Công Nghệ Lên Men MALT VINEGAR

MỤC LỤC
I.

Giới thiệu chung:.............................................................................................................................. 5

II.

Nguyên liệu: ..................................................................................................................................... 5
1.

Nước: ........................................................................................................................................... 5

2.

Giống vi sinh vật:........................................................................................................................ 8
2.1

Nấm men: ............................................................................................................................ 8

2.2

vi khuẩn Acetobacter aceti: ................................................................................................. 9

3.

Malt đại mạch............................................................................................................................10

4.

Các nguyên liệu phụ: .................................................................................................................12

III.
1.

2.

3.

4.

5.

Quy trình công nghệ:.................................................................................................................13
Tách tạp chất:............................................................................................................................14
1.1.

Mục đích công nghệ: ..........................................................................................................14

1.2.

Các biến đổi của nguyên liệu .............................................................................................14

1.3.

Thiết bị: ..............................................................................................................................14

Nghiền malt................................................................................................................................15
2.1.

Mục đích: ...........................................................................................................................15

2.2.

Các biến đổi của nguyên liệu: ............................................................................................15

2.3.

Thiết bị và thông số công nghệ: .........................................................................................15

Nấu dịch nha: ............................................................................................................................16
3.1.

Mục đích: ...........................................................................................................................16

3.2.

Các biến đổi của nguyên liệu: ............................................................................................17

3.3.

Thiết bị và thông số công nghệ: .........................................................................................17

Lọc dịch nha ..............................................................................................................................19
4.1.

Mục đích: ...........................................................................................................................19

4.2.

Các biến đổi của nguyên liệu .............................................................................................19

4.3.

Thiết bị và thông số công nghệ ..........................................................................................19

Lên men rượu ............................................................................................................................22
5.1.

Mục đích: ...........................................................................................................................22

5.2.

Các biến đổi của nguyên liệu: ............................................................................................22

5.3.

Thiết bị và thông số công nghệ: .........................................................................................24
1


Ly tâm ........................................................................................................................................25

6.

6.1.

Mục đích: ...........................................................................................................................25

6.2.

Các biến đổi của nguyên liệu: ............................................................................................25

6.3.

Thiết bị và thông số công nghệ: .........................................................................................25

Lên men acid acetic: ..................................................................................................................26

7.

7.1.

Mục đích: ...........................................................................................................................26

7.2.

Các biến đổi của nguyên liệu: ............................................................................................26

7.3.

Thiết bị và thông số công nghệ: .........................................................................................27

Tàng trữ .....................................................................................................................................29

8.

8.1

Mục đích: ...........................................................................................................................29

8.2

Các biến đổi trong sản phẩm:............................................................................................29

8.3

Thiết bị và thông số công nghệ: .........................................................................................30

Lọc: ............................................................................................................................................30

9.

9.1

Mục đích: ...........................................................................................................................30

9.2

Các biến đổi của nguyên liệu: ............................................................................................30

9.3

Thiết bị và thông số công nghệ: .........................................................................................31
Hoàn thiện: ............................................................................................................................32

10.
10.1

Mục đích: ...........................................................................................................................32

10.2

Các biến đổi nguyên liệu:...................................................................................................32

10.3

Thiết bị và thông số kỹ thuật:............................................................................................32
Rót sản phẩm, đóng nắp và dán nhãn:..................................................................................33

11.

IV.

11.1

Mục đích: ...........................................................................................................................33

11.2

Các biến đổi của nguyên liệu: ............................................................................................33

11.3

Thiết bị và thông số công nghệ: .........................................................................................33

Sản phẩm: ..................................................................................................................................34

1.

Thành phần dinh dưỡng: ..........................................................................................................34

2.

Chỉ tiêu đánh giá: ......................................................................................................................35
2.1

Chỉ tiêu cảm quan: ..............................................................................................................35

2.2

Chỉ tiêu hóa lý: ...................................................................................................................35

2.3

Chỉ tiêu vi sinh:....................................................................................................................35

2


DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Các loại giấm nha...............................................................................................................5
Hình 2: Saccharomyces cerevisiae...................................................................................................8
Hình 3: Vi khẩn Acetobacter aceti....................................................................................................9
Hình 4: Cấu tạo hạt đại mach........................................................................................................11
Hình 5: Quy trình sản xuất.............................................................................................................13
Hình 6: Thiết bị tách tạp chất.........................................................................................................14
Hình 7: cấu tạo máy nghiền............................................................................................................16
HÌnh 8: Bộ phận steel’s masher.....................................................................................................18
Hình 9: Thiết bị mash tun...............................................................................................................18
Hinh 10: Thiết bị lọc dịch nha........................................................................................................20
Hình 11: Quá trình lên men rượu...................................................................................................23

Hình 12: Thiết bị lên men rượu......................................................................................................24
Hình 13: Thiết bị ly tâm..................................................................................................................25
Hình 14: Thiết bị lên men acetic.....................................................................................................28
Hình 15: Bộ phận sục khí...............................................................................................................29
HÌnh 16: Bộ phận phá bọt..............................................................................................................29
Hình 17: Thiết bị tàng trữ...............................................................................................................30
Hình 18: Thiết bị lọc membrane.....................................................................................................31
Hình 19: Thiết bị phối trộn.............................................................................................................33
Hình 20: Thiết bị rót đóng nắp.......................................................................................................34
Hình 21: Sản phẩm giấm nha.........................................................................................................34

