
Có nhiều cách để phân loại hạt đại mạch . Dựa vào số hàng xung quanh
cuống hạt đại mạch được chia thành 2 loại:
a. Đại mạch hai hàng
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 7

Đại mach hai hàng được dùng chủ yếu cho công nghiệp sản xuất bia. Dấu
hiệu đặc trưng của chúng là hình dạng của hạt rất cân đối.
Phụ thuộc vào tư thế của bông, đại mạch hai hàng được chia thành 3 nhóm:
- Bông cúi: Trục bông rất dẻo, gié của hạt dài, sau khi trổ bông và làm đồng thì bông
bắt đầu cúi xuống.
- Bông đứng: Cây to và cứng, bông dày hạt, loại đai mạch này được tồng nhiều ở một
số nước Tây Âu.
- Bông xòe: Có gié rất ngắn, các hạt gần như được đính vuông góc với trục bông.
Loại đại mạch này được trồng nhiều ở Anh, Ailen và Bắc Mỹ.
b. Đại mạch đa hàng
Đại mạch đa hàng được chia làm 2 nhóm: đại mach 6 hàng và đại mạch 4
hàng. Nó được dùng chủ yếu làm thức ăn gia súc và gia cầm. Đại mạch 4 hàng có
thể dùng để sản xuất bia.
Hình 1.3. Đại mạch 2 hàng và 6 hàng
1.2.2. Cấu tạo hạt đại mạch

Hạt của đại mạch bao gồm ba bộ phận chính: vỏ, nội nhũ và phôi.
1.2.2.1. Vỏ
Hầu hết hạt các loại đại mạch được bao bọc bên ngoài bằng lớp vỏ trấu, hạt
của một số rất ít loại đại mạch không có lớp vỏ này. Ở đại mạch 2 hàng vỏ trấu của
hạt khá mỏng và mềm còn ở đại mạch đa hàng vỏ trấu dày và thô hơn.
Thành phần hóa học của vỏ trấu chủ yếu là xenlluloza kết chặt lại nhờ chất
khoáng và linhin. Lớp dưới vỏ trấu là vỏ quả được cấu tạo từ 3 lớp tế bào – cứ một
lớp xếp ngang thì tiếp đến là một lớp xếp dọc. Với cấu trúc như vậy lớp vỏ quả rất
dai và bền vững.
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 8

Dưới lớp vỏ trấu là lớp vỏ hạt gồm
2 lớp tế bào. Tế bào của lớp ngoài có
thành rất dày , lớp trong thì trong suốt.
Lớp vỏ hạt đóng vai trò như một màng
bán thấm: chỉ cho nước thấm vào bên
trong hạt đồng thời giữ các chất hòa tan
trong hạt không cho thấm ra ngoài.
Lớp vỏ quả và lớp vỏ hạt liên kết
chặt chẽ và bền hơn sự liên kết giữa
chúng với lớp vỏ trấu. Ở đại mạch 2 hàng
có chất lượng cao, lớp vỏ trấu chiếm từ 7
– 8% trọng lượng chất khô của hạt còn đại
mạch đa hàng đến 11%. 10 – 13%
trọng lượng của hạt, lớp vỏ trấu có tác
dụng lớn trong công nghệ sản xuất bia. Hình 1.4. Cấu tạo hạt đại mạch
1.2.2.2. Nội nhũ
Nội nhũ là phần lớn nhất và có giá trị nhất. Ngoài cùng của nội nhũ tiếp giáp
với vỏ hạt là lớp alơron. Ở đại mạch 2 hàng, lớp alơron bao gồm hai lớp tế bào hình

lăng kính, có thành dày, còn đại mạch đa hàng số lớp tế bào nhiều hơn. Lớp alơron
giàu protein, chất béo, đường, xenlluloza, pentoza, vitamin và chất tro.
Cấu trúc nội nhũ gồm các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy tinh bột, một ít
protein, chất béo, tro và đường.
1.2.2.3. Phôi
Phôi là phần sống của hạt , chiếm 2,5 – 5% so với trọng lượng của hạt. Phôi
có vai trò rất quan trọng trong sự sống của cây và ngay cả trong công nghệ sản xuất
bia.
Quá trình chế biến hạt đại mạch trở thành malt, được đặt nền tảng trên sự nảy
mầm của hạt, tức là sự phát triển của phôi. Trong giai đoạn nảy mầm hệ enzim
trong hạt được hoạt hóa chúng sẽ cắt một phần dinh dưỡng cao phân tử để trở thành
phân tử nhỏ hơn . Một phần các hợp chất thấp phân tử này được chuyển về phôi
nuôi cây non, phần còn lại tồn tại trong hạt để sau này biến thành chất hòa tan của
dịch đường.
Phôi nằm ở phía dưới, gần đế của hạt bao gồm phôi lá, phôi rễ và nằm giữa
chúng là phôi thân.
1.2.3. Thành phần hóa học của đại mạch
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 9

Thành phần hóa học của đại mạch rất phức tạp. Nó phụ thuộc vào giống đại
mạch, điều kiện đát đai, khí hậu, kỹ thuật canh tác và điều kiện bảo quản.
1.2.3.1. Nước
Nước ảnh hưởng lớn đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt. Hàm ẩm cao
sẽ kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt. Hai quá trình này là nhân tố
quan trọng nhất làm hao tổn chất khô. Lượng nước trong hạt cao sẽ tạo điều kiện
thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, đặc biệt là các loại vi khuẩn hoại sinh, gây thối
rửa cho hạt.
Mặt khác, lượng nước quá cao sẽ làm tăng chi phí vận chuyển một cách vô
ích. Hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa đại mạch vào bảo quản là 13%.

