khảo sát qui trình công nghệ sản xuất bia và tính toán quá trình lọc tại nhà máy bia sài gòn tây đô

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGUYỄN HỮU THUẦN
MSSV: LT11620

KHẢO SÁT QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
BIA VÀ TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH LỌC TẠI
NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN TÂY ĐÔ

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Cần Thơ, 5/2013
i


MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................................... i
DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................................... iv
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................................. v
L I CẢM N .............................................................................................................................. vi
CHƯ NG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................................... 1
CHƯ NG 2: S LƯỢC VỀ NHÀ MÁY ................................................................................. 2
2.1. Giới thiệu ...................................................................................................................2
2.1.1. Địa chỉ giao dịch ........................................................................................................ 3
2.1.2. Những sản phẩm của công ty ................................................................................... 3
2.2. Sơ đồ thiết kế công ty ................................................................................................4
CHƯ NG 3: NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT BIA .................................................... 5
3.1. Malt ...........................................................................................................................5

3.1.1. Khái niệm Malt........................................................................................................... 5
3.1.2. Vai trò Malt................................................................................................................. 5
3.2. Hoa Houblon .............................................................................................................7
3.3. Nấm men ...................................................................................................................9
3.3.1. Giới thiệu .................................................................................................................... 9
3.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tăng sinh khối của nấm men ..................... 10
3.3.3. Các chỉ tiêu lựa chọn nấm men bia ........................................................................ 11
3.4. Thế liệu ....................................................................................................................11
3.5. Nước ........................................................................................................................12
3.6. Các chất phụ gia ......................................................................................................13
CHƯ NG 4: QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ....................................................... 15
4.1. Qui trình ..................................................................................................................15
4.2. Thuyết minh quy trình .............................................................................................16
4.2.1. Tiếp nhận nguyên liệu ............................................................................................. 16
4.2.2. Làm sạch nguyên liệu (malt và gạo) ...................................................................... 16
4.2.3. Nghiền – cân ............................................................................................................. 17
4.2.4. Nấu ............................................................................................................................. 18
4.2.5. Đường hóa................................................................................................................. 20
ii


4.2.6. Lọc dịch đường ........................................................................................................ 22
4.2.7. Đun sôi ...................................................................................................................... 24
4.2.8. Lắng xoáy.................................................................................................................. 26
4.2.9. Làm lạnh.................................................................................................................... 27
4.2.10. Lên men................................................................................................................... 28
4.2.10.1. Quy trình lên men ....................................................................................28
4.2.10.2. Lên men chính ..........................................................................................28
4.2.10.3. Lên men phụ .............................................................................................32
4.2.11. Lọc bia ..................................................................................................................... 34

4.2.12. Chiết bia .................................................................................................................. 38
4.2.12.1. Quy trình xưởng chiết .............................................................................38
4.2.12.2. Thuyết minh quy trình ..............................................................................39
CHƯ NG 5: KẾT QUẢ KHẢO SÁT ..................................................................................... 43
5.1. Quá trình lọc ............................................................................................................43
5.1.1. Quá trình chuẩn bị trước khi lọc ............................................................................ 43
5.1.2. Lọc ống (lọc KG) ..................................................................................................... 44
5.1.3. Lọc đĩa (lọc FORM) ................................................................................................ 44
5.1.4. Lọc tinh ..................................................................................................................... 45
5.2. Kết quả thảo luận ....................................................................................................45
CHƯ NG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 47
5.1. Kết luận ...................................................................................................................47
5.2. Kiến nghị .................................................................................................................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................................... 48
PHỤ LỤC

iii


DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.2: Sơ đồ bố trí mặt bằng công ty .............................................................................. 4
Hình 3.1: Đại mạch .............................................................................................................. 5
Hình 3.2: Malt ...................................................................................................................... 5
Hình 3.3: Hoa Houblon ........................................................................................................ 7
Hình 3.4: Houblon cao và houblon viên .............................................................................. 9
Hình 3.5: S.carlsbergensis ................................................................................................. 10
Hình 3.6: Quy trình xử lý nước.......................................................................................... 13
Hình 4.1: Qui trình sản xuất Bia tại nhà máy Bia Sài Gòn Tây Đô................................... 15
Hình 4.2: Máy sàng ............................................................................................................ 16
Hình 4.3: Máy nghiền trục ................................................................................................. 18

Hình 4.4: Máy nghiền búa ................................................................................................. 18
Hình 4.5: Bồn cân tự động ................................................................................................. 18
Hình 4.6: Giãn đồ nấu bia Sài Gòn Tây Đô ....................................................................... 19
Hình 4.7: Nồi malt và nồi gạo............................................................................................ 19
Hình 4.8: Cấu tạo nồi lọc ................................................................................................... 22
Hình 4.9: Dịch đường ........................................................................................................ 23
Hình 4.10: Nồi đun sôi ....................................................................................................... 25
Hình 4.11: Thiết bị làm lạnh .............................................................................................. 27
Hình 4.12: Quy trình lên men bia. ..................................................................................... 28
Hình 4.13: Bồn lên men ..................................................................................................... 29
Hình 4.14: Quy trình lọc bia .............................................................................................. 35
Hình 4.15: Thiết bị lọc ống ................................................................................................ 35
Hình 4.16 Thiết bị lọc dĩa .................................................................................................. 36
Hình 4.17: Thiết bị lọc tinh ................................................................................................ 36
Hình 4.18: Bồn định lượng ................................................................................................ 37
Hình 4.19: Bồn đệm ........................................................................................................... 37
Hình 4.20: Sơ đồ quy trình ở xưởng chiết ......................................................................... 39
Hình 4.21: Thiết bị thanh trùng bia liên tục ....................................................................... 40
Hình 5.1: Đồ thị biểu diễn lưu lượng lọc bằng hằng số ..................................................... 45

iv


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 3.1: Thành phần hóa học của malt đại mạch tính theo % trọng lượng khô ................. 5
Bảng 3.2: Tiêu chuẩn chất lượng malt của nhà máy ................................................................ 7
Bảng 3.3: Thành phần hóa học hoa houblon ............................................................................. 8
Bảng 3.4: Thành phần hóa học của tế bào nấm men .............................................................. 10
Bảng 3.5: Thành phần chính của gạo ....................................................................................... 12
Bảng 3.6: Chỉ tiêu nước dùng trong sản xuất bia của nhà máy............................................. 12