3


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: chỉ tiêu chất lượng nước.....................................................................................................6
Bảng 2: Thành phần hóa học của hạt đại mạch.............................................................................11
Bảng 3: Chỉ tiêu chất lượng của malt.............................................................................................12
Bảng 4: Thành phần dinh dưỡng có trong 100ml giấm nha...........................................................34
Bảng 5: Chỉ tiêu cảm quan.............................................................................................................35
Bảng 6: Chỉ tiêu hóa lý ..................................................................................................................35
Bảng 7: Hàm lượng kim loại cho phép trong giấm nha.................................................................35
Bảng 8: Chỉ tiêu vi sinh..................................................................................................................35

4


I. Giới thiệu chung:
Giấm nha là sản loại giấm được làm từ mầm đại mạch. Đại mạch được cho nảy mầm thành malt,
qua quá trình lên men rượu và lên men giấm thành giấm nha. Để sản xuất giấm nha, người ta phải ngâm

nước các đại mạch để giúp hạt dễ dàng nảy mầm và các enzyme hoạt động. Đây là loại sản phẩm phổ
biến ở Anh, được dùng chung với khoai tây và cá, ngòai ra còn được sử dụng như một gia vị trộn chung
với salad, là thành phần trong các loại nước sốt tương ớt hay các rau củ muối chua.
Có 3 loại giấm nha phổ biến hiện nay

a

b

c

a, Giấm nha sáng màu: được sản xuất từ loại malt vàng, không qua chưng cất
b, Giấm nha tối màu: được sản xuất từ malt vàng có bổ sung malt caramen.
c, Giấm nha có qua chưng cất.
Hình 1: Các loại giấm nha
Dưới đây là quy trình sản xuất giấm nha sáng màu.
II. Nguyên liệu:
1. Nước:
Nước là thành phần cơ bản trong thực phẩm và nó cũng được quy định sử dụng như
những thành phần khác. Thêm vào đó, một số các chất không tan như khoáng, các chất hữu cơ
trong nước có thể làm ảnh hưởng tới tính năng của hỗn hợp trong quá trình sản xuất và nó còn
ảnh hưởng tới tính chất của sản phẩm sau này.

5


Các tính chất vật lý, hóa học và vi sinh của nước đều ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng
của thực phẩm. Nước sử dụng là nước dùng trong ăn uống, chế biến thực phẩm nước từ các nhà
máy nước ở khu vực đô thị cấp cho ăn uống và sinh hoạt.
Nước dùng trong ăn uống, chế biến thực phẩm phải theo tiêu chuẩn Bộ Y Tế (QCVN

01:2009/BYT)
Bảng 1: chỉ tiêu chất lượng nước
STT

Tên chỉ tiêu

Đơn vị tính

Giới hạn tối đa

Chỉ tiêu cảm quan và chỉ tiêu
1

Màu sắc

TCU

15

2

Mùi vị

-

Không có mùi vị lạ

3

Độ đục

NTU

2

4

pH

-

6,5 – 8,5

5

Độ cứng

mg/l

300

6

TDS

mg/l

1000

7

Hàm lượng Nhôm

mg/l

0,2

8

Hàm lượng Amoni

mg/l

3

9

Hàm lượng Antimon

mg/l

0,005

10

Hàm lượng Asen tổng số

mg/l

0,01

11

Hàm lượng Bari

mg/l

0,7

Hàm lượng Bo tính chung cho cả borat và mg/l

0,3

12

axit boric

6


13

Hàm lượng Cadimi

mg/l

0,003

14

Hàm lượng Cl-

mg/l

250 – 300

15

Hàm lượng Crom tổng số

mg/l

0,05

16

Hàm lượng Đồng tổng số

mg/l

1

17

Hàm lượng Xianua

mg/l

0,07

18

Hàm lượng F-

mg/l

1,5

19

Hàm lượng Hydro Sulfur

mg/l

0,05

20

Hàm lượng Sắt tổng số

mg/l

0,3

21

Hàm lượng Chì

mg/l

0,01

22

Hàm lượng Mangan tổng số

mg/l

0,3

23

Hàm lượng Thuỷ ngân tổng số

mg/l

0,001

24

Hàm lượng Molybden

mg/l

0,07

25

Hàm lượng Niken

mg/l

0,02

26

Hàm lượng Nitrat

mg/l

50

27

Hàm lượng Nitrit

mg/l

3

28

Hàm lượng Selen

mg/l

0,01

29

Hàm lượng Natri

mg/l

200

30

Hàm lượng Sulphat

mg/l

250

31

Hàm lượng Kẽm

mg/l

3

7


32

Chỉ số Permanganat

mg/l

2

2. Giống vi sinh vật:
2.1 Nấm men:
Người ta sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae

Hình 2: Saccharomyces cerevisiae









Hệ thống phân loại của nấm men sử dụng:
Giới: Fungi
Ngành: Ascomycota
Lớp: Hemiascomycete
Bộ: Endomycetales
Họ: Saccharomycetaceae
Họ phụ: Saccharomycetoideae
Giống: Saccharomyces
Loài: Cerevisiae
Hình thái tế bào:
Nấm men thường có dạng hình cầu, hình oval, hình trứng hoặc hình elip. Kích thước
trung bình 3,5-8µm theo chiều ngang và 5-11µm theo chiều cao, sinh trưởng bằng cách tạo chồi
hay bào tử.

