Tận dụng và xử lý ppl trong sản xuất bia

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN
XỬ LÝ PHẾ PHỤ LIỆU TRONG CNTP
ĐỀ TÀI NHÓM 6:

TẬN DỤNG VÀ XỬ LÝ PHẾ PHỤ LIỆU
TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA
GVHD: Th.S LÊ HƯƠNG THỦY
SVTH: Nguyễn Hải Dương
Nguyễn Tiến Bảo
Phan Văn Đại
Ngô Vương Thiệu Huy
Nhan Văn Hoàng Phúc

13030051
13016091
13021581
13014041
13028631


DANH SÁCH BẢNG VẼ


DANH SÁCH HÌNH VẼ


MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU
Hằng năm ngành công nghiệp thực phẩm nước ta thải ra một lượng đáng kể các
loại cặn bã,… Việc tận dụng phế phụ liệu đã và đang ngày càng thu hút sự chú ý của
nhiều nhà sản xuất ở các cơ sở trong và ngoài ngành thực phẩm.
Hiện tại và tương lai, ngành công nghiệp thực phẩm nước ta sẽ phát triển mạnh
mẽ và do đó lượng phế phụ liệu sẽ ngày càng nhiều thêm. Việc tận dụng phế phụ liệu
thực phẩm vào nhiều mục đích không những đem lại hiệu quả kinh tế lớn, mà còn mở
ra hướng lợi dụng tổng hợp và hợp lý nhất các loại nguyên liệu thực phẩm ở nước ta.
Trong các quy trình sản xuất thực phẩm, thì quuy trình công nghệ sản xuất bia
đem lại một lượng lớn phế phụ liệu: bã malt, nấm men bia,… rất có giá trị nếu ta biết
tận dụng và sản xuất những sản phẩm mới hiệu quả, có ích.
Trong bài tiểu luận này, nhóm chúng nghiên cứu đã tìm hiểu và trình bày sơ lược
về những cách tận dụng và một số phương hướng có thể làm tăng giá trị của các loại
phế phụ liệu trong quy trình công nghệ sản xuất bia.


1

TỔNG QUAN PHẾ PHỤ LIỆU TRONG QUY TRINH CÔNG NGHỆ SẢN
XUẤT BIA

1.1 Tổng quan về phế phụ liệu
Bia (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp: bière) nói một cách tổng thể, là một loại đồ uống
chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men đường lơ lửng trong môi trường lỏng
và nó không được chưng cất sau khi lên men. Dung dịch đường không bị lên men thu
được từ quá trình ngâm nước gọi là hèm bia hay "nước ủ bia". Hạt ngũ cốc, thông
thường là lúa mạch được ủ thành mạch nha. Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia,
qua quá trình này có những sản phẩm được thải ra từ quy trình sản xuất bia, chúng có

thể lại là nguồn nguyên liệu đầu vào cho sản phẩm khác. Trong quy trình sản xuất bia
thải ra rất nhiều loại phế liệu: bã malt, mầm malt, nấm men bia, cặn protein, phế liệu
hạt và CO2 sinh ra từ quá trình lên men. nếu không có biện pháp xử lý sẽ gây lãng phí
và ảnh hưởng đến môi trường. Vì vậy cần có biện pháp tận dụng nguồn nguyên liệu
này.
Nấm men bia:
- Nấm men bia thu được từ các nhà máy bia rất lớn. Với mức tăng trưởng nhanh
của ngành công nghiệp sản xuất bia thì lượng nấm men dư thừa thải ra ngày một
nhiều.
Bảng 1.1. Lượng bia tiêu thị theo các vùng của thế giới năm 2008 và 2009
Khu vực

2
0
0
8

2
0
0
9

Tổng sản 1
lượng (tỷ 8
lit)
0

1
8
1

Châu Á –
Thái Bình
Dương (tỷ
lit)

5
5
.
4
4

5
8.
6
7

Châu Âu 5
(tỷ lit)
7
6

5
5.