Bảng 4.1: Các chỉ tiêu dịch nha sau quá trình đun sôi ........................................................... 26
Bảng 4.2: Tiêu chuẩn bia sau khi lên men phụ ....................................................................... 34
Bảng 4.3: Nhiệt độ của các khoang thanh trùng ..................................................................... 41

v


LỜI CẢM ƠN
Qua thời gian thực tập tại nhà máy bia Sài Gòn – Tây Đô tôi đã được học h i và tìm hiểu
được nhiều kiến th c quý giá có điều kiện vận dụng và so sánh giữa lý thuyết đã học với
thực tế sản xuất có cơ hội được tiếp cận với dây chuyền công nghệ sản xuất hiện đại.
Để có được những hiểu biết và kiến th c quý giá đó trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn
quý Thầy Cô Bộ môn Công nghệ thực phẩm Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học ng
Dụng Trường Đại Học Cần Thơ đã dạy và truyền đạt những kiến th c liên quan để tôi có
thể tiếp thu những kiến th c mới tại nhà máy.
Tôi xin chân thành biết ơn thầy Võ Tấn Thành đã giới thiệu và giúp đỡ tôi được thực tập
tại nhà máy.
Tôi xin chân thành biết ơn Ban lãnh đạo nhà máy đã tiếp nhận tạo điều kiện cho tôi được
tham quan và thực tập tại nhà máy.
Tôi xin cảm ơn quản đốc Lê Hữu Thọ và kỹ sư Đặng Hoàng Toàn đã nhiệt tình chỉ dạy
và hướng dẫn tôi trong thời gian qua.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân tình đến toàn thể anh chị kỹ sư và công nhân làm việc tại
nhà máy đã hướng dẫn và giả đáp những thắc mắc của tôi khi tôi thực tập tại nhà máy.
Trước khi d t lời tôi xin gửi đến quý thầy cô Bộ môn Công nghệ thực phẩm ban lãnh
đạo và công nhân viên nhà máy lời chúc s c kh e và thành đạt nhất.
Trân trọng kính chào!
Sinh viên
Nguyễn Hữu Thuần

vi

CHƢƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
Bia là loại đồ uống có cồn thấp giàu chất dinh dưỡng. Được sản xuất từ nhiều loại
nguyên liệu như: Đại mạch hoa Houblon gạo nước … Uống bia với một lượng thích
hợp không những có lợi cho s c kh e ăn ngon dễ tiêu hóa mà còn làm giảm mệt m i
sau một ngày làm việc mệt nhọc. Khi đời sống kinh tế xã hội phát triển thì nhu cầu tiêu
thụ bia của con người ngày càng tăng thậm chí trở thành loại nước giải khát không thể
thiếu đối với người dân phương Tây.
Hiện nay không chỉ trên thế giới mà tại Việt Nam ngành công nghiệp sản xuất bia cũng
phát triển không ngừng một số thương hiệu bia đang chiếm ưu thế đ ng vững trên thị
trường nước ta như: Heineken Tiger Sài Gòn Hà Nội …
Bia được sản xuất theo công nghệ hiện đại nấu và lên men theo một dây chuyền khép
kín. Bia thành phẩm chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau như: nguyên liệu công
nghệ giai đoạn nấu lên men và cả giai đoạn lọc pha bia. Nhà máy bia Sài Gòn – Tây Đô
chú trọng việc sản xuất ra sản phẩm chất lượng năng suất cao và đem lại hiệu quả kinh tế
nên đã áp dụng nhiều phương pháp lên men thiết bị hiện đại rút ngắn được thời gian lên
men và cho chất lượng bia tốt.
Tuy nhiên để có được bia thành phẩm đạt yêu cầu chất lượng và cảm quan thì không thể
b qua công đoạn lọc. Việc tìm hiểu quá trình lọc tại nhà máy thông qua các khảo sát
ghi nhận dữ liệu và tính toán các tham số liên quan đến quá trình lọc qua việc “Khảo sát
quá trình lọc tại nhà máy Bia – Nước giải khát Sài Gòn – Tây Đô” giúp hiểu sâu về quá
trình lọc cũng như kiểm soát quá trình lọc tại nhà máy.

1


CHƢƠNG 2: SƠ LƢỢC VỀ NHÀ MÁY
2.1. Giới thiệu
Công ty Cổ phần Bia – Nước giải khát Sài Gòn Tây Đô được thành lập vào tháng 09 năm

2006.

Nắm bắt được nhu cầu tiêu thụ bia trên địa bàn thành phố Cần Thơ và các tỉnh đồng bằng
sông Cửu Long ngày càng tăng công ty cổ phần Bia – NGK Sài Gòn Tây Đô đã bổ sung
thêm quá trình sản xuất bia trên thực tế 25 triệu lít/năm để cung cấp cho thị trường bia –
nước giải khát trong khu vực. Việc chuyển đổi hình th c kinh doanh này đã được sở kế
hoạch và đầu tư cấp giấy phép kinh doanh số 5703000229 vào ngày 21/09/2006.
Đồng thời công ty cổ phần Bia – NGK Sài Gòn Tây Đô mua lại toàn bộ dây chuyền sản
xuất nước giải khát của công ty TNHH Nước giải khát Việt Nam vào tháng 09/2006.
Theo chiến lược ngành bia rượu nước giải khát nói chung cũng như công nghệ sản xuất
bia nói riêng các nhà máy bia hiện nay đang trong giai đoạn nâng cấp công suất giảm
năng lượng … Đồng thời vẫn sản xuất ra chủng loại bia đạt chất lượng cao. Để đáp ng
được chiến lược và nhu cầu sản xuất vận hành quản lý của nhà máy điều tất yếu là phải
đầu tư các thiết bị máy móc hiện đại. Đặc biệt là thay thế các mô hình vận hành điều
kiện bằng tay bởi các mô hình giám sát vận hành điều khiển và quản lý tự động. Hệ
thống điều khiển tự động các quá trình sản xuất mang lại nhiều lợi ích và hiệu quả kinh
tế cụ thể như sau:
- Dễ điều khiển vận hành giúp hạn chế thấp nhất các sai sót do con người.
- Giám sát được toàn bộ qui trình sản xuất đang điều khiển theo dõi một cách trực
quan các chế độ hoạt động của động cơ máy móc và các thiết bị đo báo tại hiện trường.
- Giảm một cách tối đa các thao tác điều khiển vận hành.
- Thời gian đáp ng nhanh chính xác theo yêu cầu công nghệ.