Thành phần hóa học
70-15% là nước, 25-30% còn lại là chất khô: protein, chất có nito khác chiếm 50%, chất
béo 1,6%, cacbonhydrat 33,2%, mô tế bào 7,6%, tro 7,6%.
Nguồn carbon:Nguồn cacbon phổ biến nhất của nấm men là carbohydrate, bao gồm mono,
di và trisaccharide, dextrin.
Dinh dưỡng:
Nguồn nito: nấm men không sử dụng được khí nito. Nguồn nito thông dụng của nấm men
là các muối vô cơ hoặc các hợp chất hữu cơ có chứa nitơ.
Nguồn nito vô cơ như: muối amonium hoặc urea, điểm quan trọng cần lưu ý là nấm men
8


không sử dụng muối nitrate và nitrite.
Nguồn nito hữu cơ: acid amin, peptide, amine, purine, pyrimidine.
Nguồn khoáng: hai nguyên tố được quan tâm nhất là P và S, nấm men sử dụng P dưới dạng
ion photphat.
S.cerevisiae có thể sử dụng nguồn S dưới dạng vô cơ hay hữu cơ. Nguồn lưu huỳnh hữu cơ
ngoài methionine và cysteine còn có glutathione, nguồn lưu huỳnh vô cơ có thể là sulphate, sulphite
hoặc thiolsulphate. Các nguyên tố khoáng còn lại là các cofactor của các emyme trong tế bào nấm
men hoặc tham gia vào cấu trúc tế bào, chiếm hàm lượng cao nhất là K và Mg. Một số nguyên tố
khóng quan trọng khác là Cu2+, Fe3+, Mn2+, Ni2+, Zn2+...
Các yếu tố sinh trưởng:
Thường gặp là vitamin, purin, pyrimidine, polyamine... và một số loại lipit.
Tiêu chuẩn chọn nấm men
 Thích nghi nhanh với môi trường
 Chịu được nồng độ ethanol cao.
 Ổn định hoạt tính trong suốt quá trình lên men
 Khả năng và tốc độ lên men trong điều kiện nhiệt độ thấp với dịch đường malt cao.
 Tính ổn định trong sản xuất.
 Tạo ra hương vị và chất lượng sản phẩm đặc trưng.

 Sinh tổng hợp các chất: aldehyde, ester, methanol....với hàm lượng thấp.
2.2 vi khuẩn Acetobacter aceti:

Hình 3: Vi khẩn Acetobacter aceti
Hệ thống phân loại:








Giới: Bacteria.
Ngành: Proteobacteria
Lớp: Alpha proteobacteria
Chi: Rhodospirillales
Họ: Acetobacteraceae
Giống: Acetobacter
Loài:Acetobacter aceti

9


Hình thái tế bào:
Trực khuẩn ngắn dạng hình que kích thước 1-1.2µm. Không di động thường xếp
thành chuỗi dài. Gram âm, màu vàng với thuốc nhuộm iod. Tạo thành khuẩn lạc to, sáng trên
gellatin với dịch lên men chứa 10% đường saccharose.Tạo thành màng dày nhẵn. Có thể phát
triển trên môi trường có nồng độ rượu khá cao (11%). Có khả năng tích lũy 6% acid acetic. Nhiệt
độ thích hợp phát triển 28-31oC, pH 5,4-5,8.

Tính chất đặc trưng của giống:
Có khả năng oxy hóa rượu etylic thành acid acetic ở pH thấp, ngoài ra còn thực hiện quá
trình oxy hóa acid acetic, oxy hóa lactate, chuyển glucose thành gluconate, oxy hóa không hoàn
toàn các hợp chất hữu có khác (các loại đường và dẫn xuất của chúng) để tạo thành các hợp chất
keton hay các acid hữu cơ tương ứng.
Nhu cầu dinh dưỡng:
Nguồn C, N và ch ất sinh trưởng cũng rất đa dạng. Sử dụng đường, etylic và các acid
hữu cơ làm nguồn C, muối amon làm nguồn N.
Trong quá trình phát triển vi khuẩn có nhu cầu đố i với 1 số acid amin như valin,
alanin, prolin, isolosine.
Một số chất kích thích sinh trưởng như acid nicotinine, acid amin, folic và biotin…
Cá c c h ấ t khoáng K, Mg, Ca, Fe, P, S …ở dạng muối vô cơ, hữu cơ hoặc hợp chất hữucơ.
Có khả năng đồng hoá muối (NH4+) và phân giải pepton.




Ti êu chuẩn chọn giống:
Thích nghi nhanh với môi trường và điều kiện lên men.
Có khả năng chuyển hóa tốt ethanol thành acid acetic.
Ổn định hoạt tính trong môi trường có pH thấp và trong môi trường có nồng độ ethanol cao




3.

Không bị tấn công bởi phage.
Sinh tổng hợp cân đối các sản phẩm: hàm lượng diacety, acid béo..thấp, lượng acid acetic cao.
Điều kiện nuôi cấy đơn giản.

