LUẬN VĂN ĐỒ ÁN TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA (BẢN VẼ CAD)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO ĐỒ ÁN HỌC PHẦN

TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
BIA NĂNG SUẤT 130000L/NĂM

GVHD: Hoàng Thị Ngọc Nhơn
SVTH: Lương Thị Mỹ Huyền
Lớp: 05DHLTP1
MSSV: 2205150127

1


MỤC LỤC

2


DANH MỤC HÌNH

3


DANH MỤC BẢNG

MỞ ĐẦU
Từ lâu bia đã là một trong các loại đồ uống được ưa chuộng trên khắp thế giới. Bia có
mặt trong tiệc vui, lễ, tết, trong bữa ăn thường ngày, đem lại cho con người sự thoải

mái về tinh thần, bổ trợ sức khoẻ, tác dụng giải khát vì có CO 2, độ cồn nhẹ, hương
thơm và vị đắng đặc trưng cùng các chất dinh dưỡng phong phú trong bia. Nếu uống
bia điều độ không quá 2 cốc/ngày có thể làm tăng trí nhớ, tăng sức đề kháng các bệnh
tim mạch. Bia không phải là thứ đồ uống xa xỉ mà ngược lại bia còn được tiêu dùng
bởi cả người giàu, người có điều kiện kinh tế trung bình và khá.
Bia được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa Houblon
và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có các tính chất cảm
quan rất hấp hẫn đối với con người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng
mịn, với hàm lượng CO2 khá cao (4-5g/l) giúp cơ thể con người giải khát một cách
triệt để khi uống nhằm đáp ứng được nhu cầu thưởng thức của tất cả mọi người. Ngày
nay đời sống vật chất và tinh thần của con người đang tăng lên, nhu cầu tiêu dùng,
nhu cầu ẩm thực cung tăng lên. Nhiều nhà máy trên thế giới nói chung và ở Việt Nam
nói riêng đã mở rộng sản xuất. Ngoài các nhà máy bia lớn ở trong nước như nhà máy
bia Sài Gòn, nhà máy bia Hà Nội,... còn các nhà máy bia nước ngoài như Huda Huế,
Heineken,....
Trong bài báo cáo này cho biết mục tiêu là tìm ra quy trình công nghệ sản xuất bia
với năng suất 130000L/năm.
Nội dung chính trong bài báo cáo này cho biết:
- Những nguyên liệu sản xuất ra sản phẩm, công dụng của các nguyên liệu.
- Quy trình sản xuất ra sản phẩm bia.
- Trình bày nguyên lí hoạt động của các loại thiết bị như: thiết bị lắng, lọc, thiết bị lên

4


men...
- Tính cân bằng vật chất
- Nắm rõ quy trình sản xuất trên hệ thống, đọc hiểu thuyết minh được quy trình sản
xuất bia trên dây chuyền hệ thống.
Thời gian qua, dưới sự chỉ dạy tận tình của cô Hoàng Thị Ngọc Nhơn và các thầy cô

trong bộ môn trường đại học Công Nghiệp Thực Phẩm TP HCM, đã giúp em hoàn
thành tốt bài báo cáo này. Tuy còn hạn chế về nhiều mặt như kinh nghiệm, thực tiễn
và kiến thức của bản thân nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót, em
kính mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và bạn bè để em có thể củng cố kiến
thức bản thân, cũng như tránh được những sai sót trong quá trình sau này.

5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nguyên liệu
1.1.1. Nước
Nước là nguyên liệu cơ bản nhất không thể thay thế được trong công nghệ sản xuất
bia. Trong bia thành phẩm hàm lượng nước chiếm 77-90%.
1.1.1.1. Yêu cầu kỹ thuật nước dùng trong sản xuất bia
- Màu Sắc: trong
- Mùi: Không mùi, vị lạ, không chứa các chất gây mùi khó chịu như H2S, Cl2, NH3
- Nước dùng trong sản xuất phải có độ cứng tạm thời <7mg đương lượng/Lít
- Độ cứng vĩnh cửu: 0,4-0,7mg đương lượng /lít
- Độ pH: 3,5-7
- Hàm lượng muối Ca: <100mg/l
- Độ cứng, mềm: 4-80 Đ, độ cứng trung bình 8-120 Đ
- Hàm lượng muối Mg: <80mg/l
- Hàm lượng muối Cl: < 75-150mg/l
- Hàm lượng CaSO4: 150-200mg/l
- Các kim loại nặng: không có
- Vi sinh vật: <100 tế bào/ml
- Vi sinh vật gây bệnh: không có [1]
1.1.1.2. Những phương pháp làm tăng chất lượng nước
a: Lắng trong và lọc cơ học

