Đồ án thiết kế nhà máy bia năng suất 30 triệu lít năm ( thuyết minh +

MỞ ĐẦU
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

MỞ ĐẦU
Theo các số liệu thống kê gần đây (năm 2006) của
thời báo Kinh Tế Việt Nam cho thấy tổng sản lượng bia trong
cả nước khoảng 1,5 tỷ lít/ năm, trong khi tổng năng suất
của các nhà máy bia trong cả nước đã đạt mức 1,5 tỷ lít/
năm. Cũng theo thời báo này thì khả năng tiêu thụ bia tại
nước ta trung bình tăng từ 10% đến 15% mỗi năm.
Ngoài ra, một số công ty trong nước đang có kế hoạch
tăng năng suất và mở rộng quy mô sản xuất. Điển hình
như Tổng công ty Rượu – Bia – Nước giải khát Hà Nội
(Habeco) đang xây dựng kế hoạch đầu tư một nhà máy sản
xuất bia năng suất 100 triệu lít/ năm tại Quang Minh (Vónh
Phúc), với vốn đầu tư khoảng 100 triệu USD. Bên cạnh đó
công ty còn đầu tư theo chiều sâu là tăng năng suất của
nhà máy Habeco lên 100 triệu lít/ năm. Vậy sau khi các dự
án này hoàn thành và đi vào hoạt động, thì tổng năng
suất của Habeco sẽ đạt mức 200 triệu lít/ năm.
Nhà máy bia Kronenbourg Viet nam có tổng vốn đầu tư 75
triệu USD vừa được khởi công xây dựng tại Long An. Dự kiến
sau khi hòan thành ( cuối 2008) sẽ đi vào hoạt động sản
xuất loại bia Pháp nổi tiếng thế giới Kronenbourg 1664 được
tiêu thụ rộng rãi ở 70 nước trên thế giới.
Các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài trong lónh
vực sản xuất bia tại Việt Nam cũng đang có kế hoạch xây
dựng dự án bổ sung để tăng năng suất.
Theo chỉ đạo của Chính phủ, Bộ Công nghiệp, Bộ Kế

hoạch và Đầu tư đang phối hợp với các đòa phương để có
kế hoạch bổ sung, quy hoạch sản xuất bia cho phù hợp với
tình hình mới.
Từ các thông tin trên, ta thấy nhu cầu tiêu thụ bia trong
cả nước là rất lớn. Và thực sự đây là 1 lónh vực đáng
được quan tâm.
Trên cơ sở đó, chúng tôi thực hiện đề tài: “Thiết kế
nhà máy bia năng suất 30 triệu lít/ năm.
SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

1


Mễ ẹAU
TRAN ẹèNH YEN

SVTH: CHU XUAN TRệễỉNG
MSSV: 60303098

GVHD: TS.

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
ĐÌNH YẾN

GVHD: TS. TRẦN

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Ý nghóa thành lập nhà máy
1.1.1. Tình hình sản xuất bia trên thế giới và Việt Nam
Giới thiệu về bia:

Bia là một loại nước giải khát khá phổ biến, được tiêu
thụ rộng rãi trên khắp thế giới và có lòch sử phát triển
rất lâu đời. Từ thời xa xưa, người Babilon đã sản xuất bia
từ quá trình lên men bánh mì ẩm. Cách đây khoảng 5000
năm, người Ai Cập cổ đại đã sử dụng lúa mạch để sản
xuất bia. Bia đã trở thành một thực phẩm quan trọng trong
các bữa ăn kiêng hàng ngày của người Ai Cập lúc đó.
Người Hy Lạp đã học cách sản xuất bia từ người Ai Cập.
Các bộ tộc của Đức đã biết sản xuất bia từ lâu trước khi
có sự xâm chiếm của đế chế La Mã. Ban đầu người ta sử
dụng các loại thảo mộc và gia vò khác vào việc sản xuất
bia. Tuy nhiên vào khoảng 1000 năm trước công nguyên bia
mới thâm nhập vào các tu viện và các tu só đã sử dụng
hoa houblon thay cho các thảo mộc vào quá trình sản xuất
bia. Bia thật sự được trở nên phổ biến nhờ vào các tu viện.
Các tu só là những người đầu tiên đã xây dựng các nhà
máy bia. Họ cung cấp nơi ở, thức ăn và bia cho những người
đi hành hương và những người đi du lòch. Cho đến giữa thế
kỷ XVI, bia chỉ được sản xuất chủ yếu trong các gia đình và
còn chưa mang tính thương mại. Từ năm 1833, nhờ các nghiên
cứu của Pasteur về quá trình lên men rượu vang, Hansen đã
đề nghò phương pháp nhân giống nấm men từ một tế bào
thuần khiết ban đầu trong canh trường. Đến năm 1881 – 1883
nấm men đã được đưa vào sử dụng sản xuất bia lần đầu
tiên ở Đan Mạch. Từ đó đến nay ngành công nghiệp bia

ngày càng được hoàn thiện, phát triển và đã đạt được
nhiều thành tựu rực rỡ.
Bia là sản phẩm của quá trình lên men ethanol từ dòch
nha, không qua chưng cất, dòch nha được nấu từ malt đại
mạch, các hạt giàu tinh bột, protein…(như gạo, ngô, đại mạch,
…), hoa houblon và nước.
SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
ĐÌNH YẾN

GVHD: TS. TRẦN

Thế giới:

Sản lượng bia trên thế giới hơn 120 tỉ lít / năm. Đặc biệt
ờ các nước phát triển tỉ lệ lượng bia tieu thụ bình quân
đầu người là rất cao. Điển hình là CHLB Đức : 170L/năm. Có
nhiều hãng bia hàng đầu thế giới như:
 Anheuser busch (Mỹ)
 Heineken (Hà Lan)
 Miller (Mỹ)
 Kirin (Nhật)
 Foster’s (Úc)
 Danone (Pháp)
 Carlsberg (Đan mạch)