2


- Tự động lưu trữ số liệu lưu trữ các trạng thái hiện tại của tất cả các thao tác vận
hành điều khiển giúp con người quản lý theo dõi và kiểm tra toàn bộ các khu vực sản
xuất một cách dễ dàng.
- Có các chế độ cảnh báo báo động giúp con người vận hành dễ dàng thay thế sửa

chữa kiệp thời đảm bảo dây chuyền được sản xuất liên tục.
- Xử lý thông qua phần mềm được xây dựng từ các thuật toán tối ưu tính toán hợp
lý thời gian hoạt động của máy móc vừa tiết kiệm được năng lượng thời gian vừa tăng
năng suất sản xuất.
- Với những tính ưu việt của hệ thống điều khiển tự động hóa qui trình sản xuất nói
trên việc ng dụng công nghệ tự động hóa vào sản xuất là việc cần thiết không thể thiếu
cho việc vận hành thiết bị của nhà máy.
2.1.1. Địa chỉ giao dịch
Lô 22 Khu công nghiệp Trà Nóc 1 P.Trà Nóc Q. Bình Thủy TP.Cần Thơ
Tên giao dịch: SaiGon – TayDo Beer Beverage Company.
Tên viết tắt: TDBECO
Điện thoại: 07103.842538 – 07103.842531
Email:
Fax: 07103.842310
2.1.2. Những sản phẩm của công ty
Gồm có: Bia lon 333 Kist Cola Kist Cam Lift Soda Kist xá xị Kist dâu và nước uống
tinh khiết 333.

Hình 2.1: Những sản phẩm nhà máy sản xuất

3


2.2. Sơ đồ thiết kế công ty
Cổng
phụ

Khu trồng c

Khu động

lực và xử
lý nước

Hệ thống
22 Tank
lên men

Khu nấu
điều khiển
nấu men

Khu
xay
nghiền

Khu Tank mới

Kho hóa
chất
Khu xử lý
nước
Khu trồng c

Khu
lọc

Khu pha
chế NGK
Kho vật
tư

Dây chuyền sản xuất
nước giải khát đóng
lon – Nước tinh khiết

Khu xử lý
nước
thải

Kho nguyên
liệu Malt-Gạo
Dây chuyền
sản xuất bia
lon 333

Kho thành phẩm

Phòng y
tế
Phòng
kinh
doanh

Phòng kỹ thuật sản
xuất

Phòng tài
chính –
Kế toán

Phòng tổng hợp

Kho thành
phẩm tổng
công ty

Phòng
giám sát

Công viên cây xanh

Nhà xe
Bảo vệ

Nhà ăn
Cổng

Quốc lộ 91A

Hình 2.2: Sơ đồ bố trí mặt bằng công ty

4


CHƢƠNG 3: NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT BIA
3.1. Malt
3.1.1. Khái niệm Malt
Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại ngũ cốc nảy mầm như: lúa mì đại mạch…
Trong đó đại mạch (hình 3.1) là nguyên liệu số một để sản xuất bia. Do vậy khi nói đến
malt được hiểu là đại mạch nảy mầm và được sấy khô đến độ ẩm nhất định sau đó tách

b mầm và rễ vì trong đó ch a nhiều hợp chất thuộc nhóm acid alkaloid tạo vị đắng khó
chịu cho bia.

Hình 3.1: Đại mạch

3.1.2. Vai trò Malt
Malt (hình 3.2) có ch a các chất phân tử thấp hòa tan chủ yếu là đường đơn giản dextrin
bậc thấp các axit amin các chất khoáng các nhóm vitamin và đặc biệt có hệ enzym
phong phú chủ yếu là protease và amylase.

Hình 3.2: Malt

Thành phần hóa học của malt đại mạch được thể hiện qua bảng 3.1
Bảng 3.1: Thành phần hóa học của malt đại mạch tính theo % trọng lƣợng khô

Thành phần

% chất khô

Tinh bột

58 – 60

Đường saccharose

3–5
5


Đường khử

3–4

Những đường khác

2

Hemicellulose

6–8

Cellulose

5

Lipid

2–3

Protein thô

8 – 11

Dạng hòa tan thể muối:
Albumin, globulin

2

Hodrein – protein (prolamin)

-

Glutein – protein

2

Acid amin và peptid

3–4

Acid nucleic

1–2

Tro

0.2 – 0.3

Những chất còn lại

2–3
Nguồn: tài liệu công ty bia Sài Gòn – Tây Đô

Vai trò hệ enzyme của malt trong quy trình sản xuất bia:
+ α-amylase: phân cắt liên kết 1 4 glucoside sản phẩm tạo ra là những dextrin.
Enzyme này có vai trò quan trọng trong quá trình hồ hóa tinh bột. Nhiệt độ tối ưu cho
enzyme hoạt động là 70-750C.
+ β-amylase: phân cắt liên kết 1,4-glucoside sản phẩm tạo ra là maltose. Nhiệt độ
tối ưu cho enzyme β-amylase hoạt động là 60-630C.
+ Protease: có vai trò thủy phân protein thành các sản phẩm phân tử lượng thấp

