Sản xuất rượu bia, nước giải khát

Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát

Chương 1: GIỚI THIỆU RƯU - BIA - NƯỚC GIẢI
KHÁT
*************
1. VAI TRÒ CỦA RƯU - BIA- NƯỚC GIẢI KHÁT
1.1 Vai trò và nhu cầu của nước trong cơ thể
Bất kỳ một cơ thể sống nào cũng cần đến nước, nước là
một yếu tố không thể thiếu được để duy trì và phát triển sự sống.
Ngoài việc tham gia vào thành phần cấu tạo của cơ thể, nước
còn là môi trường không thể thiếu cho các quá trình: lý, hóa, sinh
học xảy ra nhằm thực hiện các quá trình trao đổi chất, trao đổi
năng lượng giữa các thành phần của cơ thể và giữa cơ thể với
môi trường từ mức vi mô (phân tử, tế bào,…) đến mức vó mô là
các quá trình đồng hóa và dò hóa hằng ngày của cơ thể.
Trong cơ thể người nước chiếm từ 60-70% khối lượng, trong đó
khoảng 50% nước chứa trong các tế bào còn khoảng 20% nước
chứa trong máu và các dòch ngoại bào.
Cơ thể người tiếp nhận nước từ bên ngòai bằng nhiều con
đường khác nhau thông qua ăn uống và hít thở, và thải nước sử
dụng, và nước dư thừa bằng nhiều con đường khác nhau: đi ra theo
hệ thống tiêu hóa (phân, nước tiểu), ra theo mồ hôi và hít thở
(hô hấp).
Ngoài ra cơ thể còn nhận được một lượng lớn nước đáng kể
do sự oxy hóa các chất dinh dưỡng ở bên trong cơ thể (glucid, protit,
lipit,…)
Lượng nước của một cơ thể khỏe mạnh, bình thường khá ổn
đònh, hay nói cách khác sự tiếp nhận và sự thải nước ra của cơ
thể luôn luôn ở trạng thái cân bằng. Nhu cầu nước hàng ngày
của cơ thể phụ thuộc nhiều vào yếu tố: trạng thái sức khỏe, sinh
lý của cơ thể, mức độ đồng hóa, dò hóa, mức độ sản sinh năng

lượng (hay tình trạng và mức độ lao động) của cơ thể, điều kiện
môi trường sống của cơ thể….Bình thường nhu cầu này trung bình
2÷3 lít/ngày.
Trong các trường hợp đặc biệt: lao động và lao động nặng
nhọc, thời tiết hay điều kiện lao động khắc nghiệt (quá nóng, quá
khô,…) và đôi khi do bệnh lý,… nhu cầu nước có thể ≥ 4 -5 lít/ ngày.
Vì một lý do nào đấy, lượng nước thải ra khỏi cơ thể lớn hơn
lượng nước có thể tiếp nhận được, trạng thái cân bằng nước của
cơ thể bò phá vỡ sẽ gây ra sự nguy hiểm cho cơ thể. Sự nguy hiểm
này có thể dẫn đến cái chết (do thiếu nước) khi cơ thể mất đi 
20÷ 25% nước của nó.
1.2 Vai trò của rượu - bia - nước giải khát
Nước uống các loại là nguồn cung cấp nước chủ yếu hằng
ngày cho cơ thể, có vò trí đặc biệt quan trọng và có ý nghóa cho cơ
thể. Khi mất nước nhiều, khi phải lao động trong các điều kiện khắc
nghiệt, cường độ lao động quá lớn, hay điều kiện sống quá nóng
nực khô khan,… và còn có thể qua các nhu cầu về sinh lý, bệnh
lý….Ngoài việc bỗ sung nước và giải nhiệt rượu - bia - nước giải
khát còn có tác dụng quan trọng khác như bỗ sung các chất dinh
dưỡng, muối khoáng, các chất sinh năng lượng, các chất có tác
-6-


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
dụng dược lý,… cho cơ thể. Đó chính là nguyên nhân có nhiều loại
rượu - bia -nước giải khát khác nhau phục vụ cho nhu cầu, thò hiếu
và đôi khi theo cả phong tục tập quán của con người.
2. PHÂN LOẠI RƯU - BIA - NƯỚC GIẢI KHÁT
Nước uống có nhiều loại, nhiều dạng khác nhau và người ta
có thể dựa vào nguồn nguyên liệu, dựa vào phương pháp sản

xuất, mục đích sử dụng để phân loại và gọi tên.
2.1 Rượu
Có thể chia chúng ra làm 2 nhóm chính:
- Rượu pha chế (hay tổng hợp nhân tạo): được pha chế từ các
nguồn nguyên liệu tự nhiên hay tổng hợp thông qua sự tác động
và ý muốn của con người thành một thể đồng nhất. (rượu Quisky,
rượu Rum,…)
- Rượu lên men: Được tạo thành từ quá trình lên men rượu của
các nguồn nguyên liệu có đường, có nguồn gốc khác nhau nhờ
các hệ nấm men khác nhau, theo nhu cầu và ý muốn của con
người. Rượu lên men được chia làm 2 loại chính.
+ Rượu lên men chưng cất: (rượu trắng, rượu nếp gò đen,…)
+ Rượu lên men không chưng cất: (Các lọai rượu trái cây,
rượu vang,…)
2.2 Bia
Dựa vào nguồn nguyên liệu malt để sản xuất bia, có thể chia
bia làm 2 loại chính
- Bia vàng: Được sản xuất từ malt vàng.
- Bia đen: Được sản xuất từ malt thẫm.
2.3 Nước giải khát
Có thể chia chúng ra làm 2 nhóm chính:
- Nước giải khát pha chế (hay tổng hợp nhân tạo): Là nước
giải khát được pha chế từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên hay
tổng hợp thông qua sự tác động và ý muốn của con người thành
một thể đồng nhất, có hay không có gaz
- Nước giải khát lên men: Là nước giải khát được tạo thành
từ quá trình lên men rượu chưa kết thúc các nguyên liệu có đường
từ các nguồn gốc khác nhau nhờ các hệ nấm men khác nhau, theo
nhu cầu và ý muốn của con người. Nước giải khát lên men luôn
có CO2 (gaz) và alcool trong thành phần của nó ở các mức độ

khác nhau.
Trong mỗi một nhóm lại có nhiều loại với tên gọi khác nhau:
như gọi theo tên nguyên liệu (như nước giải khát pha chế hương dứa,
nước dứa lên men, nước cam pha chế, nước cam lên men, bột cam
giải khát, viên giải khát hương cam,…)
Về cơ bản các loại chính trong từng nhóm như sau:
Các loại của nhóm nước giải khát pha chế.
+ Nước bão hòa CO2 hay còn gọi “Nước Soda”
+ Nước giải khát pha chế các loại có gaz (khí CO 2) (như xá
xò, pessi, coca-cola,…)
+ Nước giải khát pha chế các loại không có gaz (như
nước bí đau, nước dừa lon,…)
+ Nước giải khát pha chế chữa bệnh (như các loại nước
khoáng, suối,…)
+ Nước giải khát pha chế dinh dưỡng (các loại trên bỗ
sung thêm sinh tố, acid amin,…)
-7-


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
Các loại của nhóm nước giải khát lên men:
+ Nước giải khát lên men từ nước quả các loại (như mật
dâu tầm, mật nho,…)
2.4 Tình hình sản xuất rượu - bia - nước giải khát.
Vì nhu cầu con người ngày càng tăng, điều kiện kỹ thuật, cơ
sở vật chất ngày càng phát triển và tác dụng đa dạng của rượu bia - nước giải khát,… Nên tình hình sản xuất nước giải khát trong
những năm gần đây phát triển mạnh mẽ và ồ ạt. Chưa có một ai
có thể thống kê hết được các loại rượu – bia - nước giải khát cùng
với số lượng, các chỉ tiêu chất lượng cụ thể của từng loại ( trên
Thế Giới và Việt Nam cũng vậy).