6


Thông thường cho nước chảy vào các bể chứa lớn và cho chảy ra với vận tốc nhỏ,
chậm hoặc lọc qua cát. Nếu nước chứa nhiều chất bẩn hữu cơ ở dạng keo thì dùng
những chất kết tủa như Al2(SO3) hay FeCl3. Những hydrat khi kết tủa sẽ kéo theo bẩn
lắng xuống.
b: Làm mềm nước (dùng trong nấu bia) bằng nhiều phương pháp khác nhau
Phương pháp nhiệt độ, phương pháp nguội, phương pháp vôi-soda, phương pháp
trung hoà bằng acid, phương pháp trao đổi ion.
c: Sát trùng nước rửa nấm men và thiết bị
Phương pháp lý học: Nước được lọc qua các màng siêu lọc, rất hiệu quả song rất đắt
tiền.
Phương pháp hoá- lý: dùng tia quan tuyến chiếu qua nước, phương pháp tác dụng diệt
khuẩn mạnh, hiệu suất cao và không gây mùi vị gì cho nước.
Phương pháp hoá học: Clo hoá
Ozon hoá: với liều lượng từ 1-2g/cm 3 diệt hầu hết vi sinh vật có trong nước. Dùng
dòng điện có điện thế lớn và tần số cao đi qua không khí, O 2 sẽ chuyển về O, sau đó
xông vào nước bằng những bơm hơi.[2]
1.1.2. Đại mạch

Hình 1.1: Đại mạch
1.1.2.1. Cấu trúc và thành phần hoá học hạt đại mạch

7


Cấu trúc hạt đại mạch: gồm ba bộ phận chính: vỏ hạt, phôi và nội nhũ.
Vỏ hạt từ ngoài vào trong chia làm ba lớp: Vỏ trấu, vỏ lụa và vỏ arolon. Phần này

chiếm 7-11% trọng lượng hạt.
Phôi: là cơ quan sống, hô hấp của hạt, phôi thường chiếm 2,5-5% trọng lượng hạt.
Trong phôi có từ 37-50% chất khô là thành phần nitơ, khoáng 7% chất béo, 5-6%
đường sacarose, 7-7,5% pentozan, 6-6,5% chất tro và một số ít thành phần khác.
Riêng tinh bột hầu như rất ít.

Hình 1.2: Nội nhũ
Nội nhũ: chiếm từ 45-48% trọng lượng hạt. Phần này của hạt đại mạch giữ vai trò
quyết định chất lượng của đại mạch trong sản xuất bia. Trong bột đại mạch có nhiệt
độ hồ hoá là 75-800C. Tính chất này cần lưu ý khi nấu bia. Tinh bột sẽ chịu tác động
xúc tác của hệ enzyme amylase (gồm α và β). Hiệu quả xúc tác sẽ tuỳ thuộc vào nhiệt
độ và pH. Điều này quyết định kết quả quá trình nấu bia.

8


1.1.2.2. Thành phần hoá học của đại mạch (Tính theo % trọng lượng chất khô)
Bảng 1.1: Thành phần hoá học của đại mạch[1]
Thành phần

Đại mạch

Malt

Tinh bột

63-65

58-60

Đường Saccarose

1-2

3-5

Đường khử

0,1-0,2

3-4

Những đường khác

1

2

Chất đạm

1-1,5

2-4

Hemixenlulose

8-10

6-8

Xenlulose

4-5

5

Lipit

2-3

2-3

Protein thô

8-11

8-11

Dạng hoà tan thể muối: 0,5

2

albumin, globulin
Hordein-protein

3

-

Glutein-protein

3-4

2

Acid amin và peptit

3-4

3-4

Acid mucletit

0,5

1-2

Tro

2

0,2-0,3

Những chất còn lại

5-6

6-7

1.1.3. Malt

Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia. Quá trình quan trọng
nhất mà qua đó hạt đại mạch trở thành malt là sự nảy mầm (mục tiêu chủ yếu của quá
trình sản xuất malt) là để hoạt hoá, tích luỹ về khối lượng và hoạt lực của enzyme có
trong đại mạch. Hệ emzyme (amilase, protease, sitaza) này sẽ là động lực chủ yếu để
phân cắt các hợp chất protein và gluxit cao phân tử trong nội nhũ của hạt thành các

