Thiết kế nhà máy bia năng suất 40 triệu lít năm đại học bách khoa hà nội

MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẻ của khoa học kỹ thuật, sự tăng trưởng
vượt bậc của nền kinh tế xã thì đời sống con người từng bước cải thiện và nâng cao.
Do đó nhu cầu của người dân cũng trở nên đa dạng hơn, phong phú hơn và yêu cầu
cao hơn để hướng đến cuộc sống “ăn ngon mặc đẹp”.
Hiện nay nghành công nghệ thực phẩm là 1 trong những nghành kinh tế mũi nhọn,
gữ vai trò trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt trong thời kỳ đất nước đang ở giai đoạn
mở cửa, hội nhập với nền kinh tế thé giới. Nó đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng hàng ngày
của con người, góp phần không nhỏ làm tăng kim nghạch xuất khẩu của quốc gia, giải
quyết công ăn việc làm cho người lao động. Có thể nói nghành công nghệ thực phẩm
đã và đang góp phần làm giàu nguồn thực phẩm cho xã hội, đồng thời là nguồn
nguyên liệu cho 1 số nghành công nghiệp khác. trong đó công nghệ sản xuất bia đang
ngày càng phát triển mạnh mẻ và tạo được sự cạnh tranh lớn trong xã hội.
Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, có mùi thơm đặc trưng và vị đắng của hoa
houblon. Bia không những thõa mãn nhu cầu giải khát mà còn cung cấp 1 lượng lớn
năng lượng cho cơ thể con người. Vì là loại đồ uống có giá trị dinh dưỡng cao, có khả
năng kích thích tiêu hóa lại thuận tiện trong khi sử dụng nên bia được sản xuất và tiêu
thụ rộng rãi, phổ biến ở rất nhiều quốc gia trên thế giới. ở Việt Nam trong mấy thập
niên gần đây, nghành công nghệ thực phẩm nói chung và công nghiệp sản xuất bia nói
riêng đã có nhiều bước tiến đáng kể về cả quy mô và chất lượng. Các nhà máy bia
được xây dựng ngày càng nhiều và chất lượng ngày càng được năng cao.
Với mục đích đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày càng cao của người dân, hạn chế sự
nhập khẩu bia từ nước ngoài, đồng thời tạo ra 1 sản phẩm chất lượng có khả năng cạnh
tranh trên thị trường trong nước và quốc tế,việc xây dựng thêm nhà máy sản xuất bia
trong tương lai là 1 đề án cần thiết, có tính khả thi cao.
Chính vì những yếu tố trên em tiến hành thực hiện đề tài “Thiết kế nhà máy bia
năng suất 40 triệu lít/ năm sử dụng nguyên liệu gạo thay thế tỉ lệ cao (gạo: 25 %)”
PHẦN 1 . TỔNG QUAN VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
1.1. LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT.
Trong các loại đồ uống giải khát hiện nay bia rất được ưa chuộng, được phổ biến
rộng rãi trên thế giới và sản lượng tiêu thụ lớn và ngày càng tăng. ở các nước phát

triển như Đức, Đan Mạch, Ba lan, Mỹ, Trung Quốc nghành công nghệ sản xuất bia
rất phát triển, sản lượng bia của Đức, Mỹ đạt 10 triệu lít/ năm. Công nghệ sản xuất bia
cũng như các sản phẩm bia của các nước này đã thâm nhập vào thị trường bia của
nhiều nước trong đó có cả việt nam. Mức tiêu thụ bia của các nước này khá cao
khoảng 100 lít/ người /năm.
Các nước Châu á tuy hiện tại có mức tiêu thụ bia chưa cao bình quân khoảng 22lít/
người/ năm. Ngoại trừ 1 số nước như nhật bản đạt 50 lít/ người/ năm. Nhưng đây là 1
thị trường đông dân cư, sản lượng bia của Trung Quốc và Nhật Bản cũng gần bằng sản
lượng bia của Đức, Mỹ.
ở Việt Nam bia mới chỉ xuất hiện từ đầu thế kỷ 20, nhưng là một nước nhiệt đới đã
tạo điều kiện để nghành công nghiệp bia tồn tại và phát triển. Mới đầu chỉ có các nhà
máy bia nhỏ như là nhà máy bia Hà Nội, Sài Gòn, hiện nay các nhà máy bia đã xuất
hiện hầu hết các tỉnh trong cả nước, sản lượng của nhà máy cũng tăng lên. Hiện nay
năng suất nhà máy bia Hà Nội đạt 200 triệu lít/năm. Năng suất nhà máy bia Sài Gòn
gần 780 triệu lít/ năm. Bên cạnh đó nhiều thương hiệu bia nổi tiếng đã xuất hiện ở
nước ta như Tiger, Heineken
Mức tiêu thụ bia ở việt nam còn thấp và hứa hẹn nhiều tiềm năng để nghành sản xuất
bia phát triển.
Trong cơ chế thị trường hiện nay, việc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy có
thể nói là chìa khóa quyết định sự sống còn của nhà máy. Mục tiêu tiên quyết của 1
nhà máy là hiệu quả kinh tế và khả năng đứng vững của nó trên thị trường. Địa điểm
xây dựng nhà máy phải phù hợp với hướng phát triển chung của địa phương. Chất
lượng ban đầu của nguyên liệu cũng như sản phẩm, vấn đề vệ sinh môi trưởng, khả
năng tiêu thụ sản phẩm phải được đảm bảo. Chính vì vậy, em chọn “ Khu kinh tế
Vũng áng – Kỳ Anh – Hà Tĩnh, để làm địa điểm xây dựng nhà máy, bởi các lý do sau:
• Đặc điểm thiên nhiên
Hà tĩnh nói riêng và các tỉnh khu vực miền trung nói chung hiện nay cũng đang hòa
chung vào xu thế phát triển, hội nhập của đất nước. Mặc dù vẫn là 1 tỉnh còn nghèo
của khu vực Bắc miền trung nhưng các nghành du lịch, dịch vụ đang phát triển bởi Hà
Tĩnh có bãi biển Thiên Cầm đẹp, các di tích lịch sử nỏi tiếng như: Ngã ba đồng lộc, sẽ

là điều kiện tốt để kéo theo nghành sản xuất thực phẩm phát triển. Phục vụ nhu cầu
của người dân trong tỉnh và các tỉnh lân cận. Do đó việc xây dựng nhà máy bia tại khu
kinh tế Vũng áng – Kỳ Anh – Hà Tĩnh, là hoàn toàn hợp lý.
Địa hình ở đây tương đối cao, diện tích đủ rộng 22.781 ha, có khả năng mở rộng quy
mô nhà máy trong tương lai. Mật độ dân cư ở đây còn thấp nên việc giải tỏa mặt bằng
và đền bù rất nhanh chóng, giá đất còn rẻ hơn các nơi khác. Đó là những điều kiện
thuận lợi ban đầu để xây dựng nhà máy.
Khu Kinh Tế Vũng áng có những lợi thế rất căn bản. Mặt bằng có dộ cao trên 200m
so với mực nước biển ít bị ảnh hưởng bởi lũ lụt, một mối lo ngại thường xuyên của Hà
Tĩnh. Khu kinh tế Vũng áng không chỉ thuận tiện đối với giao thông đường bộ, mà khu
kinh tế này còn có vị trí hết sức quan trọng trong giao lưu quốc tế. Theo quốc lộ 8A và
12A kết nối đường Hồ Chí Minh sang các cửa khẩu Cầu Treo và Cha Lo ( Quảng
Bình), Vũng áng trở thành trung tâm quan trọng trong hợp tác phát triển kinh tế giữa
Miền Trung Việt Nam với các tỉnh trung Lào và vùng Đông Bắc Thái Lan. Cảng nước
sâu Vũng áng được xem là 1 cảng biển thuận lợi cho vận tải biển trong nước và quốc
tế. Từ đây theo tuyến hàng hai quốc tế, có thể đến các nước Nam á, Bắc Mỹ và Châu
Âu. Ngoài ra, những người làm công tác xây dựng và quản lý đã đặc biệt chú ý đến
vấn đề phát huy lợi thế, từng bước tháo gỡ khó khăn về hạ tầng. Một loạt chính sách
ưu đãi, đầu tư của tỉnh với mục tiêu tạo nên những “ Sự thông thoáng cần thiết “ cũng
đã được ban hành nhằm thu hút sự đầu tư tại khu Kinh Tế Vũng áng.
Khí hậu ở đây chia làm 4 mùa: Mùa xuân từ tháng 2 đến tháng 4, mùa hạ từ tháng 5
đến tháng 7, Mùa thu từ tháng 8 đến tháng 10, Mùa đông từ tháng 11 đến tháng 1 (tính
theo dương lịch ), nhiệt độ trung bình khoảng hơn 26
0
C, độ ẩm tương đối trung bình
khoảng 84%. Điều kiên tự nhiên như vậy tương đối thuận lợi cho sản xuất. Tuy nhiên,
vào mùa mưa thì nguyên liệu khó bảo quản hơn, đây là 1 hạn chế cần có biện phấp
khắc phục.
• Vùng nguyên liệu
Nguyên liệu dùng cho sản xuất bia chủ yếu là malt và gạo. Malt được nhập từ nước