.
9
6

1
5

(Nguồn: Theo số liệu của Viện nghiên cứu Lối sống và Thực phẩm Kirin)
- Khi lên men 1 hectolit dịch đường thường nhận được khoảng 2 lit men đặc bẩn.
Sau khi rây và rửa sạch, lượng đó còn lại là 1.5 lit. Tuy nhiên, chỉ có 0.5 lit trong đó
được dùng để lên men mẻ sau, 1 lit còn lại là dư thừa. Nếu công suất của một nhà máy
bia là 10 triệu lit/năm thì hằng ngày lượng sinh khối đặc dư thừa sẽ từ 300-350 lit. Ở
Việt Nam Theo thống kê của Bộ Kế hoạch – đầu tư, bốn tháng đầu năm 2012 các
doanh nghiệp trong nước đã sản xuất 714.6 triệu lit bia các loại. Tốc độ tăng trưởng
ngành bia tại Việt Nam ước tính đạt 15% năm. Năm 2011, Việt Nam có khoảng 250 cơ
sở sản xuất bia có trụ sở ở hầu khắp các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng về số
lượng. Trong số này, có hơn 20 nhà máy đạt công suất trên 20 triệu lit/năm và 15 nhà
máy có công suất lớn hơn 15 triệu lit/năm. Do vậy, khối lượng nấm men bia thu được
tại các nhà mày bia tại Việt Nam là rất lớn. Ước tính cứ trung bình 100lit bia thu được
1.5kg nấm men khô, trong đó chứ 700g protein. Năm 2005 sản lượng bia của nước đạt
1.5 tỉ lit, tương ứng với 18 triệu tấn sinh khối nấm men thải ra. Đến năm 2010 sản
lượng bia của các nước đạt 2.5 tỉ lit và nấm men thải ra là 30 triệu tấn. Như vậy lượng
protein có chất lượng cao từ nấm men thải ra của quá trình sản xuất bia nếu tận dụng
được là không nhỏ. Tận thu được lượng phế liệu đó không những góp phần làm giảm
sự ô nhiễm môi trương mà còn mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Bã malt: Hiệu suất bã malt ướt trung bình chiếm 115-130% trọng lượng của hạt
đưa dịch hóa, hoặc 2.3 tấn trên 1000 dcl (decalit) bia thành phẩm. Năm 1960, Liên Xô
sản xuất 250.82 triệu decalit bia, đã thu được khoảng 576.9 nghìn tấn bã tươi. Năm
1965 khi sản lượng bia tăng lên 335 triệu decalit thì lượng bã tươi có thể thu 770.43
nghìn tấn bã tươi.
Mầm malt: Phế phụ liệu mầm khô chiếm 3-5% trọng lượng malt thu được hoặc
khoảng 90kg/1000decalit bia sản xuất ra. Năm 1960 lượng mầm malt gồm khoảng
22.6 nghìn tấn. Năm 1965 thu được khoảng 31.9 nghìn tấn mầm malt.
Cặn protein: Sản lượng cặn protein (cặn hoa houblon) ép chiếm khoảng

35kg/1000decalit bia. Năm 1960 thu được khoảng 8.778 nghìn tấn cặn protein
7


Các phế liệu hạt: Năm 1960 trong sản xuất bia có khoảng 622.5 nghìn tấn hạt
lương thực được đem sản xuất đã tạo ra được 72.8 nghìn tấn phế liệu bán được, ứng
với 36.4 nghìn tấn đơn vị thức ăn gia súc. Năm 1965, tăng chế biến hạt lương thực lên
836 nghìn tấn.
1.2 Hiện trạng xử lý phế phụ liệu và xu hướng tận dụng phế phụ liệu
Các phế phụ liệu rắn trong quy trình công nghệ sản xuất bia:
- Phế phụ liệu rắn phát sinh từ quá trình sản xuất được ở nhiều công đoạn. Lượng
phế phụ liệu rắn phát sinh phụ thuộc vào công nghệ sản xuất, trình độ thao tác công
nhân và các biện pháp quản lý mặt bằng… Các phế phụ liệu rắn bao gồm các phế phụ
liệu giàu chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học và các chất khó phân hủy sinh học.
- Phế phụ liệu rắn dễ phân hủy sinh học chiếm lượng lớn bao gồm bã malt và
men bia… có thể được tận thu: cứ 100 kg nguyên liệu ban đầu có thẻ thu được 125 kg
bã tươi với hàm lượng chất khô 20 – 25%.
- Bã malt được dùng làm thức ăn gia súc. Men bia có giá trị dinh dưỡng cao, có
thể sử dụng làm thuốc chữa bệnh, thuốc bổ và làm thức ăn bổ sung cho gia súc rất hiệu
quả.
- Mầm malt, các phế liệu hạt tạo ra trong quá trình làm sạch, phân loại, ngâm hạt
đại mạch và nghiền malt cũng được tận dụng làm:
+ Chất ổn định từ mầm malt.
+ Sản xuất chế phẩm enzyme từ mầm malt.
+ Bổ sung vào thức ăn gia súc.
+ Được dùng để sản xuất acid lactic.
+ Làm nguồn nito cho sản xuất nấm men từ rỉ đường.
+ Điều chế các chế phẩm enzyme: protease.
- Bã hoa houblon và cặn protein ít được sử dụng cho chăn nuôi vì có vị đắng,
thường được xả ra cống làm tăng tải lượng ô nhiễm cho nước thải. Cặn protein có thể

