Quy trình sản xuất bia và xác định các mối nguy liên quan (hóa, sinh, lý)

Phần 1: Thuyết minh quy trình cơng nghệ

I. Chỉ tiêu nguyên liệu sản xuất

Nguyên liệu chính
Bốn ngun liệu chính khơng thể thiếu, cần dùng cho quá trình sản xuất bia là: malt đại mạch,

hoa houblon, nước, nấm men. Chất lượng của chúng quyết định đến chất lượng của bia thành phẩm.
Hiểu biết đầy đủ về các tính chất của các nguyên liệu và tác dụng của chúng đối với quá trình sản
xuất và sản phẩm bia là cơ sở cho quá trình điều hành sản xuất và xử lý các tình huống, từ đó có thể
cho ra một quy trình cơng nghệ hồn chỉnh và hợp lý, tối ưu nhất.

I.1 Malt đại mạch

a) Hạt đại mạch
Căn cứ vào thời vụ người ta chia đại mạch thành hai nhóm:
 Đại mạch mùa đông (gieo vào giữa tháng chín)
 Đại mạch mùa xuân (gieo vào giữa tháng ba và tháng tư)
Đại mạch thuộc họ ngũ cốc vùng ôn đới (xuân, đông), Tương tự như các loại ngũ cốc khác, đại
mạch bao gồm hai thành phần chính là glucid và protein nhưng lại có hàm lượng cao vượt trội hơn
và quan trọng nhất là tỷ lệ glucid/protein cân đối thích hợp cho việc sản xuất bia.
Căn cứ vào sự sắp xếp hạt trên bông đại mạch mà chia thành 2 loại: đại mạch 2 hàng và 6 hàng.
Loại đại mạch 2 hàng trồng tốt nhất vào mùa xuân, chung có tất cả đặc điểm mong muốn cho sản
xuất malt và bia. Loại này có hàm lượng có ích tương đối lớn, đồng thời lượng vỏ ít nên chứa
không nhiều các hợp chất polyphenol và các hợp chất đắng. Các hạt rất đồng đều và hàm lượng
chất hòa tan khá cao. Vì vậy đại mạch 2 hàng thường được lựa chọn để sản xuất malt phục vụ cho
quá trình sản xuất bia. Hạt đại mạch 6 hàng kích thước khơng đồng đều, bởi vì các hạt thiếu khơng
gian để phát triển đầy đủ, các hạt trong các hàng nhánh thì mỏng hơn và đầu hạt nơi mọc râu bị uốn
cong vẹo. Đại mạch 6 hàng thường được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi.

 Cấu tạo hạt đại mạch:

Gồm ba bộ phận chính: vỏ, phôi và nội nhũ.

 Vỏ hạt: từ ngồi vào trong chia thành ba lớp: vó trấu, vỏ lụa và vỏ alơron. Phần này

Hình 1.1 1: Hạt đại mạch
thường chiếm 8-15% trọng lượng hạt.
 Phôi: là cơ quan sống, hô hấp của hạt. Phôi chiếm từ 2,5 – 5% trọng lượng hạt. Trong
phơi có từ 37-50 % chất khô là thành phần nito, khoảng 7% chất béo, 5 – 6 % đường
saccaroza, 7 – 7,5% pentoza, 6 – 6,5% chất tro và một số ít thành phần khác. Riêng tinh
bột hầu như rất ít.

 Nội nhũ: chiếm 45 – 68% trọng lượng hạt. Phần này của hạt đại mạch giữ vai trò quyết
định chất lượng của đại mạch trong sản xuất bia. Thành phần chính của nội nhũ là tinh
bột.

Hình 1.1 2: Cấu tạo hạt đại mạch

 Thành phần hóa học
Thành phần hóa học của đại mạch rất phức tạp. Các chỉ số về thành phần hóa học là nhân tố
quyết định tới chất lượng đại mạch để xe loại đại mạch đó có đủ tiêu chuẩn đề sản xuất malt và bia
hay không.

Bảng Error! No text of specified style in document..1: Thành phần hóa học của hat đại mạch

Thành phần Hàm lượng (%)

Tinh bột 58 – 60

Đường sacaroza 3 – 5

Đường khử 3 – 4

Những đường khác 2

Chất dạng gom 2 – 4

Hemixenlulo 6 – 8

Xenlulo 5

Lipit 2 – 3

Protein thô 8 – 11

Dạng hòa tan thể muối 2

Hodrein – protein (prolamin) -

Glutein – protein 2

Axit amin và peptit 3 – 4

Axit nucleic 1 – 2

Tro 0,2 – 0,3

Những chất còn lại 6 –7

b) Malt đại mạch

Hạt đại mạch trải qua quá trình ngâm, ươm mầm sẽ trở thành hạt malt tươi, hạt malt tươi qua
quá trình sấy, tách rễ và đánh bóng sẽ trở thành hạt malt khơ có thể bảo quản dài ngày và được
dùng trong sản xuất bia. Trong quá trình xử lý hạt đại mạch để trở thành hạt malt hoàn thiện hệ
enzyme trong malt đã được hoạt hóa và tăng cường hoạt lực, đặc biệt là hệ enzyme thủy phân thực

hiện q trình chuyển hóa các chất cao phân tử để tạo ra chất chiết của dịch đường. Nhà máy sử
dụng loại malt có nguồn gốc từ đại mạch hai hàng, chủ yếu được nhập từ Úc hoặc một số nước
châu Âu như: Đức, Đan Mạch...

Có nhiều loại malt, mỗi loại được sử dụng để sản xuất ra từng loại bia khác nhau. Malt nền chủ
yếu để sản xuất bia vàng, malt đặc biệt chủ yếu để sản xuất bia có màu đậm.

Malt đặc biệt có màu sẫm, hương vị ngọt đặc trưng. Malt đặc biệt dùng để sản xuất các loại bia
đen. Bia đen có độ nhớt cao, hương vị mang hương vị của malt và do melanoid quyết định. Để tạo
được lượng melanoid cần thiết thì điều kiện cần là trong malt tươi phải chứa hàm lượng đường cao,
nhiều sản phẩm thủy phân của protein đặc biệt là acid amin. Điều kiện đủ là malt tươi phải được sấy
ở 105oC trong một thời gian nhất định để tạo màu và hương vị đặc trưng của malt đen.

Malt nền dùng để nấu bia vàng, Bia vàng có màu vàng sáng óng ánh, có vị vàng đắng dịu và
chứa nhiều vitamin B2, B6, B9 tốt cho sức khỏe.

 Vai trò công nghệ
Malt đại mạch vừa là nguyên liệu đặc trưng vừa là tác nhân đường hóa trong cơng nghệ sản
xuất bia. Bia được sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị và tính chất cơng nghệ hơn hẳn so với bia
được sản xuất từ malt của các loại hòa hảo khác.

Sử dụng malt chính là nguồn enzyme protease và enzyme amylase là động lực quan trọng

thiết yếu để chuyển hóa các hợp chất cao phân tử khơng hịa tan thành các hợp chất phân tử thấp

hịa tan của q trình thủy phân trong công nghệ sản xuất bia

Các thành phần trong nội nhũ của malt như tinh bột, đường, protein, khoáng, enzyme là

nguồn cung cấp chất hòa tan cho dịch đường lên men, hình thành các tính chất đặc trưng cho bia

các loại.

Vỏ malt chủ yếu là xenlulose và polyphenol (chất chát, chất đắng… ) có vai trị tạo lớp lọc

phụ lí tưởng khi lọc bã malt, làm trong dịch thủy phân, góp phần làm tăng độ bền hóa lý cho bia

thành phẩm.