ngoài. Gạo được thu mua tại các địa phương trong tỉnh Hà tĩnh và các tỉnh lân cận ở
miền trung.
Địa điểm xây dựng nhà máy là 1 vị thế thuận lợi trong giao thông nên quá trình thu
nhận nguyên liệu cũng dễ dàng, thuận lợi hơn.
• Cung cấp điện
Nguồn điện được cung cấp từ nguồn điện lưới quốc gia mà trực tiếp là lấy từ trạm
biến áp của khu công nghiệp. Ngoài ra, còn có máy phát điện dự phòng.
• Cung cấp nước
Nhà máy sử dụng nguồn nước ngầm khoan vào lòng đất và nguồn nước của dự án
thủy lợi “Ngàn Tươi Cẩm Trang”. Nước dùng cho sản xuất phải qua công đoạn xử lý
độ cứng, lọc cacbon và chiếu tia cực tím đến khi đạt yêu cầu cần thiết. Nước dùng cho
sinh hoạt thì cũng được xử lý nghiêm ngặt hoặc có thể sử dụng trực tiếp .
• Thoát nước và xử lý nước thải
Nước thải của nhà máy trước khi thải ra ngoài phải qua 1 hệ thống xử lý nước thải
nghiêm ngặt, hiệu quả của nhà máy đạt yêu cầu về nồng độ COD, BOD, TS, SS vi
sinh vật theo tiêu chuẩn cho phép thì mới được thải ra ngoài. Ngoài ra, nước thải có
thể qua hệ thống xử lý chung của khu công nghiệp để xử lý 1 lần nữa.
Hệ thống cấp thoát nước ở khu công nghiệp được bố trí hợp lý, đủ cung cấp và xả lũ
khi cần thiết.
• Cung cấp nhiên niệu và hơi
Nhà máy sử dụng nhiên liệu được cung cấp bởi các trạm xăng của tỉnh. Nhà máy sử
dụng lò hơi để cấp hơi cho các phân xưởng, nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu FO.
Ngoài ra nhà máy cũng dùng than để cung cấp năng lượng.
• Giao thông
Với những thuận lợi như đã trình bày ở phần đặc điểm thiên nhiên, việc vận chuyển
nhiên liệu cũng như việc phân phối sản phẩm rất dễ dàng và thuận tiện.
• Nguồn nhân lực
Nhà máy sử dụng nguồn nhân công dồi dào ở địa phương có tay nghề cao, đội ngũ
kỹ sư lành nghề được đào tạo tại các trường đại học ở Hà Nội, Nghệ An, Đà Nẵng,
Huế cũng như các tỉnh phía nam trở về phục vụ quê hương. Theo kết quả khảo sát gần

đây cho thấy lương bình quân của 1 lao động ở Hà Tỉnh chưa cao bằng Đà Nẵng và
Miền Nam. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho chủ doanh nghiệp trong việc hạ giá
thành sản phẩm, 1 nhân tố có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong cạnh tranh và phát
triển.
• Thị trường tiêu thụ
Bia thành phẩm của nhà máy được tiêu thụ chủ yếu ở trong tỉnh, các tỉnh lân cận:
Quảng Bình, Nghệ An. Ngoài ra, nhà máy còn có thể mở rộng hướng xuất khẩu bia ra
nước ngoài như Lào và Thái Lan.
• Địa điểm xây dựng
Với những thuận lợi trên, quyết định chọn địa điểm khu Kinh Tế Vũng áng – kỳ Anh
– Hà Tĩnh để xây dựng nhà máy sản xuất bia 40 triệu lít/ năm sử dụng nguyên liệu
gạo thay thế tỷ lệ cao là hoàn toàn hợp lý.
1.2. LỰA CHỌN LOẠI BIA SẢN XUẤT
Để sản phẩm sản xuất ra có thể tiêu thụ, cạnh tranh với các loại bia khác, có thể
chiếm lĩnh được thị trường thì sản phẩm phải có chất lượng cao đáp ứng được yêu cầu
ngày càng cao của người tiêu dùng. Do đó em lựa chọn sản xuất loại bia có chất lượng
cao, thuộc loại bia vàng đang được ưa chuộng hiện nay.
Sản phẩm bia sản xuất ra phải đạt các tiêu chuẩn sau:
- Chỉ tiêu cảm quan:
+ Độ bọt: khi rót bia ra cốc bia phải có bọt trắng mịn, từ đáy cốc luôn có bọt khí li ti
nổi lên trên bề mặt. Chiều cao lớp bọt > 2cm, thời gian giữ bọt 5 – 15 phút.
+ Mùi và Vị: Bia phải có độ đắng đặc trưng và hương thơm dịu nhẹ của hoa hublon,
không quá nhạt và mùi vị lạ.
+ Màu sắc và độ trong: Bia phải có màu vàng rơm sáng óng ánh, trong suốt không
được có cặn hay vẫn đục.
- Các chỉ tiêu hóa học:
+ Độ cồn: 4,5 ± 0,2
+ Hàm lượng đường sót: 1- 2%
+ Hàm lượng C0
2

: 3,5 – 4 g/ l
+ Hàm lượng diaxetyl: < 0,2 mg/ l
+ Chất khoáng: 0, 14 – 0,38
+Đạm tổng: 3,5 – 5 g/l
+Este: 15 -50 mg/l
+Aldehyt: 10 -15mg/l.
1.3. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA
Bia là 1 loại đồ uống giải khát có độ rượu nhẹ, có mùi thơm đặc trưng và vị đắng dịu
của hoa houblon. Nguyên liệu chính để sản xuất bia có malt đại mạch, hoa houblon,
nước, nấm men. Ngoài ra, còn có nguyên liệu thay thế, và các nguyên liệu phụ khác.
1.3.1. Nguyên liệu chính
1.3.1.1. Malt đại mạch
Malt đại mạch là sản phẩm không tồn tại trong tự nhiên, nó là một sản phẩm
nhân tạo. Đó là hạt hòa thảo nảy mầm trong điều kiện nhất định về nhiệt độ và độ ẩm.
Sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo, tiến hành sấy đến độ ẩm nhất định với
những điều kiện bắt buộc.
Trong công nghệ sản xuất bia, malt được dùng là malt đại mạch vì bia được
sản xuất từ loại malt này có mùi vị và tính chất công nghệ hơn hẳn so với bia được sản
xuất từ malt của các loại hạt hòa thảo khác.
+ Hạt đại mạch bao gồm:
- Lớp vỏ hạt: có vai trò như một màng bán thấm, chỉ cho nước thấm vào bên
trong hạt đồng thời giữ các chất hoà tan trong hạt không cho thấm ra ngoài. Vỏ hạt
chiếm một giá trị khá lớn nhưng không có giá trị dinh dưỡng. Đối với công 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 & chất chát. Nếu những chất này hoà tan vào dịch đường sẽ làm giảm
chất lượng của sản phẩm. Mặt lợi của vỏ là nó đóng vai trò xây dựng màng lọc trong
quá trình tách bã khỏi khối cháo.
- Nội nhũ: là phần lớn nhất đồng thời là phần giá trị nhất của hạt. Cấu trúc của
nội nhũ gồm các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một ít protein,
xelluloza, chất béo, đường.

