THIẾT kế PHÂN XƯỞNG sản XUẤT BIA PHỐI vị TRÁI cây BẰNG PHƯƠNG PHÁP lên MEN HIỆN đại với NĂNG SUẤT 75 TRIỆU lít năm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
KHOA HĨA

ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ 2

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT BIA PHỐI VỊ TRÁI CÂY

BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN HIỆN ĐẠI VỚI NĂNG SUẤT 75
TRIỆU LÍT/NĂM

GVHD: T.S LÊ LÝ THÙY TRÂM
SVTH: LÊ THỊ NGỌC HIẾU
MSSV: 107170228
LỚP: 17SH

Quảng Trị, ngày 27 tháng 07 năm 2021


Thiết kế phân xưởng sản xuất bia phối vị trái cây bằng phương pháp lên men hiện đại với năng suất 75
triệu lít/năm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH
KHOA KHOA HĨA

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CÔNG
NGHỆ 2
Họ tên sinh viên: Lê Thị Ngọc Hiếu

Số thẻ sinh viên:
107170228 Lớp:17SH
Khoa: Hóa
Ngành: Cơng
nghệ sinh học
1. Tên đồ án:
Thiết kế phân xưởng sản xuất bia phối vị
trái cây bằng phương pháp lên men hiện đại
với năng suất 75 triệu lít/ năm.
2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
- Độ bia 110
- Tỉ lệ nguyên liệu: Malt vàng: gạo: đường = 6:3,5:0,5
- Thành phẩm bia lon
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
M
ụ
c
l
ụ
c
M
ở
đ
ầ
u
Chương 1. Tổng quan tài liệu
Chương 2. Chọn
và thuyết minh dây
chuyền công nghệ
SVTH : Lê Thị Ngọc Hiếu

SVTH : TS. Lê Lý Thùy Trâm

Trang ii


Thiết kế phân xưởng sản xuất bia phối vị trái cây bằng phương pháp lên men hiện đại với năng suất 75
triệu lít/năm

C
h
ư
ơ
n
g
3
.
T
í
n
h
c
â
n
b
ằ
n
g
v
ậ

t
c
h
ấ
t
C
h
ư
ơ
n
g

SVTH : Lê Thị Ngọc Hiếu

4
.
T
í
n
h
v
à
c
h
ọ
n
t
h
i
ế

t
b
ị
K
ế
t
l
u
ậ
n
Tài liệu tham khảo
4. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước
bản vẽ):
- Bản vẽ 1: Mặt bằng phân xưởng lên men và
thành phẩm (A1)
SVTH : TS. Lê Lý Thùy Trâm

Trang iii


Thiết kế phân xưởng sản xuất bia phối vị trái cây bằng phương pháp lên men hiện đại với năng suất 75
triệu lít/năm

-

Bản vẽ 2: Mặt cắt phân
xưởng lên men và thành
phẩm (A1)

5. Ngày giao

nhiệm vụ
đồ án:

Đà
Nẵng,
22/01/2021 ngày
22
6. Ngày hoàn
tháng
thành đồ
1 năm
án:
2021
18/04/2021 Người
hướng
dẫn

TS. Lê
Lý
Thùy
Trâm

SVTH : Lê Thị Ngọc Hiếu

SVTH : TS. Lê Lý Thùy Trâm

Trang iv


LỜI CẢM ƠN

Để hồn thành được đồ án Cơng nghệ 2, em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ
cơ, thầy, gia đình và bạn bè. Qua đây, Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến:
Cô T.S Lê Lý Thùy Trâm, giảng viên bộ môn Công nghệ sinh học, trường Đại
học Bách Khoa- Đại học Đà Nẵng đã hướng dẫn và giúp đỡ em tận tình trong suốt
quãng thời gian qua.
BGH, quý thầy cô giáo trong khoa Hóa – trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng đã
tạo mơi trường học tập cho em.
Bạn bè và gia đình luôn luôn ở bên, ủng hộ và giúp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất để em
hồn thành đồ án Cơng nghệ 2.
Em xin chân thành cảm ơn!
Quảng Trị, ngày 27/07/2021
Sinh viên
Lê Thị Ngọc Hiếu


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................... ii
MỤC LỤC.................................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH........................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU.......................................................................................... ix
MỞ ĐẦU...................................................................................................................... xi
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................ 1
1.1

Tổng quan về bia........................................................................................... 1

1.1.1

Phân loại bia.............................................................................................. 2

1.1.2

Lợi ích mà bia mang lại:............................................................................ 4

1.2 Nguyên liệu sản xuất bia.................................................................................. 5
1.2.1

Malt Đại mạch........................................................................................... 5

1.2.2

Hoa Houblon............................................................................................. 7

1.2.3

Nước........................................................................................................ 10

1.2.4

Trái cây.................................................................................................... 11

1.2.5

Nguyên liệu thay thế................................................................................ 12

1.2.6

Nấm men bia............................................................................................ 13

1.2.7

Các nguyên liệu phụ khác........................................................................ 15

1.3 Các q trình sinh lý, sinh hóa trong sản xuất bia.......................................... 15
1.3.5

Các quá trình xảy ra khi nấu.................................................................... 15

1.3.6

Các quá trình xảy ra khi lên men............................................................. 15

1.4 Bia phối vị trái cây......................................................................................... 16
1.5 Tình hình sử dụng bia phối vị trái cây ở Việt Nam và trên thế giới................17
CHƯƠNG 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ..............18
2.1