1.2.3.2. Gluxit
Gluxit được chia thành bốn nhóm:
- Monosaccharit: gồm glucoza, fructoza và xitoza
- Đisaccharit: chủ yếu là saccaroza và maltoza
- Trisacchrit: là đường rifinoza
- Polysaccharit: là thành phần chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit của hạt đại
mạch bao gồm tinh bột, xenlluloza, hemixenlluloza, petoza, amilan và các hợp chất
dạng keo.
a. Tinh bột
Tinh bột được phân bố chủ yếu ở nội nhũ và một phần rất ít ở phôi. Chúng
tồn tại dưới dạng những khối lập thể, có kích thước khá bé.
Hạt tinh bột của đại mạch có hai kích cỡ: hạt to và hạt bé, còn lại hạt trung
bình thì rất ít khi gặp trong tự nhiên. Đối với loại hạt kích thước to, chúng thường
có dạng hình cầu hay ovan, đường kính khoảng 20 – 30µm, còn loại bé có dạng
hình cầu hay hình que có kích thước 2 – 10µm.
Thành phần tinh bột gồm 2 chất:
- Amyloza khối lượng chiếm khoảng 17 – 24% có dạng tinh thể, dễ hòa tan trong
nước nóng, không bị hồ hóa.
- Amylopectin chiếm tới 75 – 80%, là chất vô định hình. Nó không tan trong nước
mà bị hồ hóa ở nhiệt độ cao, với dung dịch iod, amylopectin chuyển thành màu tím.
b. Xenlluloza
Xenlluloza của hạt đại mạch phân bố chủ yếu ở lớp vỏ trấu và chiếm khoảng
20% chất khô của vỏ, không tan trong nước.
Phân tử xenlluloza bao gồm khoảng 2000 – 10000 gốc đường glucoza, sắp
xếp thành mạch dài xoắn lại thành từng chùm không phân nhánh.
c. Hemixelluloza
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 10

Hemixelluloza là thành phần chủ yếu tạo nên thành tế bào nội nhũ. Bao gồm

β-glucan (80 – 90%) và pentozan (10 – 20%) kết hợp nên khung bền vững cho
thành tế bào nội nhũ.
Dưới tác dụng xúc tác của nhóm enzim xitaza, hemixenlluloza bị thủy phân
thành hexoza và petoza. Tất cả các đường này là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng
quan trọng cho nấm men
d. Các hợp chất pectin và các chất dạng keo
Nói là dạng keo vì khi chúng hòa tan vào nước nóng thì tạo thành dung dịch
có độ nhớt cao. Vì có bản chất là hydratcacbon cho nên khi thủy phân sẽ cho ta sản
phẩm là các đường đơn galactoza và xiloza.
Các hợp chất pectin phân bố ở thành tế bào để tạo ra màng trung gian.
e. Saccharit thấp phân tử
Saccharit thấp phân tử hay còn gọi là saccharit đơn giản chủ yếu gồm một số
đường đơn và đường kép, chiếm nhiều nhất trong nhóm này là saccaroza (1,8% chất
khô của hạt) được phân bố nhiều ở phôi 5,5% trọng lượng của bộ phận này.
Lượng glucoza và fructoza trong đại mạch là không đáng kể 0,3 – 0,4%. Các
loại đường đơn giản tuy không
1.2.3.3. Các hợp chất chứa nitơ
Hàm lượng các hợp chất chứa nitơ trong đại mạch khoảng 9 – 11% so với
lượng chất khô của hạt. Phần lớn các hợp chất các hợp chất tồn tại dưới dạng cao
phân tử, dễ hòa tan, có các tính chất khác với nhóm cao phân tử.
a. Protit
Protit trong đại mạch được chia thành hai nhóm là protit đơn giản hay gọi là
protein và protit phức tạp hay gọi là proteit.
- Protein: Là hợp chất chứa nitơ không tan trong nước, kết tủa khi đun sôi, hàm lượng
protein trong đại mạch giảm trong quá trình sản xuất malt bởi chúng bị phân hủy
một phần do enzim . Đại mạch chứa các protein sau:
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của potein trong đại mạch
Thành phần Hàm lượng (%) Tính chất
Glutelin 30
Chỉ tan trong dung dịch kiềm loãng,

phân bố trong lớp alơron
Prolamin 37
Tan trong cồn 80
0
Globulin (edestin) 15
Tan trong dung dịch muối loảng
Abumin (leucosin) 11
Tan trong nước, khi đun sôi kết tủa hoan
toàn
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 11

- Proteit là những hợp chất tạo thành từ một phân tử có bản chất protein và một chất
khác có bản chất phi protein. Chúng kém hòa tan hoặc hòa tan không bền vững.
b. Các hợp chất chứa nitơ phi protid
Tiêu biểu của nhóm hợp chất này là: albumoza, pepton, peptit, polypeptit và
axit amin.
1.2.3.4. Các hợp chất không chứa nitơ
- Polyphenol và chất đắng: Polyphenol và chất đắng trong hạt đại mạch tập trung chủ
yếu ở lớp vỏ, phần lớn là hòa tan được vì vậy để loại trừ chúng, biện pháp dễ dàng
nhất là ngâm hạt trong môi trường kiềm nhẹ.
- Fitin: Fitin là muối đồng thời của canxi và magie với axit inozit – phosphoric
C
6
H
6
O
6
(H
2

PO
3
)
6
. Chúng tập trung ở vỏ và chiếm đến 0,9% chất khô của vỏ. Khi
thủy phân tạo thành inozit và axt phosphoric là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng
cho nấm men.
- Vitamin: Đại mạch chứa các loại vitamin B
1
(chủ yếu ở phần ngoài của hạt), B
2
, B
6
,
C (số lượng rất ít), PP
2
… Ngoài ra còn có tiền vitamin A, E, và nhiều dẫn xuất
vitamin khác. Chúng là nguồn dinh dưỡng cho nấm men phát triển.
- Chất béo và lipoit: Hàm lượng chất béo và lipoit trong hạt đại mạch dao động trong
khoản 2,5 – 3% lượng chất khô của hạt. Chúng tập trung chủ yếu ở phôi và alơron.
1.2.3.5. Enzim
Trong hạt đại mạch chứa một lượng enzim rất phong phú. Chúng được sắp
xếp vào các nhóm khác nhau. Theo khóa phân loại trong hóa sinh học, chúng được
phân thành 2 nhóm chính là hidrolaza và decmolaza.
a. Hydrolaza
Phụ thuộc vào cơ chất bị thủy phân, các enzim xúc tắc được chia thành các
nhóm: cacbonhydraza, proteaza, esteraza.
- Cacbonhydraza
+ Diastaza
Diastaza phân cắt tinh bột thành các sản phẩm dạng đường và dextrin. Đây là

nhóm enzyme quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia. Diastaza bao gồm 2
enzyme: α-amylaza và β-amylaza.
Enzyme α-amylaza phân cắt tinh bột thành glucoza và dextrin. Nhờ quá trình
phân cắt này, độ nhớt của dịch cháo nhanh chóng giảm xuống. Trong kĩ thuật sản
xuất bia, quá trình này được gọi là quá trình dịch hóa. Trong đại mạch khô, không
chứa α-amylaza hoạt tính. Chúng chỉ được hoạt hóa tại giai đoạn ngâm và ươm
mầm. Là enzyme chịu nhiệt nhưng kém chịu chua. Nhiệt độ tối ưu của nó là 70
o
C
còn pH là 5,7.
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 12