 Brahma ( brazin)
 Gruiness (Anh)
 SAB ( Nam Phi)
Việt Nam:
Hiện tại cả nước có khoảng 20 nhà máy bia có năng
suất lớn( trên 50 triệu lit/năm). Còn lại là các nhà máy
bia có năng suất nhỏ 20 triệu lit/ năm và 10 triệu lit/năm.
( khó thông kê do nhiều nhà máy đòa phương không tham gia
Hiệp Hội Bia Rượu Việt Nam)
Theo Hiệp Hội, hiện nay tổng công suất của các nhà
máy bia trong cả nước đã lên tới 1,5 tỷ lít/năm. Riêng 10
tỉnh miền Trung là trên 500 triệu lít. Nhưng một số đòa
phương vẫn đang chuẩn bò triển khai những dự án sản xuất
bia tương đối lớn, quy mô từ 100 đến 150 triệu lít/năm.
Từ các thông tin trên ta thấy nhu cầu thò trường cho
việc tiêu thụ bia trong nước là khá lớn, đó là chưa kể đến
tiềm năng xuất khẩu sang các nước trong khu vực. Một số
công ty sản xuất bia trong nước hiện đang có kế hoạch tăng
năng suất, mở rộng quy mô sản xuất.

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
ĐÌNH YẾN

GVHD: TS. TRẦN

Công ty Bia Huế đang có kế hoạch tăng năng suất lên
100 triệu lít/năm và bên cạnh đó là hợp tác với nhà máy
Bia Đông Hà (Quảng Trò) để tăng năng suất của nhà máy
này lên 30 triệu lít/năm. Tại Nghệ An một dự án sản xuất
bia với năng suất trên 100 triệu lít/năm sắp đi vào hoạt
động.
Một nhà sản xuất bia lớn trong nước là Tổng Công ty
Bia - Rượu - Nước giải khát Sài Gòn (Sabeco) cũng đang
chuẩn bò tăng công suất trên cơ sở hiện có và xây dựng
cơ sở mới, với năng suất tăng thêm khoảng 100 triệu
lít/năm và dự kiến tăng lên 200 triệu lit/ năm trong vài
năm tới.
Việt Nam lượng bia tiêu thụ 1.5 tỉ lit/ năm. Vậy bình
quân đầu người chưa đến 20 triệu lit/ năm. Thua xa các
nước Châu Á như Nhật, Trung Quốc nếu so với các nước
châu âu thì còn kém xa nữa.(bằng 1/10 nước Đức)
Trước tình hình chung của việc sản xuất bia trong cả
nước, với dự án thiết kế nhà máy sản xuất bia có năng
suất 30 triệu l/năm với thò trường tiêu thụ chủ yếu tại
Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận trong khu vực
miền Đông Nam Bộ, khu vực đồng bằng sông Cửu Long và
các tỉnh miền Trung, là hoàn toàn phù hợp với nhu cầu
thực tế của nước ta.
1.1.2. Vai trò của bia trong đời sống

So với các loại thức uống khác bia có nhiều ưu điểm
như:
 So với các loại rượu uống thì bia có nồng độ cồn
rất thấp (2 – 6%). Do đó nếu sử dụng bia đúng mức sẽ

giúp cơ thể cảm thấy thoải mái, dễ chòu và tăng sức lực
cho cơ thể.
 So với trà, cà phê thì bia không có chứa các kim
loại có hại.
 Bia là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể, 1 lít bia
có thể cung cấp cho cơ thể 400 – 800 KCal.

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
ĐÌNH YẾN

GVHD: TS. TRẦN

 Với hàm lượng CO2 khá cao (4 – 5g/l), bia giúp cơ thể
giảm nhanh cơn khát, kích thích quá trình tiêu hóa tốt hơn.
 Khoảng 80% chất hòa tan trong bia là glucid, 8 – 10% là
các hợp chất chứa nitơ, 3 – 4% là các chất khoáng. Ngoài ra
trong bia còn có chất chát, chất đắng, glycerin, acid hữu cơ,
một số vitamin như B1, B2, PP.
 Ngoài ra, những nghiên cứu gần đây nhận thấy
rằng nếu uống một lượng bia vừa phải mỗi ngày thì sẽ có
tác dụng tốt cho tim mạch và não, giúp cơ thể hưng phấn
hơn và hiệu quả làm việc cao hơn.
Nhờ có những ưu điểm này mà bia được sản xuất ở
khắp nơi trên thế giới với sản lượng và chất lượng ngày

càng được nâng cao.
1.2. Chọn đòa điểm xây dựng nhà máy
Đòa điểm chọn để xây dựng nhà máy là tại khu công
nghiệp Loteco, tọa lạc tại Thành phố Biên Hòa - thuộc tỉnh
Đồng Nai. Tỉnh Đồng Nai nằm trong đòa bàn kinh tế trọng
điểm phía Nam là trọng điểm đầu tư của chính phủ. Trung
tâm của tỉnh là Thành phố Biên Hòa, cách TP. Hồ Chí Minh
30 km về phía Tây, một trung tâm Kinh tế - Khoa học Kỹ
thuật - Văn hoá Giáo dục lớn của cả nước.
Đồng Nai là tỉnh thuộc miền Đông Nam Bộ, có diện
tích 5.862,37 km2 chiếm 1,76% diện tích tự nhiên cả nước và
25,5% diện tích tự nhiên vùng Đông Nam Bộ. Đồng Nai có
hệ thống giao thông rất thuận lợi với các quốc lộ 1, 51, 20
với tổng chiều dài 244,5 km đã và đang được mở rộng
nâng cấp theo tiêu chuẩn đường cấp I, II đồng bằng (Quốc
lộ 1, 51), cấp III đồng bằng (Quốc lộ 20) có nhiều tuyến
đường liên tỉnh, tuyến đường sắt Bắc - Nam và hệ thống
các cảng ở Đồng Nai cùng với cảng ở TP. Hồ Chí Minh, Bà
Ròa - Vũng Tàu và sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất.... đáp
ứng tốt cho nhu cầu lưu thông hàng hoá.
Đồng Nai nằm trong vùng phát triển kinh tế trọng điểm phía
Nam:

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

ĐÌNH YẾN

GVHD: TS. TRẦN

o Đông giáp tỉnh Bình Thuận.
o Đông Bắc giáp tỉnh Lâm Đồng.
o Tây Bắc giáp tỉnh Bình Dương và Bình Phước.
o Nam giáp tỉnh Bà Ròa - Vũng Tàu.
o Tây giáp TP. Hồ Chí Minh.
Khu công nghiệp Loteco :
Diện tích: 100 ha cho giai đoạn đầu gồm cả 40 ha của khu
chế xuất trong khu công nghiệp. Diện tích dùng cho thuê 72
ha, diện tích đã cho thuê 35,29 ha đạt 49,01%.
Vò trí: Phường Long Bình, TP Biên Hòa.
Kết cấu hạ tầng:
- Giao thông nội bộ và mương thoát nước hoàn
chỉnh.
- Cấp điện: trạm biến áp 3,2 MW, điện lưới quốc gia
6 MW.
- Cấp nước: 6.000 m3/ngày.
- Thông tin liên lạc: thuận tiện trong và ngoài nước.
- Xử lý chất thải lỏng: có nhà máy xử lý chất
thải công suất 1.500 m/ngày.

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

6

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
2.1. Nguyên liệu sản xuất
Trong sản xuất bia người ta sử dụng các nguyên liệu
chính và phụ sau đây:
2.1.1. Nước
Nước là nguyên liệu quan trọng trong quá trình sản xuất
bia. Trên dây chuyền công nghệ chính, nước được dùng trong
quá trình nấu, pha loãng dòch đường để lên men.
Hàm lượng các chất hòa tan trong dòch đường trước lúc
lên men là 10-13% (trọng lượng) đối với bia vàng và 16-22%
ở bia đen. Như vậy có nghóa là trong bia thành phẩm hàm
lượng nước chiếm 78-90%. Với tỷ lệ nước lớn như vậy trong
1 sản phẩm, ta có thể nói rằng, nước là một trong những
nguyên liệu chính để sản xuất bia.
Trong sản xuất bia, nước giữ vai trò quan trọng trong việc
hình thành vò của sản phẩm, vì vậy chất lượng nước đòi
hỏi phải đạt các tiêu chuẩn dành cho nước dùng trong
công nghệ sản xuất bia.
Các chỉ tiêu chất lượng nước dùng trong sản xuất bia:
- Độ pH của nước

: pH = 6.5 - 7

- Hàm lượng muối carbonate :  50 mg/l
- Hàm lượng muối magie

:  100 mg/l

- Hàm lượng muối clorua

: từ 75 -150 mg/l

- Hàm lượng muối CaSO4

: từ 130 -200 mg/l

:  0.3 mg/l

- Hàm lượng Fe2+

- Hàm lượng muối nitrate, nitrit

: không có

- Hàm lượng khí NH3

: không có

- Vi sinh vật

:  100 tế bào/ml

2.1.2. Malt

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG

MSSV: 60303098

7


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

Tất cả các hạt ngũ cốc nếu được ươm mầm với sự
kiểm soát chặt chẽ các điều kiện kỹ thuật như: độ ẩm,
nhiệt độ, mức độ thông gió…. sử dụng trong công nghệ
sản xuất bia đều có thể gọi chung là malt. Phổ biến nhất
chính là malt đại mạch.
Đại mạch thuộc giống Hordeum sativum – jessen, thuộc
nhóm Spermophyta, phân nhóm Angiospermae, lớp một lá
mầm, họ lúa mì.
Đại mạch thuộc họ ngũ cốc vùng ôn đới, gồm có loại
2 hàng và 6 hàng nhưng chỉ có loại 2 hàng là được dùng
để sản xuất bia do hạt có kích thước lớn và tương đối đồng
nhất cũng như có các thành phần hóa học cân đối thích
hợp cho công nghệ sản xuất bia. Còn đại mạch 6 hàng được
dùng chủ yếu làm thức ăn cho gia súc và gia cầm.

Hình 2.1: Malt đại mạch
Hạt malt đại mạch là chứa các hệ enzyme quan trọng:
amylase và protease giúp phân giải các thành phần cơ chất
chủ yếu trong hạt đại mạch (tinh bột và protein) trong giai
đoạn nấu dòch đường. Sự khác biệt giữa hạt đại mạch và

malt đại mạch như sau:
Bảng 2.1: So sánh thành phần hóa học của đại mạch và
malt đại mạch.
(Tính theo % trọng lượng chất khô)
Thành phần
Tinh bột
Đường
sacharose
Đường khử
SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

Đại mạch
63 – 65
1–2
0,1 – 0,2
1
8

Malt đại mạch
58 – 60
3–5
3–4
2


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

Các

đường
khác
Hemicellulose
Cellulose
Lipid
Protein
Acid amin và
peptit
Các hợp chất
khác
Tro

8 – 10
4–5
2–3
8 – 11
3–4
5–6
2

GVHD: TS.