Quy trình cơng nghệ sản xuất bia phối vị trái cây.......................................... 18

2.2

Thuyết minh dây chuyền sản xuất.................................................................. 19

2.2.1

Nguyên liệu đầu vào................................................................................ 19

2.2.2

Xử lý nguyên liệu.................................................................................... 19

2.2.3

Nghiền..................................................................................................... 19

2.2.4

Nấu nguyên liệu....................................................................................... 20

2.2.6

Lọc dịch đường........................................................................................ 22

2.2.7

Houblon hóa............................................................................................ 23

2.2.8

Lắng trong............................................................................................... 24


2.2.9 Làm lạnh nhanh 24
2.2.10 Lên men................................................................................................... 24
2.2.11 Lọc bia..................................................................................................... 27
2.2.12

Bão hòa CO2.......................................................................................................................................................................... 28

2.2.13 Chiết bia vào lon...................................................................................... 28

2.2.14 Thanh trùng............................................................................................. 28
CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU............................................................. 30
3.1

. Số liệu ban đầu............................................................................................. 30

3.2

Kế hoạch sản xuất của nhà máy...................................................................... 31

3.3

Tính nguyên liệu vật chất cho 100kg nguyên liệu vật chất............................. 31

3.3.1

Lượng chất khô trong nguyên liệu hạt..................................................... 31

3.3.2

Lượng nguyên liệu còn lại sau làm sạch.................................................. 31

3.3.3

Lượng nguyên liệu còn lại sau khi nghiền............................................... 32

3.3.4

Lượng chất khô của hạt chuyển vào dịch đường khi nấu (tính theo độ
chiết của hạt)............................................................................................ 32

3.3.5

Lượng chất khơ cịn lại sau q trình nấu................................................ 32

3.3.6

Lượng chất khơ cịn lại sau lọc................................................................ 32

3.3.7

Thể tích của dịch đường khi đun sôi........................................................ 32

3.3.8

Lượng puree bổ sung vào quá trình houblon hóa..................................... 33

3.3.9

Lượng hoa houblon cần dùng.................................................................. 33

3.3.10 Lượng chất khơ cịn lại sau khi houblon hóa........................................... 34
3.3.11 Lượng dịch đường cịn lại sau khi houblon hóa....................................... 34
3.3.12 Lượng chất khơ cịn lại sau lắng trong..................................................... 34
3.3.13 Khối lượng dịch đường sau lắng trong..................................................... 34
3.3.14 Lượng chất khơ cịn lại sau quá trình làm lạnh........................................ 34
3.3.15 Khối lượng của dịch lên men từ 100kg nguyên liệu ban đầu...................35
3.3.16 Lượng bia sau khi lên men....................................................................... 35
3.3.17 Lượng bia còn lại sau khi lọc................................................................... 35
3.3.18 Lượng bia còn lại sau khi ổn định............................................................ 35

3.3.19 Lượng bia sau khi thanh trùng chiết lon................................................... 35
3.3.20 Lượng bã nguyên liệu.............................................................................. 35
3.3.21 Lượng men giống đặc cần dùng............................................................... 35
3.3.22 Lượng CO2 thu được................................................................................ 36
3.3.23 Lượng sữa men thu hồi............................................................................ 36
3.3.24 Lượng enzym cần dùng........................................................................... 36


3.4

Tính cân bằng sản phẩm cho một ngày........................................................... 37

3.4.1

Lượng nguyên liệu ban đầu..................................................................... 37

3.4.2

Lượng nguyên liệu sau làm sạch.............................................................. 37

3.4.3

Lượng nguyên liệu sau nghiền................................................................. 37

3.4.4

Lượng dịch đường đun sôi....................................................................... 37

3.4.5

Lượng dịch đường sau houblon hóa ở 100⁰C.......................................... 37

3.4.6

Lượng dịch đường sau lắng trong............................................................ 38

3.4.7

Lượng dịch lên men................................................................................. 38

3.4.8

Lượng bia non sau lên men...................................................................... 38

3.4.9

Lượng bia sau lọc.................................................................................... 38

3.4.10 Lượng bia sau khi ổn định....................................................................... 38
3.4.11 Lượng bia thành phẩm............................................................................. 38
3.4.12 Lượng hoa houblon cần dùng.................................................................. 38
3.4.13 Lượng bã nguyên liệu.............................................................................. 38
3.4.14 Lượng puree mận cần dùng..................................................................... 38
3.4.15 Lượng men giống..................................................................................... 38
3.4.16 Lượng sữa men thu hồi............................................................................ 38
3.4.17 Lượng CO2 thu hồi................................................................................... 38
3.4.18 Lượng enzyme Termamyl........................................................................ 38
3.4.19 Lượng vỏ lon........................................................................................... 39
3.4.20 Lượng nắp lon.......................................................................................... 39
3.4.21 Lượng thùng carton................................................................................. 39

CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ................................................................. 41
4.1

Phân xưởng nấu.............................................................................................. 41

4.1.1

Silo.......................................................................................................... 41

4.1.2

Thiết bị làm sạch...................................................................................... 43

4.1.3

Bunke (chứa nguyên liệu sau làm sạch)................................................... 44

4.1.4

Thiết bị nghiền nguyên liệu..................................................................... 46

4.1.5

Bunke (chứa nguyên liệu sau nghiền)...................................................... 48

