Thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia liên tục năng suất 42 triệu lít năm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỂN THỊ HIỀN
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LÊN MEN NHÀ MÁY BIA LIÊN TỤC NĂNG
SUẤT 42 TRIỆU LÍT/NĂM.
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
1.1. Giới thiệu sản phẩm
1.1.1: Thành phần hóa học của bia
1.1.2: Chỉ tiêu cảm quan
1.2: Nguyên liệu
1.2.1: Malt
1.2.1.1: Vai trò
1.2.1.2: Yêu cầu của malt đại mạch
1.2.1.3: Nguồn thu nhập và phương pháp bảo quản
1.2.2: Hoa houblon
1.2.2.1: Vai trò
1.2.2.2: Thành phần hóa học của hoa houblon
1.2.2.3: Cách bảo quản và nâng cao hiệu quả sử dụng
1.2.3: Ngô
1.2.3.1: Vai trò
1.2.3.2: Yêu cầu của ngô khi nấu bia
1.2.3.3: Nguồn thu nhập và phương pháp bảo quản
1.2.4: Nước
1.2.4.1: Vai trò
1.2.4.2: Những yêu cầu cơ bản của nước dùng để nấu bia
1.2.4.3: Sự ảnh hưởn của nước đến chất lượng của bia
1.2.5: Nấm men
1.2.5.1:Vai trò của nấm men trong sane xuất bia
1.2.5.2: Phân loại
1.2.5.3: Cấu tạo về tế bòa của nấm men bia
1.2.5.4: Các enzym có trong nấm men xúc tác cho sự lên men

1.2.6: Chế phẩm enzym
1.2.7: Các chất phụ gia
1.3: Các quá trình sinh lý, sinh hóa cơ bản trong sản xuất bia
1.3.1: Các quá trình xảy ra khi nấu
1.3.1.1: Quá trình enzym
1.3.1.2: Quá trình phi enzym
1.3.2: Các quá trình xảy ra khi lên men
1.3.2.1: Lên men chính
1.3.2.2: Lên men phụ
CHƯƠNG 2: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
2.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất bia
2.2: Thuyết minh dây chuyền công nghệ
2.2.1: Làm sạch
2.2.1.1: Mục đích
2.2.1.2: Cách tiến hành
2.2.2: Nghiền nguyên liệu
2.2.2.1: Mục đích
2.2.2.2: Phương pháp thực hiện
2.2.2.3: Thiết bị
2.2.3: Nấu nguyên liệu
2.2.3.1: Mục đích
2.2.3.2: Phương pháp nấu
2.2.3.3: Cách tiến hành
2.2.4: Lọc dịch đường
2.2.4.1: Mục đích
2.2.4.2: Cách tiến hành
2.2.5: Houblon hóa
2.2.5.1: Mục đích
2.2.5.2: Cách tiến hành
2.2.6: Tách bã hoa

2.2.7: Lắng trong và làm lạnh
2.2.7.1: Mục đích
2.2.7.2: Cách tiến hành
2.2.8: Lên men
2.2.8.1: Chuẩn bị giống
2.2.8.2: Cách tiến hành
2.2.9: Lọc bia
2.2.9.1: Mục đích
2.2.9.2: Cách tiến hành
2.2.10: Ổn định bia
2.2.11: Chiết và đóng nắp
2.2.12: Thanh trùng
2.2.13: Hoàn thiện sản phẩm
CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT
3.1: Các số liệu ban đầu
3.2: Tính cân bằng sản phẩm
3.2.1: Tính cân bằng sản phẩm cho 100 kg nguyên liệu ban đầu
3.2.2: Kế hoạch sản xuất của nhà máy
3.2.3: Tính cân bằng sản phẩm cho 1 ngày
3.2.4: Chi phí bao bì
CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ
4.1: Phân xưởng lên men
4.1.1: Thiết bị lên men chính
4.1.2: Thiết bị lên men phụ
4.1.3: Thiết bị nuôi cấy nấm men
4.1.3.1: Nuôi cấy cấp 1
4.1.3.2: Nuôi cấy cấp 2
4.1.3.3: Nuôi cấy cấp 3
4.1.4: Thiết bị lọc bia
4.1.5 Thùng phối trôn chất trợ lọc