như: acid amin peptid …là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho nấm men thực hiên quá trình
lên men. Ngoài ra còn tạo thành các sản phẩm như: albumin pepton polyphenol …tham
gia vào quá trình tạo vị tạo bọt tăng giá trị cảm quan cho bia thành phẩm. Nhiệt độ tối
ưu cho enzyme là 50-600C.
Malt là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia từ sự nảy mầm của hạt đại mạch
nhằm mục tiêu là để hoạt hóa tích lũy về khối lượng và hoạt lực của hệ enzyme có trong
hạt đại mạch. Hệ enzyme này là động lực phân cắt các hợp chất cao phân tử tạo nội nhũ
của hạt thành các sản phẩm phân tử thấp bằng cách tạo điều kiện thích hợp về độ ẩm
nhiệt độ và độ thoáng khí cho khối hạt.
Trong thời gian sấy malt tươi hệ enzyme thủy phân trong hạt tiếp tục thủy phân bổ sung
một số chất hữu cơ cao phân tử thành sản phẩm phân tử thấp làm giàu thêm chất dinh
dưỡng cho malt đồng thời xảy ra các phản ng hóa học tạo ra các chất có màu và mùi
thơm rất dễ chịu chính những chất có mùi thơm này làm thay đổi một cách cơ bản tính
chất cảm quan của nguyên liệu ban đầu. Thành phần và tính chất của malt là những yếu
tố quyết định hương vị màu sắc khả năng tạo bọt và độ bền bọt của bia. Do đó việc xác
6


định được chất lượng của malt đại mạch ban đầu trước khi đưa vào sản xuất là điều kiện
cần thiết để có được chất lượng bia tốt nhất ta dựa vào một số yếu tố sau:
+ Màu sắc: malt phải có màu vàng nhạt sáng.
+ Mùi vị: có mùi đặc trưng của malt hạt có mùi thơm mùi tinh bột và có vị ngọt
dịu không có mùi vị lạ.
+ Độ ẩm: malt phải có độ ẩm nh hơn 15% vì độ ẩm cao sẽ khó bảo quản hạt malt
dễ bị nấm mốc.
+ Tạp chất: malt phải không lẫn đất cát rác c hay các loại ngũ cốc khác. Các hạt
phải đồng đều không bị bể vở. Tỉ lệ hạt không nảy mầm nh hơn 5%.
Tiêu chuẩn chất lượng malt của nhà máy được thể hiện qua bảng 3.2
Bảng 3.2: Tiêu chuẩn chất lƣợng malt của nhà máy

Tên chỉ tiêu kiểm tra

Đơn vị

Yêu cầu

Độ ẩm

%

≤5

Độ hòa tan và chất khô xay nhuyễn

%

≥ 80

Chênh lệch giữa xay thô và xay nhuyễn

%

 1,8

Tỷ lệ tạp chất

%

 0,5

Protein tổng cộng

%

9.5 ÷ 11.5

Cỡ hạt > 2 5 mm
Cỡ hạt < 2 5 mm

%

 85

Thời gian đường hóa

Phút

 15

Độ màu

0

3,0 ÷ 4,5

 1,5
EBC

pH
Protein hòa tan

Chỉ số Kolbach

5.8 ÷ 6.2
%

4 ÷ 4,7
38 ÷ 43

Nguồn: tài liệu công ty bia Sài Gòn – Tây Đô

3.2. Hoa Houblon
Houblon (hình 3.3) thuộc họ dây leo sống lâu năm (30-40 năm) thích hợp với khí hậu ôn
đới nên được trồng phổ biến ở Đ c Tiệp Nga Pháp Mỹ Trung Quốc …

Hình 3.3: Hoa Houblon

7


Hoa Houblon có hoa đực và hoa cái riêng biệt cho từng cây trong sản xuất bia chỉ sử
dụng hoa cái chưa thụ phấn. Hoa đực không được sử dụng vì nó rất nh ch a ít lượng
phấn hoa (lupulin) chất đắng cũng rất kém.
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản đ ng th hai sau malt đại mạch trong công nghệ sản
xuất bia. Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu hương thơm đặc trưng làm tăng khả
năng tạo và giữ bền bọt tăng độ bền keo và độ ổn định thành phần sinh học của sản
phẩm do những đặc tính trên mà hoa houblon đóng vai trò là nguyên liệu không thể thay
thế trong ngành sản xuất bia. Thành phần hóa học hoa houblon thể hiện qua bảng 3.3
Bảng 3.3: Thành phần hóa học hoa houblon

Thành phần

Tỉ lệ (tính theo % chất khô)

Nước

11 – 13

Tổng chất đắng

15 – 21

Tanin

2,5 – 6

Tinh dầu thơm

0,3 – 1

Protein

15 – 21

Cellulose

12 – 14

Chất khoáng

5–8

Các hợp chất khác

26 – 28
Nguồn: Hoàng Đình Hòa, 2002

Các chất có giá trị của hoa houblon đối với công nghệ sản xuất bia.
+ Chất đắng: chất đắng có vai trò lớn trong sản xuất bia nó truyền cho bia có vị
đắng dịu tăng cường s c căng bề mặt cho bia nên góp phần giữ bọt cho bia lâu hơn và nó
có tính kháng khuẩn nên làm tăng độ bền sinh học cho bia. Thành phần chất đắng bao
gồm: α-acid đắng β-acid đắng nhựa mềm và nhựa c ng. Trong đó 90% độ đắng của bia
là do α-acid đắng gây ra ở giai đoạn houblon hóa các hợp chất α-acid đắng không trực
tiếp hòa tan vào dịch đường mà phải thông quá trình đồng phân hóa. Những sản phẩm
đồng phân này không những có độ hòa tan cao hơn mà còn gây ra độ đắng cao hơn nhiều
so với các hợp chất nguyên thủy.
+ Tinh dầu thơm: tinh dầu của hoa hòa tan vào dịch đường tồn tại trong bia và gây
mùi thơm đặc trưng nhẹ nhàng và dễ chịu. Là một hỗn hợp ph c tạp của các
hydratcarbon và nhiều hợp chất ch a oxy dạng tecpen. Nó dễ bay hơi dưới tác dụng của
nhiệt độ vì vậy mà hơn 90% lượng tinh dầu bay mất trong quá trình houblon hoá.
+ Tanin: tanin của hoa houblon là các polyphenol thuộc nhóm flavonoid có khả
năng kết hợp với protein cao phân tử tạo thành ph c chất không hòa tan nhờ đó mà loại
trừ được các cấu tử protein khó biến tính và kết lắng ra kh i dịch đường giúp bia trong
nhanh làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm.