Bộ Công Nghiệp ban hành Quyết đònh 18/2007/QĐ - BCN vào
ngày 8/5/2007 về việc quy hoạch tổng thể phát triển ngành biarượu - nước giải khát Việt Nam đến năm 2010. Theo đó xây dựng
ngành bia- rượu - nước giải khát thành một ngành kinh tế mạnh;
phấn đấu hạ giá thành, nâng cao khả năng cạnh tranh, đáp ứng
nhu cầu trong nước và đẩy mạnh xuất khẩu, tăng nguồn thu ngân
sách, hội nhập vững chắc kinh tế khu vực và thế giới.
Mục tiêu cụ thể đến năm 2010, sản xuất 3.500 triệu lít bia, 145
triệu lít rượu và 1.650 triệu lít nước giải khát. Quy hoạch phát triển
sản phẩm là tập trung đầu tư các nhà máy có công suất lớn,
thiết bò, công nghệ hiện đại, sản xuất kinh doanh có hiệu quả, đáp
ứng yêu cầu về môi trường, các điều kiện về vệ sinh an toàn
thực phẩm (VSATTP), đảm bảo chất lượng và giá thành được người
tiêu dùng chấp nhận
3 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯU – BIA – NƯỚC GIẢI
KHÁT
3.1 Qui trình công nghệ sản xuất rượu
3.1.1 Qui trình công nghệ sản xuất rượu pha chế
Đườn
g
Nước
Cồn

Nấu
xirô
Xử lý, làm
sạch
Pha lỏng
cồn

Lọc trong

xirô

Phối trộn
Lọc

Chai

Rửa, sát
trùng

Làm
khô

Chất
màu
Chất
mùi

Chiết
chai
Xuất xưởng thành
phẩm

Hình 1.1: Qui trình công nghệ sản xuất rượu pha chế
3.1.2 Qui trình công nghệ sản xuất rượu lên men
(nguyên liệu chứa tinh bột, nguyên liệu chứa đường)
-8-


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát

a. Chưng cất
Nấm
men
Lên men

Nguyên
liệu
Chai

Rửa, sát
trùng

Chưng
cất
Làm
khô

Chiết
chai
Xuất xưởng thành
phẩm

Hình 1.2: Qui trình công nghệ sản xuất rượu lên men qua chưng cất
b. Không chưng cất
Nấm
men

Lọc

Lên men

Nguyên
liệu
Chai

Đường

Rửa, sát
trùng

Làm
khô

Bã

Chiết
chai
Xuất xưởng
thành phẩm

Hình 1.3: Qui trình công nghệ sản xuất rượu lên men không qua chưng
cất
Ghi chú: Nguyên liệu chứa tinh bột cần phải được nấu chính
trước khi lên men
3.2 Qui trình công nghệ sản xuất bia

Gạo

Nấu
cháo

Bã (malt, gạo)
Phụ

Nước

Xử lý, làm
sạch

Lọc

Dòch nha

gia
Houblon

Malt

Nấu
cháo

Lên men
-9-

Nấm
men


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
Bột trợ

lọc

Lọc
Rửa, sát
trùng

Chai

Làm
khô

Chiết
chai
Xuất xưởng
thành phẩm

Hình 1.4: Qui trình công nghệ sản xuất bia

3.3 Qui trình công nghệ sản xuất nước giải khát
3.3.1 Phương pháp trực tiếp
Xử lý, khử
trùng

Nước
Nấu
xirô

Đường
CO2
Chai

Làm lạnh, bài
khí

Lọc trong
xirô

Xử lý, tách tạp
chất
Rửa, sát
Làm
trùng
khô

Phối trộn

Chất
màu
Chất
mùi

Làm lạnh, bão
hòa CO2
Chiết
chai
Xuất xưởng
thành phẩm

3.3.2 Phương pháp gián tiếp
Nước

Đường

Xử lý, khử
trùng

Acid
TP

Nấu
xirô

Làm lạnh, bài
khí

Lọc trong
xirô

Bão hòa CO2

Pha chế xirô
bán thành
phẩm

Chiết
chai

CO2

Làm

khô

Đóng nút, dán
nhãn

Xử lý, tách tạp
chất

Chất
màu
Chất
mùi
Rửa, sát
trùng

Xuất xưởng
thành phẩm
- 10 -

Chai


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
: Nguyên liệu, vật liệu ban đầu
: Quá trình công nghệ
: Sản phẩm thành phẩm
Hình 1.5: Qui trình công nghệ sản xuất nước giái khát

Chương 2: NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT
RƯU- BIA

NƯỚC GIẢI KHÁT
***************
1. NƯỚC
Trong công nghiệp sản xuất rượu - bia - nước giải khát, nước là
nguồn nguyên liệu không thể thay thế, được sử dụng rất rộng rãi,
với nhiều mục đích khác nhau: Trên dây chuyền công nghệ chính,
nước được dùng trong quá trình nấu nguyên liệu, pha loãng dung
dòch. Ngoài ra nước còn được dùng ở những quá trình khác như: để
xử lý nguyên liệu, vận chuyển nguyên liệu, làm nguội bán thành
phẩm, vệ sinh thiết bò, cấp nước cho lò hơi,…Nên thành phần , tính
chất hóa lý, chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp tới kỹ thuật
sản xuất và chất lượng sản phẩm.
1.1. Thành phần, tính chất và các chỉ tiêu của nước
- Thành phần, tính chất của nước phụ thuộc vào nguồn cấp
nước:
Nước mạch chứa nhiều muối và chất hữu cơ
Nước mưa chứa nhiều khí.
Nước đầm hồ, … chứa nhiều hợp chất hữu cơ, vi sinh vật,
…
1.1.1 Thông thường hàm lượng có trong nước như sau
Bảng 2.1:
+ Cặn khô
200 ÷ 500 mg/l
+Cl (dạng liên 10 ÷ 40 mg/l
kết)
+ CaO
80 ÷ 100 mg/l
+ SiO2
5 ÷ 16 mg/l
+ MgO

20 ÷ 40 mg/l
+ N2O5
≤ 10 mg/l
+ SO3
5 ÷ 80 mg/l
+ Các chất ≤ 2 mg/l
hữu cơ
a-Các dạng hợp chất tồn tại trong nước thường ở các dạng
muối như Ca(HCO3)2, g(HCO3)2 Fe(HCO3)2, CaCl2, MgCl2, CaCO3, FeCO3, CaSO4,
MgSO4, NaSO4, Na2SO4, Na2CO3, NaCl, K2CO3,….MgCO3 (hòa tan yếu) CaCO3,
FeCO3 (khí hòa tan) và các dạng khác như: muối aluminat, silicat,
phophat, nitrat, nitrit, NH3,… Các muối thường hòa tan ở dạng ion, trong
đó nhiều nhất là Ca2+, Mg2+, H+, Na+, K+, Fe2+, Mn2+, Al3+ và OH-, HCO3-, Cl-,
SO42-, NO3-, NO2-, SiO3- và PO43-,….
b-Các muối Ca2+, Mg2+ là nguyên nhân gây nên độ cứng
của nước. Độ cứng được biểu thò bằng miligam đương lượng (mg-E) ion
canxi và magie trong 1 lít nước.
Độ cứng được chia ra làm 3 loại:

- 11 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
- Độ cứng tạm thời (hay còn gọi là độ cứng cacbonat) gây nên
do sự có mặt của bicacbonat và cacbonat canxi và magiê có trong
nước,
khi
bò
đun
sôi

kéo
dài,
CO 2
sẽ
bay
ra,
các muối này sẽ kết tủa theo phản ứng:
A.(HCO3)2
ACO3 + CO2 + H2O
(A: Ca hay Mg)
- Độ cứng vónh cửu (hay còn gọi là độ cứng sunfat) gây nên do
các muối khác: ion Canxi và magie kết hợp với gốc muối của các
axit vô cơ mạnh. Các muối này luôn luôn hòa trong nước (không bò
kết tủa khi đun sôi) ví dụ CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4, Ca(NO3)2,..
- Độ cứng chung là tổng độ cứng tạm thời và độ cứng vónh
cửu. Độ cứng được biểu thò như sau:
10 cứng tương đương 10mg CaO hay 7.19 MgO/1lít nước và 1mg đương
lượng (E) tương đương với: 20.04mg ion Canxi hay 12.46 mg ion Magie/1lít
nước.
1mg –E/lít = 2.80 hay 10 = 0.356 mg – E/lít.(Độ cứng thường được đo
theo thang độ cứng của Đức)
c- Dựa theo độ cứng chung nước được chia ra:
Bảng 2.2:
Nước mềm
4 ÷ 80 D
hay 1.4 ÷ 2.8 mg – E/lít
Nước rất mềm
0 ÷ 40 D
hay 0 ÷ 1.4 mg – E/lít
0

Nước cứng trung 8 ÷ 12 D
hay 2.8 ÷ 4.2 mg – E/lít
bình
12 ÷ 180D hay 4.2 ÷ 6.4 mg – E/lít
Nước
tương
đối 18 ÷ 300D hay 6.4 ÷ 10.7 mg – E/lít
cứng
300D
hay 10.7 mg – E/lít
Nước cứng
Nước rất cứng
Để đơn giản thực tế có thể chia gộp lại như sau:
Bảng 2.3:
Nước
rất
> 10mg –E/l
- Dùng giặt quần áo rất
cứng có
khó sạch
Nước
cứng 6 ÷ 10 mg – E/l
có
3 ÷ 6 mg – E/l
- Không dùng cho nồi hơi
Nước
hơi 1.5 ÷ 3 mg –E/l
- Dùng để pha chế rượu –
cứng có
bia- nước giải