Enzyme β-amylaza tác động trực tiếp lên mạch amylaza, mạch nhánh và hai
đầu mạch chính của amylopectin. Sản phẩm của quá trình phân cắt này là đường
maltoza và dextrin. Nhiệt độ thích hợp cho enzyme này hoạt động là 63
o
C còn pH là
4,7.
+ Sitaza
Bao gồm 2 enzyme: sitoclactaza và sitolitaza. Enzyme đầu thủy phân
hemixelluloza thành các sản phẩm trung gian, còn enzyme sau thủy phân các sản
phẩm trung gian thành sản phẩm cuối cùng là pentoza và hexoza. Nhờ có quá trình
phân cắt này, thành tế bào mới bị phá hủy, tạo điều kiện thuận lợi cho các enzyme
khác xâm nhập vào và nâng cao hoạt lực. Cũng do thành tế bào bị phá vỡ mà đến
lúc sấy thì hạt trở thành xốp. Trong kĩ thuật sản xuất malt, hiện tượng này ảnh
hưởng trực tiếp đến mức độ nhuyễn của bán thành phẩm
- Proteaza
Các enzyme ở nhóm này thủy phân protein thành các sản phẩm trung gian và
sau đó một số trong các hợp chất này tiếp tục bị phân cắt đến sản phẩm cuối cùng là

acid amin và amoniac.
+ Proteinaza: Nhóm này thủy phân protein thành albumoza và pepton. Sau đó chúng
tiếp tục bị phân cắt thành các peptid và polupeptid.
+ Peptidaza: Peptidaza bao gồm hai enzyme: dipeptidaza và polypeptidaza. Chúng
tác động lên phân tử các dipeptid và polypeptid để phân cắt chúng thành acid amin.
+ Amidaza: Chức năng chính của enzyme này là cắt nhóm amin khỏi acid amin để tạo
thành acid hữu cơ và giải phóng NH
3.
- Esteraza
Nhóm enzyme này phân cắt mối liên kết este giữa các hợp chất hữu cơ khác
nhau, hoặc giữa các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Nhóm này chia thành 2 nhóm nhỏ:
lipaza và phosphataza.
+ Lipaza: Chúng phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các acid béo
bậc cao. Enzyme này được phân bố chủ yếu ở phôi và lớp alơron.
+ Amilophosphataza: Enzyme này tham gia hỗ trợ quá trình thủy phân tinh bột.
Chúng cắt mối liên kết este của acid phosphoric trong phân tử amilopectin. Nhờ có
quá trình này, tinh bột được hồ hóa một cách dễ dàng.
+ Fitaza: Enzyme này phá vỡ mối liên kết este giữa acid phosphoric với inozit, tức là
chúng tham gia thủy phân fitin.
+ Decmolaza (enzyme oxy hóa – khử): Nhóm enzyme decmolaza xúc tác phản ứng
oxy hóa – khử của quá trình hô hấp và phân giải yếm khí gluxit (thực chất là quá
trình lên men rượu), nghĩa là chúng tham gia trực tiếp vào quá trình trao đổi chất
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 13

của tế bào. Nhóm enzyme này đóng vai trò quyết định trong việc hoạt hóa và phát
triển của phôi giai đoạn ươm mầm.
1.2.4. Vai trò hạt đại mạch trong sản xuất malt [4]
Đại mạch là nguồn cung cấp các chất đường, chất đạm, các vitamin và
khoáng chất cần thiết cho nấm men bia hoạt động trong quá trình sản xuất bia.

Để trích ly các hợp chất nêu trên, người ta phải tiến hành thủy phân tinh bột
và các chất đạm có trong đại mạch thành các chất tan. Chất xúc tác cho quá trỉnh
thủy phân là các enzim.
Muốn có đủ enzim càn thiết cho quá trình thủy phân, người phải tiến hành
quá trình xử lý, ngâm đại mạch để cho chúng nảy mầm.
1.2.5. Yêu cầu hạt đại mạch trong sản xuất malt [1]
1.2.5.1. Yêu cầu cảm quan
- Kích thước hạt malt phải đồng đều, yêu cầu hạt trên sàng 2,8 và 2,5 chiếm 94% và
dưới sàng 2,2 không vượt quá 0,5%.
- Hạt không lẫn đất, cát, rơm rác và những hạt thuộc loại thóc khác, hạt thóc phải có
vỏ mỏng, màu nhạt óng ánh, không có vết trên vỏ.
- Đại mạch tốt nhất phải có mùi thơm của rạ tươi, khi cắn hạt thóc có mùi tinh bột và
hơi ngọt.
1.2.5.2. Yêu cầu về sinh lý
- Hạt đại mạch cần có khối lượng riêng trên 630 g/cm
3
, khối lượng của 1000 hạt
khoảng 35 – 45g.
- Lực nảy mầm (số hạt nảy mầm tính ra phần trăm sau ngày thứ 3 của quá trình nảy
mầm trong điều kiện thí nghiệm) dao động từ 80 – 85%.
- Khả năng nảy mầm (số hạt nảy mầm tính ra phần trăm sau ngày thứ 5 của quá trình
nảy mầm trong điều kiện thí nghiệm) dao động từ 90 – 95%.
- Đại mạch chất lượng cao có lực nảy mầm lớn hơn 90% và khả năng nảy mầm 95%.
1.2.5.3. Yêu cầu về thành phần hóa học
- Vỏ không vượt quá 7 – 9 trọng lượng của hạt
- Hàm lượng ẩm W = 12 – 14%.
- Hàm lượng protit dao động từ 8 – 14% hàm lượng chất khô của hạt.
- Hàm lượng gluxit thường chiếm 52 – 62% trọng lượng của hạt (hoặc từ 63 – 66%
trọng lượng chất khô).
1.2.6. Bảo quản hạt đại mạch [1]

Đối với đại mạch dùng để sản xuất malt và bia thì việc tạo và giữ được ổn
định một chế độ công nghệ bảo quản thích hợp sẽ có ý nghĩa rất lớn trong việc bảo
toàn chất lượng sản phẩm sau này.
Một giải pháp bảo quản công nghệ tối ưu cần phải đáp ứng đủ các yêu cầu
sau đây:
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 14