9


sản phẩm có phân tử nhỏ (chủ yếu là đường đơn, dextrin bậc thấp, acid amin, pepton
và nhiều chất khác hoà tan bền vững vào nước để thành chất chiết của dịch đường.
Mục đích trên đây đạt được bằng cách tạo điều kiện thích hợp về độ ẩm nhiệt độ, độ
thông thoáng khí cho khối hạt để khối hạt phát triển. Sau quá trình nảy nầm, đem sấy
khô, tách rễ, làm sạch ta được malt phục vụ cho sản xuất bia.
1.1.3.1. Quá trình ươm mầm đại mạch
Ta tiến hành ngâm đại mạch trong thời gian 36-48 giờ để có độ ẩm 42-46%, nhiệt độ
ngâm 12-150C. Sau đó vớt để ráo nước và rải thành các luống, dày 40cm trong những
ngày đầu và giảm dần đến 15-10cm (vào mùa hè thỉ rải mỏng hơn), nhiệt độ nảy mầm
là 15-220C. Thời gian ủ khoảng 8-10 ngày. Trong quá trình nảy mầm, hạt đại mạch sẽ
tích tụ đựơc nhiều enzyme mới, cũng như tăng hoạt lực của một số enzyme (như
amylase, protease, stitaza, maltase,...) đặc biệt amylase. Các enzyme mới này là
những nhân tố thực hiện chuyển hoá, các chất trong thành phần đại mạch thành
những nguyên liệu (acid amin tự do, các loại đường, các vitamin,...) để nấm men sử
dụng để tạo thành sản phẩm bia.
1.1.3.2. Kỹ thuật sấy malt
Căn cứ vào các biến động lớn trong toàn bộ quá trình sấy malt, ta có thể chia làm 3
giai đoạn:
- Giai đoạn sinh lý: nhiệt độ tăng dần đến 45 0C , hàm ẩm hạ về khoảng 30%, hạt nảy
chồi và sinh trưởng nhanh, một số các enzyme thủy phân cũng bắt đầu hoạt hóa trở
lại.

- Giai đoạn sinh hóa: nhiệt độ tăng dần từ 45-700C , hàm ẩm còn 10%. Ở giai đoạn
này, quá trình sinh lý bắt đầu dừng lại, các enzyme thủy phân hoạt động yếu lại.
- Giai đoạn hóa học: nhiệt độ tăng dần từ 75- 105 0C, hàm ẩm giảm về tối thiểu. Các
biến đổi hóa học chủ yếu xảy ra ở giai đoạn này là: tạo thành các hợp chất gây màu,
mùi thơm và vị đặc trưng cho malt. [3]
1.1.3.3. Thành phần hóa học của malt

10


Bảng 1.2: Thành phần hoá học của malt[3]
Thành phần

Tỷ lệ

Tinh bột

58

Pentose

8

Saccharaose

5

Đường khử

4

Chất khoáng

2,5

Lipid

2,5

Cellulose

6

protid

10

Enzyme và các vitamin

Còn lại

1.1.3.4. Hệ enzyme có trong malt
Nhóm enzyme thủy phân (Hydrolase) bao gồm:
Carbonhydase (nhóm enzyme thủy phân các hợp chất glucid)
Diastase (amylase): thủy phân các glucid có mạch polyme tương đối đơn giản như:
Thủy phân tinh bột thành đường + dextrin
α-amylase: thủy phân tinh bột  glucose và dextrin. Ngoài ra còn có tác dụng làm
giảm độ nhớt của dịch cháo. T0opt =700C, pH=5,7. [4]
1.1.3.5.Chỉ tiêu của malt
a: Về mặt cảm quan

Màu sắc: có màu vàng óng như rơm.
Mùi: có mùi thơm đặc trưng của malt.
Vị: có vị ngọt
Độ cứng: malt phải xốp và khô