được dùng làm thức ăn cho cá. ở nhiều nước người ta đã dùng cặn này làm chất kết
dính cho làm đường và làm phân bón.
- Các phế phụ liệu không thể xử lý sinh học bao gồm bao bì, thuỷ tinh, két nhựa,
xỉ than, chất trợ lọc… Những phần có giá trị có thể hợp đồng bán lại cho các cơ sở sản
xuất như bao bì, vỏ lon, chai. Xỉ than được tận dụng sản xuất vật liệu xây dựng. Phần
còn lại được thu gom và vận chuyển cùng với rác thải sinh hoạt.
Một số phế phụ liệu khí chính phát sinh gồm:
8


- Khí CO2: sinh ra trong quá trình lên men chính. Khí này có thể tận thu nhờ
thiết bị thu hồi và được đóng chai ở áp lực cao để sử dụng cho quá trình sản xuất bia.
- SO2, NOx, CO2, CO, bụi than… phát sinh chủ yếu do đốt than, dầu ở lò hơi.
Các khí này đều là khí độc gây tình trạng nhức đầu, chóng mặt, các bệnh về mắt,
bệnh về đường hô hấp, bệnh ngoài da… làm ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ của người
lao động và người dân sống gần các nhà máy bia. Đây cũng là các khí gây nên tình
trạng mưa axit làm phá huỷ các công trình kiến trúc, phá huỷ hạ tầng cơ sở…
Như vậy, nhà máy có thể tái sử dụng thu hồi nguyên liệu này để sử dụng cho các
quy trình sản xuất sau.
Nguồn nước thải từ quy trình công nghệ sản xuất bia:
- Có thể nói, nước thải là đối tượng cần quan tâm xử lý nhất ở nhà máy bia. Vì
lượng nước thải phát sinh là khá lớn và có mức độ ô nhiễm cao các chất hữu cơ, các
chất độc hại từ quá trình rửa vỏ trai, vỏ thùng… Nguồn phát sinh nước thải của nhà
máy bia gồm có nước thải sản xuất, nước thải sinh hoạt và nước mưa chảy tràn.
- Nước thải phát sinh từ quá trình sản xuất bia là nguồn thải chính cần quan tâm
nhiều nhất. Quá trình sản xuất bia đã sử dụng một lượng lớn nước vì thế cũng làm phát
sinh lượng nước thải đáng kể. Lượng nước thải lớn gấp 10 – 20 lần lượng bia thành
phẩm. Nước thải của sản xuất bia bao gồm:
- Nước làm lạnh, nước ngưng: đây là nguồn nước thải ít hoặc gần như không gây
ô nhiễm, có khả năng tuần hoàn tái sử dụng.

+ Nước thải từ bộ phận nấu, đường hoá: chủ yếu là nước vệ sinh thùng nấu,
bể chứa, sàn nhà… nên chứa bã malt, tinh bột, bã hoa, các chất hữu cơ…
+ Nước thải từ hầm lên men: là nước vệ sinh các thiết bị lên men, thùng chứa,
đường ống, sàn nhà, xưởng sản xuất… có chứa bã men và chất hữu cơ…
+ Nước thải từ công đoạn rửa chai: đây cũng là một trong những dòng thải có
độ ô nhiễm lớn trong quá trình sản xuất bia. Về nguyên lý chai để đóng bia được
rửa qua các bước: rửa với nước nóng, rửa bằng dung dịch kiềm loãng nóng (1 – 3%
NaOH), tiếp đó là rửa sạch bẩn và nhãn bên ngoài chai và cuối cùng là phun kiềm
nóng rửa bên trong và bên ngoài chai, sau đó rửa sạch bằng nước nóng và nước
lạnh. Do đó dòng thải của quá trình rửa chai có độ pH cao và làm cho dòng thải
chung có giá trị pH cao, nếu không kiểm soát có thể làm chết các vi sinh vật ở bể xử

9


lý vi sinh. Vì vậy, trước khi đưa nước thải vào hệ thống xử lý cần có bể điều hòa,
trung hòa.
- Thành phần hữu cơ gây ô nhiễm trong nước thải của sản xuất bia bao gồm
protein và amino axit từ nguyên liệu và nấm men, hydrat cacbon (dextrin và đường)
cũng như pectin tan hoặc không tan, axit hữu cơ, rượu… từ nguyên liệu và sản phẩm
rơi vãi.
1.3 Các quy định của Việt Nam và thế giới về quản lý xử lý phế phụ liệu
Xử lý nước thải nhà máy bia: Nước thải sản xuất bia chủ yếu phát sinh từ quá
trình rửa, vệ sinh máy móc, thiết bị và vệ sinh nhà xưởng, chủ yếu tập trung ở khu vực
lên men, lọc bia và chiết sản phẩm. Nước thải sản xuất bia có thành phần phức tạp.
Nồng độ chất hữu cơ cao và thường ở dạng lơ lửng lẫn dạng hòa tan; Lượng chất rắn
lơ lửng cao; Nhiệt độ cao; Độ pH dao động lớn; Nước thải thường có màu xám đen;
Ngoài ra còn chứa lượng N và P.
Để xử lý có hiệu quả nước thải sản xuất bia, nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn
QCVN 40:2011/BTNMT.