6–8
5
2–3
8 – 11
3–4
6–7
2,2

Có các hệ enzyme quan trọng như sau:
 Hệ thống enzyme amylase:
Hệ thống enzyme này gồm có: -amylase, -amylase và
amilophosphatase, phần lớn chúng tập trung ở phôi mầm và
một ít được phân bố ở phần dưới của nội nhũ hoặc trong
màng ngăn giữa vỏ trấu và nội nhũ.
- Với enzyme -amylase thủy phân tinh bột và destrin,
từ đó tạo ra sản phẩm là maltose và các destrin mạch
ngắn. Enzyme này hoạt động tối ưu ở pH opt = 5.8, topt = 72 – 76
0
C.
- Với enzyme -amylase, nó có trong hạt đại mạch ở
dạng liên kết cũng như dạng tự do, nhưng trong quá trình ươm
mầm hoạt tính của enzyme này sẽ tăng dần. Với sự tham gia
của enzyme này, tinh bột đại mạch sẽ bò phân cắt thành
đường maltose. Enzyme này hoạt động tối ưu ở pH opt = 5.5 –
5.8, topt = 62 – 650C.
 Hệ thống enzyme protease:
Trong hạt đại mạch, toàn bộ hệ thống enzyme này ở
trạng thái liên kết, hầu như không hoạt động. Nhưng khi
chuyển qua giai đoạn ươm mầm thì hoạt tính chung của hệ
enzyme protease tăng nhanh.

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

9


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

- Proteinase: sẽ tấn công lên các phân tử protein
nguyên thủy để tạo ra các sản phẩm trung gian như: pepton,
peptit, polypeptit, với pHopt = 5.1, topt = 50 – 550C.
- Peptidase: nó sẽ phân cắt các peptit có sẵn trong
hạt đại mạch và những peptit trong malt do proteinase phân
giải để tạo thành các acid amin trong hạt malt, với pH opt = 7.3
– 7.9, topt = 40 – 450C.
- Amidase: chúng sẽ tấn công các muối amit để hình
thành NH3 và acid amin, góp phần làm thay đổi tính chất và
hàm lượng của protein trong hạt malt, các enzyme amidase có
pHopt = 7.3 – 8.0, topt = 45 – 500C.
 Hệ thống enzyme esterase (phosphatase):
Hệ thống enzyme esterase (phosphatase) gồm có:
saccharophosphatase, phytase, glyxerophosphatase, nucleotidase…
tham gia thúc đẩy và xúc tác cho các quá trình ester hoá
trong quá trình nảy mầm.
- Phytase: phá mối liên kết este của phytin và giải
phóng ra rượu inozit và axit phosphoric tự do. Phytase có pHopt
=5.0 – 5.5, topt =40 – 500C.
- Các
enzyme
khác
như: saccharophosphatase,
glyxerophosphatase, nucleotidase sẽ phá các mối liên kết ester
tương ứng của các hợp chất hữu cơ có chứa phosphate và
giải phóng ra acid phosphoric tự do.

 Chỉ tiêu chất lượng của malt đại mạch:
- Màu sắc

: màu vàng nhạt

- Mùi

: mùi đặc trưng

- Độ sạch

: hạt gãy < 0.5%
tạp chất < 1%

- Cỡ hạt

: > 85% hạt có kích thước > 2.5

- Độ xốp

: 82%

- Độ ẩm

: 5%

mm

- Thời gian đường hóa
SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG

MSSV: 60303098

10

: 10 – 15 phút


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

- Hàm lượng chất chiết : 78%
- Hoạt lực amylase

: > 2500oWK

- Chỉ số Kolbach

: > 41%

- Độ nhớt của dòch đường
- pH của dòch đường

: 1.3 – 1.5 cP

: 5.5 – 6

2.1.3. Thế liệu
Nguyên liệu chưa nảy mầm (adjuncts).

 Mục đích dùng thế liệu trong sản xuất bia
Trong sản xuất bia, việc dùng thế liệu thay cho malt tùy
thuộc vào điều kiện chủ quan và khách quan, có thể
nhằm vào các mục đích:
- Hạ giá thành sản phẩm.
- Cải thiện một vài tính chất của sản phẩm.
- Tạo ra chủng loại bia có các mức độ phẩm cấp chất
lượng khác nhau.
- Theo đơn đặt hàng của người tiêu dùng.
 Yêu cầu kỹ thuật của thế liệu..
- Thế liệu phải dồi dào nguồn glucid (tinh bột), mà từ
đó, dưới tác dụng của enzyme trong malt, glucid của thế liệu
sẽ chuyển thành các chất đường hòa tan. Vì vậy các loại
ngũ cốc thường được chọn làm thế liệu trong sản xuất bia.
- Khi sử dụng thế liệu, chất lượng của thế liệu sẽ ảnh
hưởng trực tiếp đến chất lượng bia (mùi, vò, màu sắc,…). Vì
vậy phải quan tâm đến thành phần hóa học của thế liệu.
- Tại một số nơi, có thể dùng trực tiếp đường saccharose
(từ mía hoặc củ cải) như một thế liệu cho malt, song điều
này không khuyến khích.
 Thế liệu được sử dụng phổ biến hơn hết là gạo
ở các nước Châu Á hoặc vùng Trung Đông.
 Gạo được coi là một thế liệu hàng đầu trong sản
xuất bia, do hàm lượng glucid và protein khá cao,