Nước
mềm 0 ÷ 1.5 mg – E/l
khát nói chung
có
Nước
rất
mềm có
Độ cứng là chỉ số quan trọng của nước dùng trong sinh hoạt
và các ngành công nghiệp khác nhau. Với nước dùng để nấu
nguyên liệu và pha chế có độ cứng thấp hơn nước uống thông
thường, thì sự tiêu hao các acid thực phẩm giảm đi.
1.1.2 Độ cặn toàn phần
Là tổng các chất vô cơ, hữu cơ (hòa tan hay không hòa tan),
không kể các chất khí có trong nước. Được biểu thò bằng mg/l. Bao
gồm cặn hòa tan và cặn không hòa tan (tinh cặn hay cặn) vô cơ.
Nước sinh hoạt độ cặn toàn phần phải < 1000mg/l.
Phương pháp xác đònh cặn như sau:

- 12 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
-Nước  Đun cho bốc hơi hết  Sấy 105 ÷ 1100C đến khi trọng lượng
không đổi: cặn toàn phần
-Nước  Loại bỏ cặn không hòa tan  Đun cho bốc hơi hết nước
 sấy 105 ÷ 1100C đến khi trọng lượng không đổi: cặn hòa tan.
-Nước  Đun cho nước bốc hơi hết  Nung 8000C: tinh cặn tòan
phần.
-Nước  Lọc bỏ cặn  Đun bốc hơi  Nung 8000C: tinh cặn hòa tan
1.1.3 Độ pH

Được đặc trưng bởi nồng độ H+ có trong nước (pH = -lg[H+]) nó
thể hiện các tính acid, kiềm hay trung hòa của nước.
Nếu pH < 7: Nước có tính acid
Nếu pH = 7: Nước trung hòa
Nếu pH > 7: Nước có tính kiềm
Độ pH là chỉ số quan trọng trong sản xuất rượu - bia - nước giải
khát, khi sản xuất rượu – bia –nước giải khát chỉ dùng nước có pH
< 7 (5 ÷ 6)
1.1.4 Độ kiềm
Đặc trưng cho khả năng của nước kết hợp với các acid mạnh
(thường dùng HCl). Biễu diễn bằng mg-E của các ion OH -, CO32-, HCO3và một số ion khác của các acid hữu cơ yếu như gumat, Hydrat....có
trong 1 lít nước.
Độ kiềm được chia ra: độ kiềm Bicacbonat, cacbonat và hydrat.
Để xác đònh độ kiềm, dùng các chất chỉ thò như Phenolphtalcin và
metyl da cam theo sơ đồ:
Chuẩn độ = Phenolphtalcin
Chuẩn độ Metyl
da cam
Nước 
màu hồng /1/ 
đến
màu
da
cam /2/
Tương đương pH = 8.2 ÷ 8.4
Tương đương pH = 4 ÷
4.3
- Lượng acid tiêu hao/1/ cho biết hàm lượng OH - và CO32- theo
phản ứng:
OH- + H+ (acid)  H2O

CO32- + H+ (acid)  HCO3-. Gọi là độ kiềm tự do (mg-E/l)
- Lượng acid tiêu hao /2/ cho biết lượng HCO3- theo phản ứng:
HCO3- + H+ (acid)  CO2 +H2O
Độ kiềm chung = [OH-] + [CO32-] + [HCO3-] (mg-E/l)
Độ kiềm chung = [OH-] + [CO32-] + [HCO3-] (mgE/l)
Đây là một chỉ số quan trọng về chất lượng của nước. Nếu
quá lớn sẻ ảnh hưởng xấu tới các quá trình sinh học khi đường
hóa, lên men, … ngoài ra sẽ tiêu tốn nhiều acid thực phẩm trong khi
thực hiện quá trình pha chế.
1.1.5 Độ oxy hóa (chỉ số oxy hóa)
Đặc trưng cho hàm lượng tạp chất hữu cơ hòa tan và một số
chất vô cơ dễ oxy hóa có trong nước, (chất nhầy, keo, acid hữu cơ,
…) được biễu diễn bằng mg KMnO4 hay O2. Khi oxy hóa các chất trên
trong 1 lít nước khi đun sôi dư 10 phút và dư KMnO4.
2 KMnO4 +3 H2SO4  5O2 +2 MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
(1mg O2 tương đương với 3.95 mg KMnO4)
- 13 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
Chỉ số này cao, chứng tỏ nước bò nhiễm bẫn nhiều (nhất là
nước ao, đầm lầy:  400 mgO2/l hay nước sông: 1 ÷ 6 mg O2/l). Đối với
nước ngọt pha chế, chỉ số này càng nhỏ càng tốt (< 2mg O 2/l).
Nước uống thường không được >3mgO2/l.
1.1.6 Một số thành phần và các chỉ số khác của
nước
a. Độ màu: Màu do các chất gumid, các hợp chất keo của sắt
và sự phát triển của một số vi sinh vật, thực vật (như rong, tảo
gây nên)
Nước càng trong (độ màu thấp) chất lượng càng cao.

b. Mùi và vò: Phụ thuộc vào thành phần các chất có trong
nước và chủ yếu là các tạp chất hòa tan trong nước quyết đònh.
Vò của nước có thể có: mặn, chua, hơi ngọt hay cay nhẹ. Mùi của
nước có thể do các mùi tự nhiên tạo nên ( như mùi bùn đất, vi
sinh vật, phù du, cỏ dại, hay xác sinh vật,...) hoặc các mùi nhân
tạo khác như mùi clo, phenol,... khi khai thác và xử lý nước gây
nên.
Mùi vò xác đònh bằng cảm quan (thử nếm) và thường chia ra 5
cấp: Rất yếu – yếu – rõ – rõ nhẹ –rất rõ.
c. Nồng độ sắt: Thường tồn tại dưới dạng Fe 2+, Fe3+, nước
nguồn thường ở dạng Fe2+ hòa tan, nước mặt (lộ thiên) thường ở
dạng keo hay hợp chất hoặc có thể ở dạng oxid – gumid – sắt.
Hàm lượng sắt trong nước càng ít, chất lượng nước càng cao (Fe
là nguyên nhân chủ yếu gây nên các ảnh hưởng xấu như tạo
màu, mùi tanh khó chòu, đục,...cho nước).
Thường biểu thò bằng mg/l.
d. Nồng độ mangan, acid Xilicic:
Mangan thường có nhiều trong nước ngầm ở dạng bicacbonat
2+
(Mn )
Acid Xilicic: thường có nhiều trong nước thiên nhiên và tồn tại
dưới nhiều dạng khác nhau (từ dạng keo đến dạng ion)
Thường được biểu thò bằng mg/lít
e. Các hợp chất chứa Nitơ: HNO3, HNO2, NH3,... sự có mặt các
hợp chất này chứng tỏ nước bò nhiễm bẩn (ví dụ nếu có NH 3: đang
bò nhiễm bẩn, có HNO2: mới bò nhiễm bẩn và HNO 3: đã bò nhiễm
bẩn lâu,...) Đồng thời cũng có thể do các hợp chất vô cơ gây ra.
f. Các clorua và Sunfat: Thường gặp trong nước dưới dạng muối
của Na, Ca, Mg và được biểu thò bằng mg/l
g. Iod và Fluo: Thường gặp trong nước dưới dạng ion, chúng ảnh

hưởng trực tiếp tới sức khỏe và gây bệnh cho người tiêu dùng.
Nước uống cho phép: Iod: 0.005 ÷ 0.007 mg/l.
Fluo:1mg/l
(nếu fluo >1: dễ hỏng men răng và <1: dễ sinh đau răng)
(nếu iod < 0.005mg/l: dễ sinh bướu cổ,…)
h. Các chất khí hòa tan: O2, H2S, CO2,.. Nước thiên nhiên thường
có nhiều hàm lượng rất khác nhau.
Nếu nhiều O2 và khí khác: không có lợi cho sản xuất nước
ngọt pha chế. Nó làm giảm lượng CO 2 khí bão hòa, dễ gây mùi vò
lạ và làm giảm chất lượng do xảy ra các quá trình oxy hóa….(nên
phải bài khí trước khi bão hòa CO2)
H2S: Gây cho nước có mùi khó chòu, ăn mòn kim loại thiết bò…
- 14 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
i. Chỉ số sinh học: Đặc trưng cho sự xâm nhập và phát triển
của các loại vi sinh vật, thực vật (phù du, rong tảo,…) có trong nước.
Được biểu hiện bằng số lượng vi sinh vật trong 1 ml nước.
Chúng là nguyên nhân làm hư hỏng, giảm chất lượng nước và gây
bệnh cho con người.
- Chỉ số Ecoli: là vi trùng đường ruột tối đa cho phép có trong
1ml nước. Nước sinh hoạt cho phép ≤ 3.
- Phù du, rong tảo: Thường có nhiều trong nước ao, đầm, hồ, ở
dạng lơ lửng hay bám vào đáy (hồ, ao, đầm, thùng, bể,…) làm
giảm chất lượng nước và gây khó khăn cho xử lý nước.
Bảng 2.4: Tham khảo: Tiêu chuẩn nước cho sinh hoạt (TC.33-68)
-Mùi vò (200C)
Không
-Hàm lượng  0.5mg/l