 Chỉ tiêu kỹ thuật

Bảng: Chỉ tiêu cảm quan của malt

Chỉ tiêu Chất lượng
Màu sắc và độ sáng Hạt malt có màu vàng nhạt rơm, sáng đồng nhất

Mùi Mùi sạch, tươi, giống mùi rơm
Vỏ Nhẵn đều, mỏng
Tạp chất
Khơng có tạp chất như hạt cỏ dại, cát, sỏi, rơm rạ, kim loại, hạt
không phia đại mạch

Bảng: Chỉ tiêu hóa lý của malt

Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Chất lượng

Khối lượng 1000 hạt không lựa chọn G 30 – 44
4 – 4,5
Hàm ẩm % theo chất khô 80
Hiệu suất lên men tới hạn % 3,5 – 4,5
< 10
Nito hòa tan % theo chất khô 200 – 250
Thời gian đường hóa Phút >41
80 – 82
Hoạt lực diastaza Windish Kolbach
Chỉ số Kolbach %
Hàm lượng chất chiết quy định
% theo chất khô

I.2 Hoa houblon

Houblon là thực vật dạng dây leo (Humulus lupulus), sống lâu năm (30 – 40 năm), có chiều
cao trung bình từ 10 – 15 m. Hoa houblon có hoa đực và hoa cái riêng cho từng cây. Trong sản xuất
bia, chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn vì chúng chiết ra nhựa đắng và các loại tinh dầu chủ yếu tạo
nên các chất thơm trong bia, mặt khác, hoa thụ phấn sẽ tạo hạt làm giảm chất lượng của bia.

 Cấu trúc búp hoa
Búp hoa có hình nón, dài 3-5 cm có các bộ phận: cuống, trục, cánh, nhị hoa và hạt luputin. Tỷ lệ
khối lượng của chúng tính theo chất khô của bông hoa như sau:
Cuống: 5 – 8 %
Trục: 7 – 8 %
Hạt luputin: 18 – 20 %
Cánh và nhị hoa: 65 – 68%

Hình 1.1 3: Hoa houblon
 Vai trị cơng nghệ

Hoa houblon là nguyên liệu khơng thế thiếu được trong sản xuất bia. Nó làm cho bia có mùi
thơm và vị đắng dễ chịu, làm tăng khả năng gạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành
phần sinh học của sản phẩm.
Do những đặc tính năng cực kỳ đặc biệt như vậy, cho nên qua mấy thập niên tồn tại và phát
triển của ngành bia, hoa boublon vẫn giữ được vai trò độc tôn và là loại nguyên liệu “không thể
thay thế” trong ngành công nghiệp này
Thành phần của hoa houblon vô cùng quan trọng đối với chất lượng bia. Phụ thuộc vào
giống, điều kiện khí hậu và kỹ thuật canh tác, thành phần hóa học của hoa có sự khác biệt đáng kể.
 Hạt luputin là thành phần quan trọng nhất của hoa trong sản xuất bia vì đây chính là
nguồn gốc tạo ra chất đắng và tinh dầu thơm của hoa. Trong hạt luputin có chứa thành
phần quan trong đối với sản xuất bia đó là nhựa đắng:
 Nhựa đắng: Là thành phần có giá trị nhất trong cơng nghệ sản xuất bia vì chúng tạo ra vị
đắng dịu rất đặc trưng, tạo ra sức căng bề mặt cho bia có khả năng giữ bọt lâu, với nồng
độ khá thấp ở trong bia, các chất đắng có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật.
Nhựa đắng của hoa gồm 2 loại: nhựa mềm (90%) và nhựa cứng (10%). Trong đó thì
nhựa mềm gồm chủ yếu 2 loại là anpha và beta – axit đắng đây là thành phần chính quy
định độ đắng cho bia. Trong sản xuất bia thì anpha – axit đắng được đánh giá cao hơn

 Tinh dầu thơm: Chúng được tạo thành trong đài luputin và cho hoa houblon hương thơm
đặc trưng. Tinh dầu hoa có hơn 200 hợp chất, chúng được chia thành 3 nhóm:
hydrocacbon, các hợp chất chứa lưu huỳnh,…

 Thành phần hóa học Hàm lượng (%)
10 – 11
Thành phần 15 – 10
Nước 0,5 – 1,5
Nhựa đắng tổng số 2 – 5
Tinh dầu 2
Tanin 2
Monosaccarit 0,1

Pectin 15 – 17
Amino axit 3
Protein 5 – 8
Lipit và sáp 40 – 50
Chất tro
Xenluloza, lignin và các chất khác

 Chế phẩm hoa:
Hoa houblon là nguyên liệu thô khá đắt sử dụng trong sản xuất bia. Bởi vậy, để đảm bảo chất
lượng hoa houblon đủ cung cấp đều trên thị trường thế giới và để cân bằng giá cả, các nhà máy chế
biến hoa houblon đã sản xuất chế phẩm hoa houblon ổn định, các chế phẩm này sử dụng rất dễ dàng
và giữ chất lượng tốt trong thời gian dài.
Số các nhà máy bia sử dụng hoa houblon tươi giảm liên tục khi xuất hiện các chế phẩm hoa
houblon nhờ các ưu điểm sau:

 Khi sử dụng chế phẩm hoa houblon, bia có độ đắng ổn định
 Thời gian bảo quản các 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 hằng năm cũng
như tranh được các biến động lớn về giá cả thị trường.
 Tiết kiệm chi phí vận chuyển.
 Độ đắng của chế phẩm hoa houblon cao hơn,
 Có thể định lượng tự động hóa trong sản xuất.
Thông thường chế phẩm hoa houblon được chia thành 2 loại: hoa viên và cao hoa

• Hoa viên: hoa houblon được sấy khô, 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: hoa viên loại 90, hoa
viên loại 45 (nồng độ cao), hoa viên đã được đồng phân hóa

• Cao hoa: Sử dụng nhiều loại dung mơi hữu cơ (như hexan, metanol, metylen clorua,

tricloetylen, etanol) để trích ly các nhựa đắng và tinh dầu thơm của hoa houblonm sau đó
làm bay hơi dung mơi. Trong q trình tách dung môi, phần lớn các tinh dầu thơm cũng bị
mất theo. Cao hoa thu được nhớt và màu xanh da trời, được bảo quản trong các hộp hoặc
chai và rất bền trong quá trình bảo quản. Nhược điểm chú yếu của cao hoa là hàm lượng
tinh dầu thơm thấp, ngồi ra có thể sót lại gốc hữu cơ của dung mơi nên có thể mang độc tố
và ảnh hưởng tới môi trường.
So với hoa nguyên cánh thì sử dụng chế phẩm của houblon có những ưu điểm sau:

- Giảm được hao phí chất đắng

- Tăng hệ số sử dụng hữu ích của chất đắng và các cấu tử khác.

- Lược bớt kho lạnh bảo quản.

- Cân đong chính xác hơn liều lượng đem sử dụng.
- Lược bỏ hệ thống thiết bị lọc bã hoa.
- Giảm bớt được lượng cấu tử bất lợi khác cho chất lượng của bia.

 Chỉ tiêu kỹ thuật chế phẩm hoa
Bảng: Chỉ tiêu cảm quan hoa viên

Chỉ tiêu Chất lượng
Màu sắc Xanh lá mạ hơi vàng
Mùi vị Mùi thơm đặc trưng, vị đắng dịu
Hình dạng Viên đùn không vỡ vụn

Chỉ tiêu Bảng: Chỉ tiêu hóa học hoa viên
Hàm lượng axit đắng

Chất lượng
6 ±1

Chỉ tiêu Bảng: Chỉ tiêu cảm quan cao hoa
Màu sắc
Mùi vị Chất lượng
Dạng keo màu vàng hồ phách
Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi. Vị đắng rõ rệt

Chỉ tiêu Bảng: Chỉ tiêu hóa học cao hoa
Hàm lượng axit đắng
Chất lượng
40±1

I.3. Nước

Nước chiếm hơn 90% khối lượng bia thành phẩm, nước còn là mơi trường xảy ra các phản
ứng sinh hóa trong q trình nấu, các phản ứng sinh học trong quá trình lên men và cả quá trình trao
đổi nhiệt trong sản xuất. Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến tồn bộ q
trình cơng nghệ và chất lượng thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia cần một lượng nước rất lớn
để ngâm đại mạch, sản xuất dịch đường, rửa men, rửa thiết bị, cung cấp cho lị hơi...Chất lượng
nước có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bia.
Tùy theo mục đích sử dụng mà nước dùng trong nhà máy cịn có những u cầu cụ thể riêng và
phải trải qua thêm một số công đoạn xử lý để đảm bảo chất lượng nước. Một số yêu cầu cụ thể như:

 Nước sinh hoạt cần phải khử trùng tiêu diệt các vi sinh vật có hại.