4.1.6

Thiết bị nấu.............................................................................................. 50

4.1.6

Thiết bị lọc khung bản............................................................................. 55

4.1.7

Nồi trung gian.......................................................................................... 56

4.1.8

Nồi nấu nước nóng.................................................................................. 57

4.1.9

Thùng chứa bã sau quá trình lọc.............................................................. 58


4.1.10 Thùng chứa purre mận............................................................................. 60
4.1.11 Thiết bị lắng Whirlpool............................................................................ 60
4.1.10 Thiết bị làm lạnh...................................................................................... 62
4.2

Phân xưởng lên men....................................................................................... 64

4.2.1

Thùng chứa men giống............................................................................ 64

4.2.2

Thiết bị lên men....................................................................................... 65

4.2.3

Hệ thống thu hồi CO2................................................................................................................................................. 67

4.2.4

Thiết bị lọc bia......................................................................................... 68

4.2.5

Thùng bão hòa CO2....................................................................................................................................................... 68

4.2.6

Thiết bị nhân giống.................................................................................. 69

4.3

Phân xưởng chiết rót....................................................................................... 72

4.3.1

Thiết bị nâng pallet lon............................................................................ 72

4.3.2

Thiết bị kiểm tra lon rỗng........................................................................ 72

4.3.3

Thiết bị rửa lon........................................................................................ 73

4.3.4

Thiết bị chiết rót...................................................................................... 73

4.3.5

Máy đóng nắp.......................................................................................... 74

4.3.6

Máy kiểm tra lon sau khi chiết................................................................. 74

4.3.7

Thiết bị thanh trùng................................................................................. 75

4.3.8

Thiết bị kiểm tra sau thanh trùng............................................................. 75

4.3.9

Thiết bị in phun hạn sử dụng................................................................... 75

4.3.10 Máy đóng thùng....................................................................................... 76
4.4

Cơ cấu vận chuyển......................................................................................... 76

4.4.1

Gầu tải..................................................................................................... 76

4.4.3

Bơm......................................................................................................... 77

4.5

Tổng kết thiết bị............................................................................................. 79

KẾT LUẬN................................................................................................................. 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 81
PHỤ LỤC.................................................................................................................... 85


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: Hình ảnh về bia [3]............................................................................... 1
Hình 1. 2: Phân loại bia theo màu sắc [23]............................................................ 2
Hình 1. 3: Sản phẩm bia khơng cồn trên thị trường Việt Nam [25].......................3
Hình 1. 4: Bia có nồng độ cồn từ 3 – 8% trên thị trường [26]............................... 4
Hình 1. 5: Sản phẩm có độ cồn cao (16%) [27]..................................................... 4
Hình 1. 6: Malt vàng và malt đen [28].................................................................. 6
Hình 1. 7: Bơng đại mạch [5]................................................................................ 6
Hình 1. 8: Cấu tạo hạt đại mạch. [7]...................................................................... 7
Hình 1. 9: Hoa Houblon. [8]................................................................................. 8
Hình 1. 10: Hoa cánh. [9]...................................................................................... 9

Hình 1. 11: Hoa houblon dạng hoa viên. [9]......................................................... 9
Hình 1. 12: những loại trái cây sử dụng để lên men. [14]................................... 11
Hình 1. 13: Nấm men nổi Saccharomyces cerevisiae [11].................................. 13
Hình 1. 14: Nấm men chìm Saccharomyces Carlbergensis [10]......................... 14
Hình 1. 15: Bia trái cây Bỉ [13]........................................................................... 17
Hình 2. 1: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ sản xuất bia trái cây.............................18
Hình 2. 2: Giản đồ nhiệt độ nấu bia..................................................................... 22
Hình 4. 1: silo chứa............................................................................................. 41
Hình 4. 2: Máy làm sạch dạng rung [49]............................................................. 44
Hình 4. 3: Bunke chứa......................................................................................... 44
Hình 4. 4: Máy nghiền trục MMR-300 [50]........................................................ 47
Hình 4. 5: Máy nghiền búa [31].......................................................................... 47
Hình 4. 6: Máy nghiền búa 40B [32]................................................................... 48
Hình 4. 7: Nồi nấu [33]....................................................................................... 50
Hình 4. 8: Thiết bị nấu........................................................................................ 51
Hình 4. 9: Cánh khuấy mỏ neo [31].................................................................... 53


Hình 4. 10: Thiết bị lọc ép khung bảng [17]........................................................ 55
Hình 4. 11: Thùng chứa bã.................................................................................. 59
Hình 4. 12: Thiết bị lắng xốy Whirlpool [35].................................................... 61
Hình 4. 13: Cấu tạo bộ trao đổi nhiệt [36]........................................................... 62
Hình 4. 14: Hướng chảy của hai dịng lưu chất nóng và lạnh giữa các tấm trong
thiết bị trao đổi nhiệt [36]............................................................................................ 63
Hình 4. 15: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Taibong PHE [37].......................... 63
Hình 4. 16: Thiết bị lên men............................................................................... 65
Hình 4. 17: Hệ thống thu hồi CO2 [38]................................................................ 67
Hình 4. 18: Hệ thống thu hồi CO2 với công suất 500 (kg/h) [38]......................... 67
Hình 4. 19: thiết bị lọc màng BMF – 18 compact 2 – 250HL/h [39]...................68
Hình 4. 20: Thiết bị nhân giống..........................................................................69