0
- Độ màu ( Flatin 10
Clo
 80mg/l
Colat)
5mg/l
- Axit Sulfuric
 0.05mg/l
- Độ đục (cặn)
6.5 ÷ 8.5
- [As]
 0.1mg/l
- pH
0.3 mg/l
- [Pd]
 3mg/l
- [Fe]
0.2mg/l
- [F]
 5mg/l
- [Mn]
120 Đức
- [Zn]
 3mg/l
- Độ cứng
- [Cu]
(max.
cho
phép:
-Độ oxy hóa  2mg O2/l

0
20 Đức)
1.2 Các tiêu chuẩn chất lượng của nước trong sản xuất
rượu - bia - nước giải khát
1.2.1 Tiêu chuẩn chất lượng của nước trong sản
xuất rượu
- Độ cứng không quá 7mg đương lượng/lít, phải trong suốt,
không màu, không mùi. Hàm lượng muối không được quá yêu cầu
sau (mg/lít).
Bảng 2.5:
- Cl- Cu2+
 0.5mg/l -[Pb]

 3 mg/l
2- SO4
-[F]
[Fe]
0.1mg/l
 80mg/l
 0.3 mg/l
- [As]
-[Zn]
NO
3

3
mg/l
0.05mg/
 40 mg/l


5
mg/l
l
- Không có hoặc chỉ có ít các muối kim lọai nặng như Hg, Ba,...
- Khả năng oxy hóa1 lít nước không quá 2 ml dd KMnO4 (0.01N)
- Chất cặn không vượt quá 1.000 mg/lít. Nước mặt (sông hồ)
thường lượng muối khoáng thấp, dao động từ 40 -500mg/lít. Nước
ngầm hàm lượng muối khoáng nhiều hơn khoảng 500-3000 mg/lít,
hàm lượng các chất hữu cơ không vượt quá 4 mg/lít và vi sinh vật
hầu như không có.
- pH kiềm không thích hợp cho quá trình nấu nguyên liệu và tạo
điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây hại phát triển, thúc đẩy quá
trình tạo thành glycêryl trong quá trình lên men.
- Muối CaSO4, MgCl2, NaCl2 với lượng từ 300 - 400 mg/ lít thích hợp
cho họat động của Enzym amylase, lượng đường khử tăng lên nhưng
độ thuần khiết của dung dòch đường lại giảm.
- Muối Sunfat (CaSO4, MgSO4) 400 - 800 mg/ lít sẽ làm tăng lượng
đường không lên men, giảm tốc độ đường hóa và lên men.
- Muối CaCO3, MgCO3 và sắt với lượng 400 mg/ lít. Muối nitrat 400
mg/ lít, nitơ 200 mg/ lít ảnh hưởng không tốt tới quá trình lên men.
- 15 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
- NH3 với lượng ít 20 mg/ lít lại có tác dụng làm tăng hiệu suất
lên men, hàm lượng lớn hơn thì không cho phép.
- Các muối nitrat, nitric, photphat và Slicat với lượng < 200 mg/ lít
không ảnh hưởng đến quá trình đường hóa. Muối bicacbonat với
lượng không quá 200 - 400 mg/ lít không ảnh hưởng đến sự đường
hóa, nhưng lượng lớn hơn ảnh hưởng rõ rệt đến enzyme amylase.

-E.coli < 20 tế bào / lít.
1.2.2. Tiêu chuẩn chất lượng của nước nấu bia
- Hàm lượng các chất hòa tan trong dòch đường trước lúc lên
men là 10 - 13% đối với bia vàng và 16 - 22% đối với bia đen. Do đó
nước trong sản xuất bia được xem như thành phần nguyên liệu chủ
yếu.
Hàm lượng các muối trong nước rất khác nhau nên khả năng
tác động và ảnh hưởng của nó lên quá trình sản xuất bia, đến
chất lượng sản phẩm cũng rất khác nhau.
- Ion Ca2+: Có mặt trong các loại nước ngầm. Hàm lượng của
nó dao động trong khoảng khá rộng 5 -250 mg/lít ( tính theo CaO). Nó
tồn tại nhiều nhất ở dạng Ca(HCO3)2, CaSO4, 2 muối này có ảnh
hưởng trái ngược nhau. Muối bicacbonat thì có hại vì chúng làm giảm
độ chua của dòch đường hóa do tác dụng với muối phosphat của
malt.
2KH2PO2 +Ca(HCO3)2 = K2HPO4 +CaHPO4 +2H2O + 2CO2
- Nếu pH tăng thì khả năng đường hóa của enzym sẽ giảm và
do đó hiệu suất thủy phân cũng khác nhau.
- Muối CaSO4 làm tăng độ chua của dòch cháo. Tác động này
rất có lợi cho quá trình đường hóa.
4K2HPO4 +3CaSO4 = Ca3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 3K2SO4
- Trong sản xuất, để tăng cường sự họat động của enzym trong
nhiều trường hợp người ta còn bỗ sung thêm thạch cao, CaCl2.
- Ion Mg2+ dao động trong khoảng rộng 3 -100mg/lít. Chúng cũng
có ảnh hưởng tương tự như Ion Ca2+. Tuy nhiên nếu hàm lượng MgSO4
sẽ gây vò đắng khó chòu trong bia.
- Ion Na+: Tồn tại trong nước ở dạng Na2CO3, NaHCO3, Na2SO4, NaCl
(15 - 20mg/lít tính theo Na 2O. Dạng natri sunphat nếu hàm lượng cao sẽ
có vò đắng khó chòu. Muối ăn với hàm lượng lớn cũng không tốt
nhưng với hàm lượng khoảng 200mg/lít sẽ tạo vò đậm đà cho bia.

- Ion K+ trong nước không nhiều, tác động của nó lên quá trình
sản xuất cũng tương tự như Na+.
- Đối với công nghệ sản xuất bia thì Fe là yếu tố khá quan
trọng. Nó tồn tại trong nước dưới dạng Fe(HCO 3)2. Hàm lượng cao
chúng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của malt và bia. Ở giai
đoạn ngâm trên vỏ hạt bò tủa một lớp mỏng Fe(OH) 3. Lớp tủa này
ảnh hưởng đến màu sắc (nâu đỏ), mùi vò lạ cho sản phẩm mà
còn ảnh hưởng đến tốc độ hút nước của hạt và sẽ làm chậm
trễ tiến trình sản xuất. Nếu hàm lượng Fe đủ lớn nó sẽ rút ngắn
chu kỳ sinh trưởng của nấm men, làm cho sự cân bằng trong tiến
trình sản xuất bò phá vở. Ngòai ra nó còn xúc tác quá trình oxy
hóa trong bia, làm giảm độ bền keo tạo đục cho sản phẩm. Nồng
độ tối đa cho phép của Fe là 0.2 - 0.5mg/lít.
Mn cũng có tác tác dụng tương tự như Fe.