4.1.6: Thùng ổn định bia sau khi lọc trong
4.1.7: Thiết bị làm lạnh
4.2: Bơm phân xưởng lên men
4.2.1: Bơm dịch đường đi lọc
4.2.2: Bơm dịch nấm men
4.2.3: Bơm dịch đường đi lên men
4.2.4: Bơm bia đi làm lạnh
4.2.5: Bơm nước vệ sinh
LỜI MỞ ĐẦU
Đối với các nước có nền kinh tế phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia được sử dụng
như một thứ nước giải khát thông dụng. Hiện nay trên thế gới có trên 25 nước sản xuất bia
với sản lượng 100tyr lít / năm. Trong đó Mỹ, Đức mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít / năm,
Trung quốc 7 tỷ lít/ năm
Châu Á là một trong những khu vực có lượng tiêu thụ bia đang tăng nhanh , các nhà
nghiên cứu trên thế giới nhận định rằng Châu Á đang dần giữ vị trí dẫn đầu về tiêu thụ bia
trên thế giới.
Trong khi sản xuất bia ở Châu Âu có giảm thì ở châu Á tăng bình quân 6,5% / năm
( theo số liệu của viện rượu bia NGK VN ).
Do thị trường bia trên thế giới đang phát triển một cách năng động, các hãng bia sử dụng
các chiến lược kinh doanh khác nhau, vấn đề kiểm soát và mở rộng hệ thống phân phối càng
trở nên khó khăn hơn khi nghiên cứu về thị trường, vì vậy các công ty nước ngoài có ý đồ
kiểm soát càng nhiều càng tốt. Một hướng đi khác nữa là xây dựng và mở rộng càng nhiều
nhà máy bia khắp nơi để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng
Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của bia Sài Gòn và nhà máy
bia Hà Nội, như vậy nghành bia Việt Nam đã có lịch sử trên 100 năm.
Hiên nay do nhu cầu của thị trường càng tăng, ngành sản xuất bia có nhiều nước đang phát
triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư và mở rộng các nhà máy bia đã có từ trước và xây dựng
các nhà máy mới thộc trung ương và địa phương quản lý , các nhà máy liên doanh với các
hãng bia nước ngoài , công nghiệp sản xuất bia phát triển kéo theo sự phát triển của nghành
công nghiệp khác.

Những thương hiệu bia sản xuất tại Việt Nam đang chiếm ưu thế,đứng vững ở thị trường
trong nước và có khả năng phát triển mạnh mẽ trong quá trình hội nhập đó là: Sài Gòn, Sài
Gòn Spencial, 333, Hà Nội, Heineken, Tiger, Huda… Lượng bia thuộc các thương hiệu này
đại 731,8 triệu lít , chiếm 55,24 thị phần tiêu thụ, mãng thị trường bia cao cấp cũng đã xuất
hiện một số loại bia nhập khẩu và các nhà máy bia tươi với sản lượng nhỏ nhưng được nhiều
người ưa chuộng.
Hiện nay các nhà máy bia đã và đang đầu tư nhiều về chiều sâu, đổi mới thiết bị, tiếp thu
trình độ tiên tiến vào công nghệ sản xuất. Qua đây tôi xin giới thiệu một trong những phương
pháp lên men bia hiên nay đã và đang được sử dụng tại Việt Nam đó là phương pháp lên men
bia liên tục. Với chuyên đề “thiết kế phân xưởng lên men nhà máy bia liên tục năng suất 42
triệu lít / năm” dưới sự hướng dẩn của Th.S Ngô Thị Minh Phương.
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA
1.1. Giới thiệu sản phẩm
Bia là một loại nước giải khát lên men có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng có hương
thơm và vị đắng đặc trưng. Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa
houblon và nước. Ở nước ta một số nhà máy có thể dùng một số nguyên liệu thay thế malt
như ngô, gạo… với tỉ lệ thích hợp để giảm chi phí sản xuất đồng thời tạo sản phẩm bia đặc
trưng. Ngoài việc cung cấp một lượng lớn năng lượng, trong bia còn chứa một hệ enzym khá
phong phú, đặc biệt là nhóm enzym kích thích tiêu hoá amylaza. Đặc biệt khí cacbonic bão
hoà trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát cho người uống. Nhờ những ưu điểm như
vậy nên bia được sử dụng rộng rãi ở trên khắp thế giới và sản lượng của nó ngày càng tăng.

Hình 1.1- Sản phẩm bia[ 26]
1.1.1. Thành phần hóa học của bia [6, 315]
Nước là thành phần chính của bia, bên cạnh đó là rượu etylic, rượu bậc cao, một ít
este, axit cacbonic, glyxerin, các hợp chất chứa nitơ…
Hàm lượng axit cacbonic không phụ thuộc vào sự lên men, nó chỉ phụ thuộc vào nhiệt
độ tàng trữ bia, áp suất đối kháng và sự khuấy trộn khi chiết bia hay phụ thuộc vào hàm
lượng khí bổ sung vào trong bia. Bình thường hàm lượng CO
2

trong bia vào khoảng 0,35 –
0,4%.
Các hợp chất chứa nitơ chiếm khoảng 8 -10% dịch chiết. Các chất khoáng, chiếm 3 –
4% dịch chiết, nhưng hàm lượng thay đổi theo thành phần nguyên liệu đặc biệt là nước.
Trong đó, có khoảng 1/3 là muối của Na và K, 1/3 là muối của P, một ít SO
2
, Ca, Mg, Al và
Fe.
Các chất đắng, axit hữu cơ, vitamin, este… có hàm lượng thấp nhưng ảnh hưởng khá
quan trọng đối với chất lượng bia.
1.1.2. Các chỉ tiêu cảm quan
Các chỉ tiêu cảm quan của bia là vị, mùi, màu, độ trong, sự tạo bọt và độ bền của bọt
bia. Bia phải có mùi tinh khiết của hoa houblon và malt, không được có mùi lạ và mùi chua.
Độ axit trung bình của bia bằng 4, pH = 4,1 - 4,8.
Bia phải có màu vàng nâu hoặc vàng sáng và óng ánh, bia phải thật trong
Bia phải có mùi thơm, đắng đặc trưng của hoa houblon và malt, không có mùi vị lạ và
chua
1.2. Nguyên liệu
1.2.1. Malt đại mạch.
1.2.1.1. Vai trò
Malt là hạt hoà thảo nảy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhất định. Malt đại
mạch cho bia có hương vị đặc trưng so với các loại malt khác. Dùng malt đại mạch trong sản
xuất bia có 2 mục đích chính vừa là nguyên liệu vừa là tác nhân đường hoá vì nó cho một tỉ lệ
enzym cân đối thích hợp cho công nghệ sản xuất bia, ngoài ra vỏ malt đại mạch dai nên
nghiền ít nát và tạo lớp trợ lọc rất xốp .
1.2.1.3. Những yêu cầu của malt dùng để sản xuất bia[ 9 , 32]
+ - Màu: malt có màu vàng tươi, sáng.
- Kích thước hình dáng phải đồng đều, tương tự như hạt đại mạch khô, hạt trên sàng 2,8
mm
- Vị và mùi: phải có mùi đặc trưng, không có mùi vị lạ. Nếu có mùi chua hay mốc chứng