- Phôi: là phần sống của hạt, trọng lượng cả phôi chỉ chiếm khoảng 2,5-5% so
với trọng lượng của hạt. Vai trò của phôi có tầm quan trọng đăc biệt không những đối
với sự sống lưu truyền của cây mà ngay cả trong công nghệ sản xuất bia. Quá trình chế
biến hạt để trở thành malt dựa vào sự nảy mầm của hạt hay sự phát triển của phôi.
Trong giai đoạn này quá trình sinh học chủ yếu xảy ra là sự hoạt hoá và tích luỹ hoạt
lực của enzyme trong hạt. Phôi là trạm hoạt hoá và là nhà máy sản xuất enzyme, nếu
thiếu nó thì cơ sở lí thuyết của quá trình sản xuất malt coi như sụp đổ.
Malt đại mạch là nguyên liệu chính cho sản xuất bia, Malt được sản xuất từ
đại mạch. Quá trình quan trọng nhất để đại mạch chuyển thành malt là quá trình nảy
mầm. Mục đích của quá trình này là biến hạt đại mạch thành sản phẩm giàu các enzim
xúc tác sinh học, có hương vị thích hợp, màu sắc mong muốn cho loại bia sẽ sản xuất.
Hoạt hoá & nâng cao năng lực của enzim chủ yếu có trong đại mạch, ứng dụng thuỷ
phần hợp chất cao phân tử, chuyển hoá một phần chính đại mạch (dịch chiết, dịch lên
men) khi hoạt lực enzim tăng dễ dàng cho quá trình sản xuất bia, tạo nhiệt độ, độ ẩm
và môi trường thích hợp để phôi phát triển, hệ enzim thuỷ phân trong hạt đại mạch giải
phóng khỏi trạng thái liên kết để trở thành trạng thái tự do, tăng cường hoạt động tích
luỹ các hệ enzim như amylaza, proteaza và một số enzim khác. Nhờ lượng tích tụ
trong hạt kết quả là sự thuỷ phân tinh bột, protit, hemixenllulo, các phốt pho hữu cơ
diễn ra triệt để hơn. Sau quá trình nảy mầm đem sấy khô tách rễ và làm sạch.
• Thành phần hoá học của đại mạch.
Thành phần hoá học của đại mạch rất phức tạp. Các chỉ số về thành phần hoá
học là nhân tố quyết định chất lượng của đại mạch để xem xét loại đại mạch đó có đủ
tiêu chuẩn để sản xuất malt hay không. Đối với công nghệ sản xuất bia, các hợp phần
sau quan trọng hơn cả:
- Nước (thuỷ phần)
Thuỷ phần của đại mạch có ảnh hưởng 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. Thuỷ phần cao quá mức cho phép
tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Đặc biệt nguy hiểm là các loại vi
khuẩn hoại sinh gây thối rữa cho hạt.

- Gluxit.
Monosaccharit gồm glucoza, fructoza.
Disaccharit chủ yếu là saccharoza & maltoza.
Trisaccharit là đường rafinoza.
Polysaccharit là hợp phần chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit của hạt đại
mạch bao gồm: tinh bột, xelluloza, hemixelluloza, pentoza & amilan.
+ Tinh bột.
Hơn một nửa khối lượng chất khô của đại mạch là tinh bột, với chủng giống
có chất lượng cao có thể đạt 70%. Với công nghệ sản xuất malt và bia, tinh bột có 2
chức năng: thứ nhất là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi & thứ hai là nguồn cung cấp chất
hoà tan cho dịch đường trước lúc lên men. Tinh bột được phân bố chủ yếu ở nội nhũ
và một phần rất ít ở phôi. Chúng tồn tại dưới dạng khối lập thể, có kích thước khá bé
gọi là “hạt tinh bột”. Tính chất hồ hoá của tinh bột có ý nghĩa lớn: tinh bột đã được hồ
hoá sẽ đường hoá nhanh hơn và triệt để hơn.
Tinh bột gồm amylopectin và amyloza. Amyloza bao gồm các gốc đường
glucoza liên kết với nhau qua cầu oxy α-1,4 glucozit và tạo mạch thẳng. Amylopectin
bao gồm các gốc đường glucoza liên kết với nhau qua cầu oxy α-1,6 và α-1,4 glucozid
và tạo mạch nhánh.
Mạch amyloza được xoắn theo vòng và có cấu trúc không gian giống như
chiếc lò xo. Khi tiếp xúc với dung dịch I
2
thì chúng bị hấp thụ vào khoảng không của
chiếc lò xo và tạo thành phức chất phản quang màu xanh. Khi cấu trúc lò xo bị phá vỡ
thì tính chất này cũng không còn. Đối với tác dụng của enzyme amylaza, mạch
amyloza bị phân cắt thành các đường đơn giản maltoza và glucoza. Amylopectin là
chất vô định hình, nó không tan trong nước nóng mà chỉ tạo thành hồ, với dung dịch I
2
amylopectin chuyển thành màu tím.
Trong môi trường giàu nước tinh bột bị thuỷ phân bởi hệ enzyme amylaza để
tạo thành dextrin, đường kép maltoza, một ít glucoza và một số oligosaccharit. Các

oligosaccharit này cùng với một ít dextrin thấp phân tử hoà tan bền vững vào nước để
tạo thành chất hoà tan của dịch đường trước lúc lên men.
Sự thuỷ phân tinh bột bởi enzyme amylaza đóng vai trò lớn trong công nghệ
sản xuất malt và bia vì đây là phản ứng có tính chất nền tảng để xây dựng cơ sở lí
thuyết của quá trình ngâm, ươm mầm, sấy malt và đường hoá nguyên liệu.
+ Xelluloza.
Xelluloza được phân bố chủ yếu ở vỏ trấu, chiếm khoảng 20% chất khô của
vỏ. Phân tử xelluloza gồm 2000-10000 gốc đường glcoza, xelluloza rất dai và khó bị
phân cắt trong môi trường bình thường.
Xelluloza không tan trong nước, hầu như không thay đổi về thành phần và
cấu trúc trong suốt tiến trình sản xuất bia. Xelluloza đóng vai trò quan trọng trong quá
trình lọc dịch đường vì lớp vỏ trấu là vật liệu tạo lớp màng lọc phụ lý tưởng.
+ Hemixelluloza.
Hemixelluloza là thành phần chủ yếu tạo nên thành tế bào, là một phức hệ
gồm pentoza, hexozan và axit uronic.
Dưới tác dụng xúc tác của nhóm enzyme sitaza, hemixelluloza bị thuỷ phân
thành hexoza và pentoza. Tất cả những đường đơn này hoà tan bền vững vào dịch
đường và tạo thành chất chiết, là nguồn cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho nấm
men.
+ Các hợp chất pectin và hợp chất keo.
Nói là dạng keo vì khi chúng hoà tan vào nước nóng thì tạo dung dịch có độ
nhớt cao. Sự tồn tại của hợp chất pectin và chất dạng keo trong dịch đường mang tính
2 mặt. Mặt tiêu cực là làm cho dịch đường có độ nhớt cao, khó lọc, còn mặt tích cức là
tạo cho bia có vị đậm đà và làm tăng khả năng tạo và giữ bọt của sản phẩm.
+ Saccharit thấp phân tử.
Saccharit thấp phân tử chủ yếu là một số đường đơn và đường kép. Các loại
đường đơn giản trong hạt đại mạch tuy ít nhưng chúng đóng vai trò quan trọng đối với
sự phát triển của phôi, đặc biệt là giai đoạn đầu của quá trình ươm mầm.
- Các hợp chất chứa Nitơ
Hàm lượng các hợp chất chứa N

2
trong đại mạch khoảng 9-10% chất khô của hạt.
Tuy chiếm tỷ lệ thấp nhưng chúng đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển của
phôi, đặc biệt là giai đoạn đầu của quá trình ươm mầm.
+ Protit.
Protit là chỉ số quan trọng thứ 2 sau tinh bột để đánh giá xem lô hạt có đủ tiêu
chuẩn để sản xuất bia hay không. Nếu hàm lượng cao quá bia dễ bị đục, rất khó bảo
quản, nếu quá thấp quá trình lên men sẽ không triệt để, bia kém bọt, vị kém đậm đà và
kéo theo chỉ số non yếu khác. Hàm lượng protit tốt nhất cho sản xuất bia là 8-10%.
Khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia cũng như độ bền keo của chúng phụ thuộc
trước hết vào mức độ thuỷ phân của protit. Không những thế các thông số này còn phụ
thuộc vào tỷ lệ giữa các cấu tử sản phẩm tạo thành trong quá trình thuỷ phân.
Protit trong đại mạch gồm 2 nhóm là protein và proteit
Protein gồm một số như levkozin, edestin, hodein và glutelin. Trong quá trình sản
xuất malt và bia thì levkozin, edestin và một phần hodein hoà tan vào dịch đường và
tồn tại trong bia còn các cấu tử khác bị kết lắng và thải ra ngoài theo bã malt và cặn
lắng.
Proteit được tạo thành từ một phân tử có bản chất protein và một phân tử khác có
bản chất phi protein. Điểm chung của proteit là kém hoà tan hoặc hoà tan không bền
vững. Trong sản xuất bia, proteit gây ảnh hưởng âm tính trực tiếp đến chất lượng sản
phẩm, loại bỏ tối đa cấu tử này khỏi dịch đường là công việc cần thiết nhưng cũng rất
khó khăn.
+ Các hợp chất chứa N
2
phi protit.
Albumin và pepton có vai trò lớn trong việc tạo và giữ bọt đồng thời làm tăng
vị đẫm đà của bia. Nhưng ở hàm lượng cao chúng làm giảm độ bên keo của bia vì
chúng chính là tác nhân gây đục.
Peptit được tạo thành từ những gốc acid amin, chúng dễ dàng hoà tan vào dịch
đường để tạo dung dịch bền vững và tồn tại trong bia như những thành phần dinh

dưỡng.
Acid amin chỉ chiếm khoảng 1% chất khô nhưng có vai trò lớn trong sản xuất
bia, là nguồn cung cấp N
2
cho nấm men, là tác nhân chính tạo melanoit, tham gia tạo
bọt và tồn tại trong bia như một thành phần dinh dưỡng quan trọng.
- Các hợp chất không chứa Nitơ
Polyphenol: tập trung chủ yếu ở lớp vỏ, dễ dàng kết hợp với protit cao phân
tử tạo phức chất dễ kết lắng, làm tăng độ bền keo của sản phẩm. Mặt khác sự hoà tan
của polyphenol vào dịch đường lại làm xấu đi hương và vị của bia.
Chất chát và chất đắng thuộc nhóm lipoit, là nguyên nhân gây ra vị đắng khó
chịu cho bia.
Phitin là muối đồng thời của Canxi và Magiê với axit inozit photphoric
( C
6
H
6
O
6
(H
2
PO
3
)
6
), khi bị thuỷ phân tạo inozit ( C
6
H
6
(OH)