Hình 4. 21: Thiết bị kiểm tra lon rỗng Krones Cantronic [42]............................73
Hình 4. 22: Máy đóng nắp lon YLG – 300 [44].................................................. 74
Hình 4. 23: Thiết bị thanh trùng Krones K570 [45]............................................ 75
Hình 4. 24: Gầu tải [31]...................................................................................... 76
Hình 4. 25: Bơm ly tâm [48]............................................................................... 77


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1: Ưu và nhược điểm của hai công nghệ lên men này:............................. 3
Bảng 1. 2: Thành phần của hoa houblon [2].......................................................... 8
Bảng 1. 3: Các nguyên liệu thay thế. [1]............................................................. 12
Bảng 1. 4: So sánh hai loại nấm men lên men chìm và lên men nổi [1]..............14
Bảng 3. 1: mức hao hụt qua từng công đoạn....................................................... 30
Bảng 3. 2: Số ngày nghỉ trong năm 2021............................................................ 31
Bảng 3. 3: Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất................................................. 40
Bảng 4. 1: Thông số kỹ thuật silo chứa malt....................................................... 42
Bảng 4. 2: Thông số kỹ thuật silo chứa gạo........................................................ 43
Bảng 4. 3: Thông số kỹ thuật của thiết bị làm sạch dạng rung kiểu PCV30P......43
Bảng 4. 4: Thông số kỹ thuật bunke chứa malt vàng sau làm sạch.....................45
Bảng 4. 5:Thông số kỹ thuật bunke chứa gạo sau làm sạch................................46
Bảng 4. 6: Thông số kỹ thuật thiết bị nghiền malt [50]....................................... 46
Bảng 4. 7: Thông số kỹ thuật của máy nghiền gạo [32]...................................... 48
Bảng 4. 8: Thông số kỹ thuật bun ke chứa malt vàng sau nghiền........................49
Bảng 4. 9: Thông số kỹ thuật bunke chứa gạo sau nghiền................................... 49
Bảng 4. 10: Thông số kỹ thuật nồi nấu gạo......................................................... 52
Bảng 4. 11: Thông số kỹ thuật nồi nấu malt........................................................ 54
Bảng 4. 12: Thơng số kỹ thuật nồi houblon hóa.................................................. 55
Bảng 4. 13: Thông số kỹ thuật của thiết bị lọp ép khung bản [34]......................56
Bảng 4. 14: Thông số kỹ thuật của nồi trung gian............................................... 57
Bảng 4. 15: Thông số kỹ thuật của nồi nấu nước nóng....................................... 58

Bảng 4. 16: Thơng số kỹ thuật của thùng chứa bã sau quá trình lọc....................59
Bảng 4. 17: Thông số kỹ thuật của thùng chứa puree mận.................................. 60
Bảng 4. 18: Thông số kỹ thuật của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Taibong PHE
TX3-GD [37]............................................................................................................... 64


Bảng 4. 19: Thông số kỹ thuật của thùng chứa men giống.................................. 64
Bảng 4. 20: Thông số kỹ thuật của thiết bị lên men............................................ 66
Bảng 4. 21: Thông số kỹ thuật của thiết bị lọc màng BMF–18 compact2–
250HL/h....................................................................................................................... 68
Bảng 4. 22: Thơng số kỹ thuật của thùng bão hịa CO 2..........................................69
Bảng 4. 23: Thông số kỹ thuật của thiết bị nuôi cấy cấp 1.................................. 70
Bảng 4. 24: Thông số kỹ thuật của thiết bị nuôi cấy cấp 2.................................. 71
Bảng 4. 25: Thông số kỹ thuật thiết bị thu hồi sữa men...................................... 72
Bảng 4. 26: Thông số kỹ thuật thiết bị kiểm tra lon rỗng [41]............................. 73
Bảng 4. 27: Thông số kỹ thuật thiết bị rửa lon [41]............................................. 73
Bảng 4. 28: Thơng số kỹ thuật thiết bị chiết rót Krones...................................... 74
Bảng 4. 29: Thơng số kỹ thuật máy đóng nắp lon YLG – 300 [44].....................74
Bảng 4. 30: Thông số kỹ thuật của thiết bị kiểm tra lon sau khi chiết.................75
Bảng 4. 31: Thông số kỹ thuật thiết bị thanh trùng Krones K570 [45]................75


MỞ ĐẦU
Hiện nay, Việt Nam được đánh giá là quốc gia có mức tiêu thụ rượu bia cao ở
Đơng Nam Á, xếp thứ hai sau Thái Lan. Bia không chỉ được sử dụng trong các dịp lớn
mà ai cũng biết như tết, hè, giáng sinh,... mà còn trong các dịp nhỏ, thân quen trong
cuộc sống hằng ngày. Mọi người cùng nhau tụ tập vui vẻ, gặp gỡ bạn bè hay suy ngẫm
về cuộc sống cũng sẽ có xu hướng chọn rượu, bia hơn chứ không phải chọn nước suối,
nước ngọt. [16]
Bia là loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao và có