tỏ malt bị ẩm, matl phải có vị ngọt dịu (nhẹ).
- Độ sạch: không tạp chất, hạt không bị vỡ và không có hạt bị bệnh, hạt vỡ tối đa 0,5 %,
hạt bị bệnh tối đa 1 %, hạt không nảy mầm tối đa 5 %.
- Trọng lượng khô tuyệt đối: 28÷38 g/1000 hạt (theo trọng lượng), 25÷37 g/1000 hạt
(theo chất khô tuyệt đối)
- Độ ẩm của malt không quá 6%.
- Thời gian đường hoá: từ 10÷35 phút.
- Về thành phần hoá học của malt, quan trọng nhất là hàm lượng tinh bột. Hàm lượng tinh
bột càng cao càng tốt nhưng hàm lượng protein phải nằm trong giới hạn
cho phép từ 9÷12%. Nếu hàm lượng protein cao thì bia dễ bị đục, khó bảo quản, nếu thấp
hơn thì bia sẽ kém bọt và có hương vị kém đậm đà.
1.2.1.4. Bảo quản malt đại mạch
- Malt được nhập từ nước ngoài và được chứa trong các bao bì dày rồi đem bảo quản
trong kho.
- Độ ẩm của malt khi bảo quản sẽ tăng lên 5-6%. Khi bảo quản hạn chế sự tiếp xúc của
malt và không khí, tránh khả năng malt hút ẩm nhiều làm tăng hoạt tính của hệ enzym có
trong malt, lúc đó malt không được sản xuất ngay thì chất lượng trong malt sẽ giảm. Đối với
malt vừa sấy xong thì trong quá trình bảo quản sẽ làm tăng độ ẩm trong malt, do đó khi
nghiền malt sẽ ít nát , có thể giữ nguyên vỏ.
- Malt sa khi bảo quản có độ axit tăng , do đó hoạt tính của hệ enzym cũng tăng so với
malt khi chưa sấy.
1.2.1.4.Nguồn thu nhận và phương pháp bảo quản
Nước ta không sản xuất được malt do đó phải nhập ngoại. Nhà máy thu nhận malt chủ
yếu từ Úc rồi được đưa về nhà máy và bảo quản trong kho. Thời gian bảo quản dự trữ là 1
tháng.
1.2.2. Hoa houblon
1.2.2.1.Vai trò
Cây hoa houblon có tên khoa học Hamulus lupulus ,là một thân leo thuộc hàng Urticace ,
họ Morace.
Hoa houblon là nguyên liệu không thể thiếu trong sản xuất bia nó đứng sau malt đại mạch.

Nó truyền cho bia mùi thơm và vị đắng dịu, ngoài ra nó còn có khả năng tạo bọt cho bia, tăng
độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm, tăng khản năng sát trùng cho bia.
Hoa houblon là loài thực vật lâu năm đơn tính. Nó gồm hoa đực và hoa cái nằm trên hai
thân khác nhau. Trong công nghệ sản xuất bia thỉ chỉ dùng hoa cái chưa thụ phấn, nếu hoa cái
đã thụ phấn thì giá trị công nghiệp sẽ giảm. Người ta còn sử dụng hoa houblon dưới nhiều
dạng khác nhau: dạng nguyên cánh , chế phẩm: hoa viên , cao hoa,các chế phẩm dạng đồng
phân.
Tuy nhiên người ta khuyến cáo rằng các nhà máy bia không nên sử dụng 100%
cao hoa để nấu bia sẽ làm cho mùi vị của bia giảm sút. Tốt nhất nên sử dụng kết hợp với tỉ lệ
theo điều kiện nhà máy cũng như yêu cầu, sở thích của người tiêu dùng . Nhà máy sử dụng
hoa houblon ở dạng hoa nguyên cánh. Sử dụng hoa nguyên có ưu điểm là bảo toàn được chất
lượng, nhưng đồng thời cũng có nhược điểm là giá thành cao, khó bảo quản.
1.2.2.2. Yêu cầu chất lượng của hoa houblon
+ Màu sắc: hoa có màu xanh hơi ngà, cánh hoa phải màu sáng ngà, không có màu nâu
hoặc màu đen sẩm.
+ Mùi vị: có vị đắng, mùi thơm đặc trưng
+ Hàm lượng ẩm: Dùng tay nghiền hoa, hoa không được dính vào nhau hoặc mất lá,
không bị ướt, không bị gãy.
+ Các hạt lupulin( nhụy hoa): có nhiều lupulin càng tốt, lupulin có màu vàng chanh đến
màu vàng bóng sáng.
1.2.2.3. Thành phần hóa học của hoa houblon [ 9, 33]
Trong hoa houblon bao gồm nhiều chất khác nhau, nhưng những chất có giá trị đối với
công nghệ sản xuất bia là nhựa houblon, các chất tanin, tinh dầu. Ngoài ra, hoa houblon còn
chứa một số chất khác như, protein, mỡ sáp, các hợp chất fiprotein, xenluloza các chất này
có thể tham gia ít hoặc hoàn toàn không tham gia vào quá trình sản xuất bia.
- Nhựa hoa là thành phần chính, bao gồm nhựa cứng và nhựa mềm: nhựa mềm gồm có
-nhựa mềm và -nhựa mềm, trong nhựa mềm gồm các dạng axit đắng là α,β,γ,δ- axit đắng.
Vị đắng của bia chủ yếu là do α- axit đắng tạo nên, còn các dẫn xuất của β- axit đắng tạo nên
vị đắng hài hoà dễ chịu.
- Các chất tanin của hoa houblon là các polyphenol, dễ hoà tan trong nước, dễ bị oxi hoá