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia được Công ty áp dụng xử lý đảm
bảo chất lượng nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn 40:2011/BTNMT.

10


Với đặt thù sản xuất bia đòi hỏi phải sử dụng lượng nước rửa và vệ sinh khá lớn.
Đặt tính chung của nước thải trong sản xuất bia là chứa nhiều chất gây ô nhiễm
với chủ yếu các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo, chất ở dạng lắng và lơ lửng, một số
chất vô cơ hòa tan hợp chất nito và photpho.
Tất cả các chất ô nhiễm có trong nước thải đều từ thành phần như bã malt, cặn
lắng trong dịch đường lên men, các hạt trợ lọc trong khâu lọc bia, xác men thải khi
rửa thùng lên men, bia thất thoát cùng nước thải trong khâu chiết và khâu làm nguội
chai sau khi thanh trùng.

11


2

CÁC PHẾ PHỤ LIỆU TRONG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

2.1 Bã malt
2.1.1 Công đoạn thu nhận
Bã malt là phế liệu sau khi nấu bia. Trong quá trình dịch hóa và đường hóa dưới
tác dụng của các enzyme amilaza, proteaza và các enzyme khác 65-70% chất khô của
malt sẽ chuyển vào dịch sau khi lọc, phần còn lại nằm ở trong bã malt. Tùy thuộc vào
phương pháp tách và vận chuyển mà độ ẩm của bã dao động từ 75-85%.
2.1.2 Thành phần của bã malt
Cứ trung bình 100kg malt tạo nên 130-150kg bã ướt có chứ 80% hàm lượng

nước. Trong bã khô có các thành phần với giá trị trung bình như sau:
Bảng 2.2. Thành phần dinh dưỡng của bã malt khô
Thành phần

Hàm
(%)

Protein

28

Chất béo

8.2

Chất chiết không chứa nito

41

Cellulose

17.5

Chất vô cơ

5.3

lượng

Nguồn: Densikow M.T., 1963

12


Bảng 2.3. Thành phần dinh dưỡng của bã malt
Chỉ số
Độ ẩm
Protein
Lipid
Chất hòa tan không có nitro
Xenluloza
Tro
Nhiệt lượng bã tính bằng cal
Nguồn: Densikow M.T., 1963
Tro của bã malt cũng giàu muối photpho, canxi, magie và hàm lượng của chúng
phụ thuộc vào hàm lượng của nước dùng để dịch hóa.
Bảng 2.4. Thành phần trung bình các chất của tro
Hàm lượng (%)
3.9
0.5
11.9
11.5
40.5
25.3
Nguồn: Densikow M.T., 1963
2.1.3 Đặc điểm, tính chất
Bã malt tươi thường có dạng sệt của các sản phẩm hạt nghiền thô, có màu nâu
nhạt, vị ngọt và mùi mạch nha. Hiệu suất bã malt ướt trung bình chiếm 115 – 130 %
trọng lượng của hạt đưa dịch hoá, hoặc 2.3 tấn/1000dcl (decalit) bia thành phẩm.
Trong quá trình dịch hóa, dưới tác dụng của men amilaza, proteaza và các men

khác thì 65-70% chất khô của malt sẽ chuyển vào dịch sau khi lọc, phần còn lại nằm
13