độ cồn thấp, mùi vị thơm, ngon và bổ dưỡng. Uống bia với một lượng thích hợp khơng
những có lợi cho sức khỏe, ăn cơm ngon, dễ tiêu hóa mà cịn giảm được sự mệt mỏi
sau ngày làm việc mệt nhọc. Khi đời sống kinh tế xã hội phát triển nhu cầu tiêu thụ bia
của con người ngày càng tăng, thậm chí trở thành loại nước giải khát không thể thiếu
hàng ngày đối với mỗi người dân phương tây. [2]
Bia được làm từ các thành phần cơ bản như nước, malt đại mạch, hoa houblon,
men, bia mang lại tính cảm quan khá tốt cho người tiêu dùng. Ngồi ra CO2 hịa tan
trong bia có tác dụng giải nhiệt nhanh, hỗ trợ cho q trình tiêu hóa, ngồi ra trong bia
cịn chứa một lượng vitamin khá phong phú (chủ yếu là vitamin nhóm B như vitamin
B1, B2, PP…), đáp ứng nhu cầu giải khát của con người.
Với những giá trị mang lại, bia được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế
giới với sản lượng ngày càng tăng. Bên cạnh đó, sự phát triển của bia trên thế giới
cũng ngày càng đa dạng địi hỏi con người phải khơng ngừng đột phá, sáng tạo để có
thể cạnh tranh trên thị trường. Bia phối vị trái cây là một trong số ví dụ về sản phẩm
minh chứng cho sự đa dạng của bia.
Về cơ bản, Bia phối vị trái cây cũng tương tự các loại bia thơng thường về quy
trình sản xuất. Với sự có mặt của trái cây, bia được tạo thành có mùi vị rất đặc trưng
và quyến rũ, tạo sự hấp dẫn và tăng cường dinh dưỡng cho các sản phẩm bia. [12]
Chính vì vậy, Nhằm tìm hiểu rõ hơn về bia phối vị trái cây em đã tiến hành đề tài
“Thiết kế phân xưởng sản xuất bia phối vị trái cây bằng phương pháp lên men hiện
đại với năng suất 75 triệu lít/năm”


Thiết kế phân xưởng sản xuất bia phối vị trái cây bằng phương pháp lên men hiện đại với năng suất 75
triệu lít/năm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Tổng quan về bia
Bia là sản phẩm thức uống có cồn, nồng độ cồn thấp (3 – 8%) được lên men từ
malt đại mạch và hoa houblon. Bia có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao

và có độ cồn thấp, mùi vị thơm, ngon và bổ dưỡng. Đặc biệt, nhờ có CO2 giữ được
trong bia nên tạo nhiều bọt khi rót, bọt là đặc tính ưu việt của bia so với những loại
nước giải khát khác.
Về mặt dinh dưỡng, một lít bia có chất lượng trung bình tương đương với 25g
thịt bò hoặc 150g bánh mỳ loại một, hoặc tương đương với nhiệt lượng là 500 kcal. Vì
vậy bia được mệnh danh là bánh mỳ nước. Ngoài ra trong bia cịn có vitamin B1, B2,
nhiều vitamin PP và axit amin rất cần thiết cho cơ thể. Theo Hopkins, trong 100 ml bia
10% chất khơ có: 2,5 - 5mg vitamin B1, 35 - 36 mg vitamin B2 và PP [1].
Ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzim
khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzim kích thích tiêu hóa amylaza.
Được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon
và nước với một quy trình cơng nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có các tính chất cảm
quan rất hấp dẫn đối với con người: hương thơm đặc trung, vị đắng dịu, lớp bọt trắng
mịn, hàm lượng CO2 khá cao (4 – 5g/l) giúp cơ thể con người giải khát một cách triệt
để khi uống [2].
Trong khoảng 10 năm trở lại đây ngành cơng nghiệp thực phẩm nói chung và
cơng nghiệp sản xuất bia nói riêng của nước ta đã có một diện mạo mới. Lượng bia
sản xuất được ngày càng tăng, số người tiêu thụ và quan tâm đến cơng nghệ sản xuất
bia ngày nhiều. Địi hỏi tính sáng tạo và đột phá cao trong q trình sản xuất bia để có
thể cạnh tranh với các nhãn hiệu bia trong và ngồi nước.

Hình 1. 1: Hình ảnh về bia [3]
SVTH : Lê Thị Ngọc Hiếu

SVTH : TS. Lê Lý Thùy Trâm

Trang 15


1.1.1 Phân loại bia:

Bia được phân loại theo các tiêu chí sau:

Theo Màu sắc: Màu sắc của bia được phân bố từ vàng đến đen, được quyết
định chủ yếu bởi màu sắc của malt (tùy vào độ sấy mà malt sẽ có màu khác
nhau).

Hình 1. 2: Phân loại bia theo màu sắc [23].
 Theo Cơng nghệ sản xuất:

-

-

Gồm có phương pháp truyền thống (cổ điển) và phương pháp hiện đại. Khác
biệt chính giữa hai phương pháp này là cách thực hiện quá trình lên men bia.
Trong phương pháp truyền thống, hai q trình lên men chính và phụ được thực
hiện ở hai thiết bị riêng biệt, còn ở phương pháp lên men hiện đại thì cả hai quá
trình lên men chính và phụ đều được thực hiện trong cùng một thiết bị.
Bia sản xuất theo phương pháp truyền thống sẽ ngon hơn và công nghệ sản
xuất sẽ đơn giản hơn phương pháp hiện đại. Tuy nhiên, thời gian lên men ở
phương pháp truyền thống sẽ dài hơn nên giá thành sẽ đắt hơn.
Trong hai phương pháp truyền thống và hiện đại bia có thể được lên men liên
tục hoặc hiện đại.
 Theo cơng nghệ lên men: gồm lên men chìm và lên men nổi:
Lên men chìm: bia làm theo phương pháp này được lên men ở nhiệt độ thấp
(khoảng 7 - 12⁰C) và men bia nằm ở đáy thùng chứa. Loại bia này được gọi là
bia Lager, có màu sáng, hương vị mạnh của hoa bia và có nồng độ etanol từ 3 6% [24].
Lên men nổi (hay còn gọi là bia Ale): phương pháp lên men khác với bia Lager,
được lên men ở nhiệt độ cao hơn (18 - 23⁰C). Men bia nổi trên mặt thùng chứa,
có nồng độ etanol cao hơn bia Lager, vị bia ngọt có mùi vị của hoa bia hay các