nên nó bảo vệ nhựa hoa houblon. Trong quá trình nấu bia, hầu hết tanin của hoa houblon liên
kết với protein của malt, do đó hàm lượng polyphenol ở trong bia chủ yếu là của malt và chỉ
khoảng 10÷20% là polyphenol của hoa.
- Tinh dầu hoa houblon là một hỗn hợp phức tạp của các hyđratcacbon và nhiều hợp chất
chứa oxi dạng tecpen. Tinh dầu hoa houblon không hoà tan trong nước nhưng dễ bay theo hơi
nước. Trong quá trình sản xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay hơi, chỉ tồn tại khoảng 2%
để tạo hương thơm cho bia. Trong quá trình bảo quản, tinh dầu sẽ dần mất đi do bay hơi và bị
oxi hoá. Do đó không dùng hoa cũ để sản xuất bia vì các sản phẩm chuyển hoá của tinh dầu
nếu đưa vào bia sẽ làm giảm chất lượng bia.
Bảng 2. Thành phần hóa học của hoa houblon
Thành phần Phần trăm chất khô (%)
Nước 11 – 13%
Chất đắng 15 – 21%
Tanin 2,5-6%
Protein 15-21%
Xenluloza 12-14%
Chất khoáng 5-8%
Tinh dầu thơm 0,3-1%
Các loại chất khoáng 26-28%
+Thành phần hóa học của hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau nhưng những chất có
giá trị đối với công nghệ sản xuất bia là: Chất đắng, tinh dầu và tanin.
1.2.2.4. Các dạng hoa houblon sử dụng
+ Dạng cánh: Sử dụng trực tiếp hoa tươi, hoa có màu xanh hơi vàng, cánh hoa phải có
màu sáng ngà, hoa có nhiếu lupulin càng tốt.
+ Dạng 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. Hoa sử dụng lâu dài và có hiêu quả
cao.
+ Dạng cao hoa: Có hàm lượng chất đắng thấp nhưng tinh dầu cao vì vậy được cho vào
cuối quá trình nấu hoa để tránh tổn thất hàm lượng tinh dầu.
1.2.2.5. Bảo quản hoa houblon

- Hoa houblon được nhập từ nước ngoài về, nếu chưa sử dụng ngay thì ta tiến hành bảo
quản để đảm bảo chất lượng của hoa.
- Bảo quản ở điều kiện thấp ở ( 0◦C ) vì nhiệt độ thấp có tác dụng kìm hãm các quá trình
hóa học xảy ra và hạn chế sự phát triển của vi sinh vật.
- Ngăn chặn sự xâm nhập của không khí vào hoa bằng cách bảo quản chúng trong môi
trường chân không hoặc khí trơ, người ta có thể nén chặt cánh hoa trong thùng kín.
- Kho bảo quản phải được cách ẩm tốt
- Có thể ức chế hoạt động của vi sinh vật bằng cách xông hơi lưu huỳnh cho hoa.
1.2.3. Ngô
1.2.3.1. Vai trò
Nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế liệu là ngô nhằm để giảm giá thành sản
phẩm, đa dạng hóa sản phẩm, chủ động được nguồn nguyên liệu.
Ngô có các loại: ngô đá, ngô bột, ngô sáp Hạt có màu vàng hoặc màu trắng. Ngô
vàng là do nội nhủ có chứa các hợp chất carotenoid, xantophin. Thành phần nội nhủ gồm
tinh bột, protein, chất béo, đường, tro, xenluloza.
1.2.3.2. Yêu cầu của ngô khi nấu bia [ 6, 85]
- Ngô phải có màu trắng đục, hạt có kích thước đồng đều.
- Hạt ngô sạch, được tách phôi hoàn toàn và được nghiền mịn.
Ngô được dùng trong sản xuất bia dưới dạng hạt lứt, hạt dẹt hoặc tinh bột… Quy trình
làm hạt lứt bao gồm các thao tác sau: làm sạch, làm ướt, bơm hơi, nẩy mầm, rây, hút khí,
rang, loại bỏ cám, hút khí, sàng nghiền, dần, rây, sấy. Sản phẩm là hạt ngô mảnh với hàm
lượng chất béo < 1% và kích thước hạt (0,152 – 1,27mm).
1.2.3.3. Nguồn thu nhận và phương pháp bảo quản
Ngô được cung cấp từ các huyện địa phương đồng thời được lấy từ các tỉnh lân cận.
Ngô đã tách phôi được bảo quản trong các xilô. Xilô có bề mặt tiếp xúc với không khí ít nên
hạn chế sự xâm nhập của ẩm và vi sinh vật gây bệnh. Thời gian dự trữ là 10 ngày.
Hình 1.2: Nguyên liệu nấu bia ( malt, hoa houblon, ngô) [ 17 ]
1.2.4. Nước
1.2.4.1. Vai trò
Chất lượng cuối cùng của bia bị ảnh hưởng rất lớn bởi thành phần ion có trong nước nấu