Malt đại mạch
Malt là nguyên liệu chính trong sản xuất giấm mạch nha. Người ta sản xuất malt đại mạch
từ hạt đại mạch. Đại mạch thuộc nhóm ngũ cốc và được chia là 2 loại: đại mạch 2 hàng và đại
mạch 6 hàng, người ta sử dụng đại mạch 2 hàng để sản xuất malt do hạt to, chắc mẩy và đặc biệt
là hàm lượng dinh dưỡng cao, lượng protein thấp.
Cấu tạo hạt đại mạch:
Hạt đại mạch bao gồm: Vỏ trấu (10- 12%); Vỏ lụa (2- 3%); Lớp Aleurone (4- 5%); Tinh
bột trong nội nhũ (77- 82%) và khoảng 5% Protein Phôi (2- 3%).
10


Hình 4: Cấu tạo hạt đại mach
Bảng 2: Thành phần hóa học của hạt đại mạch
Thành phần
Tinh bột
Hemicellulose
cellulose
Chất béo
Protein thô
khoáng
Độ ẩm

Đại mạch %
54-65% (20-25% amylose, 75-80% amylopectin)
8-10%
4-5%
2-3%
9-14% (4-20% leucosin, 10-30% edestin, 15-40% hordein, 15-30%
glutelin)
2-3%

12-16%

Tiêu chuẩn hạt đại mạch để sản xuất malt:
Yêu cầu về cảm quan.
Tất cả các hạt thóc phải thuộc một loại đại mạch, đông nhất về kích cỡ, không
lẫn cát đá, rơm rác và những hạt thuộc loại thóc khác.
Hạt thóc phải có vỏ mỏng, màu vàng nhạt óng ánh, không có vết trên vỏ.Đại mạch tốt
phải có mùi thơm của rạ rơm, khi cắn hạt thóc thấy có mùi tinh bột và hơi ngọt.
Sinh lý
Lực nảy mầm phải đạt 80÷85%
Trọng lượng tuyệt đối thường 35 ÷ 45 g/1000 hạt
Khả năng nảy mầm 90÷95 %
Yêu cầu về thành phần hóa học
Vỏ: không vượt quá 7÷9% trọng lượng hạt
Hàm lượng ẩm: w = 10÷15%
Hàm lượng protid 8÷14% chất khô của hạt
Hàm lượng glucid chiếm 55÷62 % trọng lượng hạt (hoặc 63 ÷ 66 % trọng lượngchất khô).
Quy trình sản xuất malt đại mạch bao gồm các quá trình: phân loại hạt, làm ướt, ươm
mầm, sấy và tách mầm,mục đích chính của quá trình sản xuất malt đại mạch là làm hoạt hóa và
sinh tổng hợp các enzyme trong hạt đại mạch, thủy phân một phần cơ chất trong hạt và tổng hợp
11


một số chất màu, mùi đặc trưng cho malt thành phẩm. Có rất nhiều loại malt: malt vàng, malt
acid, malt carame... tùy thuộc vào mục đích mà sử dụng các loại malt khác nha, trong công nghệ
sản xuất giấm mạch nha, ta sử dụng malt vàng.
Yêu cầu chất lượng malt đại mạch:
Bảng 3: Chỉ tiêu chất lượng của malt
Tên chỉ tiêu
Phân loại hạt

Khối lượng 1000 hạt
Khối lượng 1hL
Độ ẩm
Độ trích ly
Độ màu
pH dịch nha
Protein tổng
Nito tan
Chỉ số kolbach
Nito fomol
Nito amin tự do
Hoạt lực diastatic
nitrosamine
Độ nhớt dịch nha

Yêu cầu
Rây 2.5 và 2.8> 85%, tạp chất < 5%
28-38g
48-62g
<4.5%
79-83% chất khô
2.5-4.5oEBC
5.6-6
<12%
0.55-0.75% chất khô
35-45
180-220 mg/ 100g chất khô
>150mg/100g chất khô
200-300 WK
<2.5µg/kg

1.5-1.6 mPa.s

4. Các nguyên liệu phụ:
Có thể sử dụng thêm chế phẩm enzyme trong quá trình nấu malt, α-amylase giảm độ nhớt,
glucoamylase góp phần thủy phân tinh bột trong malt. Chất chỉnh pH, các muối khoáng (để tăng
cường hoạt tính của enzyme trong nguyên liệu hoặc hoạt tính trao đổi chất của nấm men), chất
màu...

12


III. Quy trình công nghệ:

Malt đại mạch

Tách tạp chất

Tạp chất

Nghiền

Nấu
Nấm men

Hoạt hóa

Lọc

Bã

Lên men rượu

Vi khuẩn

Ly tâm
Tế bào nấm
men
Hoạt hóa

Lên men Acetic

Lưu trữ

Lọc
Cặn, tế bào vi
khuẩn
Hoàn thiện

Bao bì
vô trùng

Rót nóng , đóng nắp

Sản phẩm
Hình 5: Quy trình sản xuất
13


Đại mạch cung cấp các loại đường (maltose và glucose) để nấm men lên men rượu và
cung cấp nguồn nitơ (các amino acid) cần thiết để hỗ trợ sự sinh trường của nấm men và vi khuẩn

sinh acid acetic (Acetobacter). Nhưng trong đại mạch nguyên liệu, tinh bột và protein không được
chuyển hóa trực tiếp bởi nấm men. Nên việc xử lý hạt đại mạch là rất cần thiết cho quá trình lên
men và tạo giấm về sau.
1. Tách tạp chất:
1.1.Mục đích công nghệ:
Chuẩn bị
Malt ban đầu có thể bị lẫn một số tạp chất như rơm, rạ, bụi, kim loại… Tách tạp chất là
quá trình làm sạch nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất.
1.2. Các biến đổi của nguyên liệu
Quá trình tách tạp chất không gây ra các biến đổi hóa học trong hạt nguyên liệu.
1.3. Thiết bị:
Người ta sử dụng thiết bị làm sạch với hệ thống rây và quạt. Rây sẽ tách các tạp chất có
kích thước quá lớn hoặc quá nhỏ ra khỏi hạt. Còn quạt sẽ tách đi những tạp chất nhẹ như bụi, rơm
rạ… Ngoài ra người ta còn dùng thiết bị tách từ để loại bỏ sắt bị lẫn trong nguyên liệu.
Cấu tạo:

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Hình 6: Thiết bị tách tạp chất

14

1. Cửa nạp liệu
2. Cửa ra tạp chất lơn

3. Cửa hút bụi
4. Cửa ra bụi, tạp chất nhỏ
5. Cửa ra malt sạch
6. Sàng rung
7. Nam châm


Nguyên lí hoạt động :
Tách tạp chất từ malt chủ yếu dựa vào sự khác nhau về:
 Tỷ trọng
 Kích thước
 Từ tính
Nguyên liệu được đưa vào qua phễu số (1), nguyên liệu được phân phối đều xuống sàn
rung (6). Nguyên liệu có từ tính được hút nhờ nam châm (7).Sàn rung (6) chia thiết bị ra thành 3
ngăn. Ở ngăn trên cùng với kích thước lỗ lưới lớn nên khi nguyên liệu chịu tác động của sàn rung
thì malt và tạp chất bé sẽ lọt qua lỗ sàn xuống ngăn thứ 2, còn tạp chất lớn hơn được được giữ lại
ở ngăn thứ nhất và được vận chuy ển theo đường ống (2) ra ngoài. Tại ngăn thứ 2 với
kích thước lỗ sàn nhỏ hơn so với ngăn nhất sẽ tiến hành phân loại tạp chất bé và malt. Malt với
kích thước lớn hơn được giữ lại ở ngăn thứ 2 và được vít tải chuyển đến bộ phận nghiền qua cửa
(5). Các tạp chất có kích thước nhỏ sẽ rơi xuống ngăn cuối và được vận chuyển ra ngoài qua cửa
(4). Để tách bụi và các tạp chất lơ lửng người ta sử dụng quạt hút và hút ra ngoài, qua Cyclon
không khí được tách bụi thành không khí sạch và đưa ra ngoài, bụi được đưa ra ở cửa (3).
2. Nghiền malt
2.1.Mục đích:
Chuẩn bị
Malt sẽ được nghiền nhỏ để việc thu nhận chất chiết trong quá trình nấu dịch nha đạt hiệu
quả cao.
2.2.Các biến đổi của nguyên liệu:
Trong quá trình nghiền xảy ra các biến đổi vật lý như kích thước hạt nguyên liệu giảm,
nhiệt độ khối hạt tăng do ma sát. Các nhà sản xuất cần thực hiện ngay quá trình nấu dịch nha sau

khi nghiền nguyên liệu để hạn chế sự giảm hoạt tính enzyme trong malt.
2.3.Thiết bị và thông số công nghệ:
Để nghiền malt, người ta sử dụng thiết bị nghiền trục (4 trục hoặc 6 trục). Thiết bị được
cài đặt nghiền hạt nhỏ chính xác đến mức 1/1000 inche (khoảng 0.3 mm). Đối với thiết bị nghiền
6 trục, khoảng cách giữa hai cặp trục thứ nhất là 1,2 – 1,4 mm; thứ hai là 0.6 – 0.8 mm; thứ ba là
0.3 – 0.5 mm. Cặp trục đầu tiên sẽ nghiển nhỏ hạt đại mạch theo quy tắc làm gãy hạt theo chiều
dài. Các cặp trục tiếp theo tiếp tục làm chiều dải nhỏ dần. Tỷ lệ các thành phần sau khi nghiền đạt
được có thể là trấu 28-30%, tấm lớn 60-70%, tấm nhỏ 2-4%, và bột 1-2%. Nguyên liệu bây giờ
được gọi là “grist”.

15


Cấu tạo:

1.Malt vào
2.Van điều chỉnh
3.Đôi trục nghiền
4.Sàng phân loại thứ nhất
5.Đôi trục nghiền thứ 2
6.Sàng phân loại thứ 2
7.Đôi trục nghiền thứ 3
8.Tấm khô không lọt sàng 9, 6
9.Sàng tấm
10.Bột mịn
11.Vỏ trấu
12.Tấm
13.Bột khô không lọt qua sàng
Hình 7: cấu tạo máy nghiền
Nguyên lí hoạt động:

Malt được nghiền qua cặp rulo thứ nhất, bột nghiền được đổ xuống sàng . Vỏ và tấm lớn
sẽ được đưa vào cặp rulo thứ 2 để nghiền lại một lần nữa. Cặp rulo thứ 3 để nghiền tấm và vỏ trấu
chưa lọt sàng phân loại thứ 2.
Việc nghiền có thể sử dụng nhiều loại thiết bị nghiền khác nhau. Nghiền 4 trục thường
được sử dụng nhiều ở Anh, nghiền bi, nghiền dạng pin disc, hoặc nghiền búa cũng có thể được sử
dụng.
3. Nấu dịch nha:
3.1.Mục đích:
Khai thác
Quá trình nấu dịch nha nhằm mục đích trích ly các chất chiết từ nguyên liệu vào nước và
thủy phân những cơ chất có phân tử lượng cao (tinh bột, protein, -glucan…) thành những cơ
chất có phân tử lượng nhỏ (đường, acid amin…) để nấm men sử dụng trong qua trình lên men
tiếp theo.