loại trái cây như: táo, lê…. [24].


Bảng 1. 1: Ưu và nhược điểm của hai công nghệ lên men này:

Ưu điểm

Nhược điểm

Lên men chìm
(sử dụng nấm men Saccharomyces
Carlbergensis)
- Nấm men có khả năng kết bơng
lắng xuống đáy khi nhiệt độ
giảm (lên men phụ), dễ dàng rút
men.
- Bia ngon hơn.

Lên men nổi
(sử dụng nấm men Saccharomyces
cerevisiae)
- Nhiệt độ lên men cao nên đỡ
làm lạnh bằng tác nhân lạnh.
- Thời gian lên men chính ngắn
nên tạo ra bia có nồng độ cồn
cao.

-

-

Thời gian lên men dài.
Nấm men chịu được nồng độ
cồn thấp.

-

Gây phức tạp cho công đoạn
loại nấm men và sinh khối.
Hương vị bia không đậm đà
như lên men chìm

 Theo độ thanh trùng:
-

-

Bia thanh trùng (bia lon, bia chai): yêu cầu bảo quản lạnh và thời gian bảo quản
dài.
Bia không thnah trùng (bia hơi, bia tươi): ngon hơn và thơm hơn bia thanh trùng
vì khi thanh trùng sẽ làm mất đi một số chất và thành phần tạo hương vị thơm
ngon cho bia. Tuy nhiên, bia không thanh trùng không bảo quản được lâu mà
chỉ nên sử dụng trong vòng 48h kể từ khi sản xuất.
 Theo nồng độ cồn: bia được chia làm 3 loại chính:
Bia khơng cồn: Ở Mỹ nếu lượng cịn nhỏ hơn 0.5% thì được coi như là khơng có
etanol.

Hình 1. 3: Sản phẩm bia không cồn trên thị trường Việt Nam [25].

-

Bia có nồng độ cồn trung bình từ 3 – 8%.

-

Hình 1. 4: Bia có nồng độ cồn từ 3 – 8% trên thị trường [26].
Bia cao độ: lên men dài ngày liên tục bia có thể đạt tới 12 – 17% độ.



Hình 1. 5: Sản phẩm có độ cồn cao (16%) [27].
1.1.2 Lợi ích mà bia mang lại:
Giảm bệnh tim: Những vitamin B6 được tìm thấy trong bia giúp ngăn ngừa sựu



phát triển của các homocysteine – một axit amin có liên quan đến bệnh tim. Khi
có quá nhiều homocysteine trong cơ thể sẽ dễ bị bệnh về mạch máu và tim
mạch.
Giảm rủi ro bệnh tiểu đường: uống bia làm tăng mức độ lipoprotein lên cao, đồng



thời chúng cũng tăng cholesterol tốt, làm giảm nồng độ insulin trong cơ thể. Điều
này rất tốt để tránh bị tiểu đường vì nó làm giảm cơ hội phát triển bệnh.
Giảm nguy cơ sỏi thận: sỏi thận thường có thể giảm đến 40% ở những nam giới



trung niên. Để giải thích cho điều này, các nhà khoa học nghi ngờ rằng chúng nhờ
một phần do rượu, nước hay hoa bia.
Giảm mất ngủ: những nghiên cứu đã chỉ ra, dưới ảnh hưởng của bia khi uống,
chúng sẽ có xu hướng làm cơ thể rơi vào trạng thái ngủ nhanh hơn.




Chống ung thư: Các hoa bia có trong bia chưa xanthohumol, một chất chống oxy



hóa mạnh mẽ. Nồng độ của xanthahumol tự nhiên trong bia có thể giúp cơ thể
ngăn chặn sự phát triển của các khối u trong giai đoạn đầu.
Chống loãng xương: hoa bia chứa phyto-estrogen, một hợp chất có thể giúp giảm



chúng nóng ran và lỗng xương ở phụ nữ sau mãn kinh. Tuy có lợi ích như thế
nhưng bia không nên lạm dụng để sử dụng như một liệu pháp thay thế cho điều trị
bằng estrogen.
Giảm cholessterol: tiêu thụ một lượng bia trung bình đã được chứng minh tăng



cholesterol HDL và làm giảm mật độ lipoprotein (LDL) – một “cholesterol xấu” ở
phụ nữ sau mãn kinh.
Tăng huyết áp: phụ nữ tiêu thụ 2 hoặc 3 cốc bia/ tuần cho thấy giảm 14% nguy cơ