bia.
Trong bia thành phẩm hàm lượng nước chiếm 77 – 90% với một tỉ lệ lớn như vậy, ta có thể
nhận thấy rằng nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Chính vì thế
nước nấu bia đòi hỏi không những là nước uống là được mà đòi hỏi phải có những chỉ têu
riêng để đáp ứng yêu cầu trong sản xuất bia.
Nước thực chất là một dung dịch loãng của các muối ở dạng ion:
- Nhóm cation chiếm nhiều nhất là: Ca
2+
, Mg
2+
,H
+
, Na
+
, K
+
, Fe
2+
, Mn
2+
, Al
3+
- Nhóm anion chủ yếu là: OH
-
, HCO
3
-
, Cl
-
, SO

4
2-
, NO
3
-
, NO
2
-
, SiO
3
2-
, PO
4
3-
Các muối của canxi và magie là nguyên nhân gây độ cứng của nước.
1.2.4.2. Những yêu cầu cơ bản của nước dùng nấu bia [ 9, 36 ]
+ Nước trước hết phải trong suốt, không màu, có mùi dễ chịu, không chưa các vi sinh vật
gây bệnh.
+ Nước có độ cứng trung bình là 5-6 mg đương lượng/ lít.
+ Chẩn độ coli không nhỏ hơn 3.
+ Độ oxi hóa không vượt quá 1-2 mg/lít.
+ Hàm lượng căn thô không vượt quá 600 mg/lít.
+ Hàm lượng tối đa các kim loại nặng như sau:
Thành phần Hàm lượng ( mg/lít)
Sắt 0,3
Mangan 0,05
Magie 125
Chì 0,1
Đồng 3
Kẽm 5

Flo 1
Sunfat 60-80
Asen 0,05
1.2.4.3. Sự ảnh hưởng của nước đến chất lượng bia [ 9, 38]
Ion SO
4
2-
làm cho bia có vị chát, tuy nhiên độ chát này chỉ nhận ra khi lượng Ion SO
4
2-
nhiều, còn Ion SiO
3
2-
với hàm lượng 10 - 30 mg/l có thể xáo trộn quá trình lên men và kết quả
làm đục bia. Ion SiO
3
2-
có nhiều ở trong malt, còn trong nước không đáng kể. Ion NO
3
-
nhiều
cũng ảnh hưởng đến vị của bia. Mặt khác trong quá trình lên men bị khử thành rất
độc đối với nấm men. Với nồng độ 25mg/l đã có ảnh hưởng đến vị của bia. Các Ion Fe
2+
,
Fe
3+
sẽ làm cho bia đục, có vị khó chịu, màu bia đậm và bọt màu nâu. Cho nên hàm lượng sắt
trong nước không quá 0,2 - 0,5 mg/l. Sự ảnh hưởng của mangan lên bia cũng giống như sắt
và có phần mãnh liệt hơn.

Các ion Mg
2+
và Na
+
đều làm cho bia có vị không bình thường. Người ta thấy nếu dùng
nước mềm hoặc nước có độ cứng trung bình để nấu bia thì các ion có trong nước ảnh hưởng
đến chất lượng của bia.
1.2.5.Nấm men [ 9, 56 ]
1.2.5.1. Vai trò của nấm men trong công nghệ sản xuất bia
Nấm men sử dụng trong bia là nấm men thuộc giống saccharomyces có nhiệt độ sinh
trưởng từ 25- 30 ◦C. Nhưng có thể phát triển ở 2-3◦C và có thể chịu nhiệt tới 180◦C, ở nhiệt
độ không khí lỏng vẩn sống.
Là nhân tố trực tiếp tham gia vào quá trình lên men bia, lên men thực chất là quá trình
trao đổi chất giữa tế bào nấm men và môi trường. Trong đó yêu cầu về nguồn năng lượng cho
hoạt động sống của nấm men lấy từ các chất dinh dưỡng trong môi trường và các chất này
chuyển hóa thành các sản phẩm của quá trình lên men.
1.2.5.2. Phân loại
Nấm men bia thuộc loại nấm men đơn bào, không có clophin
Trong công nghệ sản xuất bia người ta sử dụng hai chủng nấm men sau:
+ Saccharomyces cerevisiae: thục loại nấm mên nổi
+ Saccharomyces carlsbergensis: thuộc loại men chìm
Chủng nấm men nổi và nấm men chìm có một số tính chất khác nhau , nấm men chìm
lên men ở nhiệt độ 8-10◦C và ngừng lên men ở nhiệt độ dưới 0◦C . Trong khi nấm men nổi
lên men ở nhiệt độ 14-25◦C , và cuối quá trình lên men chính nấm men nổi lơ lửng hoặc tập
trung ở trên bề mặt dịch lên men còn nấm men chìm thì chìm xuống đáy thiết bị đồng thời
kéo theo các chất lơ lững trong dịch góp phần làm trong bia.
Ngoài ra hai chủng nấm men này còn khác nhau về thời kỳ sinh trưởng và chuyển hóa
các cơ chất trong quá trình lên men. Chủng nấm men chìm có chứa enzym melibiaza nên lên
men được hoàn toàn đường rafinose, còn chủng nấm men nổi thì lại chứa enzim
piruvatoxydaza nên sử dụng trực tiếp đường glucose cho quá trình hô hấp. Do đó trong thời