trong bã. Tùy thuộc vào phương pháp tách và phương tiện vận chuyển mà độ ẩm của
bã dao động từ 75 đến 85%.
Vì có độ ẩm cao, đặc biệt là vào mùa hè, bã rất dễ bị hỏng, do đó việc bảo quản
lâu dài rất khó khăn. Do đó, bã này chỉ có thể được dùng ở các nông trường và nông
trang gần đó trong khoảng thời gian rất ngắn. Để bảo quản bã lâu hơn, ở một số xí
nghiệp nước ngoài người ta ủ bã trong các hầm xi măng đặc biệt. Ngoài ra, còn có thể
sấy khô bã.
2.1.4 Hướng phát triễn, nghiên cứu bã malt bia
 Làm nước chấm lên men:
Trong bã malt còn sót lại một lượng chất dinh dưỡng khá lớn (25-30%) chiếm
khoảng 1/5 giá trị dinh dưỡng của hạt đại mạch. Trong bã còn sót lại một ít đường và
có nhiều protein, hàm lượng chất chiết còn lại trong bã là 0.8-1%.
Sau khi các thành phần của malt hòa tan vào nước để thu nhân dịch đường thì
người ta sẽ tiến hành lọc để loại bỏ vỏ và bã malt. Cứ trung bình 100kg malt thì cho ra
130 – 150kg bã ướt, với hàm lượng giá trị dinh dưỡng khá cao. Vì vậy, để tận dụng
nguồn lợi từ đây, người ta đã tiến hành phối trộn với bánh dầu đậu phộng để tạo nên
một loại nước chấm thích hợp với tiêu chí tiêu dùng hiện nay.
 Làm thức ăn cho gia súc:
Do giá trị dinh dưỡng tương đối cao:chiếm 1/5 giá trị dinh dưỡng của hạt đại
mạch, hàm lượng chất xơ khá lớn nên rất tốt cho hệ tiêu hóa, vì thế bã malt rất thích
hợp để chế biến thức ăn gia súc. Tuy nhiên, chúng thường không chứa bất cứ một loại
vitamin nào nên không thể chỉ sử dụng bã malt làm thức ăn gia súc mà phải bổ sung
thêm một số thực phẩm khác. Đối với các loại bã đã sấy khô, giá trị thức ăn gia súc
của nó bị giảm đi 25 – 30% do việc các chất hòa tan bị thoát ra, nhưng lại tăng khả
năng vận chuyển và tính bền của bã.
Bã malt tươi và khô là thức ăn kích thích tạo sữa và thịt khá tốt, do đó nó được

dùng làm thức ăn cho bò sữa và cho các loại súc vật có sừng lớn (trâu, bò) và lợn.

14


2.2 Mầm malt
2.2.1 Công đoạn thu nhận
Mầm malt được tách ra khỏi malt trong thời gian sấy và khi xử lý malt trên máy
tách mầm. Trong công nghiệp bia, phế liệu mầm khô chiếm 3-5% trọng lượng malt thu
được.
2.2.2 Thành phần của mầm malt
Thành phần của mầm malt như sau:
Bảng 2.5. Thành phần hóa học của mầm malt
Malt màu nhạt
8.80
30.06
1.95
44.53
8.64
6.02
Nguồn: Densikow M.T., 1963

15


Bảng 2.6. Dưới đây là các số liệu về giá trị thức ăn giá súc của mầm malt trong 100kg
mầm malt

Nguồn: Densikow M.T., 1963
2.2.3 Đặc điểm, tính chất

Mầm malt có hàm lượng chất dinh dưỡng cao. Nó cũng là loại thức ăn gia súc
cho năng suất cao ở trong ngành chăn nuôi.
Trong công nghiệp chế biến bia, phế liệu mầm khô chiếm 3 – 5% trọng lượng
malt thu được hoặc khoảng 90kg trên 1 nghìn decalit bia sản xuất ra.
Mầm malt cũng được trộn vào thức ăn gia súc khác để nuôi súc vật. Nó được đưa
vào khẩu phần ăn của trâu bò với một lượng 2 – 3kg trên một đầu con vật. Mầm có
tính hút nư ớc cao và tăng thể tích khá lớn khi hấp thụ nước. Do đó cần phải bảo quản
mầm ở nơi khô ráo vì ở nơi ẩm ướt mầm bị mốc rất nhanh và trở nên rất độc.
2.2.4 Hướng phát triễn, nghiên cứu mầm malt
 Làm thức ăn chăn nuội:
Trong ngành chăn nuôi, mầm malt được sử dụng làm thức ăn gia súc vì hàm
lượng các chất dinh dương trong mầm malt rất cao. Người ta thường trộn 2-3kg mầm
malt vào trong khẩu phần ăn của một con vật, thường là trâu bò (trừ bò cái còn non).
Nhưng do mầm có tính hót ẩm cao và tăng thể tích khá lớn nên phải bảo quản mầm ở
nơi khô ráo tránh để mầm lên mốc và mang tính độc.
 Sản xuất các chất ổn định:
- Trong công nghiệp thực phẩm, mầm malt được dùng để sản xuất acid lactic và
làm nguồn cung cấp nito cho quá trình sản xuất nấm men từ rỉ đường.
16