- Bảo đảm một cách chắn chắn việc bảo quản 60 - 70% lượng đại mạch cần thiết để
sản xuất trong 1 năm của nhà máy.
- Bảo đảm vệc thông gió dễ dàng và hiệu quả cho kho hạt.
- Bảo đảm nhiệt độ ổn định ở khu vực kho và trong khối hạt.
- Bảo đảm một cách chắc chắn việc khống chế hàm ẩm của khối hạt không vượt quá
15%.
- Không trộn lẫn các lô hạt khác giống và khác nhau về độ chín.
1.3. NƯỚC [3]
Trong nhà máy sản xuất malt thì nước được sử dụng cho nhiều công đoạn
như: rửa, ngâm đại mạch, vệ sinh phân xưởng…
Nước dùng để sản xuất malt trước hết phải trong suốt, không màu, có mùi dễ
chịu, không có vị lạ và chứa các vi sinh vật gây bệnh. Chuẩn độ coli là 300 ml và
chỉ số coli 3.
Nước cần có độ cứng trung bình 5 – 6mg đương lượng/l, có pH = 6,8 – 7,3,
độ oxi hóa không vượt quá 1 – 2 mg/l, hàm lượng cặn khô không vượt quá 600
mg/l.
1.4. CHẤT HỖ TRỢ KỸ THUẬT [3]
Đại mạch khi đưa vào sản xuất trong hạt vẫn còn tồn tại vi sinh vật, vì vậy
trong giai đoạn rửa và ngâm hạt nhà máy sử dụng chất sát trùng để tiêu diệt vi sinh
vật tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn sau.
Để làm sạch hạt người ta thường cho thêm vào nước rữa một số chất như
NaOH với lượng là 0,35kg/ m

3
nước, Na
2
CO
3
0,9 kg/m
3
nước, CaO 1,3 kg/m
3
nước…
Chất sát trùng người ta cũng có thể dùng nhiều chất khác nhau như formalin,
H
2
O
2
, KMnO
4
, Ca(OH)
2
… Tuy nhiên, khi sử dụng các chất sát trùng cần chọn
những chất không ảnh hưởng xấu đến quá trình ươm mầm cũng như chất lượng của
malt thành phẩm.
Nước vôi giúp cho quá trình rửa hạt nhanh, sạch hơn, làm tăng pH môi
trường nên hòa tan nhiều hơn các hợp chất polyphenol và chất đắng trong vỏ hạt
vào nước. Nhưng phải chú ý rửa hạt kỹ nếu không vôi sẽ bám trên bề mặt hạt gây
cản trở đến quá trình hô hấp và ảnh hưởng xấu đến quá trình ươm mầm.
Nhà máy sử dụng H
2
O
2

vừa làm chất sát trùng vừa kích thích quá trình nảy
mầm của hạt. Qúa trình ngâm hạt sẽ làm tăng hàm lượng nước tự do giúp các chất
dinh dưỡng hòa tan được và chuyển đến mầm, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho
các enzim rơi vào nội nhũ thủy phân các hợp chất cao phân tử thành các chất đơn
giản cho mầm sử dụng cho mầm sử dụng. Tuy nhiên trong quá trình này cần cung
cấp đầy đủ O
2
và thải CO
2
cùng các sản phẩm trao đổi chất. H
2
O
2
là chất giải quyết
vấn đề nhất.
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 15

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT ĐEN
2.1. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT MALT ĐEN
Ngâm
W=44%, T = 48h
Đại mạch
(w
nl
= 13,5%)
Làm sạch
Sấy
t
0

max
=105
0
C, T = 48h
Tách mầm rễ
Bảo quản
Ươm mầm
t
0
=15 – 18
0
C, T = 48h
Rửa và sát trùng
Nước
12 – 17
0
C
Tạp chất
Chất sát trùng
Không khí điều hòa
Mầm rễ
Malt thành phẩm
w
N
= 44%
w
ư
= 45%
w
s

= 5%
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất malt
2.2. THUYẾT MINH QUY TRÌNH [1]
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 16

2.2.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu chủ yếu được nhập khẩu từ các nước Tây Âu và Australia đã
qua quá trình phân loại và sấy đến độ ẩm thích hợp (W= 12%) nhằm tránh hư hỏng
trong quá trình vận chuyển. Nguyên liệu nhập về được chứa trong các xilô.
2.2.2. Làm sạch
2.2.2.1. Mục đích
Trong quá trình bảo quản và vận chuyển có nhiều tạp chất vô cơ (đất, đá,
sạn, ) và hữu cơ (hạt cỏ dại, hạt của các loại lúa khác…), rác và nhiều tạp chất
khác. Do đó để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sản xuất, và để cho sản phẩm
đạt chất lượng cao, đại mạch cần phải làm sạch tạp chất trước khi đưa vào công
đoạn sau.
2.2.2.2. Cách tiến hành
Đại mạch sau khi nhập về được chuyển đến khu vực xử lý. Tại đây công việc
làm sạch và phân loại được thực hiện một cách nối tiếp qua các thiết bị sau. Đại
mạch được đưa đến máy làm sạch dạng sàng ống có quạt hút để loại bỏ hạt lép, tạp
chất nhẹ, đá, sỏi và nhiều tạp chất khác. Tiếp đến, đại mạch được đưa đến máy tách
kim loại để loại bỏ các mạt sắt ra khỏi khối hạt.
2.2.3. Rửa và sát trùng
2.2.3.1. Mục đích
- Loại bỏ những hạt lép, hạt không đạt tiêu chuẩn, các tạp chất, các mẫu hạt, gãy,
vụn,… mà trong quá trình làm sạch chưa loại bỏ hết.
- Rửa sạch bụi và một số vi sinh vật, côn trùng bám trên bề mặt hạt.
- Sử dụng biện pháp thích hợp để sát trùng khối hạt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá
trình công nghệ tiếp theo.

2.2.3.2. Cách tiến hành
Quá trình rửa và sát trùng được thực hiện trong các thiết bị ngâm. Nước
dùng để rửa hạt phải đảm bảo các chỉ tiêu hóa học và sinh học. Để sát trùng hạt
người ta có thể dùng nhiều chất sát trùng khác nhau như còn có tác dụng kích thích
thêm sự nảy mầm của hạt, lượng H
2
O
2
sử dụng là 3 lít/m
3
. Ngoài ra, formalin cứ 1
tấn đại mạch cần 1 – 1,5 kg formalin, KMnO
4
, Ca(OH)
2
.
2.2.4. Ngâm hạt
2.2.4.1. Mục đích
Ngâm hạt đại mạch là khâu đầu tiên cực kỳ quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp
đến quá trình ươm mầm, hao phí chất khô trong quá trình sản xuất malt. Quá trình
ngâm hạt nhằm tạo điều kiện để hạt hút thêm một lượng nước tự do, sao cho tổng
hàm ẩm của hạt đạt trên 40%. Chỉ với hàm ẩm cao như vậy thì quá trình ươm mầm
mới đảm bảo tiến trình bình thường.
2.2.4.2. Các quá trình xảy ra khi ngâm
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Hình 2.2. Xilô
Đồ án Tổng Hợp 17

Trong thời gian ngâm hạt những quá trình sau đây xảy ra:
- Sự thẩm thấu và khuất tán nước vào hạt.