 Nước lị hơi loại bỏ Clo dư và các ion gây ăn mòn.

 Nước nồi nấu nước mềm, được khử trùng, loại bỏ ion không mong muốn và bổ sung

thêm ion phi cacbonat.

 Nước rửa bã điều chỉnh độ kiềm < 50mg/l và pH = 6,0 - 6,4 để không chiết các hợp chất

không mong muốn trong bã vào dịch đường.

 Nước pha lỗng bia (bia có nồng độ cao) tương tự như nước nấu nhưng yêu cầu khác:
 Ca2+ thấp hơn giảm nguy cơ kết tủa Canxioxalate
 Hàm lượng O2 hòa tan < 0,05 mg/l
 Hàm lượng CO2> hàm lượng CO2 cần pha loãng một chút.
 THMs dưới 1 ppb
 Hàm lượng, thành phần khoáng tương đương với bia.
 Khơng có vi sinh vật và mùi lạ. Trong nhà máy có hệ thống xử lý nước, tùy vào mức độ

sạch của nước, quy trình xử lý nước gồm: lắng trong và lọc, làm mềm nước, diệt vi sinh
vật và cải thiện thành phần của nước.

I.4. Nấm men

Nấm men là loài vi sinh vật đơn bào, kích thước trung bình 6 – 9 m. Nấm men sinh sản
dưới hình thức nảy chồi và thuộc loại hiếu khí khơng bắt buộc. Trong điều kiện có oxy chúng tiến
hành q trình tăng sinh khối là chính. Trong điều kiện khơng có oxy chúng tham gia vào quá trình
lên men để tạo C2H5OH, các sản phẩm lên men khác như: rượu bậc cao, ester, anhehyd, acid hữu
cơ,… và CO2

Trong công nghệ sản xuất bia, nấm men được chia thành hai nhóm chính: nấm men lên men nổi
và nấm men lên men chìm.

Đặc điểm Nấm men chìm Nấm men nổi

(Saccharomyces (Saccharomyces cerevisae)
carlsbergensis)

Hình thái Sự nảy chồi của tế bào nấm Tế bào nấm men mẹ và con
men xảy ra theo dạng tế thường dính vào nhau trong
bào đơn lẻ hay cặp tế bào. thời gian dài, kết quả là
Tế bào con tách khỏi tế bào những nhánh chuỗi tế bào
mẹ khi sự chia cắt đã hồn con được hình thành
tất

Cơ chất Lên men tốt glucose, Lên men chủ yếu các

maltose, galactose, đường đơn (glucose,

fructose, saccharose, fructose), đường đôi

mannoae và đặc biệt có khả (saccharose, maltose)

năng sử dụng đường khơng có khả năng lên men

raffinose hoặc lên men khoảng 1/3

lượng đường raffinose

Nhiệt độ lên men 7 – 15oC 18 – 22oC

Chuyển hóa chủ yếu Bằng lên men Thông qua hô hấp

Men thu hồi sau quá trình Nhiều hơn Ít hơn

lên men

Khả năng tạo bào tử Có giới hạn Mức độ cao hơn

Tần suất hình thành bào tử Ít thường xun và chậm Sau 48h
hơn men lên men nổi

Khả năng kết lắng Khi kết thúc quá trình lên Khi kết thúc lên men tế bào
men, các tế bào kết chùm, kết chùm tạo thành lớp dày
chuỗi, rồi lắng xuống đáy nổi lên bề mặt cùng với bọt
thùng do đó bia có khả bia làm khả năng tự trong
năng tự trong nhay của bia chậm, cần phải lọc
cẩn thận.

 Vai trị cơng nghệ
Nấm men là một trong những nhân tố quan trọng làm nên sự khác biệt về chất lượng của

bia. Trong quá trình lên men bia, đường (chủ yếu là đường malto) được nấm men chuyển hóa thành
cồn và CO2. Ngồi ra nấm men cịn tạo ra nhiều hợp chất khác có ảnh hưởng tới mùi vị của bia.

 Yêu cầu chất lượng nấm men
Trong sản xuất bia, nấm men phải có những đặc tính cơ bản như:

 Tốc độ lên men nhanh
 Sử dụng đường có hiệu quả, tạo độ cồn cao
 Có khả năng chịu cồn, áp suất thẩm thấu, oxy, nhiệt độ, và nồng độ CO2 phù hợp với nhà

máy
 Có khả năng kết bông hoặc kết lắng tốt
 Có khả năng sống sót cao cho mục đích tái sử dụng

 Sản phẩm tạo ra bao gồm các hợp chất hương và vị đặc trưng cho bia, không sinh tổng

hợp các hợp chất lạ.
 Đặc tính di truyền ổn định cao
Trong nhà máy sản xuất theo dòng bia Larger nên lựa chọn nấm men Saccharomyces
carlsbergensis để sử dụng. Dòng nấm men này có những đặc điểm nổi bật như:
 Lên men trong môi trường, khi hết nguồn cacbon trong lịng mơi trường, có xu hướng kết

chùm, chuỗi và lắng nhanh xuống đáy thùng lên men, làm bia nhanh trong.
 Lên men hồn tồn mơi trường, có khả năng lên men triệt để cả đường raffinose.
 Khả năng tái sử dụng tốt 6 – 8 đời, tỷ lệ nấm men chết thấp <10%.
Nguyên liệu phụ

I.5. Nguyên liệu thay thế

Khoảng 90% lượng bia sản xuất trên thế giới được làm từ malt đại mạch và nguyên liệu tinh bột. Người ta sử
dụng nguyên liệu tinh bột với nhiều mục đích:

 Hạ giá thành sản phẩm.

 Tăng độ bền keo, những chất chứa N và polyphenol trong phần lớn các nguyên liệu tinh bột thường
khơng nhiều nhưng làm tăng tính bền keo.

 Tạo mùi vị đặc trưng cho bia ví dụ ngơ có khuynh hướng làm cho bia trịn vị, mùi hơn so với lúa mì; gạo
thì làm chi bia có cảm giác khơ hơn, lúa mì và đại mạch đều làm cho bia có độ bền bọt tốt hơn,

 Tăng giá trị cảm quan cho bia

 Góp phần thúc đẩy ngành nông nghiệp địa phương phát triển và tiết kiệm ngoại tệ.
Việc sử dụng nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia phụ thuộc vào nhiều điều kiện nông nghiệp

địa phương. Việt Nam là nước nơng nghiệp có sản lượng gạo lớn trên thế giới, vì vậy việc sử dụng
gạo làm nguyên liệu thay thế tiết kiệm được nhiều chi phí so với các ngun liệu khác. Ngồi ra,
gạo có những ưu điểm vượt trội hơn so với những loại khác:

 Protein trong gạo có các đặc tính phù hợp để sản xuất bia như: hàm lượng protein thấp,
bền nhiệt hơn và đặc biệt hàm lượng proline thấp hẳn so với các nguyên liệu khác.

 Bia sử dụng gạo sẽ có độ bền bọt tốt hơn, độ ổn định cặn protein – polyphenol tốt hơn.

 Hạt tinh bột của gạo nhỏ nên rất dễ hồ hóa và dịch hóa trước khi chuyển vào cơng đoạn đường
hóa cùng malt.