- Ngoài ra do trong mầm malt còn có các enzyme khác nhau nên mầm malt có
khả năng thúc đẩy sự lên men của dịch đường. Do đó, mầm malt là nguyên liệu rất tốt
để điều chế các chế phẩm enzyme như protease. Các sản phẩm phụ thu được trong quá
trình điều chế các chế phẩm enzyme là những chết dễ hấp thụ như: acid amine và các
dịch đặc lipid – vitamin.
2.3 Nấm men bia
2.3.1 Công đoạn thu nhận
Nấm men bia là một phế phẩm của sản xuất, được nằm lại trong các thùng lên
men và các hầm chứa sau khi lên men chính và lên men phụ. Men bia có giá trị dinh

dưỡng cao và chữa bệnh tốt.
Tổng hiệu suất của men bia ép chiếm từ 5-10g/l bia.
2.3.2 Thành phần nấm men bia
Bảng 2.7. Thành phần hóa học của nấm men bia ép chứa

Nguồn: Densikow M.T., 1963
Bảng 2.8. Theo Uxta chất khô của men bia có thành phần như sau

17


Nguồn: Densikow M.T., 1963
Men bia có chứa phức hợp vitamin nhóm B (B3, B4, B5, B7), vitamin E, vitamin
H, acid nicotinic (vitamin PP), acid panthonic, biotin, inozit, yếu tố Z và hàng loạt các
nhân tố hormone, tiền vitamin D (ecgosterin) và các chất sinh trưởng (biot I, biot II).
Bảng 2.9. Hàm lượng vitamin của nấm men bia sấy khô
Hàm lượng (µg/g)
50-360
36-42
320-1000
25-100
15-80
100
0.5-1.8
9-102
2700-5000
Nguồn: Pyke, 1958
2.3.3 Đặc điểm, tính chất
Nấm men bia có nhiều vitamin và glutation hơn nấm men bánh mì. Glutation là
yếu tố điều chỉnh quá trình oxy hóa khử của hàng loạt các chất khác giúp cho việc bình

thường hóa sự trao đổi chất trong cơ thể sống. Do đó nấm men bia là chất bổ sung dinh
dưỡng có giá trị đặc biệt, thúc đẩy việc sử dụng các chất dinh dưỡng khác. Dựa trên cơ
sở đó khi cho nấm men bìa vào khẩu phần thức ăn của gia cầm, lợn con và trâu bò non
sẽ có tác dụng rất tốt. Bên cạnh đó, chính bản thân men bia còn là loại thực phẩm và
thức ăn gia súc rất tuyệt.
Protein cùng các chất chứ nito khác chiếm 50-70% vật chất khô của nấm men
bia. 90% tổng lượng nito nằm trong các protein thực sự. Khoảng 10% tổng lượng nito
đó của men bia là các acid amine (leucine, tyrosine…). Trong tro của nấm men bia
chứa khoảng 50% H3PO4, 30% K, cũng như Ca, Mg và các chất khác. Mặt khác, trong
18


các chất hữu cơ của tế bào nấm men thì protein là thành phần có giá trị nhất. Tính chất
protein của nấm men gần giống như protein nguồn gốc động vật. Protein của nấm men
bia chứa khoảng 20 acid amine, trong đó có đủ các acid amine thiết yếu.
Trong nấm men bia cũng chứa lipid, trong đó có 23.1% lipid rắn và 76.1% lipid
lỏng. Lipid rắn gồm acid palmitic (61.3%) và acid (38.3%). Trong thành phần lipid
lỏng của men bia có acid oleic, acid limolenic và acid linoleic. Trong lipid của men bia
còn chứa các photphatic – lecitin và cefatin.
Chất khoáng chiểm khoảng 5-11% có vai trò quan trọng trong hoạt động của tế
bào nấm men, đặc biệt là photpho có trong thành phần photphatide, nucleprotein.
Ngoài ra, trong tế bào nấm men còn chứa các ion kali, magie, sắt, lưu huỳnh và acid
silic.
2.3.4 Hướng phát triễn, nghiên cứu nấm men bia
- Ngoài việc được sử dụng làm chất bổ trợ dinh dưỡng và thức ăn gia súc, nấm
men bia còn được dùng làm thuốc chữa bệnh và thuốc bồi dưỡng. Để làm thuốc chữa
bệnh, nấm men bia có thể dùng ở dạng lỏng, dạng ép hoặc sấy khô. Nấm men bia từ
lâu đã được sử dụng như là một sản phẩm để tăng cường sự trao đổi chất nói chung và
các bệnh mụn nhọt. Nhưng nhược điểm của nấm men bia khi làm chất dinh dưỡng và
thuốc chữa bệnh chính là vị đắng của hoa hublon.