- Sự hòa tan các chất polyphenol, chất chát, chất màu, ở vỏ hạt vào môi trường.
- Sự thẩm thấu một số ion và muối hòa tan trong nước vào hạt.
- Sự hut nước và trương nở của tế bào.
- Sự hòa tan các hợp chất thấp phân tử trong nội nhủ vào nước.
- Sự vận chuyển các chất hòa tan về phôi.
- Sự hòa tan tất cả enzim có trong hạt vào nước hay sự giải phóng enzim khỏi trạng
thái liên kết thành trạng thái tự do.
- Sự hoạt hóa enzim oxi hóa khử và enzim thủy phân.
- Sự hô hấp của hạt.
- Sự thủy phân các hợp chất cao phân tử.
- Xuất hiện dấu hiệu của sự phát triển cây non ở phôi.
Trong các quá trình trên thì hô hấp của hạt và sự hoạt hóa enzim thủy phân là
hai quá trình quan trọng nhất.
2.2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm hạt
a. Nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tốc độ hút nước của hạt và
ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật trong khối hạt. Trong một giới hạn nhất
định, nếu nhiệt độ của nước ngâm tăng thì tốc đo hút nước của khối hạt cũng hạt
cũng tăng. Nếu lấy chất lượng của malt thành phẩm là mục tiêu tối ưu thì nhiệt độ
ngâm hạt thích hợp nhất là 10 -12
0
C.
- Nếu nhiệt độ thấp hơn 10
0
C, sự phát triển của phôi sẽ bị ức chế.
- Nếu cao hơn 15
0
C thì vận tốc chuyển động của nước tăng làm cho độ nhớt của nước
giảm, hệ keo trương nở nên làm tăng tốc độ khuếch tán của nước vào khối hạt nên
hạt hút nước nhiều và nhanh hơn. Nếu lượng nước hút vào quá nhiều dễ xảy ra hiện

tượng hạt bi sũng nước, phôi bị ủng làm mất khả năng nảy mầm, tạo điều kiện phát
triển cho vi sinh vật hoại sinh. Mặt khác, nhiệt độ cao quá trình hô hấp tăng lên làm
tiêu tốn hàm lượng chất khô.
b. Độ lớn của hạt
Là yếu tố thứ hai ảnh hưởng đến tốc độ hút nước và cường độ hô hấp của
hạt, hạt càng to thì thời gian ngâm càng lâu. Những hạt có kích thước bằng nhau thì
ngâm mới đạt được độ ẩm như nhau về tốc độ ngâm và sau này nảy mầm đều nhau.
Vì vậy nên phải phân loại hạt trước khi ngâm.
c. Hàm lượng protein trong hạt
Hàm lượng protein cũng ảnh hưởng đến tốc độ hút nước của hạt, hạt càng
chứa nhiều protein thì tốc độ hút nước càng chậm. Nguyên nhân là do protein hút
nước nhiều nhưng quá trình trương nở diễn ra chậm nên khả năng hút nước kém.
d. Thành phần nước ngâm
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 18

Ảnh hưởng khá mạnh đến tốc độ hút nước, khả năng hòa tan các chất
polyphenol, chất chát, chất màu của vỏ và cường độ hô hấp của hạt. Các ion kim
loại kiềm và kiềm thổ thường có mặt trong nước, nếu hàm lượng cao sẽ thức đẩy
quá trình ngâm hạt nhanh hơn đồng thời hòa tan một lượng đắng kể các hợp chất
phenol, chất chát, chất đắng trong vỏ hạt vào nước nên nước thấm vào hạt nhanh
hơn.
Đặc biệt là ion sắt (Fe) nếu nhiều sẽ cản trở quá trình hút nước của hạt . Fe sẽ
bám trên bề mặt hạt tạo thành một lớp màng bao phủ bề mặt hạt sẽ cản trở sự xâm
nhập của nước vào bên trong, cản trở sự tiêp xúc với oxi, hạn chế sự giải thoát khí
cacbonic khi hạt hô hấp. Ngoài ra ion sắt còn có thể tham gia phản ứng hóa học với
các chất màu để tạo thành các phức chất làm biến màu hạt.
2.2.4.4. Phương pháp thực hiện
Để ngâm hạt đại mạch có thể sử dụng nhiều phương pháp. Các phương pháp
này khác nhau về thời gian ngâm, thời gian mà hạt nhúng ướt trong nước, phương

pháp thông khí và nhiệt độ của nước ngâm. Trong khi chọn giải pháp công nghệ cho
việc ngâm đại mạch cần đáp ứng các yêu cầu sau:
- Thời gian mà hạt hút nước đến hầm ẩm cần thiết là ngắn nhất;
- Chế độ thông khí đầy đủ nhất, hạt nguyên vẹn nhất;
- Trạng thái cơ học và trạng thái sinh lý tốt nhất đảm bảo cường lực nảy mầm sau này
của hạt cao nhất.
a. Ngâm lì trong nước: Đây là phương pháp rất cổ điển hiện nay ít dùng trong phạm vi
công nghiệp. Hạt được ngâm liên tục trong nước không có thao tác thông khí cho
khối hạt. Việc cung cấp oxi cho khối hạt hô hấp được tiến hành bằng cách thay
nước định kỳ. Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện nhưng không rửa sạch được
đại mạch, việc cung cấp oxi không đồng đều trong các lớp hạt, việc giải thoát khí
CO
2
không triệt để, không đảm bảo vệ sinh, vi sinh vật dễ dàng xâm nhập và gây hư
hỏng hạt.
b. Ngâm hoán vị nước – không khí: Nguyên tắc của phương pháp này là ngâm hật một
thời gian ở trong nước sau đó tháo hết nước, để hạt ngâm khan trong không khs một
thời gian, sau đó lại ngâm hạt trong nước…, cứ như thế hoán vị tác nhân ngâm cho
đến khi đại mạch hút được lượng nước cần thiết.
Phương pháp này không phức tạp, khắc phục được nhược điểm thông khí,
nhiệt thoát được ra ngoài nhưng quá trình ngâm kéo dài. Thời gian ngâm của một
mẻ phụ thuộc vào nhiệt độ của nước và chất lượng của hạt đại mạch. Thời gian
ngập nước khoảng 4,5 giờ, thời gian ngâm không khí khoảng 8 giờ hoặc 12 giờ và
nước ngâm có nhiệt độ 15 – 17
0
C.
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 19