16


3.2.Các biến đổi của nguyên liệu:
Hóa lý: khi bắt đầu quá trình nấu, một số hợp chất như đường, acid amin, enzyme, một số
vitamin và khoáng trong malt sẽ hòa tan vào nước. Khi kết thúc quá trình nấu, các enzyme sẽ bị
đông tụ do tác dụng của nhiệt.
Hóa sinh: xảy ra nhiều loại phản ứng, quan trọng nhất là phản ứng thủy phân.





Hệ protease xúc tác thủy phân protein tạo sản phẩm là các polypeptide, peptide và acid amin,
Topt= 45-500C, pHopt 5.5.
-amylase xúc tác thủy phân tinh bột tạo sản phẩm là maltose; Topt = 60 – 65 0C, pHopt =5.2 -5.6.

-amylase xúc tác thủy phân tinh bột tạo sản phẩm chủ yếu là dextrin và các oligosacccharide;
Topt=70 – 75oC, pHopt= 5.3 – 5.8
Ngoài ra, còn có sự xúc tác của -glucanase, phosphatase…
Hóa học: xảy ra phản ứng Maillard giữa đường khử và acid amin, phản ứng oxy hóa
poyphenol.

3.3.Thiết bị và thông số công nghệ:
Thiết bị nấu dịch nha có dạng hình trụ đứng, đáy cầu, xung quanh đáy là lớp vỏ áo để gia
nhiệt. Bên trong thiết bị có cánh khuấy.
Thiết bị này phải được gia nhiệt trước ở đáy bằng nước nóng thông qua các đĩa xuyên lỗ,
phần còn lại được gia nhiệt bằng hơi nước nóng. Nước này phải được tháo ra ngay lập tức khỏi
thiết bị trước khi bắt đầu giai đoạn nấu dịch nha này. Các hạt đại mạch đã nghiền trước khi vào
thiết bị sẽ được trộn với nước nóng ở một nhiệt độ xác định chính xác bằng bộ phận Steel’s
masher; bộ phận này bao gồm một trục có cánh khuấy (dạng đinh nhọn) sẽ tạo thành một hỗn hợp
hoàn chỉnh grist - nước nóng khá nhớt (1.9 – 2.3 L nước nóng / kg grist).

17


HÌnh 8: Bộ phận steel’s masher

Hình 9: Thiết bị mash tun
18


Sau đó hỗn hợp được cho vào trong thiết bị. Nhiệt độ của nước lúc đầu khoảng 70oC, khi
vào trong thiết bị sẽ ở khoảng 63 – 66oC. Nhiệt độ và thời gian là hai đại lượng quan trọng trong
quá trình này vì nó ảnh hưởng đến hoạt động của các enzyme và từ đó sẽ ảnh hưởng đến tỷ lệ các
loại đường và các acid amin trong dịch sau ủ.
Trong giai đoạn này hỗn hợp malt/nước được giữ nhiệt trong khoảng ít nhất 1 giờ. Trong

suốt thời gian giữ nhiệt, hạt nổi trên đáy giả của thiết bị và enzyme hoạt động chuyển đổi tinh bột
thành đường để nấm men dùng sau này. Sau khoảng thời gian ít nhất 1 giờ, chúng ta thu được
dung dịch đường, gọi là dịch đường nha (sweet wort). Dịch đường này được tháo ra theo cửa đáy
của thiết bị và được làm lạnh. Nó không được đun sôi như trong công nghệ sản xuất bia. Khi dịch
đầy tràn ra, dòng nước sẽ phun lên lớp hạt ở nhiệt độ khoảng 77oC. Lưu lượng dòng chảy cần
được tính toán dựa vào chất lượng của hạt được sử dụng cho mỗi mẻ. Thường thì chia thành hai
dòng chảy. Lượng nước chảy sẽ chảy ra cho đến khi thể tích đạt yêu cầu. Dịch đường nha này
được làm lạnh bằng thiết bị trao đổi nhiệt đến 25oC khi ra khỏi thiết bị nấu nha rồi được chuyển
trực tiếp đến thiết bị lên men. Những hạt còn sót được tách ra khỏi bồn bằng thiết bị lọc dịch nha
và làm thức ăn cho gia súc, được gọi là “hạt ướt” (wet grain).
4. Lọc dịch nha
4.1.Mục đích:
khai thác
Tách bỏ bã malt
Rửa bã malt: tận thu chất chiết
4.2.Các biến đổi của nguyên liệu
Đây là quá trình phân riêng pha lỏng (dịch nha) và pha rắn (bã malt chứa các hợp chất
không tan).
4.3.Thiết bị và thông số công nghệ
Kích thước malt nghiền thô, quá trình lọc diễn ra nhanh, và ngược lại. Nhiệt độ cũng ảnh
hưởng thời gian lọc dịch nha , khi nhiệt độ thấp, độ nhớt dịch cao, thời gian lọc lâu, nhiệt độ cao
thì độ nhớt dịch nha thấp nên lọc cũng nhanh hơn.
Sử dụng thiết bị lọc là nồi lọc, màng lọc là bã malt.