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

11

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

khả năng chuyển hoá thành chất hòa tan tốt (có
thể đạt đến 90% chất khô).
 Trong nguyên liệu thay thế không có các enzyme
thủy phân hoặc có rất ít và không hoàn chỉnh.
Do đó khi sử dụng tỉ lệ nguyên liệu thay thế lớn
thì phải bổ sung thêm chế phẩm enzyme nhằm
nâng cao hiệu suất thủy phân trong khi nấu.
 Thành phần hóa học trung bình của gạo:
- Tinh bột

: 75%

- Protein

: 8%

- Chất béo

: 1 – 1,5%

- Cellulose vỏ lụa : 0.5 – 0,8%
- Chất khoáng

: 1 – 1,2%

 Chỉ tiêu lượng gạo cho sản xuất:
- Màu sắc

: trắng

- Mùi

: không mùi lạ

- Độ ẩm

: 12%

- Độ trích ly

: 85%

- Hàm lượng tinh bột

: 75%

- Hàm lượng protein : 8 %
2.1.4. Nấm men
Nấm men bia là loại vi sinh vật đơn bào. Kích thước trung
bình 6 - 9m. Nấm men sinh sản dưới hình thức nẩy chồi và
thuộc loại hiếu khí không bắt buộc. Trong điều kiện có oxy
chúng tiến hành quá trình tăng sinh khối là chính. Trong
điều kiện không có oxy chúng tham gia quá trình lên men
để tạo C2H5OH, các sản phẩm lên men khác như: rượu bậc

cao, ester, andehyd, acid hữu cơ… và CO2.
Trong sản xuất bia dùng loại nấm men: Saccharomyces
carlsbergensis.

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

12


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

Hình 2.2: Nấm men Saccharomyces carlsbergensis.
- Saccharomyces carlsbergensis: thuộc nhóm nấm men chìm
với các đặc tính sau:
 Nhiệt độ lên men: 0 – 100C.
 Lên men mạnh trong lòng môi trường.
 Khi sử dụng hết nguồn C trong môi trường các tế
bào nấm men kết chùm hoặc chuỗi và lắng nhanh xuống
đáy thùng, giúp bia trong nhanh hơn.
 Lên men được: glucose, mannose, galactose, fructose,
saccharose, maltose, đặc biệt lên men tốt rafinose, dextrin,
melibiose.
 Không lên men được các
arabinose, cellobiose, manit, sorbit ….
2.1.4. Hoa houblon (hops)

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

13

đường:

lactose,

inulin,


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

Hình 2.3: Hoa houblon
Houblon là thực vật dạng dây leo (Humulus lupulus), sống
lâu năm (30-40 năm), có chiều cao trung bình từ 10-15 m. Hoa
houblon có hoa đực và hoa cái riêng cho từng cây. Trong sản
xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn.
 Thành phần hóa học của hoa houblon.
- Nước

: 11 -13%

- Chất đắng

: 15 -21%

- Polyphenol

: 2,5 -6%

- Protein

: 15 – 21%

- Cellulose

: 12 -14%

- Tinh dầu thơm

: 0,3 – 1%

- Chất khoáng

: 5 – 8%

- Các hợp chất khác

: 26 – 28%

 Vai trò của houblon trong sản xuất bia:
Là nguyên liệu khá quan trọng, cho vào nhằm mục đích
làm cho bia có vò đắng dòu và hương thơm đặc trưng. Trong
houblon thì có 3 thành phần cơ bản đó là: chất đắng, tinh
dầu thơm và polyphenol.

 Vai trò của chất đắng:
Là thành phần có giá trò nhất của hoa houblon. Làm
cho bia có vò đắng dòu, tạo ra một đặc tính cảm quan rất
đặc biệt của bia. Khi hòa tan vào dòch đường và tồn tại
trong bia, chất đắng là những hợp chất có hoạt tính sinh học
cao tạo ra sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ
bọt lâu. Với nồng độ thấp các chất đắng cũng có khả
năng ức chế rất mạnh các vi sinh vật, vì chúng có tính
kháng khuẩn rất cao và do đó làm tăng độ bền của bia
thành phẩm.
SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

14


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

- Nhóm acid đắng có 2 loại:
+ -acid: gồm humolone (35-70%), cohumolone (20-55%),
adhumolone (10-15%), prehomulone (1-10%) và posthumolone (15%).
+ -acid: gồm lupulone (30-55%), colupulone (20-55%),
adlupulone (5-10%), prelupulone (1-3%), postlupulone.
 Vai trò của tinh dầu thơm:
- Tinh dầu trong hoa houblon gồm hơn 200 chất: terpen,
ester, cetone và các hợp chất chứa lưu huỳnh.
- Tinh dầu phấn hoa houblon chiếm từ 0,17 – 0,65% trọng

lượng hoa, trong đó khoảng 3/4 là các cấu tử thuộc nhóm
tecpen (C5H8)n và 1/4 là các cấu tử có mang oxy, đại diện
chính là geraniol (C10H18O).
- Tinh dầu hoa ở điều kiện gia nhiệt nhẹ dễ bò oxy hoá,
khi đó tác dụng gây mùi sẽ thay đổi nhiều, thậm chí tạo ra
mùi không phù hợp cho sản phẩm bia như mùi tỏi.
- Các hợp chất trong tinh dầu có thể tồn tại dưới các
dạng hydratcacbon với nhân là một terpen (C 5H8), hoặc dưới
dạng aldehyd, ceton, rượu….
Khi hòa tan vào dòch đường, tinh dầu tồn tại trong bia và
tạo ra cho bia một mùi thơm đặc trưng rất nhẹ nhàng và dễ
chòu.
 Vai trò của tannin:
Với hàm lượng trung bình khoảng 4% trọng lượng hoa,
tannin có 1 vai trò nhất đònh trong quá trình công nghệ, từ
đó có ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến chất lượng
bia.
Trong quá trình đun sôi dòch đường với hoa houblon, trước
hết tannin được tách ra dưới dạng hòa tan. Sau đó, do điều
kiện nhiệt độ cao và thời gian kéo dài, chúng sẽ bò oxy
hoá và trùng ngưng ở các mức độ khác nhau, các phân
tử trùng ngưng sẽ hình thành mối liên kết đẳng điện với
các protein trong dòch đường, hình thành những phức tannin –
protein, tạo ra dạng kết tủa nóng trong quá trình này. Mặt
SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