c. Ngâm trong dòng liên tục nước – không khí: Nước đã được bảo hòa trong không khí

và được đẩy liên tục vào bể ngâm. Phương pháp này được thực hiện theo hai
phương án:
- Hai đường dòng nước và không khí tách biệt nhau.
- Không khí bảo hòa trong nước, sau đó đưa nước vào khối hạt.
Bằng phương pháp này, hạt sẽ hút oxi một cách nhẹ nhàng và với nhịp độ
đều đặn. Khí cacbonic tạo thành được đẩy ra một cách liên tục nên sẽ ngâm hạt
nhanh hơn và thời gian nảy mầm ngắn.
d. Ngâm bằng phương pháp phun nước: Đây là
phương pháp tương đối mới, nó đảm bảo một
cách chắc chắn và liên tục cấp nước và khí cho
khối hạt và việc giải thoát khí CO
2
tạo thành
trong khối hạt.
e. Ngâm bằng phương pháp phun nước – hút khí:
Làm ẩm hạt bằng cách phun nước liên tục và
giữ hạt luôn ở trong điều kiện hiếu khí bằng
cách hút hết khí trong khối hạt khi ngâm.
2.2.4.5. Cách tiến hành
Cấu tạo thiết bị ngâm:
(1). Ống đảo đại mạch, (2). Đường ống đãn khí nén(3). Đường ống ruột gà
sủi khí , (4). Nước sạch, (5). Nước bẩn
Ngâm hạt trong thùng chuyên dụng, trong quá trình ngâm, độ ẩm của hạt
được nâng từ 11 – 13% lên đến 45 – 47%, nhiệt độ ngâm hạt tốt nhất 15 – 17
0
C.
Thời gian ngâm phụ thộc vào nhiệt độ nước ngâm, kích thước hạt và hàm lượng
protein.
Cho nước vào ½ thể tích của thùng ngâm, đổ đại mạch vào thùng đồng thời
thổi không khí thật mạnh, sau đó cho hết lượng đại mạch vào thùng thì liên tục thổi

không khí trong 10 phút, sau 1h để yên thì các hạt lép và tạp chất nhẹ sẽ nổi lên trên
mặt nước và được tháo ra ở cửa (9). Nước bẩn được tháo khỏi thùng bằng cách mở
van ở đáy. Sau đó ta cho nước sạch vào cho tới vạch định mức đồng thời cho dung
dịch sát trùng vào và khối hạt được sục đảo bằng khí nén. Sau 2 – 3 giờ nước bẩn
và chất sát trùng được xả khỏi thùng. Một lần nữa ta lại đổ nước đầy thùng. Ngâm
hạt trong 6h và cứ mỗi giờ thì sục khí 5 phút, sau đó khối hạt được ngâm theo chế
độ: ngâm nước 4h, ngâm trong không khí 2,5h và cứ mỗi giờ thì thổi khí nén vào
khối hạt 3÷5 phút. Thời gian ngâm của mẻ là 48h và thay nước 6 lần, nhiệt độ nước
ngâm là 15÷17
0
C, khi hạt đạt đến độ ẩm W= 45% thì quá trình ngâm kết thúc.
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Hình 2.3. Thiết bị ngâm
Đồ án Tổng Hợp 20

Tổn thất trong quá trình ngâm: Khi ngâm đại mạch bị tổn thất một lượng
chất khô là 0,6 – 1,5%. Tổn thất lớn nhất diễn ra trong 6 giờ đầu. Khi ngâm trong
nước có canxi hay kiềm thường malt tạo thành ít bị đắng. Vì vậy, nên sử dụng nước
mềm để ngâm đại mạch.
2.2.5. Ươm mầm
2.2.5.1. Mục đích
Là khâu cực kỳ quan trọng trong sản xuất malt, quá trình ngâm và sấy sẽ
quyết định đến chất lượng malt sau này.
Mục đích của quá trình ươm mầm là:
- Chuyển đổi trạng thái của hệ enzim có trong hạt đại mạch từ trạng thái không hoạt
động sang trạng thái hoạt động, tích lũy chúng về khối lượng và tăng cường năng
lực xúc tác của chúng.
- Tạo điều kiện thuận lợi cho enzim thủy phân một phần các chất có trong hạt từ dạng
phức tạp sang dạng đơn giản.
2.2.5.2. Các quá trình xảy ra trong qua trình ươm

- Sự biến đổi hình thái: Khi ươm mầm thì bên ngoài mầm và rễ bắt đầu xuất hiện.
Bên trong, dưới tác dụng của enzim có sẵn trong hạt hoặc mới được tạo thành khi
nảy mầm thành tế bào bị thủy phân.
- Sự hoạt hóa các enzim: Trong quá trình nảy mầm các enzim có sẵn được giải phóng
và hoạt hóa đồng thời một số enzim mới được tạo thành và tích lũy. Vì vậy, sau khi
nảy mầm hoạt lực của enzim tăng lên rất nhiều.
- Sự hô hấp: Năng lượng cung cấp cho quá trình nảy mầm là do quá trình hô hấp sinh
ra. Khi hô hấp hạt đã sử dụng các chất hưu cơ dự trữ, chủ yếu là hidratcacbon, một
ít protein và chất béo để sinh năng lượng.
- Sự thay đổi thành phần hóa học: Xảy ra hàng loạt các phản ứng sinh hóa dẫn tới
thay đổi các thành phần hóa học cụ thể: sự hòa tan thành tế bào dưới tác dụng của
enzim xitaza, sự thủy phân tinh bột dưới tác dụng của hệ enzim amylaza, sự thủy
phân protein nhờ proteaza, sự thủy phân phitin nhờ enzim phitaza, sự thủy phân
chất béo nhờ enzim lipaza.
2.2.5.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ươm mầm
a. Nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình ươm vì cường độ
hô hấp và sự biến đổi của hạt đều phụ thuộc vào nhiệt độ. Nếu nhiệt độ cao thì mầm
rễ sẽ phát triển nhanh, sự hô hấp của hạt củng tăng lên, đây là một điều không có lợi
nó sẽ làm tiêu tốn hàm lượng chất khô có trong hạt. Còn nhiệt độ thấp sẽ ức chế quá
trình nảy mầm của hạt làm quá trình tích lũy enzim chậm và kéo đài thời gian ươm
mầm.
b. Độ ẩm
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 21