kỳ đầu của quá trình lên men , men nổi phát triển nhanh hơn men chìm.Trong sản xuất bia
men chìm được sử dụng nhiều hơn vì lên men ở nhiệt độ thấp, an toàn về phương diện vi sinh
vật.
1.2.5.3. Cấu tạo về tế bào của nấm men bia
Tế bào nấm men bia có cấu tạo phức tạp nhưng thành phần chính của nó là màng tế bào,
chất nguyên sinh và nhân.
Màng tế bào có bề dày 150nm, ngoài việc tạo hình dáng cho nấm men nó còn chứa các
enzym và thực hiện việc nảy chồi.
Nguyên sinh chất có vai trò điều khiển quá trình trao đổi chất nhờ tính hấp thụ có chọn
lọc.
Nhân nấm men có hình tròn đường kính 0,5-0,15nm. Thành phần chính của nó là
nucleoprotein. Nhân tế bào có tác dụng điều khiển các quá trình hóa học xảy ra trong tế bào
và chứa các gen quy định di truyền nòi giống.
Ngoài ra trong nấm men còn có tinh thể, không bào, glucogen…
1.2.5.4. Các enzym có trong nấm men xúc tác cho sự lên men [ 6, 110]
Quá trình quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia là quá trình lên men rượu và nó
được xúc tác từ 12 enzym. Ngoài ra còn có 3 enzim khác là maltaza, invectaza.và maltotriaza
tham gia vào việc chuẩn bị cho quá trình lên men tức là chúng tạo ra các monosaccharit từ
disaccharit và maltotriose là những loại mà nấm men không thể lên men trự tiếp được.
Các enzym tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển hóa các monosaccharit thành sản
phẩm trung gian và sản phẩm cuối cùng là.
- Hexokinaza
- Photphatfructokinaza
- Aldolaza
- Glucophotphattizomaraza
- Photphoglycerakinaza
- Photphoglyromutaza
- Piruvatkinaza
- Piruvatdecacboxylaza
- Photphopiruvatthydrataza-

- Alcodehydrogenaza
- Triphotphatadehydrogenaza
Hoạt lực enzym của nấm men chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như : Đặc tính di
truyền, thành phần môi trường, nhiệt độ lên men, hàm lượng oxy trong môi trường lên men,
hàm lượng hydrocacbon, aminoaxit, các chất khoáng và tỉ lệ giữa đường lên men và các chất
chứa nito có trong dịch lên men.
1.2.5.5. Chế phẩm enzym
Trong sản xuất bia nếu dùng một lượng lớn nguyên liệu thay thế từ 30% trở lên thì
lượng enzym trong malt không thể đường hóa hết lượng cơ chất thay thế. Do đó cần bổ sung
eim từ ngoài vào nhằm tăng hoạt lực của enzim.
Nhà máy sử dụng enzym Termamyl và enzym Utraflo.
• Enzym Termamyl
+ Công dụng: Chế phẩm của enzym này có bản chất α- amylaza, dùng bổ sung vào nguyên
liệu thay thế để hộ trợ cho quá trình thủy phân tinh bột để tạo ra sản phẩm là glucose và
dextrin.
+ Là chế phẩm lấy từ Baccillus lichcheniformis
+ Màu sắc: từ màu sáng cho đến nâu tối
+ Hoạt độ: 120 KNU- T/g
+ Độ nhớt: 1 -25 cps
+ Tỷ trọng: 1,26 mg/lít
+ PH ở 25◦C là 5,5 – 7
+ Chất ổn định: Methyonine, Sodium chloride, Sucrose
• Enzym Utraflo
- Là chế phẩm lấy từ nấm Humicola Sorbate
- Công dụng: Chế phẩm enzym này có bản chất là β – amylaza và gluco – amylaza dùng
đẻ bổ sung vào nồi malt để hộ trợ cho quá trình thủy phân gluxit tạo ra sản phẩm là
glucose, maltose và dextrin.
- Màu sắc: Màu nâu
- Hoạt độ: 45 FBG/g
- Tỉ trọng: 1,2g/ml

- Chất ổn định: Glyxerol, sorbitol
- Các cơ chất có tác dụng của enzym: Arabinoase, cellulose, pentosanooase, xylanose.
1.2.5.6: Các chất phụ gia
Các chất phụ gia là các chất được sử dụng làm nguyên liệu phụ để tăng giá trị cảm
quan và tăng chất lượng cho bia. Gồm có các nhóm phụ gia sau:
- Nhóm chất phụ gia để xử lý nước: nhóm này có thể sử dụng các chất làm mềm nước
phục vụ cho quá trình sản xuất như các muối: Na
2
SO
3
, Na
2
SO
4
. CaCl
2.
- Nhóm sát trùng nước và điều chỉnh độ PH của nước và dich lên men như: clorin,
axitclohydric, axitlactic….
- Nhóm các chất sát trùng , tẩy rửa( vệ sinh đường ống, thiết bị rửa chai…) gồm: dung
dịch clo, HCl, NaOH, KMnO
4
…
- Nhóm các chất dùng trong quá trình thu hồi CO
2
gồm: Than hoạt tính, H
2
SO
4
, KMnO
4