8


Nhà máy sử dụng hai dạng chế phẩm của hoa houblon được nhập khẩu từ Đ c là:
houblon cao và houblon viên (hình 3.4).

Hình 3.4: Houblon cao và houblon viên

- Houblon cao: cung cấp vị đắng dịu cho bia dạng sệt. Houblon dạng này đã qua
quá trình trích ly cô đặc nhựa houblon nên hàm lượng acid đắng rất cao. Houblon cao
được đóng trong hộp sắt tây và bảo quản ở điều kiện lạnh.
- Houblon viên: cánh hoa houblon sau khi thu hoạch được sấy khô xay nhuyễn và
đóng thành viên tạo mùi đặc trưng cho bia. Dạng houblon này thành phần acid đắng ít
nhưng lượng tinh dầu nhiều chủ yếu dùng trích ly hương. Houblon viên được đóng gói
trong bao giấy nhôm và cũng được bảo quản trong điều kiện lạnh.
3.3. Nấm men
3.3.1. Giới thiệu
Từ lâu trong ngành sản xuất bia các giống nấm men được chia thành 2 nhóm:
+ Nhóm nấm men nổi:
- Nhiệt độ lên men từ 14 ÷ 25oC. (Lương Đức Phẩm, 2005)
- Lên men mạnh quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của môi trường.
- Khi quá trình lên men kết thúc các tế bào kết chùm hoặc chuỗi tạo thành lớp dày
trên bề mặt cùng với bọt bia bia tự trong chậm.
+ Nhóm nấm men chìm:
- Nhiệt độ lên men từ 4 - 12oC.
- Quá trình lên men xảy ra trong lòng môi trường nên khả năng lên men tốt.
- Khi lên men xong các tế bào kết thành chùm hoặc chuổi lắng xuống đáy nhanh
nhờ vậy bia trong hơn so với sử dụng men nổi.
Hiện tại nhà máy đang sử dụng nấm men chìm Saccharomyces carlsbergensis (hình 3.5)
được phân lập năm 1833 với đầy đủ các đặc tính của chủng nấm men chìm và nhiều ưu
điểm vượt trội:

9


Hình 3.5: S.carlsbergensis

- Lên men mạnh trong lòng môi trường kết lắng và làm trong bia nhanh.
- Lên men được glucose mannose galactose fructose saccharose malttose đặc
biệt là rafinose và các dextrin đơn giản lên men tốt thậm chí ở nhiệt độ thấp từ 6 - 10oC.
- Ngoài ra chủng nấm men này còn có khả năng tái sử dụng tốt (6 - 8 đời) tỉ lệ tế
bào chết <10% loại nấm men này đang được sử dụng khá phổ biến trên thế giới. Thành
phần hóa học của nấm men được thể hiện ở bảng 3.4.
Bảng 3.4: Thành phần hóa học của tế bào nấm men

Thành phần

Hàm lƣợng (% chất khô)

Cacbon

49,8

CaO

12,4

Nitro

6,7

Hydro

3,54

P2O5

2,34

K2O

0,04

SO3

0,42

MgO

0,38

Fe2O3

0,035

SiO

0,09
Nguồn: Nguyễn Đức Lượng, 1996

3.3.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình tăng sinh khối của nấm men
Nhiệt độ tối ưu cho quá trình tăng sinh khối 25 - 30oC ở 40oC nấm men ngừng hoạt động
và bắt đầu chết. Ở nhiệt độ thấp làm c chế quá trình tăng sinh khối của nấm men việc
c chế này mạnh hay yếu còn tùy thuộc vào chủng nấm men ngoài ra chúng không bị
tiêu diệt khi ở nhiệt độ -180oC.
Ở nồng độ dịch đường ≥ 20% quá trình phát triển và lên men ngừng hoạt động vì các tế

bào bị huyết tương hóa do áp lực thẩm thấu cao.
10


Hàm lượng CO2 cao làm giảm sự tăng trưởng sinh khối trong khi oxi cao làm tăng tốc độ
phát triển nấm men.
Hàm lượng cồn ≥ 0 5% có ảnh hưởng độc hại cho nấm men ảnh hưởng tăng khi nhiệt độ
tăng. Chất kháng sinh phụ thuộc vào nồng độ mà chúng sẽ giết chết nấm men như: Cl2 tự
do, florid, H2SO3 formol …
3.3.3. Các chỉ tiêu lựa chọn nấm men bia
Chọn men bia cần chú ý đến các chỉ tiêu sau:
- Khả năng kết lắng của nấm men có vai trò quan trọng trong sản xuất bia. Nấm
men chìm kết lắng ở dạng bông dưới đáy các bồn lên men còn men nổi thì nổi lên bề mặt
dịch lên men.
- S c lên men là điều quan trọng nhất trong thực tế sản xuất. Tốc độ lên men tùy
thuộc vào nhiều yếu tố: khả năng lên men của nấm men hoạt tính sinh lý và số lượng tế
bào của chúng trong môi trường nhiệt độ pH thành phần hóa học của dịch lên men…
Ngoài ra còn phụ thuộc vào hàm lượng các thành phần protein trong tế bào nấm men.
Quá trình sinh trưởng của nấm men phải gồm 5 giai đoạn: tiềm phát chỉ số chậm dần
cân bằng và suy vong.
- Trong giai đoạn tiềm phát nấm men làm quen với môi trường sinh khối chưa tăng
thành phần môi trường thay đổi không đáng kể.
- Giai đoạn chỉ số (logarit): là giai đoạn phát triển rất nhanh sinh khối tăng ồ ạt
kèm theo sự thay đổi mạnh mẽ của thành phần dịch lên men. Hầu hết tế bào còn trẻ có
hoạt lực sinh học cao.
- Giai đoạn chậm dần: tốc độ sinh trưởng của tế bào giảm sinh khối tăng không
đáng kể các thành phần dinh dưỡng trong nước nha còn lại ít các sản phẩm lên men
được tích tụ nhiều số tế bào nảy chồi rất thưa thớt.
- Giai đoạn ổn định: được bắt đầu khi số lượng tuyệt đối của tế bào nấm men trong
dịch lên men không tăng nữa.