11


Độ mịn: không được xay nhuyễn để tạo thành lớp vỏ trấu giúp lọc
Tạp chất: không được lẫn sạn, rơm, rác hay các tạp chất khác
Hình dáng: hạt không bị sâu bệnh, mốc vỡ, khuyết tật, mọt nát...
b: Về thành phần
Độ hòa tan tính theo chất khô: 80%
Hàm lượng protein hòa tan: 4,3 %
Hoạt lực: 300-320wk
Độ ẩm: 4-5%
Kích thước: 90% trên sàng 2,5 mm, 99% trên sàng 2,2mm
Độ màu: 2,5-3 EBC
Chỉ số Kolbach (số lượng hoà tan protein) = (hàm lượng protein hoà tan*100)/tổng
protein. Khoảng 39-42 là tốt nhất
1.1.4. Thế liệu
1.1.4.1. Mục đích
Trong sản xuất bia, việc dùng thế liệu thay cho malt tuỳ thuộc vào điều kiện chủ quan
và khách quan, có thể nhằm: 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...
1.1.4.2. Yêu cầu kỹ thuật của thế liệu
Thế liệu phải dồi dào nguồn glucid (tinh bột) mà từ đó dưới tác động của enzyme
trong malt, glucid của thế liệu sẽ chuyển thành các chất hoà tan. Vì vậy các loại ngũ
cốc thường 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, vị, màu sắc). Vì vậy phải
quan tâm đến thành phần hoá học thế liệu.

12


1.1.4.3. Thế liệu được sử dụng
Về khả năng thay thế Malt trong bia gạo là loại ngũ cốc được dùng nhiều hơn cả. Gạo
được coi là một thế liệu hàng đầu trong sản xuất bia, do hàm lượng glucid và protein
khá cao, khả năng chuyển hoá thành chất hoà tan tốt (có thể đạt đến 90% chất khô).
Khi sản xuất với gạo thay thế trên 30% hoàn toàn có thể sản xuất được các loại bia có
chất lượng hảo hạng để xuất khẩu.
Bảng 1.3: Thành phần hoá học trung bình của gạo tính theo % trọng lượng[3]
Thành phần

Trọng lượng

W

12,6

Hợp chất

7,9

Chất béo

0,5

Glucid

77,8

Xenlulose của vỏ lụa

0,5

Tro

0,7

1.1.5. Nấm men
1.1.5.1. Đặc tính của nấm men
Nấm men đóng vai trò hết sức quan trọng trong công nghiệp sản xuất bia. Nhờ đặc
tính sinh dưỡng của nấm men là quá trình chuyển hóa dịch đường thành rượu và sinh
ra khí CO2 là thành phần chính của bia. Nấm men được sử dụng trong công nghệ sản
xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống Saccharomyces. Hình dạng: hình elip,
oval. Kích thước trung bình dài 9-10 m, rộng 2-7 m. Sinh sản bằng cách nảy chồi,
phân cách hoặc bằng bào tử [5]
Phân loại: gồm 2 loại
- Nấm men nổi: Saccharomyces cerevisase. Sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ cao,
nằm lơ lửng trên bề mặt là chủ yếu, nhiệt độ lên men 10-25 0C. Khi quá trình lên men
kết thúc, các tế bào kết chùm, chuỗi tạo thành lớp dày nổi lên bề mặt cùng với bọt

13


bia, làm cho khả năng tự trong của bia rất chậm, khó kết lắng và khó lọc bia.

- Nấm men chìm: Saccharomyces carlbergensis. Sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ

thấp, nhiệt độ lên men 0-100C. Phân bố ở tầng sâu trong thiết bị. Dễ kết lắng và dễ
tách lớp. Do đó lọc dễ hơn đồng thời tạo điều kiện sử dụng lại nấm men. Nấm men
Hình 1.3: Saccharomyces cereviseae
Hình 1.4:
được sử dụng từ nấm men thuần chủng, men được giữ dưới dạng men khô, sau đó
Saccharomycescarlbergensis
nhân giống trung gian rồi đưa vào sử dụng trung sản xuất bia. [5]
1.1.5.2. Chất lượng của nấm men
a: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nấm men [6]
Tốc độ và mức độ lên men, tốc độ và khả năng kết lắng, hàm lượng sản phẩm bậc 2
tạo thành, mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật, khả năng chống chịu khi bị tác
động.
b: Yêu cầu chất lượng nấm men trước khi đưa vào sản xuất bia
Tỷ lệ men chết: <2%
Tỷ lệ nảy chồi: >10%
Số lượng nấm men khi đưa vào dịch đường để lên men: 10-20 triệu tế bào/ml dịch
giống. Nấm men có khả năng chuyển hóa các đường đôi, đường đơn giản, các peptid,
acid amin, giải phóng ra CO 2, rượu etylic và nhiệt. Nấm men bia phải được nhân
giống từ chủng thuần khiết và một đời men giống có thể sử dụng đuợc 6-10 chu kỳ