15

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

khác, một dạng phức tương tự, nhưng trọng lượng phân tử
nhỏ hơn, khi hạ nhiệt độ xuống chúng sẽ kết tủa lại tạo
thành kết tủa nguội trong dòch đường.
Tóm lại, tannin có ảnh hưởng tốt đến quá trình công
nghệ: giúp dòch đường trong nhanh hơn và kết tủa các
thành phần protein không bền, làm tăng độ bền keo của
bia, nhưng mặt khác tannin cũng làm kết tủa các protein
bền làm giảm khả năng tạo bọt của bia.
 Dạng houblon sử dụng:
 Dạng hoa houblon hạt, viên:
Để sử dụng thuận tiện, đỡ tốn kém, trong bảo quản
và vận chuyển người ta có thể nghiền nát hoa khô thành
dạng bột, sau đó cho qua các máy ép viên đònh hình để thu
gọn thể khối chúng lại, gói kín những viên houblon này trong
các bọc giấy đặc biệt có nạp thêm khí trơ. Giá trò chất
lượng tính theo  – acid đắng của hoa cánh và hoa viên như
nhau, song hoa viên có hiệu quả sử dụng cao hơn, nên sẽ
tiết kiệm hơn.
 Dạng hoa cao trích ly:
Người ta dùng một số dung môi hữu cơ hecxan, metanol,
metylen clorit hoặc tricloetylen để trích ly chất đắng trong hoa
houblon ra dung môi, sau đó dùng các biện pháp thích hợp
để tách dung môi sẽ thu được dung dòch cao houblon sệt có
màu từ xanh lá cây đậm đến vàng sẫm (hiệu xuất trích ly
thường >45%), chất lượng chất đắng được bảo quản tốt hơn,

đồng thời việc sử dụng khi nấu với dòch đường sẽ thuận
tiện và hiệu quả hơn nhiều. Thông thường giá trò chất
đắng trong 1kg cao hoa bằng 5 – 6kg hoa cánh (hoặc viên),
tùy thuộc vào chất lượng cánh hoa và hiệu suất trích ly. Sau
khi thu được cao chất đắng đậm đặc, người ta có thể bổ
sung đường glucose vào để tăng độ đậm đặc của cao cho
dễ đònh hình vào các bao bì thích hợp.
 Chỉ tiêu houblon cho sản xuất:
Houblon
SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

16

dạng Houblon dạng cao


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

viên
Màu sắc
Mùi
- acid

Xanh
Mùi đặc trưng
8%

Vàng sẫm
Mùi đặc trưng
30%

2.1.6. Các chất phụ gia
Trong nghệ sản xuất bia, ngoài những nguyên liệu
không thể thiếu được như đã nói trên, người ta còn phải
dùng đến một số nguyên liệu hoặc các hoá chất phụ.
Tùy theo yêu cầu kỹ thuật, công nghệ, mà những dạng
nguyên liệu phụ hoặc các hóa chất này được sử dụng với
hàm lượng khác nhau. Tuy nhiên, để dễ quản lý ta gọi chung
những dạng nguyên liệu này là phụ gia, và chia làm hai
nhóm chính:
1- Nhóm phụ gia gián tiếp: Nhóm này gồm tất cả
nguyên liệu và hoá chất được sử dụng trong quy trình công
nghệ, song không được phép có trong thành phần của sản
phẩm. Ví dụ:
- Các loại bột trơ lọc kieselguhr, PVPP (Polyvinyl Pyrrolydone),
…
- Các hóa chất dùng để vệ sinh thiết bò, vệ sinh phân
xưởng sản xuất như H2SO4, NaOH…
2- Nhóm phụ gia trực tiếp: gồm tất cả những nguyên
liệu và hóa chất được phép có mặt trong thành phần của
sản phẩm với sự kiểm soát chặt chẽ trong 1 giới hạn hàm
lượng cho phép. Ví dụ:
- Nhóm hoá chất xử lý độ cứng, điều chỉnh độ kiềm
của nước công nghệ (nước nấu bia) như HCl, Na 2SO4, KOH,
CaCl2,…
Nhóm các hóa chất đưa vào ngăn chặn

quá trình oxy hoá những thành phần trong bia như axit
ascorbic.

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

17


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

2.2. Công nghệ
2.2.1. Mô tả qui trình

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

18

GVHD: TS.