19


Hinh 10: Thiết bị lọc dịch nha
Thiết bị lọc là nồi lọc hình trụ, nắp cầu, không có vỏ áo điều nhiệt, có ống thoát khí. Nồi
có 2 đáy, đáy dưới là đáy bằng, có lỗ tháo dịch nha sau lọc; đáy trên làm bằng lưới, bã malt nằm

trên bề mặt đáy trên (vật liệu lọc), có các thanh khuấy ở trên giúp đảo trộn dịch, tăng hiệu quả
cho quá trình lọc.
Cách tiến hành:
Trước khi chuyển dịch đường vào nồi lọc, hệ thống sẽ đưa cánh khuấy lên vị trí cần thiết
(thường cách mặt lưới khoảng 180mm). Quá trình lấy nước lót nồi sẽ bắt đầu, mục đích của lấy
nước lót là đem nước nóng vào chiếm chỗ không khí giữa lớp đáy gỉa và lớp đáy thật (lớp lưới
lọc). Nước dùng lấy lót nồi là nước 80o C (pH 6.5) được cấp từ dưới mặt lưới lên nhằm rửa các
bột của các mẻ trước bám vào khe lưới. Khi lấy đủ thể tích nước rửa đạt yêu cầu phủ hết mặt lưới
lọc thì bắt đầu chuyển dịch đường vào.
Ban đầu dịch đường cháo được bơm từ nồi đường hóa sang nồi lọc theo chiều từ dưới lên
để tránh oxi hòa tan vào trong dịch đường. Cánh khuấy nồi lọc quay nhẹ để đánh đều cho dịch
đường được phân bố đều trên bề mặt của lưới lọc, sau khi bơm hết dịch đường thì dừng cánh
khuấy, đóng van để cho dịch đường tạo màng lọc tự nhiên. Sau thời gian khoảng 5 phút khi dịch
đường đã tạo màng xong, chiều cao lớp bã malt đạt 30-60cm, bơm chuyển dịch lọc bắt đầu hoạt
động điều khiển để bơm dịch lọc vào bồn chứa, và được tuần hoàn lại nồi lọc cho đến khi lượng
nước lọc đầu đạt 16-20opt, (nguyên lý hoạt động của bơm là cân bằng áp suất). Tốc độ lọc 0.54.5 m/s
Trong quá trình lọc dịch đầu bơm được điều khiển theo nguyên lý ổn định áp đầu vào nhờ
van điều khiển được đóng mở tuyến tính theo giá trị đặt từ thiết bị đo lưu lượng đặt trước van đưa
về.
20


Để đạt chất lượng dịch lọc, cánh khuấy cần hoạt động ở vị trí hợp lý để quá trình quay
không làm hỏng màng lọc tự nhiên đã tạo thành từ thời điểm ban đầu. Thiết bị đo độ đục (đơn vị
EBC) sẽ cho ta biết giá trị hiện thời của chất lượng dịch lọc, từ giá trị đo chất lượng dịch lọc đó
mình có thể điều khiển dao cắt bã đi theo chiều xuống hay chiều lên để đạt chất lượng dịch lọc
theo yêu cầu.
Đến khi thể tích lọc dịch đầu được khoảng 30% thể tích dịch đầu thì ta bắt đầu chạy cánh khuấy
theo chiều thuận để cắt bã tạo cho dịch từ trên lớp bã có thể thấm nhanh xuống gần lớp màng lọc
tự nhiên để đạt được tốc độ lọc. Nếu dao cắt bã đi xuống thấp quá có thể làm hỏng màng lọc tự

nhiên gây nên hiện tượng dịch lọc không đạt chất lượng theo yêu cầu, lúc này lại phải quay về
bước tạo lại màng lọc để tiến hành lọc tiếp. Chú ý cánh khuấy hoạt động quay theo chiều thuận là
quá trình cắt bã nhằm tăng tốc độ lọc, nếu quay theo chiều ngược là quá trình ép bã ra thành nồi
để gạt bã ra ngoài.
Khi thể tích dịch đầu thu được đạt yêu cầu, nồi lọc chuyển sang quá trình rửa bã. Quá
trình rửa bã mục đích là thu hồi hết độ đường còn sót lại trong lớp bã. Thường có hai phương
pháp rửa bã đó là: rửa bã liên tục và rửa bã gián đoạn. Trong quá trình rửa bã bơm gom dịch và
các van điều khiển tuyến tính vẫn làm việc theo nguyên tắc như quá trình gom dịch lọc đầu. Nước
rửa sẽ được điều khiển ổn định lưu lượng và nhiệt độ đặt theo yêu cầu của công nghệ nhờ thiết bị
đo nhiệt độ và 2 van điều khiển tuyến tính từ 2 nguồn có áp đầu vào ổn định là nước nóng (80 oC)
và nguồn nước thường (26 oC).
Đối với nồi lọc rửa bã liên tục, lượng nước rửa bã đưa vào có lưu lượng tương đương
hoặc lớn không quá 10% so với lượng dịch thu gom ra nhằm mục đích nước đi qua lớp bã sẽ
mang theo độ đường của bã ra ngoài, tránh hiện tượng nước đọng lại trong nồi quá nhiều sẽ dẫn
đến hiện tượng độ đường sót cao tức hiệu quả lọc dịch đường thấp. Độ đường sót đạt yêu cầu khi
nó nhỏ hơn 0.7 - 0.8 độ Plato.
Đối với rửa bã gián đoạn được chia làm 3 quá trình rửa. Lần rửa thứ nhất sẽ rửa với 40%
số thể tích nước cần rửa, lượng nước rửa được cấp vào nồi lọc bằng lượng dịch thu được ở đầu ra
sẽ chuyển sang bước rửa thứ 2, thể tích nước rửa lần thứ hai, lần thứ ba chiếm khoảng 30% tổng
thể tích nước rửa. Tổng lượng dịch thu được đạt yêu cầu và lượng nước rửa lần ba đã cấp xong
thì sẽ kết thúc quá trình rửa bã.
Khi kết thúc quá trình rửa bã, thì hệ thống cánh khuấy sẽ đưa lên vị trí trên cùng của lớp
bã sau đó mở cửa xả bã ở phía gần thành nồi và chạy cánh khuấy quay ngược hạ dần dần xuống
để đẩy ép bã ra ngoài. Cánh khuấy chạy ngược được điều khiển theo biến tần, chạy từ từ xuống.
Nếu quá trình hạ nhanh quá, lớp bã dày quá sẽ gây cản trở cánh khuấy làm việc.
Đến lúc vị trí cánh khuấy hạ xuống đến mặt lưới và chạy ngược gạt bã ra ngoài với tốc độ
cao thêm một thời gian rồi phun nước nóng 80 độ vào rửa sạch lưới lọc, ống, vòng gom dịch
nhằm hết sạch lớp bã còn bám lại trên mặt lưới thì kết thúc quá trình hoạt động ở nồi lọc bã, sẵn
sàng cho mẻ lọc tiếp theo.