,
CaCl
2
khan….
- Nhóm các chất chống oxi hóa cho bia: axit ascorbic, benzoat natri. H
2
O
2

- Nhóm các chất làm tăng mùi vị cho bia: chất caramen, và hương bổ sung cho bia
- Nhóm các chất trợ lọc: bột diatomit, bentomit
- Nhóm các chất dùng cho thiết bị lấy men: dùng cồn 70%.
1.3.Các quá trình sinh lí, sinh hóa cơ bản trong sản xuất bia
Trong quá trình sản xuất bia xảy ra rất nhiều quá trình sinh lí hóa làm thay đổi tính
chất, thành phần hóa học cũng như chất lượng của bia. Sự thay đổi này có thể tác động tíc
cực hoặc tiêu cực đến chất lượng của bia thành phẩm. Do đó cần phải nắm rõ các quá trình đó
để có biện pháp duy trì, phát triển các điều kiện thuận lợi và hạn chế các quá trình bất lợi.
Gồm một số quá trình cơ bản sau:
1.3.1 Các quá trình xảy ra khi nấu
Các quá trình xảy ra trong khi nấu được chia làm 2 nhóm là: quá trình enzym và quá
trình phi enzym.
1.3.1.1. Quá trình enzym [ 7, 241]
- Sự thuỷ phân tinh bột: Tinh bột đưới tác dụng của hệ enzym amylaza sẽ bị thuỷ phân
thành đường và các dextrin với phân tử lượng khác nhau. Đường có ý nghĩa lớn với quá trình
lên men còn các dextrin tuy không lên men được nhưng nó góp phần quan trọng vào việc
hoàn thiện vị của bia.
- Sự thuỷ phân protein: Dưới tác dụng của enzym proteaza thì protein bị thủy phân thành
các axit amin và các sản phẩm có phân tử lượng lớn hơn như peptit, peptone, polypeptit. Các
sản phẩm thấp phân tử của quá trình thuỷ phân như axit amin và peptit là nguồn dinh dưỡng
nitơ cho nấm men, còn pha có phân tử lượng trung bình như pepton và polipeptit tạo vị đậm

đà, tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt cho bia. Tuy nhiên nếu hàm lượng của chúng quá
cao sẽ làm cho bia dễ bị đục và khó bảo quản.
- Sự thuỷ phân fitin: Dưới tác dụng của hệ enzym fitaza xảy ra sự thuỷ phân fitin tạo
thành axit phosphoric và các sản phẩm khác. Axit phosphoric là nguồn dinh dưỡng cung cấp
cho nấm men và đóng vai trò quan trọng trong việc tạo môi trường đệm thích hợp cho các
enzym hoạt động.
- Sự thuỷ phân hemixenluloza và một số các chất khác: Dưới tác động của enzym xitaza
dẫn đến sự thuỷ phân hemixenluloza và một số chất khác của nguyên liệu để tạo thành
glucoza, xiloza, arabinoza. Sự thuỷ phân này mang 2 ý nghĩa là vừa bổ sung chất hoà tan cho
dịch đường, vừa phá bỏ hàng rào chắn, tạo điều kiện thuận lợi cho các enzym khác dễ dàng
tác động.
1.3.1.2. Quá trình phi enzym [ 7, 274]
- Sự kết lắng và biến tính của protein: Dưới tác động của nhiệt độ cao, một phần protein
bị biến tính và đông tụ. Đây là yếu tố có lợi cho công nghệ sản xuất bia vì sẽ loại được những
protein dễ bị biến tính ra khỏi dịch đường làm tăng độ bền keo của bia tức là giảm được khả năng
gây đục.
- Sự tạo thành melanoid: Đây là một phản ứng đặc biệt quan trọng trong công nghệ sản
xuất bia. Tuy phản ứng này gây ra hao tổn axít amin và đường khử nhưng với một lượng
melanoid vừa phải lại góp phần nâng cao giá trị cảm quan cho sản phẩm sau này. Quá trình
tạo thành melanoid đã xảy ra một cách mạnh mẽ ở giai đoạn sấy malt, đến giai đoạn đường
hoá, điều kiện về nhiệt độ và các yếu tố khác chưa tối ưu cho quá trình trên nhưng dù sao thì
một lượng đáng kể melanoid cũng được tạo thành. Ngoài ra trong quá trình nấu còn xảy ra
phản ứng giữa các muối của nước và photphat có trong khối cháo, xảy ra sự hoà tan các thành
phần dễ hoà tan của malt vào dung dịch.
1.3.2. Các quá trình xảy ra khi lên men [ 10, 82]
1.3.2.1. Lên men chính
Trong quá trình lên men chính, dưới tác dụng của enzym vi sinh vật để chuyển hoá
phần lớn đường thành rượu, CO
2
và các sản phẩm khác góp phần tạo nên hương vị cho sản