- Nấm men bia còn được dùng để thu nhận chế phẩm invertase hoặc là sản xuất
men khô và tinh chế men tinh khiết từ nấm men bia.
2.4 Cặn protein
2.4.1 Công đoạn thu nhận
Trong thời gian làm lạnh dịch bia, các protein cao phân tử đã đông tụ cũng như
các chất tanat protein sẽ được kết lắng xuống và thu được ở các đĩa làm lạnh hay đáy
thùng lắng.
2.4.2 Thành phần của cặn protein
Thành phần hóa học và tỷ lượng của cặn phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu
và điều kiện kỹ thuật pha chế dịch bia.
Bảng 2.10. Thành phần hóa học trung bình của cặn protein
19


Thành phần

Hàm lượng (%)

Nước

79.6

Protein

7

Chất hòa tan không chứ nito

7.7

Cellulose

1.2

Tro

1.2

Nhựa hoa hublon

3.3
Nguồn: Pyke, 1958

Ngoài ra, trong cặn còn chứ nhiều loại muối khoáng.
2.4.3 Đặc điểm, tính chất
Do có chứa các chất đắng của hoa houblon nên cặn thường có vị đắng vì vậy, cặn
không thể làm thức ăn gia súc ở dạng nguyên chất, mà chỉ dùng ở dạng trộn lẫn với
các thức ăn gia súc khác.
2.4.4 Hướng phát triễn, nghiên cứu cặn protein
- Do có chứa các chất đắng của hoa hublon nên cặn thường có vị đắng, vì vậy cặn
không được sử dụng làm thức ăn gia súc ở dạng nguyên chất mà chỉ được dùng ở dạng
trộn lẫn với thức ăn gia súc khác.
- Ngoài ra ở một số nước người ta còn sử dụng cặn protein làm thức ăn cho cá và
phân bón cho cây trồng.
2.5 Các phế liệu hạt
2.5.1 Công đoạn thu nhận
Trong sản xuất bia, các phế liệu hạt được tạo ra trong quá trình làm sạch, phân
loại, ngâm hạt đại mạch và nghiền malt.
Khi làm sạch và phân loại hạt, các phế liệu được thu lại ở máy ly tâm, ở các máy
phân loại (lúa mạch, vỏ, hạt đại mạch vỡ, các hạt có đường kính 1-2mm và đại mạch

loại III).
Khi ngâm hạt đại mạch thu được phế liệu gồm các hạt đại mạch lép và vụn rơm.
Phế liệu khi nghiền thóc malt là vỏ trấu và các đoạn mầm.
20


2.5.2 Khối lượng phế liệu hạt
Bảng 2.11. Tỷ lệ phế liệu hạt ở các giai đoạn

2.5.3 Hướng phát triễn, nghiên cứu
- Phần phế liệu hạt sẽ được phân loại lại, phần đủ tiêu chuẩn được sử dụng làm
thức ăn gia súc khô.
- Các phế liệu hạt khác thường được các nhà máy bia bán đi.
2.6 Khí CO2 của lên men bia
2.6.1 Công đoạn thu nhận
Trong thời kỳ lên men chính của sản xuất bia sẽ tạo ra khí CO2.
2.6.2 Đặc điểm, tính chất
Cacbonic (CO2) là một hợp chất, ở điều kiện bình thường có dạng khí trong khí
quyển bao gồm một nguyên tử Cacbon và hai nguyên tử Oxi. Khí cacbonic có thể tồn
tại ở trạng thái khí, lỏng, rắn. Khí cacbonic là một loại khí phổ biến trong tự nhiên, là
sản phẩm của các quá trình cháy, hô hấp. Khí cacbonic trong điều kiện bình thường là
khí không màu, mùi và có vị chua nhẹ hòa tan tốt trong nước nặng gấp 1,524 lần
không khí. Khí CO2 không tham gia các phản ứng cháy và hóa lỏng tại nhiệt độ -78 0C.
Khí CO2 có thể bị phân hủy tại nhiệt độ cao 20000C thành CO và O2.
Hiệu suất CO2 tỷ lệ thuận với lượng bia thu được. Do đó, sản xuất công nghiệp
CO2 thoát ra khi lên men chỉ nên tổ chức ở những nhà máy bia lớn có công suất lớn
hơn 50 triệu lit/năm, trong điều kiện thùng lên men hoàn toàn kín và sản xuất bia theo
quy trình kỹ thuật thông thường.
Tuy nhiên, triển vọng sản xuất CO 2 là không giới hạn vì nhu cầu CO 2 hiện tại để
tang chất lượng bia nhờ tăng độ bão hoà CO2 và sản xuất các loại nước giải khát là rất

21


lớn. Ở Mỹ, việc thu hồi CO2 của lên men đã được thực hiện ở hầu khắp các nhà máy
bia. Để làm điều đó, tất cả các thùng lên men đều phải được làm rất kín và được trang
bị các van an toàn và bộ phận thu hồi bọt. CO 2 được làm sạch bằng cách rửa với nước
hoặc với KMnO4. Sau khi nén trong máy nén khí được đưa đi làm khô bằng silicagen
hoặc được làm lạnh hoặc làm sạch lại lần nữa. Đôi khi người ta còn cho thêm một ít
chất thơm. Khí CO2 thành phần sẽ được bảo quản ở 5at, còn CO2 lỏng thì ở 20at.