- 16 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
- Hàm lượng SO42- trong nước dao động trong khoảng 2-250mg/lít.
Nếu cao quá sẽ làm giảm vò đắng của hoa houblon, làm ức chế sự
hoạt động của vi sinh vật.
- Trong nước chứa rất ít nitrat và nitrit. Nếu hàm lượng của nó
cao chứng tỏ nước bò nhiễm bẩn. Ngoại trừ Ca(NO 3)2, Mg(NO3)2 tất cả
các muối nitrat và nitrit đều không ảnh hưởng đến quá trình đường
hòa còn với giai đoạn lên men chỉ có nitrit là ức chế sự hoạt động
của nấm men.
- Trong nước nấu bia không cho phép có NH3.
- Acid silic có mặt trong nước với hàm lượng khỏang 10-30 mg/ lít.
Nếu hàm lượng lớn sẽ cản trở quá trình lên men. Ngoài ra chúng

còn gây đục cho bia.
- Cặn khô ( chất hòa tan không bay hơi và các hạt liti vô cơ,
hữu cơ không hòa tan) không quá 200 - 500mg/lít. Trong thành phần
cặn khô các cấu tử quan trọng nhất là:
CaO: 80 - 160mg/lít, MgO:20-40mg/lít, SiO2:5 -15mg/lít.
SO3: 5-80mg/lít, Cl:10-40mg/lít, N2O5: 0-10 mg/lít.
- Chỉ số E.Coli < 3 tế bào/ lít.
1.2.3.Tiêu chuẩn chất lượng nước dùng trong nước
giải khát
Bảng 2.6:
Nước dùng cho sản xuất nước
giải khát
Chỉ tiêu cảm Trong suốt, không màu, không mùi
quan
vò
Chỉ tiêu hóa lý
Độ đục (cặn) < 5mg/l
Độ cứng < 1.5mgE/lít hay tương
đương ≤ 4o Đức
pH ≤ 6
Độ oxy hóa ≤ 0.75mg O2/lít hay ≤ mg
KMnO4/lít
Hàm lượng Cl < 0.5mg/lít
Hàm lượng F ≤ 3 mg/lít
Hàm lượng Sắt < 0.3mg/lít
Ion kim loại As, Cu, NO3-, NO2-, H2S-,..
không được có
Chỉ số sinh học
Vi khuẩn E.coli và các vi trùng gây
bệnh đường ruột khác không cho

phép.
Vi sinh vật hiếu khí < 20 con/ml
Như vậy, nếu so với tiêu chuẩn chất lượng nước dùng trong
sinh họat (TC-33-68- cho nước sinh hoạt) thì nước cấp cho sinh hoạt vẫn
không đảm bảo được các chỉ tiêu yêu cầu nước dùng để sản
xuất rượu - bia - nước giải khát (chưa nói đến việc nước sinh hoạt
hiện nay hầu như chưa đạt yêu cầu này).
1.3. Các phương pháp xử lý, cải thiện chất lượng nước
1.3.1 Lắng trong và lọc
Là quá trình tách các hạt cặn lắng và các hạt lơ lửng ra khỏi
nước. Tùy yêu cầu chất lượng nước có thể dùng.
- Lắng trong nước trong các bể lắng tinh hay chảy tràn với tốc
độ thấp.
- 17 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
- Lắng trong nước trong các Cyclone thủy lực.

- 18 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
CÁC SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ LẮNG TRONG, LỌC

Nước
trong
Bể lọc chậm
Nước đục
Bể chứa

Bơm

Xiclo thủy lực

Bơm
Hình 2.1: Lắng trong, lọc đơn giản (có keo tụ hay không) cho nước sinh
hoạt
Van tự động
Bình hóa chất
Thùng nước vôi
Bể lắng trong

Trạm Clo
Bể

chứa
Nước
Bể lọc
trong
Nước đục

Bể trộn

Bơm
Bơm
Hình 2.2: Vừa lắng trong vừa xử lý ( khử đục, khứ màu,...)
Bình hóa chất
Lọc thô

Lọc tinh

Bể

chứa
Bể chứa nước đục
nước trong

Bơm
Hình 2.3: Lọc cơ khí có năng suất lớn (phin lọc, cột lọc,...)

- 19 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
- Lắng trong nước bằng các phương pháp lọc (có hay không có
dùng các hóa chất dễ kết tủa như Al 2(SO4)3, FeCl3 để kết tủa các
bicacbonat Ca, Mg và kéo theo các chất kết tủa lắng xuống….theo
phản ứng:
Al2(SO4)3 + A(HCO3)2 = 3A.SO4 + 2Al(OH)3 +6CO2
Các nguyên liệu lọc thường là: cát, sỏi, đá và cả các cặn
của nước đã lắng lại.
1.3.2 Làm mềm nước: loại bỏ các ion gây độ cứng
cho nước
1.3.2.1. Phương pháp nhiệt
t0C
A: Ca, Mg
A(HCO3)2
A.CO3 + CO2 + H2O
Làm giảm độ cứng tạm thời.
1.3.2.2. Phương pháp nguội
- Chuyển Bicacbonat Ca, Mg về các Cacbonat tương ứng bằng

cách cho thêm Hydroxyt Canxi (Ca(OH)2) bão hòa:
CO2 +Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O
A: Ca, Mg. A.(HCO3)2 + Ca(OH)2A.CO3 +H2O
Chú ý: CaCO3, MgCO3 sẽ tồn tại trong dung dòch, khí dư Ca(OH) 2
sẽ xảy ra:
MgCO3 +Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCO3
Như vậy lượng Ca(OH)2 phải vừa đủ, tránh quá thừa sẽ làm
tăng độ kiềm của nước.
- Ngoài ra có thể dùng CaCl2 hay CaSO4 để loại MgCO3.
MgCO3 +CaCl2  MgCl2 +CaCO3
MgCO3 +CaSO4  MgSO4 +CaCO3
(MgSO4 sẽ làm tăng chất lượng kỹ thuật của nước lên)
1.3.2.3. Phương pháp vôi soda
- Cùng một lúc cho vào nước Ca(OH)2 và Na2CO3, Ca(OH)2 sẽ loại
bỏ Bicacbonat Ca, Mg còn Na2CO3 sẽ loại bỏ các muối gây nên độ
cứng vónh cửu: (A: Ca, Mg)
A.SO4 + Na2CO3 = A.CO3 +Na2SO4
A.Cl2 + Na2CO3 = A.CO3 + 2NaCl
(Tuy vậy không dùng phương pháp này để nấu xirô – đun sôi
dòch đường nói chung)
1.3.2.4. Phương pháp dùng acid + đun sôi (nhiệt độ)
Thường dùng acid lactic (acid thực phẩm) sẽ chuyển các
bicacbonat và các dạng lactat tương ứng.
CH3-CHOH-COO
A(HCO3)2 + 2 CH3-CHOH-COOH =
A +2CO2 +2H2O
CH3-CHOH-COO
(A: Ca, Mg)
(Độ cứng cacbonat chuyển sang độ cứng lactat. Không gây ảnh
hưởng gì cho kỹ thuật và cho sản xuất).

1.3.2.4. Phương pháp trao đổi ion
Thường dùng để làm mềm nước có độ cứng không lớn lắm
(sau khi làm mềm, lọc, lắng sơ bộ,…) đồng thời loại bỏ các tạp
chất có hàm lượng thấp (như Fe,…)

- 20 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
- Chất trao đổi ion bao gồm: trao đổi Cation (gọi là Cationit) và
trao đổi Anion (gọi là Anionit). Chúng là loại nhựa đặc biệt có nguồn
gốc từ vô cơ và hữu cơ.
- Anionit được dùng để loại bỏ các acid và gốc acid.
- Cationit được dùng để loại bỏ các ion gây nên độ cứng.
- Ionit có nhiều loại (KY-1, KY-2, AH-1, AH-2,..) đều là nhựa rắn
không hòa tan , rất bền về mặt cơ học, một nhóm các chất hóa
học có khả năng trao đổi ion với các chất khác được gắn vào các
hạt nhựa này. Các chất hóa học này có thể là Na + (Na-Cationit) hay
H+ (H-Cationit), OH- (OH-Ationit), Cl-(Cl-Anionit)…
a. Làm mềm nước bằng các Ionit có nguồn gốc vô cơ
(Seolit và Pirmutit).
Ví dụ: Na-Cationit
- A(HCO3)2
A-P + 2NaCO3
Na2-P +
- ASO4
A-P + Na2SO4
- ACl2
A-P + 2NaCl
Như vậy các Cation (A: Ca, Mg) bò giữ lại trên mặt nhựa song

nước lúc này lại mang tính acid và để khử acid bằng việc trao đổi
Anion:
Ví dụ: (OH-Anionit)
-HCl
Cl-P +H2O
OH-P +
- H2SO4
SO4-P +H2O
Qua 2 giai đoạn loại được hầu hết các ion kim loại và các Anion
kể cả NO3-, NO2Sau một thời gian làm việc hoạt tính các Anionit giảm khi này
cho dung dòch NaCl hay acid đi ngược trở lại để rửa các ion đã bò bám
giữa trêm mặt hạt ionit – các hạt ionit sẽ trở lại được họat tính ban
đầu (tái sinh). Ví dụ: rửa cationit natri dùng HCl.
Na-P +HCl  H-P + NaCl
Ca-P2 + 2HCl  2H-P + CaCl2
Hay SO4- Anionit dùng NaOH, Cl-Anionit....
SO4-P2 +2NaOH  2OH-P +Na2SO4
Cl-P +NaOH  OH-P +NaCl…
b. Làm mềm nước bằng các ionit có nguồn gốc hữu cơ
(VOFATÍT)
- Các chất hóa học có khả năng trao đổi ion bởi các chất
khác được gắn lên bề mặt các hạt nhựa (tổng hợp) có nguồn gốc
hữu cơ thường chứa các nhóm acid hoạt tính như gốc phenol (-OH),
Cacboxin (-COOH) hay các nhóm (-SO3H).
Do những liên kết và có sự sắp xếp đặc biệt vì vậy chúng
có khả năng trao đổi
ionCation
với các hợp chất khác khi dung dòch các
Cột
hợp chất đó đi qua chúng.