phẩm.
- Quá trình sinh lý: thể hiện ở sự sinh trưởng và phát triển của tế bào nấm men. Đây là
quá trình quan trọng để đảm bảo đủ số lượng tế bào cho quá trình lên men, tuy nhiên cũng
cần phải có giới hạn vì nếu tiêu tốn chất khô nhiều cho quá trình này sẽ không đủ để đáp ứng
được yêu cầu công nghệ. Quá trình này thường xảy ra mạnh trong thời kì đầu của quá trình
lên men chính và kết thúc sớm trước khi lên men chính xong.
- Quá trình sinh hoá: Đây là quá trình cơ bản trong lên men bia, là quá trình chuyển hoá
các chất có trong dịch đường nhờ tác động của nấm men bia. Trong đó quá trình quan trọng
nhất là chuyển đường thành rượu và CO
2
. Ngoài ra trong quá trình lên men còn xảy ra nhiều
phản ứng khác sinh ra các sản phẩm phụ như là: glyxerin, các axít hữu cơ, các rượu bậc cao,
aldehyt, este, diaxetyl …
- Quá trình hoá lý: Trong quá trình lên men do sự tích lũy các axit hữu cơ làm pH môi
trường giảm, thế oxi hoá giảm vì nấm men sử dụng hết O
2
, đồng thời có quá trình tạo thành
bọt do CO
2
được giải phóng ra…
1.3.2.2. Lên men phụ
Trong quá trình lên men phụ, phần đường còn lại tiếp tục được lên men để tạo thành
rượu, CO
2
và các sản phẩm khác. Đồng thời lúc này hàm lượng diaxetyl tạo thành ở giai đoạn
lên men chính được nấm men khử và chuyển thành axetoin, các axit hữu cơ tác dụng với
rượu để tạo thành các ester, tức là ở đây xảy ra các quá tình nhằm ổn định thành phần và tính
chất cảm quan của sản phẩm. Gồm các quá trình cơ bản sau:
- Sự hòa tan và liên kết CO
2

trong bia: Trong bia non chứa khoảng 0,2% CO
2
mà yêu cầu
hàm lượng CO
2
trong bia thành phẩm không nhỏ hơn 0,3%, do đó phải bổ sung thêm CO
2
cho bia, CO
2
sinh ra khi lên men phần đường còn lại trong bia là nguồn bổ sung CO
2
cho bia
thành phẩm. CO
2
có trong bia tồn tại sự cân bằng động như sau: CO
2
liên kết ⇔ CO
2
hòa tan
⇔ CO
2
dạng khí.
- Sự làm trong bia: Bia non chứa nhiều tế bào nấm men và các chất huyền phù khác cho
nên còn đục. Nhiệt độ lên men phụ thấp hơn nhiệt độ lên men chính nên xảy ra các quá trình
đông tụ các hợp chất cao phân tử.
- Quá trình oxi hóa khử và sự hoàn thiện chất lượng của bia: Sự khuếch tán thêm oxi vào
bia non khi chuyển nó sang thiết bị lên men phụ tạo điều kiện tốt cho quá trình oxi hóa các
chất có trong bia non như axit amin, các chất tanin… làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng của
bia. Trong quá trình tàng trữ bia non còn xảy ra các phản ứng oxi hóa khử giữa các chất có
trong bia làm tăng thêm hàm lượng este, rượu bậc cao và giảm đi hàm lượng diaxetyl có

trong bia.
Sau khi tàng trữ vị của bia trở nên dịu hơn. Sự tự phân của nấm men đã tạo ra các sản
phẩm như peptit, aminoaxit, các vitamin có ảnh hưởng tốt đến chất lượng của bia.
CHƯƠNG 2: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ LÊN MEN BIA LIÊN TỤC
2.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia

Malt Ngô đã tách phôi
Làm sạch Làm sạch
Nghiền 10% so với lượng ngô Nghiền Enzyme
Termamyl
Nước 32
0
C Hòa malt Hòa bột Nước 32
0
C
Hơi 52
0
C Đạm hóa Hồ hóa Hơi 66
0
C
Đun sôi Hơi
Hội chảo 63
0
C
Hơi Đường hóa 73-78
0
C

Lọc dịch đường Bã hèm

Hoa houblon Houblon hóa Hơi
Tách bã hoa Bã hoa

Lắng trong Cặn
Chất tải lạnh Làm lạnh
Nuôi cấy Men giống Lên men chính C0
2
Li tâm
Men cái Lên men phụ và tàng trữ bia
Men giống thuần khiết Xử lý Lọc bia
Hoạt hóa
Ổn định bia

Chai đạt Iêu chuẩn Chiết rót và đóng nắp

Thanh trùng Dán nhãn Thành phẩm
2.2. Thuyết minh dây chuyên công nghệ
2.2.1. Làm sạch
2.2.1.1. Mục đích
Malt và ngô đã tách phôi trước khi đem vào sản xuất bia cần phải có quá trình làm
sạch để tách hết bụi bẩn, loại bỏ tạp chất kim loại lẫn trong nguyên liệu, đối với malt còn để
loại bỏ phần rễ, mầm còn sót lại để đảm bảo malt và ngô đã tách phôi được sạch, kích th ước
hạt đồng đều, không ảnh hưởng đến chất lượng của bia, thuận lợi cho quá trình nghiền.
2.2.1.2: Tiến hành