Các hạt khác nhau thì thích hợp cho quá trình ươm mầm khác nhau, phải giữ
độ ẩm thích hợp cho hạt trong quá trình ươm mầm. Độ ẩm thấp là hạt bị khô nên là
giảm hoạt tình enzim là chậm quá trình quá trình thủy phân của các chất. Nếu độ
ẩm cao mầm và rễ dễ bị thối chết.

c. Tỷ lệ oxi và cacbonic
Cường độ hô hấp và quá trình sinh hóa xảy ra khi ươm mầm phụ thuộc vào
mức độ thông khí, tức là phụ thuộc vào tỷ lệ CO
2
và O
2
. Để thu được malt có chất
lượng tốt cần phải giữ hàm lượng CO
2
trong không khí không vượt quá 20%. Nếu
thiếu O
2
hạt sẽ hô hấp yếm khí tạo ra CO
2
và rượu làm ức chế quá trình nảy mầm
nên quá trình tích lũy enzim chậm. Nếu CO
2
nhiều khi không thông khí thì hạt cũng
hô hấp yếm khí làm ức chế quá trình nảy mầm và hạt bắt đầu tự phân.
d. Thời gian ươm mầm
Các loại hạt khác nhau có thời gian ươm mầm khác nhau, thời gian thích hợp
đối với các loại malt là 6 – 9 ngày. Nếu dài hơn thì hàm lượng chất khô giảm, còn
nếu thời gian ngắn thì quá trình tích lũy enzim ít.
2.2.5.4. Phương pháp thực hiện
Có nhiều phương pháp ươm mầm khác nhau:
- Ươm mầm không thông gió
- Ươm mầm thông gió trong catset
- Ươm mầm thông gió trong tang quay
- Ươm mầm bán liên tục theo nguyên tắc luống di động
Nhà máy lượng chọn phương pháp ươm mầm trong catset để sản xuất malt

đen. Ươm mầm thông gió trong catset tuy tốn nhiều diện tích nhưng lại có ưu điển
là khả năng ươm tốt, chất lượng đồng đều do chế độ thông khí thổi trong toàn bộ
khối hạt rất thích hợp cho quá trình sản xuất các loại malt như malt đen, caramen,
café, diastidin…
Đại mạch đã ngâm được đổ vào catset cùng với nước bằng biện pháp tự
chảy, nước sẽ chảy qua đáy giả, xuống đáy thật và chảy ra ngoài theo hệ thống
mương thoát nước nội tuyến còn hạt được giữ lại bên trong. Sau đó đóng hạt được
dàn ra thành lớp đều trên đáy catset. Việc dàn thành lớp và đảo malt đều thực hiện
bằng thiết bị chuyên dụng. Sau khi khối hạt được dàn đều thành lớp dày 0,5 – 0,6m,
ngay lập tức phải tiến hành đảo hạt để tạo sự đồng nhất trong các lớp. Sau đó thổi
không khí khô vào catset và khống chế nhiệt độ ươm từ 15 – 18
0
C. Trong giai đoạn
đầu mỗi lầm thổi khí kéo dài 1 – 2h và theo chu kỳ 5 – 6h thì thổi một lần. Ở giai
đoạn sau khi quá trình hô hấp và thủy phân giảm thì mỗi ngày thổi hai lần, mỗi lần
kéo dài 1 – 2h.
2.2.5.5. Yêu cấu
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 22

Đối với malt đen trong thời gian ươm mầm phải tạo được điều kiện sao cho
tích lũy được nhiều axit amin và đường. Nhiệt độ khối hạt trong những ngày đầu
ươm mầm khống chế ở khoảng 15 – 18
0
C còn ở giai đoạn sau có thể tăng lên 22
0
C.
Thời gian ươm malt đen 7 – 9 ngày.
2.2.6. Sấy malt
2.2.6.1. Mục đích

Malt tươi có độ ẩm cao nên không thể mang đi bảo quản, mặt khác mùi vị và
thành phần hóa học của malt tươi không thích hợp cho việc sản xuất bia, nước giải
khát,… như trong malt tươi không có chất màu, chất thơm nên dễ làm giảm chất
lượng của thành phẩm nên phải tiến hành sấy malt.
2.2.6.2. Các quá trình xảy ra trong khi sấy malt
Các quá trình xảy ra khi sấy malt: ta chia quá trình sấy malt thành ba pha:
sinh lý, enzim và hóa học. [4, tr 61]
- Pha sinh lý: Thời kì này kéo dài từ lúc bắt đầu sấy cho đến khi nhiệt độ đạt 45
0
C
nước sẽ bốc hơi và hàm ẩm giảm còn 30%. Đặc điểm của giai đoạn này là rễ và lá
mầm vẫn phát triển. Quá trình này được xem là quá trình diễn ra khá mạnh.
- Pha enzim: Nhiệt độ giai đoạn này khoảng 45 – 70
0
C và hàm ẩm còn 10%. Đặc
điểm của giai đoạn này là hoạt động sống của hạt bị ức chế rất mạnh, sự phát triển
của rễ và mầm bị ngưng lại. Trong thời kì này, dưới tác dụng của enzim amylaza
một ít tinh bột được đường hóa. Dưới tác dụng của enzim proteaza một số protein
bị thủy phân và khi độ ẩm của hạt còn 15% thì các quá trình này bị đình chỉ.
- Pha hóa học: Nhiệt độ từ 70 – 105
0
C và độ ẩm giảm xuống dưới 4%. Đặc điểm của
những phản ứng xảy ra ở giai đoạn này là sự tạo thành các chất thơm, vị đặc trưng,
các chất màu và sự biến tính protein. Khi nhiệt độ tăng quá 75
0
C quá trình enzim sẽ
đình chỉ hoạt động. Sự tạo thành các hợp chất màu và cho được
tạo thành chủ yếu ở vùng nhiệt độ 100 – 105
0
C. Các chất này