6
) và axit phosphoric
(H
3
PO
4
). Hợp chất này là nguồn cung cấp photpho cho nấm men đồng thời làm tăng
độ chua của dịch cháo ở giai đoạn đường hoá, đây là biện pháp hữu hiệu để nâng cao
hiệu suất thuỷ phân.
Vitamin: B
1
, B
2
, B
6
, C, PP
2
, tiền vitamin A, E, acit pantoteic, biotin, acit
pholievic và những dẫn xuất vitamin khác, chúng là nhân tố điều hoà sinh trưởng của
mầm.
Chất khoáng: phân tích theo % trọng lượng tro: P
2
O
5
35%; SiO
2
26%; K
2
O
21%; MgO 9%; CaO 2,8%; Na

2
O 2,4%; Fe
2
O
3
1,5%; Cl 1% Các chất khoáng đóng
vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất malt và bia: nguyên tố P tham gia hình
thành hệ thống đệm của dịch đường.
- Pherment (enzyme).
Enzyme có vai trò đặc biệt trong công nghệ sản xuất bia. Giai đoạn ươm
mầm, hạt hút nước bổ sung đến 43-44% thì hệ enzyme được giải phóng khỏi trạng thái
liên kết, chuyển thành trạng thái tự do. Đến giai đoạn ươm mầm hoạt lực enzyme đạt
mức tối đa, nhờ đó đến giai đoạn đường hoá chúng có khả năng thuỷ phân hoàn toàn
các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ hạt. Các sản phẩm thuỷ phân được hoà tan vào
nước và trở thành chất chiết của dịch đường. Trong hạt đại mạch gồm 2 nhóm enzyme
chính là hyđrolaza và decmolaza.
+ Hydrolaza gồm một số enzyme có vai trò thuỷ phân tinh bột:
+ Diastaza: phân cắt tinh bột thành các sản phẩm dạng đường và dextrin gồm 2
enzyme: α - amylaza và β - amylaza. Enzyme α - amylaza phân cắt tinh bột thành
glucoza và dextrin, là enzyme chịu nhiệt nhưng lại kém chịu chua, nhiệt độ thích hợp
70°C, pH = 5,7. Enzyme β - amylaza tác động trực tiếp lên mạch amyloza, mạch
nhánh và hai đầu chính của amylopectin, sản phẩm là đường maltoza và dextrin, nhiẹt
độ thích hợp là 63°C, pH = 4,7.
+ Sitaza gồm 2 enzyme: sitoclactaza và sitolitaza. Enzyme đầu thuỷ phân
hemixelluloza thành các sản phảm trung gian, còn enzyme sau thuỷ 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 bị phá huỷ, tạo điều kiện cho các enzyme khác xâm nhập vào và
nâng cao hoạt lực.
+ Proteinaza là enzyme thuỷ phân protein thành albumoza và pepton, sau đó
chúng tiếp tục bị phân cắt thành peptit và polypeptit. Độ chua thích hợp cho nhóm

enzyme này hoạt động là pH = 4,6-5,0, nhiệt độ 50°C.
+ Peptidaza gồm 2 enzyme: đipeptiaza và polypeptidaza, chúng tác động lên
phân tử của các đipepti và polypeptit để phân cắt chúng thành axit amin. Peptidaza
hoạt động mạnh nhất ở pH = 7,5 và ở nhiệt độ 50-52°C.
+ Lipaza phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các acid béo bậc
cao. Nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của lipaza là 35°C, pH = 5.
+ Amilophosphataza tham gia vào quá trình thuỷ phân tinh bột, chúng cắt mối
liên kết este của axit phosphoric trong phân tử amylopectin. Nhờ quá trình này tinh bột
được hồ hoá một cách dễ dàng hơn. nhiệt độ tối ưu của enzyme này là 70°C, pH = 5,6.
+ Fitaza phá vỡ mối liên kết este giữa axit phosphoric với inozit, tức chúng
tham gia thuỷ phân fitin. Quá trình này đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bia vì
H
3
PO
4
được giải phóng sẽ tăng độ chua tác dụng và tăng cường lực đệm của dịch
đường.
+ Decmolaza xúc tác phản ứng oxy hoá 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 của tế bào. Nhóm enzyme này đóng vai trò quyết định trong
việc hoạt hoá và phát triển của phôi ở giai đoạn ươm mầm.
• Chỉ tiêu chất lượng của malt trong sản xuất bia:
- Hình dáng bên ngoài của hạt:
Hạt phải thống nhất về màu sắc: vàng nhạt óng ánh (giống như màu rơm), hạt
có màu xanh là hạt chưa chín, màu đậm là thu hoạch bị ẩm, hạt có chấm màu nâu hoặc
xám (đặc biệt là hai đầu hạt) là dấu hiệu bị mốc, không có khả năng nảy mầm, hạt có
mùi thơm đặc trưng (giống màu rạ tươi).
Hạt phải thống nhất về độ thuần khiết của giống lúa: với một loại giống đại
mạch có chế độ xử lý kỹ thuật để đạt chất lượng yêu cầu. Trong sản xuất chỉ chấp
nhận 5% các hạt ngoại lai khi dùng số lượng hạt đại mạch lớn.

+ Trọng lượng đại mạch nhỏ hơn (7 ÷ 9)% trọng lượng hạt, không dùng hạt có
chỉ số lớn hơn 9% (10% ÷ 12%).
+ Dung trọng:
Đại mạch loại 1 dung trọng ≥ 680g/l hạt.
Đại mạch loại 2 dung trọng (650 ÷ 680)g/l hạt.
Đại mạch loại 3 dung trọng (630 ÷650)g/l hạt.
+ Trọng lượng tuyệt đối: đại mạch trung bình bằng (35 ÷ 45)g/1000 hạt.
Đại mạch loại nặng > 44g/1000 hạt.
Đại mạch loại trung = (44 ÷ 45)g/1000 hạt.
Đại mạch loại nhẹ = (35 ÷ 40)g/1000 hạt.
Trong sản xuất chỉ dùng hai loại trên, loại thứ ba chỉ dùng với một tỷ lệ nhất
định thông thường không quá (15 ÷ 20)%.
+ Hàm lượng ẩm (w): phải đạt trung bình (10 ÷ 15)%. Khi bảo quản tốt nhất w
= (12 ÷ 13)% & không vượt quá 13% khi tàng trữ & w tối thiểu cho phép là 10%. Trên
13% (nhất là > 15% ÷ 16% hạt dễ bốc nóng, khó bảo quản, nếu độ ẩm < 10% hạt
nhanh chóng mất khả năng nảy mầm.
+ Hàm lượng protit: di chuyển trong giới hạn (8 ÷ 14)% chất khô của hạt. Protit
càng nhiều, tinh bột càng giảm & do đó chất hoà tan càng thấp. Đại mạch có nhiều
prôtit quá thì khó chế biến. Nhưng ngược lại protit < 8% thì không thích hợp cho sản
xuất bia vì bia ít bột. Đại mạch chất lượng cao nếu protid chiếm từ (9 ÷ 11)% chất khô.
+ Hàm lượng tinh bột: chiếm từ (55 ÷ 65)% trọng lượng hạt. Đại mạch dùng để
sản xuất bia phải có lượng tinh bột không nhỏ quá từ (63 ÷ 65)% tính theo chất khô.
Ngoài ra malt dùng để sản xuất bia không được lẫn cát, rác cỏ, các loại thóc
khác, tất cả phải thuộc một nhóm đồng nhất. Nhìn hạt thóc tốt, khô, vỏ mọng không có
vết là loại đại mạch nhiều tinh bột chuyên dùng để sản xuất bia vàng.
1.3.1.2. Nguyên liệu thay thế.
Để hạ giá thành sản xuất, cải tiến mùi vị của bia và nhằm mục đích để được lâu dài,
trong sản xuất bia người ta thường trộn lẫn một số đại mạch chưa nảy mầm hoặc các
loại ngũ cốc khác để thay thế thóc mầm, cũng có khi dùng tinh bột hoặc các loại
đường (gluco, saccaro, malto ) để làm nguyên liệu thay thế.