Hình Error! No text of specified style in document..1: Gạo

 Chỉ tiêu kỹ thuật Bảng: Chỉ tiêu cảm quan của gạo

Tên chỉ tiêu Chất lượng
Mùi Thơm mùi gạo, khơng có mùi ơi mốc, mùi lạ
Màu và độ sáng Hạt gạo trong, bóng, khơng vón cục, khơng sâu mọt, tay
Tạp chất sờ vào sạch, khơng dính cám, bụi.
Kích thước và hình dạng Gạo khơng được lẫn những vật lạ như cát, đá, rơm, rác,
trấu, cám, thóc, kim loại và hạt ngũ cốc khác.
Tên chỉ tiêu Gạo có thể lẫn tấm nhưng không được lẫn các hạt gạo
Độ ẩm (lúa) non. Hạt gạo phải tách bỏ phần phôi.

Độ hịa tan Bảng: Chỉ tiêu hóa lý của gạo
Protein
Đơn vị tính Chất lượng
Tỷ lệ kim loại % 13

% 80

% 8

% 0,3

I.6 Nguyên liệu phụ khác

Ngồi các ngun liệu chính trong sản xuất bia, còn phải kể đến nhiều nguyên liệu phụ khác
có vai trị khơng kém phần quan trọng, đặc biệt là trong công nghiệp sản xuất bia ngày nay.

Các nguyên liệu phụ này có thể kể đến là các hóa chất sử dụng trong các cơng đoạn tẩy rửa hay
sử dụng để tăng hiệu quả của các công đoạn sản xuất như các loại bột trợ lọc, các chất ổn định và
đặc biệt là các enzyme sử dụng trong công đoạn sản xuất dịch đường lên men và len men

a) Chế phẩm enzyme

Chế phẩm enzyme được bổ sung vào nhiều giai đoạn trong quy trình cơng nghệ sản xuấ bia như
đường hóa, lọc bia,… nhằm rút ngắn thời gian sản xuất, nâng cao hiệu suất đường hóa, tăng độ bền
sinh học cho bia thành phẩm. Ưu điểm của việc sử dụng enzyme: - Tiết kiệm chi phí, dùng gạo thay
thế nhiều hơn với chất lượng tốt hơn - Giảm độ nhớt, tránh lão hóa tinh bột - Tăng hiệu suất thu hồi
chất chiết. Trong nhà máy sản xuất sử dụng enzyme Termamyl 120L, để bổ sung vào quá trình dịch
hóa tinh bột. Termamyl 120L có dạng lỏng, chịu nhiệt độ cao, được sản xuất từ vi sinh vật Bacillus
lichenfomis. Termamyl là một endo-amylaza có tác dụng thủy phân liên kết α-1,4 glucozit, dưới tác
dụng của enzyme này tinh bột nhanh chóng tạo thành dextrin và oligosaccarit tan trong nước.
Enzyme Maturex L được sử dụng trong thời kỳ lên men bia. Maturex là enzyme α-axetolactac
decarboxylaza tinh thể thu nhận từ vi khuẩn Bacillus subtillis, có dạng lỏng màu xám, tỷ trọng 1,2
g/l. Maturex giúp ngăn ngừa sự tạo thành Diaxetyl bằng cách xúc tác phản ứng decacboxyl hóa của
α-axetolactat tạo thành axetoin, bởi thế quá trình lên men phụ có thể loại trừ hoặc giảm ngắn thời
gian. Lượng maturex thường được dùng là 1-2 kg/100 hl dịch lên men.

b) Chất trợ lọc

Trong công nghệ sản xuất bia, chất trợ lọc được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là

diatomite.

Hình 1.1 4: Bột trợ lọc diatomite

Diatomite tự nhiên là một loại đá trầm tích dễ dàng đập vỡ thành dạng bột màu trắng hoặc
trắng nhạt, có cấu trúc rỗng, xốp. Khi nó ở dạng bột sờ vào sẽ có cảm giác trầy da, bột diatomite rất
sáng. Diatomite hình thành từ hóa thạch của tảo cát. Diatomite có rất nhiều ứng dụng như làm chất
hấp thụ, làm chất độn, làm vật liệu mài bóng bạc,… Trong cơng nghệ sản xuất bia, nó được sử dụng
làm chất trợ lọc. Để làm chất trợ lọc, diatomite phải qua chế biến để đạt các tiêu chuẩn về độ sạch
mà vẫn giữ được cấu trúc thiết yếu phục vụ cho mục đích lọc.

Bảng: Thành phần hóa lý của diatomite

Thơng số hóa lí Diatomite
Kích thước (µm) 1-300
85-99
SiO2 (%) 1-4
Al2O3 (%) 1-3
Fe2O3 (%) 1-2
KI2O (%)

Na2O (%) 1-2
CaO (%) 0,5
MgO (%) 0,5
H2O (%) 0,1-0,5

Tỷ trọng khô (g/l) 320-480
Tỷ trọng ướt (g/l) 290-400
Độ thấm (Darcy) 0,05-0,5
pH dung dịch ở nồng độ 10% 6-9
Độ kiềm (gNaOH/kg) 0,3-2,0
Độ xốp (%) 84-90

c) Các chất vô cơ khác
 NaOH

Mục đích: Dùng để trung hịa và vệ sinh, tẩy rửa (CIP)
Yêu cầu kỹ thuật:

NaOH > 96%
NaCl < 1,5%
Fe2CO3

Hình NaOH

Ngoài ra cịn có một số hóa chất khác phục vụ cho phân tích nguyên liệu, bán thành phẩm,
thành phẩm bia trong phịng thí nghiệm, chuẩn bị mơi trường ni cấy lên nấm men như các loại
đường, pepton, bột tự phân nấm men. Khử trùng nhà xưởng, thiết bị, đường ống như nước Javen,
cloramin, …

 Axit

Bảng: Một số acid thường dùng trong sản xuất bia

Tên axit Yêu cầu kỹ thuật Mục đích sử dụng
HCl HCl > 30% Điều chỉnh pH nước và xử lý lên men sữa

Fe < 0,01%

H2SO4 SO42- < 0,077% Điều chỉnh pH nước và xử lý lên men sữa
d =1,84(g/l)
Axit lactic 95 – 98 % Điều chỉnh pH dịch hèm trong quá trình nấu và
đường hóa
HNO3 hoặc HNO2 Vệ sinh, tẩy rửa và sát trùng
H3PO4 Điều chỉnh pH cho nước và vệ sinh tẩy rửa
 Muối

Bảng: Một số muối thường dùng trong sản xuất bia

Tên muối Yêu cầu kỹ thuật Mục đich sử dụng
Na2CO3 Na2CO3 > 95% Xử lý bia thành phẩm khi pH bia
NaCl < 1% quá thấp
NaCl Fe < 0,02%
Màu trắng tinh Bổ sung vào môi trường và dịch
CaCl2 NaCl > 99% lên men khi cần thiết, kích thích
CaSO4 H2O 0,5% tiêu hóa và ổn định vị bia.
Na2S Tinh khiết
Bổ sung vào dịch đường hóa để
Na2S > 63,5% bảo vệ enzyme khỏi tác động nhiệt
Fe < 0,25% độ.
Chất không tan < 1% Bổ sung vào nồi malt và nồi hoa để
điều chỉnh nước.
Khử sắt, khử mùi tanh, màu vàng
của sắt. Thường hòa Na2S thành
dung dịch 15o Baumé

II. Quy trình cơng nghệ

Sơ đồ quy trình Cơng nghệ

II.1 Nghiền

 Nghiền malt
Mục đích: Nghiền nhỏ malt thành nhiều mảnh để tăng diện tích tiếp xúc với nước và enzyme, làm
cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần chất của nội nhũ nhanh hơn, để khi đường hóa thu
được nhiều chát hịa tan nhất có lợi cho sản xuất và chất lượng thành phẩm, hạn chế những chất
khơng có lợi tan vào dịch đường và sử dụng tốt nhất các thành phần malt (chất hòa tan, vỏ,…)

Yêu cầu sau quá trình nghiền:
Vỏ tách ra khỏi nội nhũ, tránh vỏ bị dập nát, để tránh cho các chất không mong muốn trong

vỏ trấu hòa tan vào dịch đường, đồng thời làm chất trợ lọc cho quá trình lọc.
Phần nội nhũ nghiền theo từng mức độ kỹ thuật.