14


lên men. Nấm men sử dụng tại nhà máy là loại nấm men chìm: Saccharomyces
carlbergensis. [6]
1.1.6. Hoa houblon
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản (thứ 2 sau malt đại mạch) của công nghệ sản xuất
bia. Hoa houblon có tác dụng: làm cho bia có vị đắng, vị thơm rất đặc trưng, làm tăng
khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền và ổn định thành phần sinh học của sản
phẩm.

1.1.6.1. Phân loại
Theo màu sắc: có 3 loại: loại 1 màu vàng đến vàng rơm. Loại 2:có màu xanh lục.
Loại 3: có màu xanh vàng.

Hình1.5:
1.5:Hoa Houblon
Hình
Hoa

Theo vị có:

- Đắng: tham gia vào sự tạo bọt, bảo quản sản phẩm lâu gồm acid đắng và nhựa đắng
Acid đắng: α – acid đắng – humulon, β – acid đắng-lupulon
- Nhựa đắng: α nhựa mềm và β nhựa cứng
Trên thị trường hiện nay phổ biến 3 dạng: Dạng hoa cánh khô, dạng hoa houblon hạt,
viên, dạng hoa cao trích ly.

Hình 1.6: Các dạng houblon

15


1.1.6.2. Thành phần của hoa houblon
Bảng 1.4: Thành phần hóa học trung bình của houblon [1]
Thành phần

Tỷ lệ %

Thành phần

Tỷ lệ %

Nước

10,0

Acid amin

0,1

Tổng chất đắng

15,0

Protein

15,0

Tinh dầu phấn

0,5

Chất béo

3,0

Tanin

4,0

Tro

8,0

Đường khử

2,0

Pectic

2,0

Xenlulose, lignin, và những
chất còn lại

40,4

Hoa houblon có hoa đực và hoa cái riêng biệt cho từng cây. Trong sản xuất bia chỉ sử
dụng hoa cái chưa thụ phấn. Trong các thành phần trên, các chất đắng, tinh dầu phấn
hoa đóng vai trò quan trọng nhất trong sản xuất. Ngoài ra, những thành phần khác
như tanin, protein, đường khử cũng có ý nghĩa nhất định trong các bước công nghệ.
a: Chất đắng
Là thành phần có giá trị nhất của hoa hoblon. Chất đắng tạo cho bia có vị đắng đặc
trưng và dễ chịu, tham gia vào sự tạo thành bọt và giúp cho bia bảo quản được lâu.
Các hợp chất đắng trong hoa houblon có thể chia ra 2 nhóm lớn: những acid đắng
cứng các dạng đồng phân, những dạng nhựa đắng (mềm và cứng). Ở dạng tinh thể
hình khối, humuon có nhiệt độ nóng chảy khoảng 65 0C, hòa tan kém trong nước lã,
song tan tốt trong este, etylic, hecxan hoặc metanol. Humnulon là chất gây đắng
mạnh nhất (cả số lượng và chất lượng), có độ hoạt động bề mặt lớn, nhờ đó giúp cho
bia có khả năng tạo bọt tốt, tính kháng sinh mạnh. Humulon là chất có giá trị nhất

trong hoa houblon đối với công nghệ sản xuất bia.
b: Chất chát –tanin
Với hàm lượng trung bình 4%, hoa houblon có vai trò quan trọng trong sản xuất bia,
từ đó sẽ có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến chất lượng bia. Houblon bắt đầu