Gạo là nông sản chủ yếu của các nước phương đông như Việt Nam, Trung Quốc,
Nhật, Triều Tiên , thành phần của gạo gồm tinh bột chiếm từ (70 ÷ 75)% chất khô,
các loại đường chiếm từ (2 ÷ 5)% chất khô, protit từ (7÷ 8)% chất khô, chất béo từ (1
÷ 1,5)% chất khô, chất khoáng từ (1 ÷ 1,2)% chất khô. Ta nhận thấy rằng gạo chứa
nhiều tinh bột & ít protit do đó trong quá trình nấu ta thu được một lượng lớn các chất
hoà tan (khoảng 90% chất khô).
Qua đó ta thấy gạo là một sản phẩm phụ rất tốt thường được dùng để nấu kết hợp với
malt (tỷ lệ thường là 20%) & thu được những loại bia có chất lượng cao.
Ngoài gạo người ta còn dùng tiểu mạch, ngô làm nguyên liệu thay thế. Tuy nhiên
tiểu mạch không có vỏ trấu và khi bột tiểu mạch tiếp xúc với nước thì protein của
chúng dễ tham gia quá trình hydrat hoá để tạo thành phức chất keo tụ. Phức chất này
có đặc điểm là rất dai và dẻo, có thể kéo thành sợi được gọi là gluten. Vì tính chất quí
giá này mà tiểu mạch chỉ được dùng để sản xuất bánh mỳ, vạn bất tắc dĩ mới sử dụng
chúng trong sản xuất bia. Còn với ngô thì trong công nghệ sản xuất bia, loại ngô được
dùng thay thế malt đại mạch chủ yếu là loại trắng đục (hàm lượng tinh bột cao, protein
thấp) và được sử dụng dưới dạng bột đã nghiền nhỏ. Một trở ngại lớn khi đưa ngô vào
sản xuất bia là phôi của chúng quá lớn, hàm lượng chất béo nhiều, khó lọc và giảm độ
bền keo cũng như khả năng tạo bọt của bia. Để sử dụng loại cốc này có hiệu quả, trước
lúc đưa vào chế biến dịch đường ngô phải qua một công đoạn tách phôi và vỏ. Vì vậy
em dùng gạo làm nguyên liệu thay thế malt đại mạch cho nhà máy.
1.3.1.3. Hoa houblon.
Hoa houblon là một loại thực vật thân gỗ, mảnh (như cay nho), cao từ 2 – 3m, có khi
đến 5 hoặc 6 m. Chúng được trồng theo luống ( ươm từ hạt hoặc giâm cành). Hoa
houblon gồm hoa đực và hoa cái. Trong ngành sản xuất bia người ta chỉ sử dụng hoa
cái chưa thụ phấn, hoa đực không sử dụng được vì nó rất bé và chứa rất ít hương
lupulin.
Cấu tạo của hoa houblon có những thành phần chính sau: cuống hoa, cánh hoa và
những hạt lupulin vàng óng tựa phấn hoa. Những hạt phấn hoa này chứa chất đắng và
chất thơm của hoa houblon. Lượng hạt này phụ thuộc vào giống và điều kiện trồng hoa
houblon. Người ta đã chứng minh rằng ở điều kiện thời tiết nhiều ánh nắng mặt trời thì

hoa sẽ có nhiều hạt lupulin hơn.
Hoa houblon có dạng hình chùy, dài từ (3 ÷ 4) cm, màu hoa khi chín thường từ vàng
đến vàng óng. Trọng lượng từng phần của hoa như sau: cánh và nhị hoa (66 ÷ 67)%,
hạt lupulin (19 ÷ 20)%, trục hoa (7 ÷ 8)% và cuống hoa (5 ÷ 6)% tính theo % chất
khô. Hiện nay có trên 100 giống hoa houblon trên thế giới.
Thành phần chủ yếu trong hoa houblon: trong hoa houblon có chứa đựng những hợp
chất đặc trưng cho loại hoa này như chất thơm, tinh dầu thơm những hợp chất này
có ý nghĩa quan trọng về kỹ thuật trong sản xuất bia. Ngoài những hợp chất đặc trưng
trong hoa còn chứa đựng những hợp chất khác tượng tự các loại thực vật, một vài
trong những hợp chất ấy cũng có ý nghĩa quan trọng trong kỹ thuật. Thành phần hoá
học của hoa houblon được tính ra % chất khô như sau:
-Nước: (11 ÷ 13)%.
- Chất đắng: (15 ÷ 21)%.
- Tanin: (2,5 ÷ 6)%.
- Chất có N: (15 ÷ 21)%.
- Cellulo: (12 ÷ 14)%.
- Chất tro: (5 ÷ 8)%.
- Tinh dầu thơm: 0,3 ÷ 1
- các hợp chất khác: (26 ÷ 28)%. (Chương 3 trang 33, công nghệ sản xuất malt
và bia_GS.TS. Hoàng Đình Hòa).
• Chất đắng.
Chất đắng là thành phần có giá trị nhất của hoa houblon. Nó tạo cho bia vị đắng đặc
biệt và dễ chịu, tạo một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia khi hoà tan vào dịch
đường và tồn tại trong bia. Các chất đắng là những hợp chất có hoạt tính sinh học cao,
tạo sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt rất lâu. Với nồng độ khá thấp,
các chất đắng cũng có khả năng ức chế rất nhanh sự phát triển của vi sinh vật. Vì vậy
chúng có tính kháng khuẩn rất cao và nhờ đó làm tăng độ bền sinh học của bia thành
phẩm.
Thành phần chất đắng trong hoa houblon gồm nhiều hợp chất (tính theo % chất khô):
α - acid đắng: 6-9%.

β - acid đắng: 3-4%.
Nhựa mềm: 5-6%.
Nhựa cứng: 1-2%. (Chương 3 trang 34, công nghệ sản xuất malt và bia_GS.TS.
Hoàng Đình Hòa).
+ α - acid đắng.
Cấu tử chất đắng quan trọng số một này bao gồm 6 hợp chất: humulon, cohumulon,
adhumulon, prehumulon, posthumulon & 4 – deoxyhumulon.
Khả năng hoà tan của α - acit đắng trong nước khoảng 500 mg/l, trong dịch đường
thì ít hơn và trong bia thì hầu như không đáng kể. Ở giai đoạn đun sôi dịch đường với
hoa houblon các hợp chất humulon không hoà tan trực tiếp vào mà chúng phai trải qua
giai đoạn trung gian là quá trình đồng phân hoá. Sau đó các chất đồng phân này hoà
tan và bị thuỷ phân thành các sản phẩm có độ đắng cao hơn nhiều so với hợp chất
nguyên thuỷ.
+ β - axit đắng.
Nhóm axit này gồm: lupulon, colupulon, adlupulon, prelupulon. Lupulon là hợp chất
dạng tinh thể, màu trắng dạng lăng kính hoặc que dài, nóng chảy ở 92°C. So với
humulon thì lupulon kém đắng hơn nhưng tính kháng khuẩn cao hơn.
Nếu bị oxy hoá β - axit đắng chuyển thành hulupon, nếu phản ứng kéo dài hulupon
sẽ bị polyme hoá trở thành nhựa mềm và sau đó thành nhựa cứng.
+ Nhựa mềm.
Nhựa mềm là polyme của các axit đắng, là chất vô định hình, chưa được xác định về
thành phần hoá học. Khả năng hoà tan của nhựa mềm vào dịch đường cao hơn β - axit
đắng vì vậy chúng tạo ra được lực đắng khá lớn cho bia. Đây là hợp phần có giá trị của
chất đắng.
+ Nhựa cứng.
Nhựa cứng là polyme của các acit đắng nhưng ở mức độ cao hơn nhiều so với nhựa
mềm. Chúng được hình thành trong quá trình sấy và bảo quản. Cấu tử này hầu như
không hoà tan vào nước và dịch đường, chúng thải ra ngoài theo cặn lắng. Đây là hợp
phần không có giá trị trong công nghệ sản xuất bia.
• Tinh dầu thơm.