Cách tiến hành:
Hạt malt sau khi làm sạch được đổ vào cân, sau đó đổ malt vào phễu chứa. Phun nước vào

khối lượng hạt theo tỷ lệ 0,7 hl cho 100kg malt. Nhiệt độ nước là 30 – 37oC. Sau khi phun đủ lượng
nước thì khối malt được ngâm trong 20 phút. Và thời gian đó lượng nước phun như vậy, hàm ẩm
của malt đạt đến 25 – 35 % (nước phun malt không giữ lại trong phễu chứa mà theo đường ống
thốt ra ngồi). Sau khi malt ngâm đủ thời gian, tiến hành nghiền maly bằng thiết bị nghiền trục,
đồng thừi bột nghiền malt sẽ được phối trộn ngay với nước để tạo ra sữa mlat. Việc phối trộn được
thực hiện trong khoang nghiền của thiết bị. Trong quá trình nghiền, khoảng cách giữ hai rulo trong
một cặp không chế trong phạm vi 1mm.

Hình 1.1 5: Thiết bị nghiền trục
 Nghiền gạo

Mục đích: Gạo có đặc điểm cấu trúc hạt tinh bột cịn rất cứng. Ở trạng thái như vậy, chúng rất khó
bị thủy phân. Để đạt đến mục tiêu cuối cùng là trích ly được nhiều thành phần chất hòa tan từ gạo,
chúng cần phải đường nghiền để phá vỡ cấu trúc tinh bột, tạo điều kiện cho quá trình hút nước và
trương nở hạt tinh bột, hạt tinh bột tiếp xúc với enzyme, quá trình thủy phân mới triệt để.
Yêu cầu:
 Nghiền càng mịn càng tốt
 Bột mịn > 45%, tấm lớn < 20%, tấm nhỏ >35%
Cách tiến hành:

Do gạo khơng có q trình nảy mầm hết cấu trúc của hạt rất cứng, do vậy sử dụng máy
nghiền búa để nghiền gạo. Gạo được hệ thống gầu tải, xích tải vận chuyển tới máy nghiền búa. Gạo
sau khi được gầu tải vận chuyển qua máy sàng tách cỏ, rác, máy tách kim loại, phễu chứa cân định
lượng cho từng mẻ nấu, sau đó được đem đi nghiền bằng máy nghiền búa. Từ cửa nạp liệu, gạo
được đưa vào bên trong máy. Gạo sẽ va đập với các cánh búa đang quay và thành trong của máy.
Khiến cho vật liệu biến dạng rồi vỡ ra thành các thành phần có kích thước nhỏ hơn lỗ lưới và hạt sẽ

theo lỗ lưới ra ngoài hoặc chúng quạt hút ra khỏi máy. Còn các hạt vật liệu to chưa lọt qua lưới lại
được các búa tiếp tục nghiền nhỏ. Bột gạo sau nghiền được đưa qua thiết bị phối trộn với nước ấm
rồi đổ vào nồi hồ hóa.

Hình 1.1 6: Thiết bị nghiền búa

II.2 Hồ hóa và dịch hóa

Trong gạo, hạt tinh bột luôn nằm trong các màng tế bào. Khi nghiền chỉ một phần các màng
đó bị phá vỡ, phần lớn màng tế bào còn lại sẽ ngăn cản sự tiếp xúc enzyme amylase với tinh bột.
Mặt khác ở trạng thái khơng hịa tan, amylase tác dụng lên hạt tinh bột rất chậm và kém hiệu quả.
Vì vậy cần phải thực hiện quá trình hồ hóa và dịch hóa.
Mục đích q trình hồ hóa: Tinh bột hút nước trương nở, tăng thể tích đến cực đại rồi vỡ tung,
các phân tử tinh bột được giải phóng, hịa tan trong dịch.

Mục đích q trình dịch hóa: -amylase cắt các phân tử tinh bột đã hồ hóa thành các dextrin (chủ
yếu) và -amylase cắt phân tử tinh bột từ đầu khơng khử tạo maltose (ít hơn) nhờ đó làm lỗng
dịch, giảm độ nhớt, tránh cháy khét.

II.3 Đường hóa

Là quá trình quan trọng nhất trong quá trình sản xuất dịch lên men. Trong suốt q trình
đường hóa, bột malt và nước trộn với nhau, các thành phần của malt hòa tan vào nước và thu được
dịch đường.
Mục đích: Thủy phân các hợp chất cao phân tử thành các hợp chất thấp phân tử dễ hòa tan tạo
thành chất chiết của dịch đường.
Yêu cầu:

 Q trình đường hóa tạo ra được nhiều chất chiết và chất lượng dịch càng cao càng tốt.
 Dịch đường có màu vàng nhạt, hương thơm đặc trưng, vị ngọt đậm. Dịch đường thu được

chứa hàm lượng chất chiết tối đa và tỉ lệ giữa các thành phần là 80% đường có khả năng
lên men.
Cách tiến hành:
Khi khối cháo bắt đầu sôi được 15 phút, tiến hành vệ sinh nồi đường hóa. Bơm dịch sữa
malt vừa nghiền đã được phối trộn với nước sang nồi đường hóa. Bật cánh khuấy đảo trộn đều sữa
malt. Sự đảo trộn đảm bảo tiếp xúc tốt enzyme với cơ chất, đảm bảo sự truyền nhiệt trong toàn bộ
khối dịch. Tuy nhiên, nếu đảo trộn mạnh tạo lực kéo làm tăng khả năng tạo gel của các hợp chất cao
phân tử như β-glucan sẽ gây khó khăn cho q trình lọc. Hơn nữa đảo trộn tốc độ lớn có thể tăng
khả năng tiếp xúc oxy với dịch đường làm sẫm màu dịch đường và bia, do đó cần duy trì tốc độ
cánh khuấy < 3m/s. Bổ sung CaCl2 với nồng độ 20mg/l và axit lactic để đưa pH của khối dịch về
pH=5,4-5,6 để tạo điều kiện cho sự hoạt động của các enzyme. Kết thúc giai đoạn sôi cháo, bơm từ
từ cháo sang nồi malt nâng nhiệt độ khối sữa malt lên 52oC và giữ ở nhiệt độ này trong 10 phút để

hệ enzyme protease và β-glucanase hoạt động. Sản phẩm chủ yếu của giai đoạn này là các hợp chất

thấp phân tử như peptit, axit amin. Hàm lượng các hợp chất chứa nitơ trong thành phần chất hòa tan
của dịch đường chỉ chiếm khoảng 5-7% nhưng chúng đóng vai trị rất quan trọng trong việc đảm
bảo tiến trình lên men được bình thường. Axit amin, peptid là nguồn dinh dưỡng nitơ cho nấm men,
pepton, polypeptid góp phần khơng nhỏ cho việc tạo vị đậm đà tham gia vào quá trình tạo và giữ
bọt cho bia. Tiến hành bơm từ từ nốt dịch cháo còn lại sang nồi malt để nhiệt độ cháo malt đạt 62-
63oC. Nếu hết cháo mà nhiệt độ chưa đạt thì mở van cấp nhiệt để khối dịch đạt nhiệt độ này. Giữ
khối cháo malt ở nhiệt độ 62-63oC trong 30 phút để enzyme β-amylase hoạt động phân cắt hai gốc
glucoside tên toàn mạch amylose và amylopectin để tạo thành đường maltose, đường lên men được
cho nấm men sử dụng. Sau 30 phút giữ nhiệt thì cấp nhiệt để nâng nhiệt độ khối dịch lên 75oC và
giữ ở nhiệt độ này trong 20 phút. Tại đây tinh bột sẽ được đường hóa hồn tồn. Đây là nhiệt độ tối
ưu cho enzyme α- amylase hoạt động, phân cắt tinh bột thành các phân tử đường, các dextrin. Sau
đó, tiến hành kiểm tra tinh bột sót bằng phép thử với iod 0,02N. Phép thử này luôn được thử với
mẫu dịch đã được làm nguội. Khi thử thấy dịch đường mẫu khơng làm mất màu iod nữa thì kết thúc
đường hóa. Nếu dịch đường mẫu vẫn làm mất màu iod thì tiếp tục duy trì ở nhiệt độ này và 5 phút
sau tiến hành phép thử lại. Kết thúc quá trình đường hóa, nâng nhiệt độ khối dịch lên 78℃, để độ, để độ
nhớt giảm, lọc nhanh và tránh vi sinh vật hoạt động và giữ trong khoảng 10 phút, rồi bơm sang
thùng lọc