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

2.2.2. Thuyết minh qui trình
2.2.2.1. Làm sạch

Malt và gạo trong thời gian bảo quản trong silo luôn bò bụi
bẩn. Nguyên nhân là do sự ma sát giữa chúng trong thời
gian vận chuyển làm một số hạt bò gãy dập hoặc trong
quá trình tách rễ một phần còn sót lại. Để bia có chất
lượng tốt cần làm sạch malt và gạo bằng các máy sàng.
2.2.2.2. Nghiền
 Mục đích: Nhằm làm giảm kích thước nguyên liệu,
tăng diện tích tiếp xúc với nước, thúc đẩy quá trình đường
hóa và các quá trình thủy phân khác xảy ra nhanh hơn và
triệt để hơn.
 Nguyên tắc nghiền
 Đối với malt:
Do cấu tạo của hạt malt gồm vỏ và nội nhũ.
 Vỏ gồm: cellulose, lignin, các hợp chất polyphenol, các
chất đắng. Cellulose và lignin không tan trong nước,
không bò biến đổi dưới tác dụng của enzyme trong malt.
Các hợp chất còn lại thì có thể hòa tan vào nước đi
vào thành phần dòch đường sẽ làm cho bia có vò đắng
chát, khó chòu. Đây là những thành phần không mong
muốn trong bia nên không cần phải nghiền mòn malt để
tận thu các chất này. Ngoài ra, khi vỏ trấu không bò
nát nhiều nó sẽ tạo thành một lớp lọc rất hiệu quả,
hỗ trợ tốt cho quá trình lọc. Vì vậy phần vỏ không nên
nghiền mòn.
 Nội nhũ gồm: tinh bột, dextrin, đường, protein và nhiều
hợp chất khác. Các thành phần này cung cấp chất hòa
tan chủ yếu cho dòch đường nên phần nội nhũ cần
được nghiền mòn nhưng nếu quá mòn lại dễ làm tắt lớp
lọc về sau. Mặt khác cấu trúc nội nhũ lại không đồng
nhất. Trong quá trình ươm mầm, enzyme chưa thủy phân

hết nên ở đầu hạt sẽ cứng hơn giữa hạt.

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

19


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

Như vậy trên cùng 1 hạt malt, 3 vùng khác nhau yêu
cầu 3 mức độ nghiền khác nhau. Không thể đồng thời
cùng lúc thỏa mãn cả 3 yêu cầu. Do đó, phải chấp nhận
1 phương án thỏa thuận có xét đến tổng thể cả 3 đối
tượng.
 Phương pháp thực hiện
- Chọn phương pháp nghiền malt là nghiền ướt.
- Trước khi nghiền, malt được cho qua hệ thống phun
nước ấm có nhiệt độ 58C để làm ẩm malt, nước hòa
trộn với malt khô tạo thành một hỗn hợp có nhiệt độ
50C. Nghiền ướt có tác dụng làm mềm vỏ malt, tránh cho
vỏ bò nghiền nát nhiều. Vỏ malt không bò nghiền quá nhỏ
sẽ giúp cho quá trình lọc dễ dàng hơn, cũng như giúp giảm
bớt ảnh hưởng của các chất đắng và chất chát có trong
vỏ malt. Ngoài ra, nhiệt độ nghiền không cao nên không
ảnh hưởng nhiều đến hoạt tính enzyme, giúp tạo môi trường
pH thích hợp cho dòch đường.

 Đối với gạo:
Do hạt gạo không qua quá trình ươm mầm nên tinh bột
trong gạo chưa bò thủy phân, cấu trúc của hạt tinh bột còn
rất cứng. Nên để tăng hiệu suất trích ly thì gạo được
nghiền càng mòn càng tốt. Máy nghiền thường sử dụng là
máy nghiền búa.
2.2.2.3. Nấu dòch đường
 Mục đích
- Trích ly các chất chiết từ malt và gạo vào nước.
- Góp phần tạo màu cho bia.
- Thủy phân một số chất phân tử lượng lớn thành
các chất phân tử lượng nhỏ để cung cấp chất dinh dưỡng
cho nấm men phát triển. Quá trình thủy phân này chủ yếu
nhờ hệ enzyme có sẵn trong malt, ngoài ra có thể bổ sung
thêm một lượng nhỏ chế phẩm enzyme.
 Phương pháp thực hiện
SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

20


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

Gạo sau khi nghiền được bơm vào nồi nấu gạo, nước
nóng nhiệt độ khoảng 580C cũng được bơm vào để trộn tạo
thành dòch gạo (tỉ lệ gạo : nước khoảng 1 : 4)ø, dòch này

chiếm thể tích khoảng 2/3 nồi nấu. Trước đó cho thêm
khoảng 20% dòch malt gọi là malt lót để hỗ trợ cho quá trình
nấu gạo.
Dòch gạo sau khi kết hợp với nước thì nhiệt độ tăng lên
khoảng 520C và tiếp tục tăng nhiệt độ lên 720C –750C và
giữ trong khoảng thời gian 20 phút để thực hiện quá trình
đường hoáù, đây là nhiệt độ thích hợp của enzim - amylase
phân cắt phân tử đường thành các mạch dextrin nhỏ hơn
và độ nhớt dung dòch giảm đáng kể . Tiếp tục tăng nhiệt
độ lên đến 83 – 850C và giữ trong khoảng thời gian 20 phút
để thực hiện quá trình hồ hóa tinh bột gạo. Sau đó, dòch
gạo được tăng nhiệt độ lên 100 0C và giữ trong khoản 20
phút để dòch hóa hoàn toàn tinh bột gạo.
Trong thời gian nấu gạo, tạo dòch malt có nhiệt độ
khoảng 520C(điểm dừng đạm hoá), sau đó cho dòch gạo đun
sôi và dòch malt ở nhiệt độ 52 0C vào một nồi thứ ba. Sự
phối trộn tạo ra hỗn hợp nhiệt độ khoảng 61 – 63 0C đây là
nhiệt độ thích hợp của - amylase phân cắt các phân tử
dextrin thành maltose(điểm dừng maltose)
Sau thời gian 20 phút, lấy 1/4 hỗn hợp này đưa sang nồi
nấu khác (nồi gạo hoặc nồi malt cũ) để tiếp tục nâng lên
nhiệt độ 72 – 750C rồi đun sôi hỗn hợp, trong lúc đó hỗn
hợp còn lại được giữ ở nhiệt độ khoảng 61 – 63 0C. Sau khi ở
nhiệt độ sôi trong khoảng 20 phút thì hỗn hợp 1/4 này được
hút sang nồi chứa 3/4 hỗn hợp còn lại. Lúc này nhiệt độ
của hỗn hợp sẽ tăng đến 72 – 75 0C, giữ nhiệt độ này trong
một thời gian cho đến khi mẫu của nó không làm mất
màu iod thì dừng. Sau đó chuẩn bò hút hỗn hợp này qua
thiết bò lọc.