- Giai đoạn chết: tốc độ chết của tế bào vượt lên tốc độ sinh sản lượng tế bào sống
giảm dần lượng sinh khối cũng giảm dần bởi hiện tượng tự phân của tế bào.
3.4. Thế liệu
Là nguyên liệu chưa nảy mầm dùng để thay thế một phần đại mạch.
Trên thế giới tùy điều kiện của mổi nước sẽ sử dụng các loại thế liệu khác nhau như:
gạo ngô bắp khoai … Mục đích sử dụng thế liệu là hạ giá thành sản phẩm cải thiện một
vài tính chất của sản phẩm tạo ra chủng loại bia chất lượng khác nhau.
Tuy nhiên sử dụng thế liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bia (mùi vị màu
sắc …). Do đó phải quan tâm đến thành phần hóa học của thế liệu.
11


Công ty đang sử dụng thế liệu là gạo với tỉ lệ thêm vào là 75% malt – 25% gạo gạo sử
dụng được nhà máy thu mua với độ ẩm < 15% tấm 25% tạp chất 0 04%.
Gạo được coi là thế liệu hàng đầu trong sản xuất bia do hàm lượng glucid khá cao giá
thành rẻ và thông dụng đối với Việt Nam hàm lượng lipid thấp nên không ảnh hưởng
đến độ bền bọt. Hiện nay công ty sử dụng thế liệu tỉ lệ là 25% malt lót là 10 - 20% so
với thế liệu. Thành phần của gạo thể hiện qua bảng 3.5
Bảng 3.5: Thành phần chính của gạo

Thành phần

% chất khô

Cacbohydrat

58 - 90

Các hợp chất ch a nitơ

5-8

Chất béo

0,2 - 0,4

Nước

13 - 14
Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv, 2007

3.5. Nƣớc
Là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia nước chiếm khoảng 90%
trọng lượng bia thành phẩm. Do đó thành phần của nước ảnh hưởng trực tiếp đến chất
lượng bia.
Thành phần hóa học của nước thường ch a các ion:


Cation: H+, Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Al3+ …



Anion: OH-, Cl-, HCO3-, CO32-, NO2-, NO3-, SO42-, PO43-, SiO32- …



Ngoài ra còn có các tạp chất bẩn các hợp chất dạng keo …

Nước có vai trò rất quan trọng trong sản xuất bia. Chính vì vậy phải đạt các yêu cầu của
công ty thông tin chi tiết được thể hiện ở bảng 3.6.

Bảng 3.6: Chỉ tiêu nƣớc dùng trong sản xuất bia của nhà máy

Tên chỉ tiêu

Đơn vị tính

Giá trị cho phép tối đa

Màu sắc

TCU

15

Mùi vị

_

Không có mùi vị lạ

Độ trong

%Neph

20

pH

_

6.2 - 7.5

Độ c ng

mg/L

300

Hàm lượng muối cacbonat

mg/L

250

Hàm lượng Clo tự do

mg/L

0,05

Hàm lượng Fe2+

mg/L

0,1

Hàm lượng SO42-

mg/L

250

Các muối NO3-, NO2-

mg/L

250

Coliform tổng số

0
12


E.coli hoặc Coliform chịu nhiệt

0
Nguồn: tài liệu công ty bia Sài Gòn – Tây Đô

Phƣơng pháp xử lý nƣớc:
Công ty hiện đang sử dụng nguồn nước máy của thành phố Cần Thơ và được xử lý theo
quy trình như sau:
Nước thành phố

Lọc cát
Lọc than
Lọc cation
Lọc anion

Lọc tinh

Nước nấu

Hình 3.6: Quy trình xử lý nƣớc

Nước máy thành phố được bơm vào bể ch a sau đó được đưa qua bồn lọc cát để giữ cặn
làm tăng độ trong tiếp tục nước từ bồn lọc cát được bơm qua bồn lọc than mục đích khử
Cl-. Nước sau khi khử Cl- được làm mềm khi qua lọc trao đổi ion lọc cation với mục đích
làm giảm độ c ng lọc anion nhằm làm giảm độ kiềm. Cuối cùng là lọc tinh để giữ lại cặn
có kích thước lớn hơn 10 µm làm cho nước trong sạch sử dụng trong nhà máy. Đối với
nước sử dụng để nấu bia được xử lý tia UV để sát khuẩn.
3.6. Các chất phụ gia
Trong quá trình sản xuất nhà máy có sử dụng các chất phụ gia tùy theo công đoạn sản
xuất các phụ gia được sử dụng với liều lượng thích hợp:
+ Acid lactic: để điều chỉnh pH thích hợp cho hoạt động của enzym ở nồi malt và
điều chỉnh pH dịch nha ở nồi sôi hoa đạt giá trị mong muốn.
+ Canxi clorua (CaCl2): sử dụng cho nồi malt cung cấp Ca2+ cho nấm men tăng độ
bền nhiệt cho hệ enzym amylase giúp đường hóa triệt để. Ion Cl- để điều vị tạo vị đậm đà
ổn định thành phần bia. Ngoài ra CaCl2 còn làm tăng khả năng trao đổi chất của nấm
men làm cho nấm men dễ kết lắng.