II.4 Lọc

Mục đích: Tách dịch đường hay dịch hèm với vỏ và những phần nội nhũ của hạt khơng tan. Ngồi
ra người ta mong muốn giữ lại cùng với bã những chất không mong muốn như kim loại nặng, tanin,
lipit,…
Quá trình lọc chia thành 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1 – Lọc dịch đầu: giai đoạn tách dịch ra khỏi bã. Trong suốt q trình lọc bã đóng vai trò
như một lớp vật liệu lọc.
Giai đoạn 2 – Rửa bã: sau khi tách dịch ra khỏi bã, trong bã còn giữ lại một lượng các chất hòa tan
đặc biệt là đường… Mục đích của rữa bả là để thu hồi những chất chiết này.
Yêu cầu: Dịch lọc trong, nồng độ đường trong nước rửa cuối còn 1,2%
Cách tiến hành:

Quá trình lọc chia thành 7 bước:

 Điền đầy nước nóng phần đáy giả.

 Cấp dịch nấu.

 Lắng.

 Tuần hoàn dịch nha đục – tạo màng lọc.

 Thu hồi dịch nha đầu (dịch cốt).

 Rửa bã và thu hồi nước rửa bã.

 Xả bã.

Điền đầy nước nóng phần đáy giả

Để việc lắng lọc được nhanh, lưới lọc phải sạch bã hàm của mẻ trước đó đồng thời nước nóng
78 – 80oC được cấp vào từ phía dưới vừa đủ phủ qua lưới lọc nhằm đuổi hết khơng khí bên dưới
lưới lọc cũng như làm nóng đáy nồi. Mục tiêu chủ yếu là không để dịch nấu tự do ngập vào phần
dưới của lưới lọc cũng như khơng cịn bọt khơng khí làm kéo dài thời gian tuần hồn.

Cấp dịch nấu

Dịch nấu được bơm vào nồi nấu càng nhanh càng tốt nhưng phải được phân bố đều. Sự phân bố
không đều của dịch đồng nghĩa với việc màng lọc được tạo ra từ bã hèm trên khắp bề mặt lưới lọc
sẽ không đều, dẫn đến hiệu suất và chất lượng dịch nha sau lọc bị giám sát. Do vậy, lưu lượng bơm
phải đủ lớn và đường ống phân phối cũng phải lớn để vận tốc dịch nấu được giữ càng chậm càng
tốt, tránh việc đảo trộn không cần thiết.

Dịch nấu được bơm từ đáy nồi lên để tránh oxy xâm nhập kết hợp với sự hoạt động của hệ
thống cày cắt (lúc này làm nhiệm vụ như là bộ cánh khuấy) kéo dàn đều trên bề mặt lưới lọc chuẩn
bị tốt cho các bước lắng tạo màng tiếp theo. Tốc độ quay của hệ thống cày cắt được điều chỉnh

khoảng 16 vòng/phút. Nếu cày quay quá nhanh làm cho dịch nấu chuyển động quay trong nồi sẽ
làm bã hèm dạt ra vịng ngồi nhiều hơn và làm cho chiều cao của khối hèm không đồng nhất, ảnh
hưởng đến quá trình vận hành tiếp theo. Trong quá trình bơm dịch cháo vào nồi, cày cắt vẫn quay
và được nâng lên dần, khi vào cuối công đoạn được nâng lên tối đa và ngừng quay chở bã nguyên
liệu lắng.

Lắng

Sau khi toàn bộ dịch nấu đã được bơm vào, hệ thống cày dừng lại, bã hèm bắt đầy lắng xuống
tạo thành lớp bã với chiều dày 35 ÷ 55cm cịn dịch lỏng tập trung ở phần trên. Vì bã hèm có tác
dụng như một lớp trọ lọc tự nhiên nên cần phải có thời gian lắng 5 – 30 phút. Vào cuối quá trình
này, bã hèm lắng phân lớp thành ba lớp:

 Lớp dưới cùng: lớp mỏng bao gồm các hạt to, nặng, phần này có thể có cịn chứa tinh bột

chưa chuyển hóa hết.

 Lớp giữa: lớp dày nhất bao gồm các hạt to, nhẹ hơn các hạt lớp dưới cùng.

 Lớp trên cùng: là một lớp mỏng gồm các mảnh nhẹ nhất của dịch nấu, chủ yếu là protein

và những mảnh nhỏ.

Lớp trên cùng gồm hai tầng, tầng dưới chủ yếu là bã ngun liệu. Lớp này thường có tác dụng
bất lợi vì tính thẩm thấu thấp hơn các lớp cịn lại. Để đám bảo sự trích ly đồng nhất của bã phải làm

sau đê phân bố lớp này đồng đều trên toàn bề mặt lớp bã hèm.

Nhiệt độ dịch nấu càng cao thì bã hèm càng tơi xốp và quá trình lọc/rửa bã càng nhanh. Vì vậy,
cần tránh làm nguội hỗn hợp dịch nấu trong khi lắng.

Trong thời gian chuyển dịch hèm vào, cánh khuấy được nâng lên cao khoảng 20cm và đến khi
dịch hèm chuyển vào gần hết thì nâng cánh khuấy lên cao hẳn và ngừng hoạt động.

Tuần hoàn dịch nha đục – tạo màng lọc

Sau quá trình lắng, bơm dịch nha bắt đầu hoạt động để bơm dịch nha đục quay trở lại nồi lọc.
Để hút hết lớp bã lắng ở đáy nồi lọc (lớp đáy) người ta cho bơm chạy hết cỡ rồi đột ngột dừng lại
trong 5-10 giây và lặp lại như vậy vài, ba lần. Sau đó, q trình bơm tuần hồn tiếp tục và kéo dài 5
– 10 phút, khi độ đục của nước nha bé hơn 40EBC thì bắt đầu thu hồi dịch nha.

Thu hồi dịch nha đầu (dịch cốt)
Việc thu hồi được thực hiện càng sớm càng tốt. Dịch cốt được tách ra từ bã hèm, đây là phần
chứa nhiều chất hòa tan nhất của dịch nha trong quá trình lọc.
Dịch nha được lọc qua lớp bã. Lớp bã gây một trở lực, tạo ra sự chênh lệch áp lực trên và dưới
màng lọc. Trong quá trình lọc, trở lục này ngày càng tăng do các thành phần mịn bị giữ lại trên lớp
lọc càng nhiều. Điều này đã cản trở dòng chảy của dịch nha, dẫn đến càng lúc càng ít dịch nha cháy
qua, khiến cho q trình lọc kéo dài. Do vậy, cần giữ chênh lệch áp lực trên và dưới màng lọc càng
thấp càng tốt bằng việc cày cắt làm cho một phần trên của lớp bã hèm tơi ra, lớp bã làm màng lọc
mỏng đi. Trong các nồi lọc hiện đại, hoạt động của hệ thống cày cắt được kiểm soát bởi chênh lệch
áp lực này để đảm bảo lưu lượng lọc không bị giảm nhiều ở giai đoạn lọc cũng như rửa bã.
Đối với các nồi lọc khơng có đầu dị áp suất thì việc điều khiển chuyển động lên xuống của hệ
thống cày phụ thuộc vào kiểm sốt các thơng số: tốc độ bơm dịch nha, lưu lượng dịch và chiều cao
mức dịch trong bình gom.
Các máy lọc thông thường sẽ cố định chiều cao mức dịch nha trong bình gom và tốc độ giảm
lưu lượng nước nha là tham số để điều khiển mức hạ của cày. Khi đó, nếu lưu lượng của bơm bị

giảm xuống nhanh thì hệ thống cày sẽ được điều chỉnh hạ xuống theo để giảm chênh áp và tăng lưu
lượng trở lại.