huyết áp cao. Nó cũng có tác dụng ngay cả với những bệnh nhân bị huyết áp cao

mãn tính [4].
1.2 Nguyên liệu sản xuất bia
1.2.1 Malt Đại mạch
Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu mạch,
thóc,ngơ,… Sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với
những điều kiện bắt buộc. Nó 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 khống, các nhóm vitamin và đặc biệt hệ
enzim phong phú, chủ yếu là proteaza và amylaza.
Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia. Quá trình quan trọng
nhất mà qua đó hạt đại mạch trở thành hạt malt là sự nảy mầm. Mục tiêu lớn nhất của
quá trình nảy mầm và cũng là mục tiêu chủ yếu của quá trình sản xuất malt là để hoạt
hóa, tích lũy về khối lượng và hoạt lực của hệ enzim có trong hạt đại mạch. Hệ enzim
này sẽ là động lực chủ yếu để phân cắt các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ của hạt
thành các sản phẩm thấp phân tử (chủ yếu là đường đơn giản, dextrin bậc thấp, axit
amin, albumoza, pepton và nhiều chất khác) hòa tan bền vững vào nước để trở thành
chất chiết của dịch đường [2].
 Phân loại malt: malt được chia làm hai loại: malt vàng và malt đen (malt vàng và malt
đen chỉ khác nhau ở chế độ sấy), đặc điểm của từng loại như sau:
 Malt vàng: màu vàng sáng, hương và vị ngọt nhẹ. Nhiệt độ sấy không vượt quá


40⁰C.
Malt đen: màu nâu sẫm, hương và vị ngọt đậm, tạo bia đen có màu nâu sẫm, độ
nhớt cao, khả năng tạo và giữ bọt lớn. Nhiệt độ sấy tối đa là 105⁰C [1].


Hình 1. 6: Malt vàng và malt đen [28].
 Đại mạch:
 Đại mạch giống gieo trồng (Hordeum sativum-jessen) thuộc nhóm thực vật có hạt

(spermophyta), phân nhóm bí tử (An-giospermae), lớp một lá mầm
(monocotyledonae), họ lúa mỳ(Gramineae) [2].
 Căn cứ vào sự sắp xếp hạt trên bông đại mạch mà chia đại mạch thành 2 loại: hai hàng
và đa hàng [1].
 Đại mạch hai hàng được dùng chủ yếu cho công nghiệp sản xuất bia bởi những đặc
điểm: hạt to, đầy đặn, đồng đều vỏ trấu có nếp nhăn đều, mỏng. Do đó loại đại mạch
này có hàm lượng có ích tương đối lớn, hàm lượng chất hòa tan tương đối cao, đồng
thời lượng vỏ ít nên chứa khơng nhiều các hợp chất polyphenol và hợp chất đắng [1].

Hình 1. 7: Bông đại mạch [5].
 Cấu tạo: bao gồm ba bộ phận chính: vỏ, nội nhũ và phơi.


Hình 1. 8: Cấu tạo hạt đại mạch. [7].
a-mặt cắt dọc:
1-vỏ trấu ; 2-vỏ quả ; 3-vỏ hạt ; 4-lớp alơron ; 5-nội nhũ ; 6-ngù ; 7-phôi lá ; 8phôi thân ; 9-phôi rễ ; 10-lớp tế bào bao
b-mặt cắt ngang:
1,2,3,4-vỏ ; 5-lớp alơron ; 6-phôi ; 7-tế bào bao; 8-ngù ; 9-nội nhũ.
- Vỏ: Từ ngoài vào trong được chia làm 3 lớp: vỏ trấu, vỏ quả, vỏ hạt. Vỏ hạt chiếm
một tỷ lệ khá lớn nhưng không có giá trị dinh dưỡng. Đối với cơng nghệ sản xuất bia
vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt: mặt bất lợi là vì trong vỏ chứa các chất màu, các chất
đắng và chất chát. Nếu những chất này hòa tan vào dịch đường sẽ làm giảm chất lượng
của sản phẩm. Mặt lợi của lớp vỏ là nó đóng vai trị xây dựng màng lọc trong quá trình
tách bã khỏi khối cháo.
- Nội nhũ: chiếm phần lớn trọng lượng của hạt. Hầu hết chất dinh dưỡng tập trung
tại đây, là nguồn cung cấp chủ yếu chất hòa tan cho dịch đường.
- Phôi: là phần sống của hạt, chiếm tỷ lệ không đáng kể (khoảng 2,5 – 5%) so với trọng
lượng của hạt. Đây là trạm hoạt hóa và là nhà máy sản xuất enzim. [2]
1.2.2 Hoa Houblon
Hoa Houblon là nguyên liệu cơ bản, đứng vị trí thứ hai (sau đại mạch), của cơng

nghệ sản xuất bia. Nó được con người biết đến và đưa vào sử dụng khoảng 3000 năm
trước Công nguyên.
Hoa houblon làm cho bia có vị dắng 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. [2]


Trong sản xuất bia sử dụng búp hoa của cây cái. Trong hoa cái có chứa các chất
nhựa đắng và tinh dầu, các thành phầm này cung cấp cho bia các cấu tử đắng và thơm.
[1]

Hình 1. 9: Hoa Houblon. [8]
1.2.2.1 Thành phần hóa học của houblon
Thành phần của hoa houblon vô cùng quan trọng đối với chất lượng bia. Phụ
thuộc vào chủng giống, điều kiện khí hậu, đất đai gieo trồng và kỹ thuật canh tác,
thành phần hóa học của hoa houblon có sự khác nhau đáng kể và thường dao động
trong khoảng rộng như sau. [2]
Bảng 1. 2: Thành phần của hoa houblon [2]
Thành phần
Nước
Chất đắng
Polyphenol
Protein
Xelluloza
Chất khoáng
Tinh dầu thơm
Các hợp chất khác