Tinh dầu của hoa houblon hoà tan vào dịch đường, tồn tại trong bia và tạo ra cho nó
một mùi thơm đặc trưng, rất nhẹ nhàng, dễ chịu. Tinh dầu thơm là chất lỏng trong suốt
màu vàng nhạt hoặc không màu, có mùi thơm rất mạnh. Tỷ trọng của chúng là 0,88, dễ
hoà tan trong rượu etylic nồng độ cao. Trong nước tỷ lệ hoà tan của chúng không đáng
kể. Tinh dầu thơm bay hơi khá nhanh ở nhiệt độ thường.
Trong thời gian đun sôi dịch đường với hoa houblon có đến 98% lượng tinh dầu bay
ra ngoài theo hơi nươc, chỉ còn lại 2% tồn tại ở trong bia. Đối với bia vàng thì lượng
tinh dầu 2% này quyết định hương thơm của chúng. (Chương 3 trang 37, công nghệ
sản xuất malt và bia_GS.TS. Hoàng Đình Hòa).
• Chất chát
Chất chát (tanin) trong hoa houblon có ý nghĩa nhất định trong quá trình kỹ thuật và
ảnh hưởng tới chất lượng bia, giúp cho dịch đường trong nhanh và làm kết tủa những
chất protit không bền vững, làm tăng độ bền vững của bia. Với lượng chất chát vừa
phải nó gây bia có vị chát nhẹ, dễ chịu, nếu lượng này nhiều sẽ gây cho bia chát và
đắng. Người ta sử dụng tanin của hoa houblon để loại các cấu tử protein khó biến tính
và kết lắng ra khỏi dịch đường vì chúng tồn tại trong bia sẽ gây đục sau này.
• Chất có chứa Nitơ.
Trong hoa houblon có chứa 1 số chất mà những chất ấy có chứa N: protit, albumin,
pepton, axitamin, muối amon trong số này có khoảng 44% những chất chứa N có
khả năng kết tủa với axit phospho – wolfram. Tiếp đến khoảng 20% là muối amon,
amit và 19% amin và những chất khác.
1.3.1.4. Nước.
Nước là 1 trong các nguyên liệu chính để sản xuất bia chiếm (77 ÷ 90)% trọng lượng
bia thành phẩm. Thành phần hoá học và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp tới
toàn bộ kỹ thuật sản xuất và ảnh hưởng rất lớn tới đặc điểm, tính chất và chất lượng
bia thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia cần một lượng nước rất lớn, một phần
dùng để đun sôi, hồ hoá, đường hoá, một phần để rửa men, rửa thiết bị và nấu hơi.
Việc sử dụng nước rộng rãi như vậy đòi hỏi nước phải có thành phần và tính chất thích
hợp nhất định.
Thành phần của nước phụ thuộc vào nguồn của nó. Nước mạch thường chứa nhiều

muối và chất hữu cơ hơn, nước mưa chứa nhiều khí hơn. Phụ thuộc vào thành phần
của các lớp đất mà nguồn nước đi qua, những dòng nước mạch có những lượng muối
và chất hữu cơ theo tỷ lệ khác nhau. Đặc biệt acit cacbonat rất thừa thãi trong đất, nó
hoà tan cacbonat kiềm thổ và những cacbonat khác và đưa chúng về các dạng
bicacbonat. Nước thiên nhiên rất giàu các muối hoà tan dạng ở dạng ion, trong đó
nhiều nhất là các catrion Ca
2+
, Mg
2+
, Na
+
, K
+
, Fe
2+
, Al
3+
và các anion OH
-
, HCO
3
-
,
NO
3
-

Trong trường hợp dưới khái niệm nước dùng để nấu bia ta có thể hiểu là nước dùng
để nấu dịch lên men. Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng đến quá trình hồ
hoá, đường hoá. Ngoài ra các muối của chúng đi vào thành phần của dịch đường và

hoa, tham gia vào sự hình thành mùi vị và một vài tính chất của bia.
Các muối trong nước tác dụng tương hỗ với các thành phần, tính chất của dịch
đường và bia. Các bicacbonat và cacbonat có trong nước sẽ hoà tan những chất đắng
trong vỏ malt, những chất đắng này gây cho dịch đường và bia có vị đắng khó chịu.
Đặc biệt Na
2
CO
3
và NaHCO
3
hoà tan cả các chất chát của malt gây ảnh hưởng xấu đến
chất lượng của bia.
Nước để rửa men và thiết bị đỏi hỏi phải sạch, không được chứa nhiều các hợp chất
hữu cơ và vi sinh vật. Đặc biệt đối với các vi sinh vật và vi trùng có ảnh hưởng trực
tiếp đến những quá trình kỹ thuật sản xuất bia, phải thường xuyên kiểm tra dưới kính
hiển vi để xác định lượng vi sinh vật có trong nước, nếu lượng này nhiều quá ta phải
tiến hành sát trùng. Nước dùng để rửa thiết bị không được chứa NH3 và các nitrit. Tốt
nhất ta nên dùng nước có độ cứng thấp đến độ cứng trung bình. Về mặt cảm quan
nước phải thoả mãn yêu cầu giống như đối với nước dùng để uống.
Chất lượng của nước:
- Độ cứng của nước ≤ (4 ÷ 10)°Đ.
- Độ pH = (6,5 ÷ 7)%.
- Hàm lượng muối
−
2
3
CO
< 50 mg/l.
- Hàm lượng muối
+2

Mg
< 100 mg/l.
- Hàm lượng muối
−
Cl
: (75 ÷ 150) mg/l.
- Hàm lượng CaSO4: (150 ÷ 200) mg/l.
- Hàm lượng
+2
Fe
< 0,3 mg/l.
- Vi sinh vật ≤ 100 tế bào/lít.
- Các kim loại nặng: không có.
- Các vi sinh vật gây bệnh: không có.
- Ecoli ≤ 3% (3 tế bào/lít).
1.3.1.5. Nấm men.
Nấm men dùng để sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống
Saccharomyces. Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của chúng là (25 ÷ 30)°C, nhưng một
số loài trong giống này vẫn có thể phát triển tốt ở nhiệt độ (2 ÷ 3)°C. Nấm men bia
ngừng hoạt động ở nhiệt độ trên 40°C và có thể chết dần ở nhiệt độ này nhưng chúng
lại chịu được nhiệt độ thấp rất tốt, thậm trí ở nhiệt độ -180°C chúng vẫn sống. Khác
với các vi sinh vật khác, nấm men bia có thể phát triển trong môi trường có oxy lẫn
môi trường không có oxy. Trong quá trình lên men bia, lúc đầu môi trường mới có oxy
hoà tan, nấm men dùng oxy đó để oxy hoá cơ chất, tạo năng lượng cho sinh sản và
phát triển. Khi đã trải qua một giai đoạn lên men, lượng oxy hoà tan cạn dần thì tế bào
nấm men lại thu năng lượng nhờ hệ enzim đặc biệt của mình qua phản ứng oxy hoá
khử các cơ chất. Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia vì quá trình trao
đổi chất của tế bào nấm men bia chính là quá trình chuyển hoá nguyên liệu thành sản
phẩm.
Căn cứ vào tính chất của quá trình lên men bia, người ta chia nấm men ra làm 2 loại:

nấm men nổi và nấm men chìm.
Nấm men nổi thuộc loại Saccharomyces cerevisiae, loại này chỉ phát triển và tạo quá
trình lên men bia ở nhiệt độ tương đối cao từ (12 ÷ 13)°C trở lên. Sở dĩ người ta gọi
chúng là nấm men nổi vì trong quá trình lên men, tế bào của chúng nổi lơ lửng trong
dịch lên men và tập chung ở bề mặt dịch. Do trải đều trên toàn khối dịch lên men nên
tế bào có điều kiện tiếp xúc rộng lớn với cơ chất trong môi trường, tác động đều lên cơ
chất ở khắp mọi nơi, xúc tiến quá trình lên men nhanh chóng và mạnh mẽ. Tuy nhiên
sử dụng nấm men nổi đòi hỏi phải kèm theo biện pháp lọc cẩn thận mới có sản phẩm
trong suốt, vì tế bào nấm men lởn vởn trong dịch lên men ngay cả ở cuối thời kỳ lên
men phụ.
Nấm men chìm thuộc loài Saccharomyces carlsbergensis, loài này phát triển tốt
ngay ở nhiệt độ thấp khoảng (6 ÷ 7)°C. Công nghệ sản xuất bia bằng loài nấm men
chìm đang được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các tỉnh & thành phố của cả nước. Nấm
men chìm có khả năng đặc biệt là trong quá trình phát triển, tế bào của chúng dính vào
nhau thành chùm rồi lắng xuống đáy thiết bị lên men thành lớp chặt, thuận tiện cho
việc tách lớp tế bào đó làm nấm men giống cho đợt sản xuất tiếp sau. Do tính chất này
mà bề mặt tiếp xúc giữa môi trường với tế bào nấm men bị hạn chế, khả năng tiêu hao
nguồn cơ chất để tạo thành các sản phẩm lên men chậm. Đây là lý do để người ta ít sử
dụng loại nấm men chìm vào mục đích rút ngắn thời gian lên men bia hay còn gọi là
công nghệ sản xuất bia ngắn ngày trừ trường hợp lên men có khuấy trộn. Vì nấm men
lắng xuống đáy thiết bị thành lớp dính chặt nên thông thường đến cuối giai đoạn lên
men phụ, bia đã trong, khâu lọc thành phẩm trở nên đơn giản và dễ dàng.
Trong nhà máy này em sử dụng chủng nấm men : Saccharomyces carlbergensis.
1.3.2. Nguyên liệu phụ.
1.3.2.1. Chế phẩm enzyme Termamyl.
Dùng chế phẩm enzyme Termamyl để phá vỡ màng tinh bột biến chúng thành trạng
thái hoà tan của dung dịch và thuỷ phân một phần tinh bột.
Chế phẩm enzyme Termamyl có bản chất là enzyme α- amylaza chịu nhiệt, pH trung
tính, ở dạng lỏng, được sản xuất từ dịch nuôi cấy vi khuẩn Bacillus licheniformiss
trong phân tử có Ca