16


chín thì hàm lượng tanin trong hoa cũng bắt đầu giảm. Trong quá trình đun sôi dịch
đường với hoa houblon, trước hết tanin được chiết ra ở dạng hòa tan, sau đó điều kiện
nhiệt độ cao và thới gian kéo dài, chúng sẽ bị oxy hóa và trùng ngưng với các mức độ
khác nhau, các phân tử trùng ngưng sẽ hình thành mối liên kết đẳng điện với các
phân tử protein trong dịch đường, hình thành những phức tanin-protein, tạo ra dạng
kết tủa nóng trong quá trình này. Mặt khác một dạng phức tương tự nhưng với trọng
lượng phân tử nhỏ hơn không kết tủa ở điều kiện nhiệt độ cao, khi hạ nhiệt độ xuống
thấp chúng sẽ kết tủa lại, tạo ra kết tủa nguội trong dịch đường.
Từ đó ta nhận thấy rằng, tanin có ảnh hưởng tốt đối với quá trình công nghệ, giúp cho
dịch đường trong nhanh và kết tủa các thành phần protein không bền, làm tăng độ bền
vững keo của bia. Tanin cũng làm kết tủa cả những thành phần protein bền, dẫn đến
giảm khả năng tạo bọt của bia. Nếu hàm lượng tanin có trong bia vừa phải (0,012 –
0,028%) thì sẽ gây cho bia có vị chát và đắng dễ chịu nhưng nếu cao hơn, sẽ gây cho
bia có vị chát đắng khó chịu, do đó tùy theo hàm lượng tanin trong hoa nhiều hay ít,
ta có thể rửa qua nước nóng một vài lần để loại bớt tanin trước khi đun sôi dịch
đường với hoa.
1.1.7. Các chất phụ gia
1.1.7.1. Nhóm phụ gia gián tiếp
Nhóm này tất cả nguyên liệu và hóa chất được sử dụng trong quá trình công nghệ,
song không được phép có trong sản phẩm như các loại bột trợ lọc: Kizelgua,
Diatomit, Belogua 200-400-600. Các loại hóa chất dùng để vệ sinh thiết bị, vệ sinh
phân xưởng sản xuất như H2SO4, NaOH, KMnO4 hoặc etanol dùng như là tác nhân

lạnh, dung dịch CIP. [7]
1.1.7.2. 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 hàm lượng cho phép. Như hóa 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 hóa nhũng thành

17


phần trong bia như acid ascocbic, H2O2 hoặc K2S2O5. [7]
1.2. Tổng quan về sản phẩm
1.2.1. Lịch sử phát triển của bia
Từ 7000 năm trước công nguyên, người dân Babilon đã biết sản xuất bia từ đại mạch
và các hạt ngũ cốc. Công nghệ sử dụng các nguyên liệu này để nấu bia được truyền
dần đến Ai Cập, Ba Tư và một số lận cận, rồi số vùng ở Etiopia vẫn sản xuất bia theo
phương pháp của người Babilon cổ xưa. Người Hy Lạp đã học được phương pháp
sản xuất bia từ đại mạch của người Ai Cập, họ gọi đó là nước sitôn hay vang đại
mạch. Người Ý cũng sản xuất loại đại mạch này nhưng không theo phương pháp
truyền thống mà có cả các hạt ngũ cốc khác. Sau đó, Người Pháp, Đức, Tây Ban
Nha… cũng sản xuất nước giải khát lên men chiết từ đại mạch.
Tại Lưỡng Hà, chứng cứ lâu đời nhất về bia được cho là bức vẽ 6000 năm tuổi của
người sumeria miêu tả những người đang uống một thứ đồ uống bằng các cần hút
bằng sậy từ thùng công cộng.
Nhưng trong suốt thời gian dài, bia chỉ được sản xuất từ đại mạch và một số hạt ngũ
cốc khác đã nảy mầm và hoàn toàn chưa có một dân tộc nào dùng đến hoa houblon.
Thay vào đó, người ta biết sử dụng một số loại cây như lupin, ngải cứu… để tạo nên
hương liệu cho bia. Khoảng đến thế kỷ thứ IX, bắt nguồn từ các vùng được coi là sứ
sở của hoa houblon như Xibiri- Đông Nam nước Nga, thì người ta mới sản xuất ra bia
giống như ngày nay.