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

21


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

Nhiệtđộ
,C

Nồ
i gạo
Nồimalt

Thờ
i gian, phú
t
Bổsung acid lactic +enzyme +CaCl 2

Hình2.4 : Giản đồ nấu
2.2.2.4. Lọc dòch đường
 Mục đích
- Tách bỏ pha rắn là bã malt để thu pha lỏng là dòch
đường.
- Rửa bã để tận thu chất chiết còn sót trong bã.
 Phương pháp thực hiện

- Quá trình lọc được thực hiện bằng nồi lọc đáy bằng
với lớp vật liệu lọc là lớp bã.
- Sau khi lọc xong, bã malt được rửa bằng nước nóng 75
– 78 C. Ở nhiệt độ này thích hợp cho việc tiếp tục đường
hóa lượng tinh bột đã được hồ hóa ở giai đoạn đun sôi.
Nếu nhiệt độ của nước rửa thấp hơn thì hiệu quả trích ly
chất chiết thấp. Nếu nhiệt độ của nước rửa cao hơn thì sẽ
hồ hóa tinh bột còn sót lại trong bã, hậu quả là làm tăng
độ nhớt của dòch rửa bã, kéo dài thời gian rửa bã, đồng
thời đây chính là nguyên nhân làm đục dòch đường.
0

2.2.2.5. Đun sôi dòch đường với houblon
 Mục đích
SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

22


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

- Chiết chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp
chất chứa N từ hoa houblon vào dòch đường, đồng phân hóa
một số chất đắng, tạo cho dòch đường có vò đắng và hương
thơm dòu của hoa houblon.
- Vô hoạt enzyme, kết tủa protein kém bền nhiệt, làm

tăng độ bền keo và ổn đònh thành phần của dòch đường.
- Điều chỉnh nồng độ chất khô của dòch đường.
- Thanh trùng dòch đường, góp phần tiêu diệt VSV cho
dòch đường trước khi lên men.
- Tách một số hợp chất dễ bay hơi ảnh hưởng xấu
đến chất lượng bia.
- Hình thành một số hợp chất có lợi cho bia thành
phẩm như: melanoidin.
 Phương pháp thực hiện
Dòch lọc và hoa houblon (dạng cao hoa và dạng viên) được
bơm vào nồi nấu houblon để thực hiện quá trình nấu houblon
trong 60 – 70 phút. Hoa houblon được bổ sung 2 lần để tránh
tổn thất tinh dầu do quá trình nấu được thực hiện ở nhiệt
độ sôi trong thời gian dài.
- Bổ sung lần 1: khi dòch đường bắt đầu sôi.
- Bổ sung lần 2: trước khi kết thúc quá trình 15 phút.
2.2.2.6. Lắng
 Mục đích: nhằm tách các cặn lắng sau quá trình đun
sôi với hoa houblon.
 Phương pháp thực hiện
- Thực hiện quá trình lắng trong thiết bò lắng Whirpool.
Nguyên tắc tách cặn là dựa vào sức hút của lực hướng
tâm. Dòch đường được đưa vào theo phương tiếp tuyến với
tốc độ lớn, nhờ đó tạo ra lực hướng tâm làm cặn lắng bò
hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy. Khi nhiệt độ của
dòch hạ xuống 900C thì dòch đường được bơm sang thiết bò làm
lạnh nhanh, còn cặn lắng bò nén chặt ở đáy thùng được
dội nước và cho xả ra ngoài.
SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

23


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRẦN ĐÌNH YẾN

GVHD: TS.

- Thời gian lắng khoảng 30 phút.
2.2.2.7. Làm lạnh trước khi lên men
 Mục đích
- Hạ nhiệt độ dòch đường từ 90 0C về 80C để chuẩn bò
cho quá trình lên men.
- Hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật.
- Tạo điều kiện thuận lợi cho việc bão hòa oxy.
 Phương pháp thực hiện
- Thực hiện làm lạnh trong thiết bò trao đổi nhiệt dạng
bản mỏng. Máy làm lạnh bản mỏng có cấu tạo là những
tấm bản gấp sóng hình chữ nhật, chế tạo từ thép không
gỉ. Thông thường tác nhân lạnh cấp 1 là nước còn cấp 2
là nước muối hoặc glycol.
2.2.2.8. Bão hòa oxy
 Mục đích
- Cung cấp O2 cần thiết cho sự sinh trưởng, phát triển
của nấm men trong giai đoạn đầu của quá trình lên men.
 Phương pháp thực hiện
- Oxy giúp các tế bào nấm men phát triển mạnh và
đạt đến lượng sinh khối tối đa. Nhưng nếu lượng oxy tồn tại
trong dòch đường quá nhiều sẽ làm oxy hóa dòch đường,

làm tăng thế oxy hóa – khử dẫn đến độ bền keo của bia
giảm một cách nhanh chóng.
- Do đó, chỉ nên cung cấp oxy một lượng vừa đủ cho
nấm men sử dụng. Hàm lượng oxy cung cấp tối ưu là 8 mg/lit
dòch đường.
2.2.2.9. Lên men
 Mục đích: Chuyển hóa dòch đường thành bia dưới tác
dụng của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng.
- Quá trình lên men được thưc hiện qua hai giai đoạn:

SVTH: CHU XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 60303098

24