2+
. Nó có khả năng chịu nhiệt cao hơn các chế phẩm enzyme α-
amylaza từ nấm men và nấm mốc, nhiệt độ tối ưu là 90-95°C, điều này rất thuận lợi
cho dịch hoá tinh bột gạo vì nhiệt độ hồ hoá gạo là 86°C. Enzyme này thuỷ phân tinh
bột ở mối liên kết α-1,4 glucozit trong phân tử amyloza và amylopectin. Vì vậy tinh
bột sẽ chóng bị phân giải thành dextrin tan trong nước. Hàm lượng sử dụng enzyme
này là 0,1% so với nguyên liệu thay thế. Khi sử dụng enzyme có thể tăng hiệu suát thu
hồi chất hoà tan, tăng tỷ lệ nguyên liệu thay thế, giảm giá thành sản phẩm.
1.3.2.2. Chế phẩm enzyme Cereflo.
Đây là tên thương mại của enzyme β - glucanaza, hoạt động tối ưu ở pH = 5,5 – 6,0,
nhiệt độ 50 - 60°C, có tác dụng làm giảm độ nhớt dịch đường, tăng hiệu suất lọc, tăng
khả năng trích ly các chất vào dịch đường. Vì vậy đưa ngay chế phẩm này vào đầu quá
trình đường hoá, nồng độ 0,06% so với nguyên liệu thay thế.
1.3.2.3. Chế phẩm enzyme Fungamyl.
Đây là enzyme 1,4 α D – glucan glucanohydrolaza, sản phẩm thuỷ phân chủ yếu là
đường maltoza và làm tăng khả năng lên men của dịch đường từ 2-5%. Nó hỗ trợ đắc
lực cho Termamyl trong vai trò đường hoá tinh bột đã dịch hoá, nhất là khi tỷ lệ
nguyện liệu thay thế lớn (từ 35-65%).
Nhà máy sử dụng chế phẩm enzyme Termamyl
1.3.2.4. Các nguyên liệu khác.
Axit lactic để điều chỉnh pH đến pH = 5,3 – 5,5 khi đường hoá.
Các hoá chất vệ sinh tấy rửa thiết bị, thùng chứa, đường ống: HNO
3
, NaOH, nước vô
trùng, nước P
3
chứa trong các thùng CIP.
Không khí sạch dùng cho quá trình lên men sơ bộ nên cần qua bộ phận làm sạch
không khí, lọc tách dầu, bụi đất cát, vi sinh vật. Đó là thiết bị lọc túi.
CO

2
thu được từ quá trinh lên men cho qua máy nén vào kho thu hồi CO
2
.
1.4. CHỌN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT.
1.4.1. Nghiền nguyên liệu.
Do gạo có cấu trúc hạt tinh bột cứng, chưa bị tác động bởi enzyme, khó bị hồ hoá nên
cần chọn phương pháp nghiền phá vỡ màng tinh bột, phá vỡ một phần cấu trúc hạt tinh
bột, bột nghiền càng mịn càng tốt.
Chọn thiết bị là máy nghiền búa. Cấu tạo của máy nghiền búa bao gồm một sàng
phân loại hình trụ khuyết (có thể hình dạng khác), trong đó có một roto quay, trên rôto
lắp nhiều đĩa, trên mỗi đĩa được gắn nhiều lưỡi dao bằng thép. Bằng lực cơ học, khi
rôto quay (thông thường 2940 vòng/phút) các lưỡi dao sẽ chém hạt nát vụn.
Kết quả nghiền gạo:
- Tấm lớn < 25%.
- Tấm nhỏ > 35%.
- Bột mịn > 75%.
Nghiền malt có 3 giải pháp : nghiền malt ở trạng thái khô, nghiền phun ẩm vào hạt
và nghiền malt cùng với nước.
+ Nghiền khô với các phương pháp:
- Nghiền khô thường.
- Nghiền khô có phun ẩm vỏ.
- Nghiền khô mịn.
Ưu điểm chung của nghiền khô là nghiền theo ngày, có thể nghiền trước khi nấu một
ngày.
+ Nghiền ẩm là công nghệ nghiền mà hạt malt trước lúc đi vào máy nghièn thì được
phun ẩm bổ sung thêm 2% bằng nước nóng hoặc bằng hơi. Nừu phun bằng hơi thì
nhiệt độ của hơi không vượt quá 105
0
C.

Ưu điểm của phương pháp nghiền này là: làm cho vỏ ẩm để bảo toàn trạng thái sau
khi nghiền và làm trương nở các dạng sợi keo của nội nhũ.
+ Nghiền ướt với các phương pháp:
- Nghiền ướt có ngâm.
- Nghiền ướt không ngâm.
Ưu điểm của nghiền ướt là vỏ malt được giữ nguyên vẹn, hạn chế trích ly các chất gây
mùi vị lạ vào trong dịch đường.
+ Thiết bị nghiền malt:
Chọn thiết bị nghiền malt là máy nghiền bốn trục, một sàng. Máy nghiền bốn trục,
một sàng được dùng trong trường hợp malt có độ nhuyễn tốt, hoặc sản xuất các loại
bia phổ thông. Cấu tạo của máy nghiền trục có hai cặp trục phân bố trên và dưới, ở
giữa là sàng rung phân loại. Malt sau khi được nghiền qua cặp rulô thứ nhất, bột
nghiền được đổ xuống sàng. lọt qua lỗ sàng là bột và tấm bé. Hai pha này được thu
gom vào thùng chứa tạm, còn vỏ và tấm lớn nằm lại trên sàng được đổ vào cặp rulô
thứ hai để nghiền lại một lần nữa.
Chiều dài của rulô rất khác nhau, dao động trong khoảng 350 - 1250 mm phụ thuộc
vào công suất của máy, còn đường kính từ 200 – 300 mm. Rulô nghiền được sắp xếp
theo từng cặp. Hai rulô trong một cặp chuyển động ngược chiều nhau và chúng quay
với tốc độ góc khác nhau (để tạo ra lực xé), thông thường là khoảng 250 – 300
vòng/phút. Mức độ nghiền malt được xác định bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa
hai rulô. Khoảng cách này thông thường là khoảng 0,0 – 2,5 mm. Máy nghiền phải sử
dụng rulô nhẵn vì sau này dùng loại thùng lọc đáy bằng để lọc bã.
Thiếu sót lớn nhất của máy nghiền trục kiểu này là ở cặp rulô thứ hai, tấm lớn và vỏ
đều được nghiền cùng một chế độ như nhau mà đáng ra nếu chúng được nghiền với
lực ma sát khác nhau thì kết quả sẽ tốt hơn.
Yêu cầu của malt sau nghiền là:
- Vỏ trấu: 15-18%.
- Tấm thô: 18-22%.
- Tấm mịn: 30-35%.
- Bột: 25-35%.