Trải qua hàng ngàn năm sản xuất và uống bia, ông cha chúng ta không biết nhân tố
nào đã làm nên điều kỳ diệu. Đó là sự chuyển hoá nguyên liệu thành sản phẩm. Mãi
đến năm 1857, nhà bác học người Pháp Lusi Pasteur đã khám phá ra điều bí mật này.
Và sau một thời gian dài nghiên cứu, ông đã tìm ra được chính nấm men là vi sinh vật
duy nhất mà hoạt động sống của chúng đã làm nên quá trình lên men bia. Nhưng
Pasteur vẫn chưa làm sáng tỏ đựơc cơ chế của hiện tượng này. Cho mãi đến thế kỷ
XIX, một số nhà khoa học người Nga và Đức mới chứng minh được cơ chế hoạt động
của nấm men. Đó là nấm men đã tạo ra các enzyme và chính các enzyme này chuyển

18


hoá đường thành rượu và CO2.
Phần lớn các loại bia cho đến thời gian gần đây thực chất là thứ mà ngày nay gọi là
ale. Bia lager đã được phát hiện ra một cách tình cờ vào thế kỷ 16 sau khi bia được
lưu trữ trong các hầm lạnh một thời gian dài, kể từ đó nó đã được sản xuất nhiều hơn
ale.
Với sự phát minh ra động cơ hơi nước năm 1765, công nghiệp hoá sản xuất bia đã trở
thành sự thật. Các cải tiến trong công nghệ sản xuất bia đã xuất hiện. Cho đến cuối
thế kỉ 18, mạch nha chủ yếu được làm khô bẳng lửa do đốt, than củi, trấu, năm 1600
là từ than cốc. Nói chung, không có loại mạch nha nào trong số này được che chắn tốt
khỏi khói sinh ra trong các lò sấy, do đó loại bia trong thời kì đó có thành phần hơi
khói trong hương vị của chúng, các chứng cứ chỉ ra rằng các nhà sản xuất mạch nha
và bia thường xuyên phải cố gắng giảm thiểu sự ám khói của bia thành phẩm. Sự phát
minh ra lò nướng hình trống năm 1817 của Daniel Wheeler đã cho phép tạo ra mạch
nha nướng chín kỹ và tạo tiền đề cho sản xuất các loại bia đen.
1.2.2. Một số tính chất chung của bia
1.2.2.1. Thành phần của bia
Trong bia nước chiếm 80%. Bia có độ rượu nhẹ (hàm lượng độ rượu khoảng 3-6%V),
có gas (hàm lượng CO2 khoảng 3-4g/l), có bọt mịn xốp, có hương vị thơm ngon rất

đặc trưng. Hương và vị của bia là do các hợp chất chiết từ nguyên liệu, cồn CO 2 và
các thành phần lên men khác tạo nên.
Trong bia có chứa một số chất bổ dưỡng:
- Chất đạm: đặc biệt là đạm hoà tan chiếm 8-10% chất tan, bao gồm: protein, peptid,
và amino acid.
- Glucid: glucid tan (70% là dextrin, pentosan- sản phẩm caramel hoá).
- Vitamin: chủ yếu là vitamin nhóm B (vitamin B1, vitamin B2, PP).
- Lupulin trong bia và hoa houblon có tính an thần, dễ ngủ.

19


- Đặc biệt CO2 hoà tan trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát cho người
uống bia, giúp tiêu hoá nhanh thức ăn và ăn uống ngon miệng, giảm mệt mỏi, tăng
phần tỉnh táo nếu như người uống sử dụng một liều lượng thích hợp.
1.2.2.2. Giá trị dinh dưỡng của bia
Bia là loại thức uống giải khát rất giàu dinh dưỡng. Nếu được sử dụng với hàm lượng
thích hợp, bia sẽ giúp cho cơ thể thoải mái, dễ chịu và tăng sức lực cho cơ thể. So với
trà và cà phê, bia không chứa các kim loại gây hại, so với rượu thì hàm lượng cồn
trong bia rất thấp (2-6%V).
Trong bia nước chiếm 80%. Bên cạnh công dụng giải khát, bia còn cung cấp cho con
người các giá trị dinh dưỡng nhất định: cung cấp nguồn năng lượng cho cơ thể hoạt
động, cung cấp các vitamin và khoáng chất. 1 lít bia có thể cho ra từ 500-600Kcal
(tuỳ theo từng loại bia) mà năng lượng cần thiết cho cơ thể con người bình thường là
3000-3500 Kcal.
Ngoài ra, trong bia còn có một số vitamin, trung bình trong 1 lít bia có 20-50mg
tiamin (B1), 340-560mg riboflavin (B1), 5800-9000mg acid nicotinic (PP).
1.2.3. Các loại bia
Có nhiều loại bia khác nhau, mỗi loại bia được coi là thuộc về một kiểu bia cụ thể
nào đó. Kiểu bia là mác dán miêu tả hương vị tổng thể và thông thường là nguồn gốc