Cột Anion
Ví dụ làm mềm bằng cationit dưới dạng hydro:

Nguồn
nước

Ca2+,
Mg2+
Fe3+
Al3+
K+
Na+
H+
Li+
……..SO42-

H+

H+ + OH- H2O
Nước sản
phẩm

- 21 ……..CO32-


ClNO32CO32Cl- liệu trong sản xuất
Chương 2: Nguyên
rượu - bia - nước giải khát
HCO3
HCO3FFOH

OH…………

…………

Hình 2.4: Sơ đồ minh họa quá trình trao đổi ion
H2-V + A(HCO3)2
A-V + 2H2O + 2CO2
+ ACl2
A-V +2HCl
+ASO4
A-V +H2SO4
+ NaCl
Na-V + HCl
Tương tự các ion K+, Fe2+, Mn2+,… cũng được tách khỏi nước
- Hay dùng ionit dưới dạng Hydroxyn: Nước sẽ tách được triệt để
các muối hơn và nước sau trao đổi ion có chất lượng như nước cất.
OH-V + HCl
Cl-V +H2O
+ H2SO4
SO4-V +2H2O
Khi tái sinh, H2-V ngâm với HCl 5÷6% hay H2SO4 1÷1.5%, OH-V
ngâm với NaOH 2÷3%
Bình nước rửa

Bình nước muối
NaCl

Nước cứng
3
1

2

1: Bình Cationit
2: Bình Anionit
3: Bình hòa tan muối
Bể chứa nước mềm
Bơm
Hình 2.5: Sơ đồ làm mềm nước bằng cột trao đổi ion

- 22 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát

a. Cột trao đổi ion
b. Hình dạng hạt Cationit
(Anionit)
Hình 2.6: Cột trao đổi ion và các hạt cationit (anionit) trong thực tế
sản xuất
1.3.3. Một số phương pháp khác
1.3.3.1. Khử mùi, vò bằng phương pháp oxy hóa
- Oxy hóa bằng O2 không khí bằng kiểu giàn mưa (vừa tác dụng
khử sắt)
1
1: Ống dẫn nước lên
2: Máng chính chữ U
3: Ngăn thu nước
4:Ống dẫn nước vào bể tiếp xúc
5: Ống trung tâm

6:Máng thu nước
7: Nước sang bễ lọc

2
3
4

7
8:Đường xả cặn

6

5

8
Hình 2.7: Sơ đồ giàn mưa xử lý nước
-Oxy hóa bằng Clo và Ozon ( khử mùi vò do vi sinh vật gây ra
và một số chất mang mùi vò có nguồn gốc từ động vật hay thực
vật (như thối rữa…). Dùng clo bò hạn chế: - Nước mang mùi clo, nước
có phenol thì clo phenol cho mùi rất khó chòu. Hoặc phải khử mùi clo
bằng các chất khác (sulfat, NH3,…)

Hình 2.8: Giàn phun mưa xử lý nước trong thực tế sản xuất
- 23 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát

1.3.3.2. Khử mùi bằng phương pháp hấp phụ
Quá trình hấp phụ là quá trình hút chọn lựa các cấu tử trong

pha khí hay pha lỏng trên bề mặt chất rắn. Ví dụ trong pha lỏng quá
trình hấp phụ dùng để khử màu các sản phẩm dầu hỏa, dung dòch
đường, khử mùi, vò của nước.
Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai
pha không hòa tan là pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha
lỏng. Dung chất (chất bò hấp phụ) sẽ đi từ pha lỏng (hoặc khí) đến
pha rắn cho đến khi nồng độ của dung chất phân bố giữa hai pha
đạt cân bằng.
Thường dùng các loại than hoạt tính (than Antracit, bạch dương,
than cốc, than bùn dạng bột, huyền phù…)
- Trộn trực tiếp (12mg/l) sau đó lọc (trộn 5 ÷ 7 mg/l, làm nguyên
liệu lọc  5mg/l)
- Lọc H2O qua lớp than hoạt tính (0.06 ÷ 0.12m 3 than/1m3 H2O trong 1
giờ lọc)
Hoàn nguyên than hoạt tính bằng dung dòch kiềm nóng.
- Thiết bò khử mùi bằng phương pháp hấp phụ dùng than hoạt
tính có cấu tạo gần giống như thiết bò trao đổi ion. Nhưng thiết bò
trao đổi ion thì chứa các hạt cation hoặc anion còn thiết bò hấp phụ
1.3.3.3. Dùng Natri Hydroxyt trung hòa CO 2 tự do, khử
cứng cacbonat và còn khử cả độ cứng không cacbonat (độ cứng
vónh cửu)…
CO2
+ NaOH  Na2CO3 + H2O
A(HCO3)2
+ NaOH  A(OH)2 + Na2CO3 +H2O +CO2
A.SO4
+ NaOH  A(OH) + Na2CO3
A.Cl2
+ NaOH  A(OH) + NaCl
A: Ca, Mg

(có thể giảm độ cứng < 0.5 ÷ 1mg.E/l)

9

10

11

12

Nước rữa

8
Nước
cấp

2

1

3

4

5

13

16
- 24 -

6

7

14

15

17


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
Hình 2.9: Sơ đồ nguyên tắc toàn bộ xử lý nâng cao chất lượng
nước
1: Bơm vào
7: Trao đổi Anion
13:
Bình
chứa nước trong
2: Giàn phun mưa
8: Tiệt trùng (đến)
14:
Bể
chứa nước mềm
3: Lọc thô (cơ học)
9: Bình hóa chất (pH, keo tụ,...) 15:
Nước
đã tiệt trùng
4: Lọc tinh (cơ học)

10: Hóa chất tái sinh than
16: Bơm ra
5: Lọc than (hấp phụ)
11: Hóa chất tái sinh Cationit
17: Nước
đến các bộ phận yêu cầu
6: Trao đổi Cation
12: Hóa chất tái sinh Anionit
- Ngoài ra có thể dùng Na3PO4 (giảm độ cứng  0.02 ÷ 0.03mg/l)
và Ba(OH)2 giảm độ cứng tốt hơn nữa nhưng giá thành cao và
Ba(OH)2 rất độc.
Trong công nghiệp, do các yêu cầu khác còn một số phương
pháp khác cải thiện chất lượng nước như khử muối triệt để (dùng
nhiệt, trao đổi ion, điện hóa), khử muối không triệt để (dùng vôi
và Bari, dùng H-Cationit, đông lạnh,…
2. NGUYÊN LIỆU CHỨA TINH BỘT
- Trong công nghệ sản xuất bia nguồn nguyên liệu chứa tinh
bột chủ yếu là malt đại mạch 2 hàng. Quá trình quan trọng nhất mà
qua đó hạt đại mạch trở thành hạt malt là sự nảy mầm.

a. Đại mạch 2 hàng
b. Malt
Hình 2.10: Đại mạch 2 hàng và malt trong thực tế
Ngoài đại mạch, trong công nghiệp sản xuất bia để giảm giá
thành sản phẩm, người ta đã đưa 1 số loại nguyên liệu khác để
thay thế. Các loại hạt ngũ cốc như tiểu mạch, thóc (hoặc gạo) và
ngô,... tỉ lệ thay thế ở các nước trung bình hiện nay là 30%, có nơi
lên đến 50%.
- Trong công nghệ sản xuất rượu nguyên liệu chứa tinh bột
chủ yếu là: thóc (hoặc gạo), ngô, sắn,...