Rửa bã và thu hồi nước rửa bã.

Trong bã malt cịn có chứa một khối lượng đáng kể chất hòa tan, lượng này phụ thuộc vào mức
độ nghiền, nồng độ của dịch đường ban đầu, nhiệt độ lọc,…

Việc thu dịch đầu tiến hành đến khi bề mặt bã trên cùng lộ ra. Lúc này cho ngay nước rửa bã vào
phía trên. Nước rửa bã có nhiệt độ 75 – 78oC, nhiệt độ này rất thích hợp cho sự đường hóa phần tinh
bột cịn sốt trong bã malt cuối cùng. Nếu nhiệt độ thấp hơn sẽ làm cản trở đến tốc độ rửa, nhưng
nếu nhiệt độ cao hơn thì sẽ gây hồ hóa tinh bột làm cho bia bị đục. Nhiệt độ nước nóng cao nhất là
79 – 80oC. Chất chiết trong bã tiếp tục được hòa tan ra, nhưng cần giới hạn thời gian rửa bã. Sau khi

tách dịch đường, đóng các vịi lấy dịch lại, tiến hành rửa bã lần thứ nhất bằng nước nóng 75 – 76oC,
tưới nước vào cho đến khi mực nước trên lớp bã malt 2cm, bật cánh khuấy với tốc độ 4 – 5
vịng/phút thì dừng lại, để lắng 10 phút bắt đầu tách nước rửa lần thứ nhất, tiến hành tương tự như
tách dịch đường; sau đó lại tiếp tục rửa 2 – 3 lần như vậy, nhiệt độ nước nóng của các lần sau cao
hơn (78 – 79 oC hay 79 – 80o C).

Xả bã.
Sau khi lấy hết dịch ra, hạ thấp cánh khuấy và cho quay để đẩy hết bã ra ngồi. Tồn bộ q trình
lọc và rửa một mẻ mất 4 – 6 giờ.

II.5 Nấu hoa

Mục đích:

 Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nito và các thành phần
khác của hoa houblon vào dịch đường.

 Polyphenol của hoa houblon khi hòa tan vào dịch đường, ở nhiệt độ cao sẽ tác dụng với
các hợp chất protein cao phân tư để tạo thành các phức chất mạng nhầy.

 Polyphenol, chất đắng, các chất chứa nito trong hoa houblon là những chất tạo sức căng
bề mặt có hoạt tính rất cao.

 Tạo phản ứng melanoid, phàn ứng caramel hóa, tăng độ chua định phân, tăng cường độ
màu, giảm độ nhớt.

 Tạo cho bia có mùi thơm và vị đắng đặc trưng của hoa houblon.
Yêu cầu:

 Gia nhiệt nhanh, đun sôi mạnh mẽ
 Kết thúc nấu hoa dịch trong, màu sẩm hơn, hương thơm đặc trưng, vị đắng pha ngọt.
 Quan sát dịch đường có các cặn lắng nhanh.
Cách tiến hành:
Thiết bị đun hoa được vệ sinh sạch sẽ trước mỗi mẻ nấu. Trước khi dịch đường được bơm từ thùng
lọc sang thùng nấu hoa, được đi qua thiết bị gia nhiệt dạng tấm bản để nâng nhiệt độ dịch từ 73-
74oC sau lọc đến 92- 93oC để tiết kiệm thời gian nâng nhiệt sôi hoa. Nước sau gia nhiệt dịch đường
được chuyển ra thùng nước nóng. Ban đầu dịch vào nồi hoa một phần, cấp nhiệt để gia nhiệt dịch
đường lên 96oC. Sau đó, nâng nhiệt độ đun sôi dịch đường, khi sôi tăng cường hơi để khối dịch
đường sôi ở cường độ mạnh nhất đảm bảo lượng nước bay hơi trong qua trình nấu từ 5-10%. Hoa
houblon được bổ sung vào nồi nấu làm 3 lần theo các khoảng thời gian như sau:

 Phần 1: bổ sung toàn bộ cao hoa khi dịch sơi được 5 phút. Phần cao hoa này có hàm
lượng axít đắng và tanin cao nhằm tạo vị đắng, kết tủa các đạm cao phân tử trong dịch
đường.

 Phần 2: bổ sung 1/2 lượng hoa viên khi dịch sơi được khoảng 45 phút. Các polyphenol có

trong hoa viên kết hợp các chất keo, protid tạo thành phức chất dễ lắng.

 Phần 3: bổ sung 1/2 lượng hoa viên trước khi đưa sang nồi lắng xốy 10 phút để trích ly
tinh dầu, tạo hương vị đặc trưng cho bia.

Cuối giai đoạn sôi hoa bổ sung ZnCl2 theo tỷ lệ 0,1 mg/l vào dịch lên men và chuyển dịch nha vào
thiết bị lắng xoáy. Zn2+ cần một lượng nhỏ nhưng có vai trị rất quan trọng cho sự phát triển của
nấm men. Trong malt có sẵn Zn2+ nhưng do có sử dụng 20-30% nguyên liệu thay thế là gạo nên sử
dụng thêm ZnCl2 để đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển của nấm men là tốt nhất. Nồng độ dịch
đường sau khi rửa bã thường thấp hơn nồng độ dịch đường cần thiết trước khi lên men là 1,5– 2%
nên thời gian đun sôi hoa phụ thuộc vào nồng độ dịch đường đã đạt yêu cầu chưa. Trung bình thời
gian đun sơi hoa là khoảng 75 phút. Q trình đun sơi phải đảm bảo gia nhiệt nhanh và dịch sôi
mạnh mẽ để đảm bảo hiệu suất kết tủa protein giúp tăng độ trong và độ bền của bia và bay hơi nước
làm tăng nồng độ dịch đường.

II.6 Lắng trong

Mục đích: Sau q trình nấu hoa, dịch đường có chứa các cặn ở dạng huyển phù và cặn từ hoa
houblon. Để khơng ảnh hưởng đến q trình lên men và xử lý nấm men sau khi lên men thì cần
phải làm trong dịch, tách bỏ cặn.
Cách tiến hành:

Dịch đường được bơm sang thùng lắng xoáy với tốc độ 12 – 14 m/s theo phương tiếp tuyến
với thành thùng. Thông thường dịch sẽ vào ở 1/3 chiều cao từ thùng tính từ đáy lên. Khối dịch sẽ
quay bên trong không gian thùng, dưới tác dụng của lực ly tâm và trọng lực cặn và bã hoa sẽ được
tách ra và tập trung ở giữ thùng và lắng dần xuống đáy. Để lắng 30 phút sau đó rút dịch theo các
đường ở chiều cao khác nhau của thùng, bã được xả ở đáy thùng. Dịch đường sau khi ra khỏi thùng
lắng xốy có nhiệt độ 90oC và đưa đi làm lạnh nhanh.