13


+ Clorua kẽm (ZnCl2): kích thích sự phát triển sinh khối của nấm men nếu thiếu
kẽm nấm men len men chậm nhưng nếu quá cao sẽ gây độc cho nấm men.
+ Caramel: tạo màu vàng cho bia để dịch đường đạt độ màu mong muốn.
+ Malturex-L: là hợp chất α-acetolactate decarboxlase được tinh chế từ vi khuẩn
Bacillus Subtillis để rút ngắn quá trình lên men phụ do ngăn cản sự hình thành diacetyl
bằng cách xúc tác phản ng decarboxyl hóa α-acetolactate tạo acetoin.

+ Collupulin: bản chất là enzym protease dùng phân hủy các hợp chất protein cao
phân tử hạn chế sự đục bia.
+ Vicant: là phụ gia cho vào bia có thành phần cấu tạo là erythobate và sodium
metabisulphite. Được sử dụng như là chất chống oxy hóa giúp ổn định mùi vị màu sắc
cho bia.
+ PVPP (polyvinylpolypyrolidone): dùng làm bột trợ lọc trong máy lọc đĩa nhằm
hấp thụ polyphenol làm tăng độ trong cho bia. Đây là hợp chất hữu cơ dạng bột không
tan trong tất cả các dung môi và trương nở trong nước. Bột PVPP rất đắt tiền và có khả
năng tái sử dụng.
+ Hyflo và Standard: Hyflo để tạo màng lần 1 Standar dùng để tạo màng lần 2
trong quá trình lọc ống.

14


CHƢƠNG 4: QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
4.1. Qui trình
Nhà máy Bia Tây đô sản xuất Bia theo sơ đồ hình 4.1
Malt

Gạo

Xử lý sơ bộ

Xử lý sơ bộ

Nghiền

Nghiền
Malt lót lần 1

Cân

Cân
Malt lót lần 2

Nấu

Nấu

Hồi cháo
Đường hóa

Lọc dịch
đường

Rửa bã
Bã

Nồi trung
gian
Đun sôi

Lắng xoáy

Làm lạnh

Lên men

Nấm men

Thu hồi men

Lọc bia

TBF

Chiết lon

Thành
phẩm

Hình 4.1: Qui trình sản xuất Bia tại nhà máy Bia Sài Gòn Tây Đô

15


4.2. Thuyết minh quy trình
4.2.1. Tiếp nhận nguyên liệu
Trước khi nhập các nguyên liệu vào kho bảo quản cần kiểm tra các thông tin như: tên nhà
sản xuất tên lô hàng kí hiệu lô trên bao bì số lượng phiếu kiểm tra chất lượng lô
hàng …Chú ý lấy nguyên liệu nhập trước sử dụng trước.
Gạo và malt từ kho bảo quản sẽ được nhập vào các silo ch a trước khi đưa vào quy trình
sản xuất. Tần suất nhập liệu vào silo là 4-5 ngày/lần đối với silo gạo và 5-7 ngày/lần đối
với silo malt.
Ở mỗi silo đều bố trí quạt hút nhằm loại b bụi bẩn trong nguyên liệu đồng thời làm
giảm lượng khí có trong silo thuận lới cho quá trình bảo quản nguyên liệu.
Trước khi nấu phải kiểm tra lại chất lượng gạo và malt trong các silo. Chủ yếu kiểm tra
các chỉ tiêu cảm quan của nguyên liệu như: màu sắc mùi vị độ ẩm … đảm bảo nguyên
liệu không bị hư h ng trước khi nấu

4.2.2. Làm sạch nguyên liệu (malt và gạo)
Nguyên liệu từ silo được gàu tải vận chuyển đến máy sàng (hình 4.2). Sàng hoạt động
theo nguyên tắc khí động và lắc phẳng và được bố trí với độ nghiêng không lớn hơn 7 50
so với phương ngang nguyên liệu sẽ được đưa vào từ đầu cao hơn của sàng.

Hình 4.2: Máy sàng

Cửa nạp liệu của máy sàng được bố trí theo hình zít zắc giúp phân tán nguyên liệu để
quá trình làm sạch hiệu quả hơn. Sau khi qua cửa nạp liệu nguyên liệu sẽ rơi xuống sàng.
Nhiệm vụ của sàng rung là tách sạn hút bụi làm sạch nguyên liệu trước khi đưa vào
nghiền. Để tách những tạp chất kim loại người ta có lắp một hệ thống nam châm ngay
trên sàng rung.
Trên sàng có bố trí một lưới sàng kích thước của lổ lưới nh hơn kich thước của hạt
nguyên liệu (2mm) lưới chỉ có tác dụng thông gió để luồng không khí từ quạt thổi bên
dưới sàng thổi lên đủ để nâng hạt nguyên liệu lên còn các hạt đá sạn nặng hơn thì nằm
lại bên dưới sàng. Khi sàng rung dưới tác dụng của lực ma sát và do sự khác nhau của
16


tính chất bề mặt của nguyên liệu và tạp chất hạt nguyên liệu sẽ di chuyển về phía đầu
thấp hơn của sàng rơi xuống phiểu tháo liệu và được gào tải vận chuyển đến máy
nghiền. Đối với đá sạn sẽ di chuyển về hướng ngược lại (phía đầu cao hơn của sàng) và
ra ngoài qua cửa tháo sạn. Và để tách bụi tạp chất nh lơ lửng người ta có gắn thêm
quạt hút thông với sàng rung. Không khí có lẫn bụi được đưa đến các máy tách sạch bụi
và được thải ra ngoài. Đối với lưới sàng phải tiến hành làm vệ sinh 1 tuần/lần nhằm
tránh hiện tượng tạp chất làm tắt lưới sàng. Đối với nam châm thì 2-3 ngày/một lần.
4.2.3. Nghiền – cân
Mục đích: phá vỡ cấu trúc tinh bột của hạt nghiền hạt thành nhiều mảnh nh nhằm tăng
bề mặt tiếp xúc với nước giúp cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần nội nhũ
nhanh hơn thúc đẩy quá trình hồ hóa các quá trình thủy phân khác nhanh và triệt để hơn.