2.1. Đặc điểm của nguyên liệu chứa tinh bột
- Là nguồn cung cấp năng lượng chính, cung cấp chất dinh
dưỡng cho sự hoạt động của vi sinh vật lên men.
- Yêu cầu về nguyên liệu: Hàm lượng gluxit cao, trữ lượng lớn,
dễ tìm, đồng đều về kích cỡ, thành phần hóa học tương đối giống
nhau, giá thành thấp, dễ bảo quản, điều kiện vi sinh vật đảm bảo.
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, tính đồng đều của
nguyên liệu là một trong những yếu tố ưu tiên chọn lựa. Do đó

- 25 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
trong công nghệ sản xuất bia thường nhà sản xuất lớn chọn loại
đại mạch có 2 hàng để làm nguyên liệu chính.
Khi chọn nguyên liệu phải dựa trên thành phần nguyên liệu.
Phải phân tích thành phần amylose và amylosepectin, thành phần
protein, lipid, Vitamin, vi sinh vật,...Vì các thành phần kể trên ảnh
hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Như thành phần amylose và
amylosepectin dưới xúc tác của enzim amylaze dễ tạo thành rượu và
CO2, thành phần protein có nhiều trong nguyên liệu sẽ làm cho sản
phẩm bò đục, lipid sẽ ảnh hưởng đến độ bền vững của sản phẩm,
còn vitamin đóng vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất malt vì
chúng là nhân tố điều hòa sinh trưởng của mầm. Đồng thời phải
xử lý nguyên liệu trước khi đưa vào dây chuyền sản xuất.
2.2.Thành phần của một số hạt nguyên liệu chứa tinh
bột
2.2.1 Hạt đại mạch
Chứa khoảng 70% tinh bột tính theo chất khô (amyloza khoảng:
17 - 24% còn amylopectin khoảng 76 - 83%); Xelluloza chiếm khoảng 20%

chất khô của vỏ; 9 -11% protein; 2.5 -3% chất béo, còn lại là các
hợp chất không chứa nitơ.
2.2.2 Hạt tiểu mạch ( tên dân gian : bobo)
Chứa khoảng 60 - 65% tinh bột tính theo chất khô; 2.5 - 3%
saccaroza; 2% glucoza và maltoza; 12 - 13% protein; 1.5 - 2% chất béo; 2.5
- 3% xelluloza; 1.5 - 2% chất khoáng và 10 - 11% các hợp chất không
chứa nitơ.
Sử dụng phổ biến trong sản xuất bánh mì.
2.2.3 Gạo và thóc tẻ
Trong thành phần chất khô của gạo thì tinh bột chiếm đến
75%; protein: 8%; chất béo: 1 - 1.5%; xelluloza: 0.5 - 0.8%; chất khoáng: 1
- 1.2%.
Dựa vào thành phần trên ta thấy gạo có hàm lượng tinh bột
khá cao, protein ở mức vừa phải còn chất béo và xelluloza thì ở
giới hạn thấp. Nên gạo là loại nguyên liệu khá lý tưởng cho việc
sản xuất bia. Trong công nghệ sản xuất bia với lượng gạo thay thế
đến 20% thì có thể sản xuất được các loại bia có chất lượng hảo
hạng dùng để xuất khẩu.
2.2.4. Ngô
-Phôi ngô chiếm 10-11% khối lượng của hạt. Trong thành phần
của phôi có 33% chất béo; 20% protein; 7.5% đường và tro; 4%
xelluloza và gần 5 % tinh bột
-Nội nhũ của ngô chiếm đến 75% khối lượng của hạt. Trong
đó tinh bột: 77 - 78%; protein: 7 -11%, chất béo: 1%; tro 0.3 - 0.8%,
đường: 1%; xelluloza: 0.5%.
Trong ngô có phôi khá lớn làm cho hàm lượng chất béo khá
nhiều. Khi dùng ngô để sản xuất bia sẽ gặp trở ngại lớn là khó
lọc và giảm độ bền keo cũng như khả năng tạo bọt của bia.
3. VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT RƯU - BIA - NƯỚC GIẢI
KHÁT

Trong công nghiệp lên men rượu - bia - nước giải khát bằng
phương pháp vi sinh vật người ta sử dụng vi sinh vật làm tác nhân
tạo ra những loại enzyme cần thiết để thực hiện các quá trình chế
biến. Trong tất cả các loại vi sinh vật được sử dụng trong sản xuất
- 26 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
rượu -bia- nước giải khát thì các loại sau đây thường được sử dụng
nhất.
3.1 Mốc (mold)
Là loại vi sinh vật cung cấp các loại enzyme amylaze phục vụ cho
quá trình đường hóa tinh bột thành đường.
Nấm mốc có cấu tạo sợi, chúng thuộc loại thực vật hạ đẳng,
có bào tử, không có diệp lục tố, không có khả năng tổng hợp
các chất hữu cơ từ khí cacbonic mà sử dụng trực tiếp chất hữu cơ
có sẵn để sinh sống.
Mốc mọc tốt trong môi trường có nhiều không khí. Vì vậy
chúng thường phát triển trên bề mặt cơ chất, dưới dạng những
lớp hình sợi lú phún, lớp mạng nhện hay khối bông. Trong cơ chất
chúng sinh trưởng trong các khoang rỗng chứa không khí. Nhiều loại
nấm có giá trò lớn trong công nghiệp nhưng cũng có loại có hại
trong công nghiệp.
3.1.1. Cấu tạo của nấm
Đa số nấm có hình sợi phân nhánh, đan kết lại với nhau thành
khối sợi. Từng sợi riêng rẽ gọi là sợi nấm (khuẩn ti, mixen), và toàn
bộ các sợi gọi là hệ sợi nấm (khuẩn ti thể, mycelium). Từ những sợi
nấm sẽ mọc ra các bào tử và trở thành cơ quan sinh sản sau này.
Có 2 loại sợi nấm: sợi nấm có màng ngăn ngang và sợi nấm không
có màng ngăn ngang. Trong trường hợp sau toàn bộ hệ sợi nấm chỉ

là một tế bào phân nhánh phức tạp. Chiều rộng của sợi nấm thay
đổi từ 5 - 50µm.
1. Asp - oryzae
2. Asp - niger
3. Penicillium
4. Mucor
a. Khuẩn ti (mixen)
b. Bào tử đính
c. Cuống và bào tử

Hình 2.11: Nấm mốc
Một số sợi nấm sinh trưởng bằng cách đâm sâu vào trong cơ
chất và hút các chất dinh dưỡng ở trong đó (khuẩn ty cơ chất).
Trong khi đó một phần hệ sợi nấm phát triển trên bề mặt cơ chất
(khuẩn ty ký sinh). Phần sợi nấm nằm ngoài này nhiều hay ít tùy
theo loài và môi trường. Ở nhiều loài các sợi của hệ sợi nấm
nằm bên ngòai cơ chất là cơ quan sinh sản. Ở một số nấm khác,
sợi nấm đang kết lại dày đặc với nhau và tạo thành quả thể.
3.1.2. Sinh sản của nấm
Mốc có nhiều hình thể sinh sản và nhiều loại cơ quan sinh sản.
Nấm sinh sản chủ yếu bằng bào tử, từ bào tử mộc ra sợi nấm
và sợi đó sẽ phát triển thành hệ sợi nấm. Bất cứ một đoạn sợi
nấm hoặc một mảnh nào của hệ sợi nấm cũng có thể dùng để
sinh sản được, các đoạn này khi rơi trên môi trường dinh dưỡng thì
- 27 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
phát triển và tạo thành một hệ sợi nấm mới. Trong thí nghiệm
người ta thường dùng phương pháp này để nhân giống và phân

lập.
Một số nấm sinh sản bằng bào tử. Trong trường hợp này sợi
nấm bò cắt ra thành từng phần nhỏ đơn bào và mỗi một tế bào
đó có thể phát triển thành một hệ sợi nấm. Sợi nấm bò cắt ra từ
ngọn xuống và hiện tượng đó có thể tiến hành trên toàn bộ hệ
sợi nấm.
1. Khởi đầu phát triển của bào tử
2. Bắt đầu mọc nhiều sợi
3. Hệ sợi nấm