21


5. Lên men rượu
5.1.Mục đích:
Chuẩn bị
5.2.Các biến đổi của nguyên liệu:
Sinh học: Nấm men giống sẽ trao đổi chất và sinh trưởng trong dịch nha.
Hóa sinh và hóa học: đường lên men sẽ chuyển hóa theo chu trình đường phân để tạo
thành acid pyruvic rồi tiếp tục được chuyển hóa thành ethanol và khí carbon dioxide. Có rất nhiều
sản phẩm trung gian và sản phẩm phụ tạo thành trong quá trình lên men bia như các adehyde,
rượu cao phân tử, acid hữu cơ, ester..
Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men, chúng sẽ chuyển
hóa đường lên men thành ethanol và CO2.
Quá trình lên men rượu chia làm hai thời kỳ chính:
Thời kỳ phát triển sinh khối: giai đoạn này với sự có mặt của oxy, tế bào nấm men phát
triển sinh khối.
Thời kỳ lên men chuyển đường thành rượu và CO2: giai đoạn này nấm men hấp thụ các
chất dinh dưỡng và sử dụng các enzyme sẵn có của mình thực hiện xúc tác sinh học trong quá
trình trao đổi chất để duy trì sự sống, tạo thành rượu và CO 2.

22


Hình 11: Quá trình lên men rượu

23


Hóa lý: một số protein bị đông tụ do pH thay đổi và nhiệt độ thấp, phần tử khí carbon

dioxide do nấm men sinh ra sẽ tan vào dịch lên men.
Vật lý: có sự tỏa nhiệt do hoạt động trao đổi chất của nấm men.
5.3.Thiết bị và thông số công nghệ:
Thiết bị lên men dạng hình trụ đứng, đáy côn. Thể tích sử dụng của thiết bị không vượt
quá 85%. Khi thu dịch đường nha, nấm men thuộc chủng Saccharomyces cerevisiae được cho
vào môi trường với tỷ lệ 0.03% về khối lượng để đạt được lượng sinh khối ban đầu cho lên men.
Nhiệt độ lên men được duy trì ở nhiệt độ 20 – 30oC bằng hệ thống thông gió, cung cấp khí cho
lên men. Trong suốt quá trình lên men, sinh khối nấm men tăng lên khoảng 5 – 6 lần. Sau 2 – 4
ngày lên men được hoàn thành và ngừng cung cấp khí.Đường nha, glucose, maltose và
maltotriose được lên men qua chu trình đường phân tạo thành ethanol, CO2, rượu cao phân tử,
aldehyde, acid hữu cơ, ester. Kết quả ta thu được sản phẩm chứa 6 – 9 % ehtanol. Cuối cùng
đường lên men được chuyển sang bảo quản bằng thiết bị phân riêng.

Hình 12: Thiết bị lên men rượu

24


1. Bộ phận làm lạnh
2. Cửa vệ sinh thiết bị
3. Cửa nạp môi trường
4. Cửa nạp cơ chất cho nấm men
5. Cửa thoát khí CO2
6. Ống dẫn hóa chất để vệ sinh thiết bị
7. Đèn quan sát
8. Cửa quan sát
9. Nhiệt kế
10. Cửa hông
11. Cửa dẫn tác nhân hiệu chỉnh nhiệt độ trong quá trình lên men
12. Cửa tháo liệu

6. Ly tâm
6.1.Mục đích:
Chuẩn bị
Trong quá trình này, nấm men đã ngừng hoạt động và tự phân giải, điều kiện này sẽ cản
trở quá trình lên men acetic tiếp theo. Vì thế bắt buộc ta phải tách tế bào nấm men ra khỏi dịch
đường lên men.
6.2.Các biến đổi của nguyên liệu:
Hóa lý: độ đục giảm do tách tế bào nấm men ra khỏi dịch lên men, đồng thời độ nhớt
cũng giảm.
6.3.Thiết bị và thông số công nghệ:
Sử dụng thiết bị ly tâm có chén xoay dạng côn

Hình 13: Thiết bị ly tâm
25