được tạo thành do các phản ứng melanoidin, caramen và một
số phản ứng khác. Những quá trình xảy ra ở pha hóa học có ý
nghĩa rất quan trọng trong quá trình sản xuất malt và bia.
Hương, vị và màu sắc cuối cùng của malt được hình thành chủ yếu ở giai đoạn này.
Đồng thời chất lượng cảm quan của bia, kể cả khả năng tạo bọt và độ bền keo của
chúng cũng được quyết định ở giai đoạn này.
2.2.6.3. Cách tiến hành
Malt được đưa vào máy sấy qua cửa nạp liệu và bắt đầu quá trình sấy. Qúa
trình sấy được thực hiện trong may sấy dạng tháp kiểu tuần hoàn. Độ ẩm và nhiệt
độ của malt được giám sát một cách chặt chẽ trong suốt quá trình sấy thông qua hệ
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 23

thống máy đo ẩm tự động và hệ thống điều chỉnh nhiệt độ tự động. Bộ phận cung
cấp nhiệt bằng lò đốt trấu được quạt cao áp đưa hơi nóng vào trong buồng sấy đi
xuyên qua các lớp malt mang hơi nước ra ngoài. Khi độ ẩm và thời gian sấy đạt yêu
cầu lúa được xả ra ở trên đỉnh máy.
2.2.7. Tách mầm rễ
2.2.7.1. Mục đích
Trong thành phần hóa học của rễ chứa nhiều hợp chất thuộc nhóm alcaloid,
nếu hợp chất này tồn tại trong bia sẽ gây ra vị đắng rất khó chịu. Ngoài ra một số
cấu tử có trong thành phần hóa học của rễ mầm là nguyên nhân tạo nhiều rượu bậc
cao trong quá trình lên men bia. Vì vậy sau khi sấy xong thì malt phải được đem đi
tách mầm rễ.
2.2.7.2. Phương pháp thực hiện
Trong thành phần hóa học của rễ chứa nhiều hợp chất thuộc nhóm alcaloid,
nếu hợp chất này tồn tại trong bia sẽ gây ra vị đắng rất khó chịu. Ngoài ra một số
cấu tử có trong thành phần hóa học của rễ mầm là nguyên nhân tạo nhiều rượu bậc
cao trong quá trình lên men bia. Vì vậy sau khi sấy xong thì malt phải được đem đi
tách mầm rễ.

- Thiết bị:
Việc tách mầm rễ malt được tiến hành bằng thiết bị chuyên dùng, gọi là máy
đập rễ. Đây là một thùng quay hình trụ, bộ phận chính của máy đập rễ là một tang
quay đục lỗ, mắt sàng với kích thước lỗ sàng dài 25mm, rộng 1,5mm. Phía trong
tang quay theo chiều dọc, lắp một trục quay được, trên trục có gắn các mái chèo
hình vát (gọi là xa quay). Chiều quay của xa ngược với chiều quay của tang ngoài
và tốc độ quay cũng nhanh hơn.
- Nguyên tắc hoạt động:
Sau khi sấy malt khô được đổ vào tang quay nhờ vít tải thì xa và tang bắt
đầu quay. Nhờ chuyển động ngược chiều và chuyển động quay của xa, cả khối hạt
cũng quay theo. Khi khối hạt quay chúng tạo ra ma sát và nhờ có bộ phận mái chèo
“gạt” các lớp hạt cho nên rễ malt bị đứt khỏi hạt một cách dễ dàng. Rễ lọt qua mặt
sàng của tang quay và rơi xuống máng hứng phía dưới và nhờ vít tải chúng được
đẩy ra ngoài. Còn malt sạch sau khi tách mầm rễ sẽ được dồn về một phía và cũng
đỗ xuống máng và được chuyển ra ngoài nhờ cùng một hệ thống vít tải. Bụi và các
loại vỏ cùng tạp chất nhẹ phát sinh trong thời gian tách mầm rễ thì được hút ra
ngoài nhờ quạt hút và đưa đến xyclon để lọc.
2.2.8. Bảo quản malt
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Hình 2.4. Thiết bị sấy dạng tháp
Đồ án Tổng Hợp 24

Sau khi tách mầm rễ xong thì malt thành phẩm được bảo quản trong các xilô
rồi đóng bao để tiêu thụ. Trong thời gian bảo quản, hạt sẽ hút nước đến hàm ẩm 5 –
6%. Với hàm ẩm này, vỏ của hạt sẽ mềm và dẻo, lúc nghiền không bị nát, tạo lớp
màng lọc lý tưởng cho quá trình lọc bã malt. Cũng do hạt hút thêm nước, thể tích
của chúng sẽ tăng lên, đồng thời trong lúc này ở trong hạt xảy ra một số quá trình
như sau:
- Hoạt lực amylaza và proteaza tăng
- Hàm lượng đạm hòa tan tăng nhưng không đáng kể

- Chỉ số độ chua định phân tăng.
Thời hạn tối đa mà malt có thể bảo quản là 2 năm.
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 25

CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
3.1. CHỌN CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU
3.1.1. Năng suất của nhà máy
Nhà máy sản xuất malt đen với năng suất 10000 tấn sản phẩm/ năm
3.1.2. Chọn các số liệu ban đầu của nguyên liệu
- Độ ẩm ban đầu của đại mạch: w
bd
= 13,5%
- Khối lượng riêng của đại mạch: ρ
đm
= 700 kg/m
3
- Độ ẩm của đại mạch sau khi rửa và ngâm: w
N
= 44%
- Hệ số trương nở thể tích của hạt sau khi ngâm so với đại mạch trước khi ngâm là
2,2.
- Độ ẩm cảu malt sau khi sấy: w
s
= 3,5%
- Hệ số trương nở thể tích của hạt sau khi sấy so với hạt trước khi nảy mầm là 1,25.
- Độ ẩm của malt sau khi tách mầm, rễ: w = 5,8%
- Khối lượng riêng của malt sau khi tách mầm, rễ (malt thành phẩm) là ρ
tp
= 560

kg/m
3
3.1.3. Mức hao hụt của nguyên liệu qua từng giai đoạn
Bảng 3.1. Tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn
(Hao hụt tính theo phần trăm chất khô của nguyên liệu ở công đoạn trước đó)
Công đoạn Làm sạch Rửa và ngâm Nảy mầm Sấy Tách mầm, rễ
Hao hụt (%) 3 2 11,5 1,7 4,3
3.2. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
3.2.1. Tính cân bằng vật chất cho 1000 kg nguyên liệu
3.2.1.1. Khối lượng vật chất khô trong nguyên liệu (m
NL
)
m
NL
=
100
)100(
1000
bđ
w
−
×
=
865
100
)5,13100(
1000
=
−
×

(kg)
3.2.1.2. Thể

tích của nguyên liệu (V
NL
)
43,1
700
1000010000
===
đm
NL
V
ρ
(m
3
)
3.2.1.3. Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch
a. Lượng chất khô sau khi làm sạch
m
LS
=
100
)3100(
−×
NL
m
=
05,839
100

)3100(865
=
−×
(kg)
b. Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch
970
)5,13100(
10005,839
)100(
100
=
−
×
=
−
×
=
bd
LS
LS
w
m
M
(kg)
c. Thể tích nguyên liệu sau khi làm sạch
SVTH: Nguyễn Thị Yến