Nguyên liệu sau quá trình làm sạch sẽ được gàu tải vận chuyển vào phiểu nạp liệu của
máy nghiền. Trước khi malt và gạo tiếp xúc với bộ phận nghiền sẽ được đưa qua nam
châm nhằm loại các mảnh kim loại còn sót trong nguyên liệu tránh ảnh hưởng tới quá
trình nghiền.
Đối với nguyên liệu là gạo sử dụng máy nghiền búa (hình 4.4) để làm nh nguyên liệu
vì gạo đòi h i phải được nghiền càng mịn càng tốt nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá
trình đường hóa và hồ hóa. Gạo được nghiền nát nhờ vào lực va đập của búa nghiền vào
lưới nghiền và do sự cọ xát giữa các hạt với nhau. Lưới nghiền có kích thước lỗ lưới là 22,5 mm hạt được búa va đập đến khi nào có kích thước nh hơn lỗ lưới thì sẽ rơi xuống
phiểu tháo liệu và đưa ra ngoài. Tốc độ quay của cánh búa là 3000 vòng/phút. Khi tiến
hành nghiền cần phải khởi động hệ thống hút bụi bẩn và các hạt bụi lơ lửng sinh ra trong
quá trình nghiền bụi này được đưa vào hệ thống thu hồi bụi và có thể được sử dụng lại.
Đối nguyên liệu là malt đại mạch: malt sẽ được nghiền nh bằng máy nghiền trục (hình
4.3) gồm có 2 cặp trục quay ngược chiều nhau vì loại máy này tạo ra bột malt có kích
thước thích hợp nhất do đó vừa đảm bảo bột malt được nghiền mịn lại vừa giữ được lớp
v trấu nguyên vẹn làm thành một lớp trợ lọc tốt tăng hiệu suất của quá trình lọc. Kích
thước khe hở giữa các cặp trục có sự khác nhau đối với cặp trục phía trên dùng để nghiền
thô là 1,5 mm còn đối với cặp trục phía dưới dùng để nghiền mịn thì có kích thước nh
hơn khoảng 0 45-0,75 mm. Sau khi qua phiểu nạp liệu của máy nghiền hạt malt được
nghiền sơ bộ ở 2 trục phía trên. Sau đó bột malt sẽ rơi xuống 2 trục phía dưới tiếp tục
nghiền cho đến đạt đường kính theo yêu cầu là 2 2–2 5 mm thì kết thúc quá trình nghiền.
Trong quá trình nghiền cần thường xuyên kiểm tra chất lượng của bột nghiền và lượng
nguyên liệu đưa vào. Nếu phát hiện trong bột gạo xuất hiện hạt nguyên còn với malt là
xuất hiện hạt nguyên hoặc v bị nghiền nát thì phải có biện pháp xử lý điều chỉnh tốc độ
quay của búa nghiền hoặc khoảng cách của các khe nghiền thời gian nghiền và lượng
nguyên liệu nạp vào cho thích hợp.

17


Hình 4.3: Máy nghiền trục

Hình 4.4: Máy nghiền búa

Sau khi nghiền xong bột malt và bột gạo được gàu tải vận chuyển đến bồn cân tự động
(hình 4.5). Khối lượng bột gạo cần cho một mẻ nấu là 770 kg. Khối lượng bột malt là
2310 kg. Ở 2 bồn cân bột gạo và bột malt cũng bố trí quạt hút nhằm thu hồi các bụi lơ
lửng và có thể sử dụng trong quá trình nấu.

Hình 4.5: Bồn cân tự động

Kích thước bột gạo phải nh và mịn hơn bột malt nhưng không được quá mịn sẽ gây đục
và khó lọc bia. Thành phần bột malt sau khi nghiền phải đạt tỉ lệ v trấu là 15-18% tỉ lệ
tấm thô là 18-22% tấm mịn là 30-35% bột malt là 25-35%, v malt càng nguyên vẹn
càng tốt nếu v trấu mịn sẽ gây cản trở quá trình lọc và gây vị chát cho bia.
Công suất của máy nghiền gạo là 1 tấn/giờ nghiền malt là 2 5 tấn/giờ. Phải cân đúng
khối lượng nguyên liệu cung cấp cho một mẻ nấu bột gạo là 770 kg bột malt là 2310
kg.
4.2.4. Nấu
Mục đích: làm trương nở các hạt tinh bột trong dịch hồ nóng làm cho các liên kết trong
tinh bột trở nên l ng lẻo tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme amylase thủy phân tinh bột

18


thành các dextrin đơn giản maltose và một lượng không đáng kể glucose tạo thuận lợi
cho quá trình đường hóa. Giãn đồ nấu được thể hiện qua hình 4.6.

Giãn đồ nấu bia Sài Gòn Tây Đô
110

100 0C

100
90

830 C

80

720C

750C

720 C

76 0C

Nhiệt độ (oC)

0

70
60
500C

50
40
30

Gạo

Malt

20
10
0
0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

Thời gian (phút)

Hình 4.6: Giãn đồ nấu bia Sài Gòn Tây Đô

Do gạo là nguyên liệu chưa được ươm mầm nên cần nấu trước malt khoảng 80 phút
lượng bột gạo dung cho một mẻ nấu là 770 kg tổng thời gian nấu gạo là 110 phút. Bột
gạo từ bồn cân tự động được vít tải vận chuyển vào nồi nấu (hình 4.7) trước khi cho bột
gạo vào nồi tiến hành cho khoảng 3 hL nước vào trước nhằm chống bột gạo dính vào
đáy nồi gây khét (lúc này cánh khuấy trong nồi bắt đầu hoạt động).

Hình 4.7: Nồi malt và nồi gạo

Sau đó cho vào một lượng malt lót (khoảng 16-17% trọng lượng gạo) và được chia làm 2
lần. Lần th nhất pha đồng thời 63 kg bột malt lót hòa trộn với 2 hL nước (nấu bia) cho
vào nồi nấu giúp cho sự hồ hóa tinh bột dễ dàng hơn do malt cung cấp một lượng lớn
19