II.7 Làm lạnh dịch đường

Mục đích: Làm lạnh dịch đường xuống nhiệt độ lên men phù hợp với chủng nấm men sử dụng,
đồng thời hạn chế tối đa sự nhiễm tạp vi sinh vật, tránh ảnh hưởng tới nấm men và chất lượng bia
thành phẩm.
Yêu cầu: Tiến hành nhanh và vô trùng
Cách tiến hành:
Sau khi ra khỏi thùng lắng xốy, dịch đường có nhiệt độ 90oC, được dẫn vào máy làm lạnh nhanh
kiểu tấm bản cấu tạo từ những tấm bản gấp sóng. Các tấm bản có hình chữ nhật, có 4 tai ở 4 góc,
trên mỗi tai có đục lỗ tròn. Với cấu tạo như vậy, khi lắp chúng lên khung sẽ tạo thành 4 mương dẫn:
dịch đường vào máy, dịch đường ra khỏi máy, chất tải lạnh vào máy, chất tải lạnh ra khỏi máy.
Dịch đường được bơm vào thiết bị thông qua các mương dẫn vào phía trên đối diện. Nước lạnh qua
trao đổi nhiệt với dịch đường trở thành nước nóng 70 – 80oC được thu hồi về thùng nước nóng đưa
đi phục vụ cho q trình nấu hoặc rửa bã. Cịn dịch đường ra đạt 12oC thích hợp đưa đi lên men.
Giai đoạn đầu của quá trình lên men, nấm men cần hoạt động bình thường. Hàm lượng oxy cung
cấp tối ưu là 6 – 8 mg/l dịch đường. Nếu nhiều oxy quá, sẽ làm oxy hóa dịch đường. làm độ bền
keo của bia bị giảm nhanh chóng. Nếu ít q sẽ khiến nấm men kém phát triển, ảnh hưởng đến quá
trình lên men bia. Do đó dịch đường lạnh ra được bổ sung O2 với hàm lượng 6 mg/l dịch đường,
dưới dạng khí nén sục vào đường ống cấp dịch đường đi lên men. Khơng khí được đi qua hấp thụ
bằng than hoạt tính, chiếu tia UV để vơ trùng, sau đó được bổ sung xuôi theo chiều đường ống dẫn
dịch vào thùng lên men.

II.8 Chuẩn bị nấm men cho lên men

Nhà máy lấy nấm men từ 2 nguồn: mua nấm men trong ống thạch nghiêng rồi đem về nhân giống,
thu hồi và tái sử dụng men sữa.

 Nhân giống

Chủng nấm men có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình lên men và hầu hết các nhà máy bia hiện
nay đều sử dụng nuôi cấy nấm men thuần khiết được nhân lên từ một lượng tế bào nhỏ. Nấm men

là cá thể rất nhỏ bé và ít chịu đựng được những đột biến. Vì vậy cần phải bảo quản chúng ở điều
kiện tốt.

Mục đích của q trình nhân giống là thu được lượng giống nấm men nhiều nhất những vẫn
phải giữ được hương thơm của bia tương tự như ở quá trình lên men thơng thường, để nó có thể phù
hợp được với q trình sản xuất. Do đó, q trình nhân giống t

Quá trình nhân giống được thực hiện qua 2 giai đoạn: trong phịng thí nghiệm và trong sản xuất.
Trình tự các bước tiến hành của một quá trình nhân giống nấm men điển hình, chi tiết từng bước
phụ thuộc vào kích thước nhà máy và các trang thiết bị sẵn có của từng cơ sở:

 Chọn khuẩn lạc thuần khiết điển hình.

 Nhân giống vào môi trường tối ưu ở quy mơ phịng thí nghiệm.

 Chuyển giống sang thiết bị nhân giống trung gian cấp 1 có sục khí nhẹ.

 Nhân giống sang thiết bị thùng nhân giống trung gian cấp 2 và có cung cấp oxy thích

hợp.

 Tiếp tục chuyển sang thiết bị nhân giống trung gian cấp 3 cùng với việc cung cấp oxy

và giảm nhiệt độ.

 Tiếp giống sang thiết bị lên men trong điều kiện vô trùng.

 Thu hồi nấm men tốt ở cuối giai đoạn lên men chính.

 Trong phịng thí nghiệm

Dùng que cấy vô trùng cấy chuyển vào ống thạch nghiêng sang môi trường dịch đường đã vô
trùng đựng trong bình 10ml, tiếp tục cấy chuyển sang bình 100ml, 1 lít, 10 lít. Mơi cấp cấy chuyển
ni trong 24h ở các nhiệt độ khác nhau. Môi trường nhân giống thông thường là các dịch chiết từ
malt, với môi trường trên 10 lít lấy dịch từ thùng đường hóa trong q trình sản xuất.

Thể tích dịch Mơi trường ni pH Nhiệt độ nuôi Thời gian

cấy cấy (oC) nuôi cấy (h)

10 (ml) Dịch chiết malt 4,5 – 5 28 – 30 24

100(ml) Dịch chiết malt 4,5 – 5 28 – 30 24

1 (lít) Dịch chiết malt 4,5 – 5 28 – 30 24

10 (lít) Dịch đường 4,8 – 5,2 20 – 25 24 – 36

houblon hóa

25 (lít) Dịch đường 4,8 – 5,2 20 – 25 24 – 36

houblon hóa

 Nhân giống ở trong sản xuất

Sau giai đoạn ni cấy trong phịng thí nghiệm, mẫu cuối cùng được đem đi cho sinh sản ở điều
kiện sản xuất.

Nhân giống ngoài sản xuất có thể tuân theo nguyên tắc 1:10 hoặc 1: 5 tùy theo chất lượng của

nấm men. Môi trường nhân giống được lấy trực tiếp từ thùng đường hóa, trong q trình nhân
giống có sục khí vơ trùng.

Sau khi nhân giống nhiều lần đến 25 lít ta chuyển sang thùng nhân men cấp I. Môi trường ni
cấy là dịch đường hóa đã nấu hoa, hạ xuống nhiệt độ nuôi cấy là 15 – 20oC, dịch đường được sục
khơng khí vơ trùng 3h/lần, mỗi lần 115 phút, áp suất thiết bị 0,8 – 1 atm. Sau thời gian nuôi cấy
khoảng 36 – 72 h kiểm tra nồng độ tế bào nếu đạt 100 – 120.106 tế bào/ml dịch thì chuyển sang
thùng nhân men giống cấp II. Lúc này dịch được thanh trùng làm nguội đến 10 – 15oC gần với nhiệt
độ lên men, các điều kiện nuôi cấy khác cũng giồng nhân giống cấp I. Sau 36 – 72 h kiểm tra các
chỉ tiêu vi sinh.

Yêu cầu nầm men sau nhân giống

 Lượng tế bào nấm men phải đạt 100 – 120.106 TB/ml dịch.

 Tỷ lệ tế bảo chết <5%

 Tỷ lệ tế bào nảy chồi >60%

 Đồng đều về kích thước

 Mức độ nhiễm khuẩn: khơng q 1 con trên kính trường có độ phóng đại 400 lần.

 Tái sử dụng men sữa

 Rút men

Sau khi kết thúc q trình lên men chính, hạ nhiệt độ xuống 4oC, sau 24 – 48 giờ, tiến hành
mở van đáy để tháo cặn men để lấy men sữa. Dịch này được chí thành 3 lớp: lớp dưới cùng là lớp
cặn bẩn, lớp giữ là lớp giày nhất, dính, màu trắng ngà, thường là nấm men sạch, có thể tái sử dụng.

Lớp trên cùng là tế bào chết thường được sử dụng làm thức ăn gia súc. Men sữa được tái sử dụng ở
đời thứ 3 đến đời thứ 7.

Ban đầu, ta mở van xả đáy tăng lên men để thải hết lượng men già, xác men và cặn lạnh kết
lắng ở đáy, phần này có màu từ vàng sẫm đến nâu nhạt. Khi quan sát thấy men sữa màu trắng đục
thì mới thu vào tank bảo quản men. Ta không thu hết lượng sinh khối nấm men mà chỉ chọn phần