1.4.2. Phương pháp nấu gạo .
Trong nấu gạo để tăng hiệu suất trích ly thì sử dụng enzyme hoặc sử dụng malt lót.
Nếu sử dụng malt lót 10% thì enzyme trong malt lót không giữ được hoạt lực (bị vô
hoạt) khi ở nhiệt độ hồ hoá của gạo là 86°C. Vì vậy, phải sử dụng kết hợp với enzyme
có nhiệt độ hoạt động cao hơn 86°C. Chế phẩm enzyme trên thị trường thoả mãn điều
kiện này là Termamyl.
Thiết bị nấu cháo:
Nồi nấu cháo thân hinh trụ, đáy chỏm cầu và đỉnh cầu, được làm bằng thép không gỉ,
cấu tạo hai vỏ có bao hơi bên ngoài để nấu. Nồi nấu có cánh khuấy để tăng cường quá
trình truyền nhiệt và chống cháy cháo. Có nhiệt kế để đo nhiệt độ, van an toàn áp lực,
đồng hồ đo áp suất, một đường nước lạnh vào, một đường nước nóng vào, một đường
cháo sang nồi malt, một đường nước thải, van xả nước ngưng.
1.4.3. Chọn phương pháp đường hoá
Đường hoá có mục đích phân cắt các hợp chất có phân tử lượng lớn thành đường có
khả năng lên men. Nó trải qua 3 quá trình: hồ hoá, dịch hoá, đường hoá, mỗi quá trình
diễn ra ở một nhiệt độ khác nhau trong một thời gian khác nhau.
+ Có hai phương pháp đường hoá là:
- Phương pháp đường hoá toàn khối: tăng dần hoặc giảm dần nhiệt độ.
- phương pháp nấu từng phần: tam phân đoạn, nhị phân đoạn, nhất phân đoạn.
Cả hai phương pháp trên đều có khả năng nâng cao được hiệu suất đường hoá
bằng các biện pháp:
- Hạ pH.
- Làm mềm nước.
- Bổ sung chế phẩm enzyme.
+ Phương pháp đường hoá toàn khối:
- Ưu điểm: thời gian ngắn, thao tác đơn giản.
- Nhược điểm: cần điểm dừng ở các nhiệt độ trung gian. Tuy nhiên, các hạt tinh
bột khó hoà tan vẫn không được thuỷ phân triệt để làm giảm hiệu suất đường hoá.
+ Phương pháp đun sôi từng phần:
- Ưu điểm: tạo bước nhảy nhiệt độ, tránh dừng ở nhiệt độ trung gian. Đun sôi một

phần dịch đường để dịch hoá hoàn toàn tinh bột khó hoà tan, tăng hiệu suất hoà tan lên
một đến hai lần, do đó làm tăng hiệu suất đường hoá.
- Nhược điểm: thao tác phức tạp, thời gian kéo dài.
Vì sử dụng nguyên liệu thay thế với tỷ lệ 35% nên chọn phương pháp đường hoá đun
sôi một lần có bổ sung chế phẩm enzyme Termamyl tỷ lệ 0,075% so với gạo để dịch
hoá, đường hoá nguyên liệu, enzyme Cereflo tỷ lệ 0,06% so với gạo để tăng hiệu suất
trích ly các chất vào trong dịch đường.
+ Thiết bị đường hoá:
Thiết bị đường hoá là một nồi hình trụ, đáy chỏm cầu và được chế tạo bằng thép
không gỉ. Nồi đường hoá được trang bị vỏ áo hơi ở dưới đáy nồi để cung cấp hơi cho
quá trình đường hoá. Mỗi mảnh có đường hơi vào và đường hơi ngưng thoát ra riêng
biệt. Áp suất hơi trên đường ống trục có áp lực khoảng 4-5 Kg/cm
2
, còn áp suất hơi
giữa hai lớp vỏ của áo hơi thường phải đạt khoảng 2,5-3 Kg/cm
2
. Có hệ thống chuyển
động và cánh khuấy của nồi đường hoá được đặt ở dưới. Tất cả các thiết bị phụ kiện
như đường ống nước nóng, nước lạnh, cửa quan sát, van an toàn, nhiệt kế, áp kế,
chuông báo thức đều được trang bị đầy đủ ở nồi đường hoá.
1.4.4. Chọn phương pháp lọc dịch đường.
Có hai phương pháp lọc dịch đường là:
* Lọc ép khung bản:
- Ưu điểm:
+ Thời gian lọc nhanh.
+ Hiệu suất thu hồi chất hoà tan cao.
+ Dịch đường trong hơn.
+ Thể tích nước rửa bã ít, diện tích chiếm chỗ nhỏ.
+ Năng suất ổn định, không phụ thuộc độ nhuyễn của malt.
- Nhược điểm:

+ Dùng nhiều lao động thủ công cho tháo, lắp máy, tháo bã, rửa, vệ sinh thiết bị.
+ Dễ bị oxy hoá bởi oxy không khí khi tháo dịch lọc.
+ Lượng dịch đường phải đủ lớn. Phụ thuộc vào mức độ nghiền càng mịn càng
tốt.
+ Lọc bằng thùng lọc đáy bằng:
* Ưu điểm:
+ Có khả năng tự động hoá lọc rửa bã và tháo bã.
+ Dung tích làm việc của thùng lọc 220 kg/m
3
, tốc độ lọc nhanh.
+ Dịch lọc không bị oxy hoá bởi oxy không khí.
* Nhược điểm:
+ Thời gian lọc dài hơn.
Xem xét về những ưu nhược điểm của hai thiết bị lọc thì việc sử dụng phương
pháp lọc bằng thùng lọc đáy bằng là tiện lợi hơn.
+ Thiết bị lọc đáy bằng:
Thiết bị lọc đáy bằng là một thùng hình trụ (chế tạo bằng đồng hoặc thép trắng)
có hai đáy: đáy thật và đáy giả. Trên độ cao 10-15 cm từ đáy, thùng lọc được ghép một
đáy giả thứ hai. Đáy giả bao gồm nhiều mảnh kim loại đục lỗ mắt sàng ghép lại. Hình
dạng của các mảnh ghép thông thường là hình rẻ quạt. Trên đáy giả có lỗ hở, đường
kính từ 200 - 300 mm dùng để tháo bã malt ra ngoài.
1.4.5. Chọn phương pháp nấu hoa.
Nấu hoa nhằm mục đích bất hoạt hệ enzym của malt đồng thời cũng là 1 công đoạn
để diệt vi sinh vật còn tồn tại trong dịch đường nhằm đảm bảo quá trình lên men sau
này ổn định, đảm bảo chất lượng của bia thành phẩm. Bên cạnh đó quá trình này cũng
trích ly các thành phần có lợi của hoa vào dịch đường: chất đắng trong hoa vào dịch
đường, thành phần này tạo vị đắng dịu đặc trưng cho bia đồng thời cũng kìm hảm các
vi sinh vật gây đục cho bia thành phẩm; các chất tanin làm kết tủa đạm cao phân tử tạo
màng kéo theo các phần tử dể kết lắng trong dịch đường; tinh dầu thơm tạo hương cho
bia thành phẩm…ngoài ra trong quá trình này còn diễn ra nhiều phản ứng phụ khác

như: phản ứng melanoid, phản ứng caramen hóa…Để đảm bảo cấp nhiệt cho quá trình
sôI mảnh liệt của dịch cần thiết kế ống chùm gia nhiệt trung tâm đồng thời với vỏ áo
hơi.
Kỹ thuật nấu bổ sung hoa 3 lần để đạt hiệu suất trích ly cao:
Phần 1 : Bổ sung cao hoa khi dịch sôi khoảng 15 phút. Phần cao hoa này có hàm
lượng axit đắng và tanin cao nhằm tạo vị đắng, kết tủa đạm cao phân tử trong dịch
đường.
Phần 2 : bổ sung 1/2 lượng hoa viên khi dịch sôi được khoảng 60 phút.
Phần 3: bổ sung 1/ 2 lượng hoa viên còn lại trước khi đưa sang nồi lắng xoáy 10
phút.
Phần hoa viên có hàm lượng axit đắng thấp hơn cao hoa mà chủ yếu để cung cấp
tinh dầu thơm tạo hương cho bia.
1.4.6. Chọn phương pháp lắng trong và làm lạnh nhanh.
Đây là giai đoạn dể nhiễm tạp chất đặc biệt là nhiễm các loại vi khuẩn chịu nhiệt có
thể gây cho bia thành phẩm có mùi vị lạ do đó cần thiết kế các thiết bị để đảm bảo
tránh nhiễm tạp cho bia.
Để làm trong dịch đường có thể sử dụng các thiết bị: thùng thấp hở, thùng kín lọc ly
tâm, máy lọc tấm, lắng xoáy….ở đây em chọn thiết bị lắng xoáy để lọc dịch đường.
Thiết bị lắng xoáy có cấu tạo đơn giản, vận hành dể dàng, dựa vào lực ly tâm và trọng
lực nên có thể đạt hiệu quả cao trong việc phân ly ba hoa và cặn lắng khác ra khỏi dịch
đường. Để tránh nhiễm tạp khi lắng xoáy thì ống hơi ở thùng lắng xoáy thiết kế có
đường kính bằng khoảng 1/10 đường kính thùng để dòng hơi bốc lên đủ mạnh để ngăn
ngừa sự tạp nhiễm. Để tăng hiệu quả phân ly thì đường ống đưa dịch đường vào lắng
xoáy phảii thiết kế thu nhỏ để tăng vận tốc dòng chảy trước khi vào tiếp tuyến với
thành thùng ở vi trí cách đáy 1/3 chiều cao thùng nhằm tận dụng hiệu quả lực ly tâm.
Đường ống cấp dịch cũng nên thiết kế đoạn cong lên nhằm tách bớt một phần cặn của
dịch và ổn định dòng dịch. Dịch trong được tháo ra bằng cả đường ống tiếp tuyến cách
1 khoảng và cả phía đáy nhằm tránh kéo theo bã. Bã hoa được tháo ra ở đáy thùng