Hàm lượng (tính theo % chất khơ)
11 – 13

15 – 21
2,5 – 6
15 – 21
12 – 14
5–8
0,3 – 1
26 – 28

Trong các cấu tử trên đây thì có giá trị nhất là chất đắng, tiếp đến tinh dầu thơm
và thứ ba là polyphenol. [2]
1.2.2.2 Các dạng của hoa houblon
 Hoa cánh (hoa nguyên cánh): sấy nhẹ ở 50⁰C (độ ẩm W ≤ 11%), sau đó ép thành
bánh. Hoa cánh dễ bị oxy hóa, khó bảo quản, hiệu suất thấp (do có khối lượng lớn
nhưng lượng lupulin lại nhỏ) nên thường ít được sử dụng dạng hoa tươi (hoa này ở
Việt Nam khơng có). [9]


Hình 1. 10: Hoa cánh. [9]
 Hoa viên: hoa houblon đã sấy khơ được nghiền thành bột, sau đó ép thành viên. Ở
dạng viên hoa houblon có thể định lượng và bổ sung dễ dàng. Có 3 loại hoa viên:
loại 90, loại 45 (nồng độ cao), loại đã được đồng phân hóa (isomeric). [1]

Hình 1. 11: Hoa houblon dạng hoa viên. [9]
 Cao hoa: người ta đã sử dụng nhiều loại dung môi hữu cơ (như hexan, metanol,
metylen clorua, tricloetylen, etanol) để trích ly các nhựa đắng và tinh dầu thơm của
hoa houblon, sau đó làm bay hơi dung mơi. Cao hoa thu được nhớt và có màu xanh
da trời, bền trong quá trình bảo quản. Tuy nhiên, hàm lượng dầu thơm thấp, lo ngại
nguy cơ cịn sót lại gốc hữu cơ của dung mơi nên có thể mang độc tố và ảnh
hưởng tới môi trường. [1]
Sử dụng hoa nguyên cánh trong sản xuất bia có ưu điểm là bả tồn được chất

lượng, nhưng có các nhược điểm là chúng chiếm thể tích cồng kềnh, khó bảo quản,
hiệu quả sử dụng thấp.


Để khác phục các nhược điểm trên, trong kỹ thuật sản xuất bia người ta đã chế
biến hoa cánh và các bộ phận của nó thành dạng bán thành phẩm, gọi là chế phẩm
houblon (hoa viên và cao hoa) để sử dụng được thuận tiện hơn. [2]
 Ưu điểm của chế phẩm hoa houblon:


Khi sử dụng chế phẩm hoa houblon, bia có độ đắng ổn định.



Thời gian bảo quản chế phẩm hoa houblon khá dài do đó điều kiện sử dụng linh hoạt



hơn, không bị phụ thuộc vào sản lượng cũng như chất lượng hoa trồng hàng năm cũng
như tránh được sự biến động lớn về giá cả thị trường.
Độ đắng cao hơn. [1]
1.2.3 Nước
Trong bia thành phẩm hàm lượng nước chiếm đến 77 – 90%. Với một tỷ lệ lớn
như vậy trong một sản phẩm, ta có quyền nói rằng, nước là một trong những nguyên
liệu chính để sản xuất bia.
Nước, thực chất là một dung dịch loãng của các loại muối ở dạng ion. Nhóm
cation thì chiếm nhiều nhất là Ca2+¿ ¿, Mg2+¿¿, H +¿¿, Na+¿¿, K +¿¿, Fe2+¿¿, Mn2+
, và Al3+¿¿,
cịn nhóm anion thì chủ yếu là OH−¿¿, H CO
¿¿

và PO 3−
¿¿. 4

3

−¿ ¿

, Cl−¿¿, SO
4

2−¿¿

, NO
3

−¿¿

, NO
2

−¿¿

, SiO
3

1.2.3.1 Yêu cầu đối với nước dùng để sản xuất bia
- Độ cứng từ mềm đến trung bình.
- Hàm lượng muối cacbonat không quá 50mg/l
- Hàm lượng muối Mg2+¿¿ không quá 100mg/l.

- Hàm lượng muối clorua 75 – 150mg/l.
- Hàm lượng CaSO4 150 – 200mg/l.
- NH 3 và muối NO2 khơng có.
- Hàm lượng ion sắt 2 khơng q 0,3mg/l.
- Vi sinh vật khơng q 100 tế bào/ml. [1]
Ngồi yêu cầu về thành phần hóa học, nước dùng trong sản xuất bia cần phải có
thêm các tiêu chuẩn sau đây:
- Trong, khơng có mùi và vị lạ.
- Chuẩn coli: 300ml (chuẩn coli là lượng nước tối thiểu cho phép phát hiện một tế bào
E.coli).
- Chỉ số coli: 3 (chỉ số coli là số tế bào E.coli cho phép có trong 1 lít nước) [2].
1.2.3.2 Xử lý nước
Việc xử lý nước phụ thuộc vào mức độ sạch của nó, quy trình xử lý theo 3 giai
đoạn:
- Loại các chất dạng huyền phù.

2−¿¿

,


- Loại các chất hòa tan.