Hình 2.12: Sự sinh sản (phát triển ) của nấm
mốc
Trong sinh sản vô tính của mốc có 2 loại bào tử: Ngoại bào tử
(exospore) và nội bào tử (endospore). Bào tử ngoại còn gọi là hạt
đính (đính bào tử) và sợi nấm mang các hạt đính gọi là cuống hạt
đính. Cuống hạt đính bò thắt lại và sinh ra hạt đính, hoặc có các tế
bào đặc biệt nằm ở đầu cuống phân chia sinh ra các hạt đính. Hạt
đính nằm đơn độc trên cuống hoặc tụ lại thành nhóm hay thành
chuỗi.
Ở các loài nấm mốc khác, bào tử lại được hình thành trong
các tế bào riêng biệt nằm ở đầu sợi nấm. Những bào tử đó
thường có kích thước lớn, hình cầu, gọi là bọc bào tử. Cuống bọc
bào tử thường phát triển vào bọc bào tử thành một trụ có nhiều
hình dạng khác nhau gọi là lõi hay nang trụ.
Trong sinh sản hữu tính, nấm tạo ra nang mang bào tử và đảm mang
đảm bào tử. Đó là những cơ quan sinh sản đặc biệt.
Đôi khi nang và đảm xếp đơn độc trên sợi nấm, nhưng làm
thành từng nhóm hoặc từng lớp trong quả thể. Hình dạng, màu sắc
và hình dạng và cấu tạo của quả thể thường rất khác nhau. Một
loài nấm thường có thể sinh sản cả vô tính lẫn hữu tính. Một số

không có khả năng sinh sản hữu tính đó là những nấm bất toàn.
3.1.3 Những loài nấm mốc thường dùng
Rhizopus: Có nhiều loài như: Rhizopus japonicus, Rhizopus oryzae,
Rhizopus peka II, Rhizopus tonkinensis,...
Rizopus có đặc điểm sinh sản bằng giả chi để lan rộng trên
bề mặt. Ở những điểm tiếp xúc với môi trường đặc, thành ống
nghiệm có chùm rễ giả. Ở chỗ có giả căn, thân bò tiếp xúc
phát triển và sinh ra các cuống tử nang trụ tiếp xúc với vách nang,
do đó khi soi kính, nữa dưới của nang lộn ngược như cái ô. Lúc non,
bào tử nang trắng, lúc già màu đen, bên trong có nhiều bào tử.
- 28 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát
Bào tử hình trứng hay bán cầu, mặt thường có nếp nhăn, kích
thước 5 - 8 µm. Nhiệt độ tối thích là 32 - 340C.
Rhizopus sinh sản hữu tính bằng cách tiếp hợp nhưng ít gặp, chủ
yếu sinh sản dinh dưỡng bằng hậu bào tử, khuẩn ty. Sinh sản vô
tính bằng bào tử nội sinh. Nhìn bề ngoài dễ nhầm lẫn Rhizopus và
Absidi. Chúng khác nhau ở chỗ: bào tử nang hình quả lê và giả
căn mọc ở giữa thân bò, không cùng gốc bào tử nang.
Rhizopus, Absidi thường thấy trên củ, hạt ẩm, bánh mì, cơm,
xôi,... để trong không khí vài ngày. Bằng mắt thường khuẩn ty của
nó như những tấm mạng nhện, bào tử nang lúc nhỏ còn trắng,
lúc già đen nhạt, có những chấm nhỏ. Bào tử dễ bay trong không
khí, gặp điều kiện thuận lợi sẽ nảy mầm.
Rhizopus thường được nuôi cấy và phát triển trên môi trường
dòch thể giàu dinh dưỡng và có thông khí. Hệ enzyme amylaza tương
đối hoàn chỉnh, nên thường được dùng trong sản xuất rượu theo
phương pháp amylo và nuôi cấy nấm mốc lỏng ( phương pháp bề

sâu).
3.2. Men (Yeast)
Quá trình lên men rượu được thực hiện nhờ loài Saccharomyces,
lòai này có tính kỵ khí không bắt buộc, chúng có khả năng hô hấp
và lên men, khả năng lên men của chúng là rất khác nhau. Sinh
trưởng kỵ khí nghiêm ngặt ở Saccharomyces cerevisiae chỉ xảy ra một
vài thế hệ, bởi vì sự tổng hợp Sterol cần cho việc tạo cấu trúc
màng tế bào phải có oxy. Nếu Sterol và các acid chưa no được cung
cấp thì nấm men có thể sinh trưởng trong điều kiện kỵ khí nghiệm
ngặc trong tự nhiên như: trong đất, thực phẩm, rau quả,... nấm men
nha bào khi môi trường quá nghèo dinh dưỡng hoặc trong điều kiện
nuôi cấy không thuận lợi.
3.2.1 Cấu tạo
Tế bào nấm men có hình thái và kích thước khác nhau. Tùy
loại, tùy giống, chúng có thể hình cầu, hình bầu dục, hình trứng,
hình quả chanh, hình ống. Kích thước của tế bào nấm men khác nhau
rất nhiều, tùy theo loại giống, điều kiện sinh trưởng có thể thay đổi
trong khoảng 1.5 - 5.3 µm hay có khi dài hơn nữa, các loại nấm men
thường dùng trong sản xuất rượu có kích thước khoảng 4 - 7 µm.
Tế bào nấm men có cấu tạo giải phẩu học tương đối phức
tạp, khi quan sát tế bào nấm men dưới kính hiển vi điện tử có thể
phân biệt các thành phần như sau: màng tế bào, nguyên sinh chất
(Protoplasma Cytolasma), nhân (hạch).
1. Màng ngoài tế bào
2. Màng trong tế bào
3. Xitoplasma
4. Valutin
5. Nhân tế bào
6. Vỏ nhân tế bào
7. Không bào

8. Mitokhondrin
9. Riboxom
- 29 -


Chương 2: Nguyên liệu trong sản xuất rượu - bia - nước giải khát

Hình 2.13: Cấu tạo tế bào
nấm men
Màng của tế bào trẻ rất mỏng. Ở tế bào già thấy rõ
đường viền của màng tế bào, màng tế bào có hai nét. Màng tế
bào có tác dụng giữ cho hình dạng tế bào ít bò thay đổi và là
màng bán thấm chọn lọc. Khi màng tế bào mất đi, chỉ còn là
Protoplasma, tế bào sẽ bò phân hủy. Trong điều kiện môi trường
nghèo chất dinh dưỡng, độ acid và nhiệt độ cao, màng tế bào bò co
lại, tế bào trở nên bé.Đối với tế bào đang trẻ, muốn quan sát
màng tế bào, tốt nhất là cho thẩm thấu qua màng tế bào dung
dòch acid Osimic 1%.
Protoplasma của tế bào trẻ là một khối trong suốt đồng nhất
và nhày. Ở tế bào trưởng thành nó biểu hiện ở trạng thái hạt.
Nấm men già Protoplasma là những hạt lớn. Sự vón cục của
Protoplasma là đặc trưng của tế bào chết hoặc biến chất, đôi khi
nó tụ lại thành cục ở trung tâm của tế bào. Những hạt Protoplasma
là biểu hiện của sự phát triển không bình thường ( nhiệt độ cao,
độ acid cao, thừa muối, thiếu dinh dưỡng, môi trường nhiễm khuẩn).
Nhân có thể nằm sát màng tế bào hoặc ở giữa Protoplasma.
Nó đóng vai trò quan trọng, bậc nhất đối với sự phát triển của tế
bào nấm men khi nảy chồi. Nhân được phân chia thành hai phần.
Muốn quan sát được nhân của tế bào phải dùng phương pháp
nhuộm màu với dung dòch Hematoxilin 1% (1g Hematoxilin trong 10ml

cồn 90ml nước cất) hoặc đỏ Êozin.
Các chất dự trữ phụ vào chất béo, glycogen và volutin qua kính
hiển vi chúng ta có thể thấy được những giọt chất béo ở các tế
bào nấm men già hoặc tế bào nấm men lớn (tế bào phải được
nhuộm màu bằng dung dòch acid osimic 1% hoặc dung dòch xudan III
0.5% cho màu đỏ hồng). Các tế bào trẻ thường không có chất
béo, các tế bào trưởng thành có thể có những giọt mỡ rất bé.
Các tế bào già chứa các hạt chất béo to, khúc xạ ánh sánh
mạnh hơn, có thể nhìn thất qua kính hiển vi.
Glycogen được tích lũy khi nấm men được nuôi cấy trong môi
trường thừa đường. Thiếu đường nấm men sử dụng lại glycogen nên
khi đó thành phần này biến mất rất nhanh. Trong tế bào nấm men
còn trẻ glycogen không bò tụ lại và có thể tìm thấy chỉ trong các
tế bào riêng biệt. Trong các tế bào nấm men trưởng thành bình
thường lượng glycogen nhiều hơn. Ở tế bào nấm men già , glycogen
biến mất khi nhuộm màu với dung dòch lugol, glycogen sẽ cho màu
sẫm. Nhờ đó người ta có thể nhận biết được tế bào nấm men già
hay trẻ, trong điều kiện thừa hay thiếu đường.
Valutin là chất đạm dẫn suất của acid nucleic. Nó có quan hệ
đến sự phát triển của nấm men và biểu hiện thời kỳ nảy mầm
hoặc hình thành bào tử trong tế bào. Valutin có trong không bào
dạng khối tương đối lớn. Muốn nhận biết valutin phải nhuộm màu
bằng dung dòch xanh mêtylen.
Không bào ở tế bào trẻ không được nhìn thấy. Nó là những
hạt không bào rất nhỏ chứa đầy dòch tế bào chất, tế bào trưởng
thành sẽ có từ một đến hai không bào. Tế bào già thì không bào
rất lớn, đôi khi không bào chiếm hết toàn bộ tế bào ( do trong
- 30 -