22


2.6.3 Hướng phát triễn, nghiên cứu
 Sản xuất CO2 lỏng:

Hình 2.1. Sơ đồ sản xuất làm sạch acid cacbonic lỏng
1 – Máy nén, 2 – Máy loại dầu, 3 – Máy lạnh, 4 – Máy hút khí, 5 – Tháp lọc chứ
KMnO4, 6 – Tháp lọc chứ than hoạt tính, 7 – Thùng chứa CO 2, 8 – Thùng pha KMnO4,
9 – Bơm pittong
Việc thu CO2 từ các thùng lên men được tiến hành theo đường ống vào máy hút
khí, rồi vào máy nén không khí rồi vào thùng chứa.
Từ thùng chứa CO2 được đưa đi làm sạch khỏi các andehyde và các chất hữu cơ
trong tháp lọc có chứ dung dịch KMnO 4 (0.6% - 1%) và than hoạt tính, rồi sau đó
được đưa đi dùng ngay. Bảo quản CO2 lỏng thì ở 20 at.
 Bão hoà bia bằng CO2
Tất cả các thùng lên men đều kín và được trang bị các van an toàn và bộ phận thu
hồi bọt. CO2 được làm sạch bằng cách rửa với nước hoặc với dung dịch KMnO 4. Sau
khi nén trong máy nén khí được đưa đi làm khô bằng silicagen hoặc được làm lạnh và
làm sạch lại lần nữa. Đôi khi người ta còn cho thêm 1 ít chất thơm. Khí CO 2 thành

phẩm được bảo quản ở áp suất 5 at.

23


3

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN PHẨM TỪ PHẾ PHỤ LIỆU

3.1 Bã malt
3.1.1 Sản xuất nước chấm lên men từ bã malt
3.1.1.1 Sơ đồ quy trình sản xuất nước chấm từ bã malt

3.1.1.2 Thuyết minh qui trình
 Điều chỉnh pH = 5
Mục đích: Tạo điều kiện cho quá trình thủy phân, tạo vị
Biến đổi:
- Vật lý, hóa lý, sinh học: biến đổi không đáng kể
- Hóa học:
24


+ pH của dung dịch giảm
+ Nồng độ muối trong dịch tăng
 Gia nhiệt:
Mục đích: Tạo nhiệt độ thích hợp cho quá trình thủy phân.
Biến đổi:
- Có sự gia tăng về nhiệt độ
- Tăng về thể tích nguyên liệu do trương nở
- Tỷ trọng của nguyên liệu giảm

 Thủy phân
Mục đích:
- Khai thác, trích ly từ trong bã malt các chất hoà tan hoặc biến đổi chất không
hoà tan thành chất hoà tan.
- Chế biến, biến đổi tối đa protein có trong nguyên liệu thành acid amin.
Biến đổi :
- Vật lý
+ Có sự tăng về nhiệt độ, phần lớn do tác nhân gia nhiệt; một phần do phản
ứng thuỷ phân toả nhiệt.
+ Tăng về thể tích nguyên liệu do trương nở.
+ Tỷ trọng của nguyên liệu giảm
- Hoá học
+ Protein thuỷ phân thành acid amin và peptid.
+ Phản ứng phân huỷ acid amin: deamin hoá, decarboxyl hoá…
+ Phản ứng kết hợp giữa acid amin và các chất khác như đường (Maillard)
+ Tinh bột thuỷ phân thành đường maltose rồi thành glucose và fructose
2(C6H10O5)n ---> nC22H22O11 ---> 2nC6H12O6
+ Cellulose thuỷ phân thành pentose và cuối cùng thành furfural
(C5H3O4)n

---> nC5H10O5 ---> nC4H3O(CHO)

+ Ngoài ra, nhóm carbohydrate còn có thể tạo thành Caramel do phản ứng
cháy của đường, furfurol, hydroxymethyl furfurol và các dẫn xuất khác.
+ Chất béo phân ly thành glycerin và các acid béo.
- Hóa lý
Sự di chuyển của các chất hoà tan từ bã malt vào dịch thuỷ phân, dẫn đến sự
tăng dần nồng độ trong suốt quá trình thuỷ phân cho đến giới hạn của quá trình.
25