của bia, phù hợp với hệ thống đã tiến hoá qua các lần thử và các sai số qua nhiều thế
kỉ.
Yếu tố chính để xác định loại bia là men bia sử dụng trong quá trình lên men. Phần
lớn kiểu bia thuộc về một trong hai họ lớn: ale (sử dụng lên men nổi) hoặc lager (sử
dụng lên men chìm). Bia có đặc trưng pha trộn của cả ale và lager gọi là bia lai. Đồ
uống chứa cồn được sản xuất từ việc lên men đường thu được từ các nguồn không
phải là ngũ cốc nói chung không được gọi là bia, mặc dù chúng được sản xuất từ
cùng một phản ứng sinh học gốc men bia. Mật ong lên men được gọi là rượu mật
ong, nước táo lên men được gọi là rượu táo, nước nho lên men được gọi là rựu vang.

20


Ale: là bất kì loại bia nào được sản xuất bằng lên men nổi, và nó thông thường được
lên men ở nhiệt độ cao hơn so với bia lager (15-23 0C). Các men bia ale ở các nhiệt độ
này tạo ra một lượng đáng kể các ester, các hương liệu thứ cấp và các sản phẩm tạo
mùi khác, kết quả là bia tạo ra của hoa quả tương tự như táo, lê, dứa, cỏ, cỏ khô,
chuối, mận. Các khác biệt về kiểu giữa các loại ale là nhiều hơn so với các loại lager,
và nhiều loại bia ale khó để phân loại chúng.
Lager: là loại bia tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới. Có nguồn gốc từ vùng Trung Âu,
có tên gọi này là từ lagern (“lưu trữ”) trong tiếng Đức. Men bia lager là loại lên men
chìm, thông thường lên men ở nhiệt độ 7-12 0C. Trong giai đoạn lên men thứ cấp,
lager được làm trong và chín. Các điều kiện lạnh cũng kiềm chế việc sản xuất tự
nhiên các ester và các phụ phẩm khác, tạo ra hương vị “khô và lạnh hơn” của bia.
Các phương pháp hiện đại để sản xuất bia lager đã được Gabriel Sedlmayr và Anton
Dreher khai phá. Gabriel Sedlmayr trẻ là người hoàn thiện bia lager màu nâu sẫm ở
nhà máy bia Spaten tại Bavaria còn Anton Dreher là người bắt đầu sản xuất bia lager,
có lẽ màu đỏ hổ phách tại Wien khoảng những năm 1840-1841. Với việc kiểm soát
quá trình lên men đã được hoàn thiện hơn, phần lớn các nhà sản xuất bia lager chỉ sử
dụng thời gian lưu trữ lạnh ngắn, thông thường từ 1-3 tuần.

Phần lớn bia lager ngày nay dựa trên kiểu Pilsener, được sản xuất lần đầu tiên năm
1842 tại thành phố Plzen ở cộng hoà Séc. Các loại bia lager Pilsener ngày nay có màu
sáng và được cacbonat hoá nồng độ cao, với hương vị mạnh của hoa bia và nồng độ
cồn 3-6% theo thể tích. Các thương hiệu bia Pilsener Urquell hay Heineken là các ví
dụ điển hình về bia pilsener.
Loại bia hỗn hợp: kiểu bia lai hay bia hỗn hợp sử dụng các nguyên liệu và công nghệ
hiện đại thay vì các khía cạnh truyền thống của sản phẩm bia. Mặc dù có một số biến
thể giữa các nguồn khác nhau.
- Bia rau quả và bia rau cỏ là hỗn hợp với một số loại phụ gia từ hoa quả hay rau củ
có thể lên men trong quá trình lên men, tạo ra chất lượng hài hoà một cách rõ nét.
- Bia thảo mộc và bia gia vị bổ sung các chất chiết ra từ rễ, hạt, lá, hoa hay quả thảo

21


mộc hoặc các loại cây gia vị thay vì hoa bia.
- Các loại bia tồn trữ trong các thùng gỗ là các loại bia truyền thống hay thực nghiệm
được lưu trữ trong thùng gỗ hoặc được tiếp xúc với gỗ (trong các dạng mảnh nhỏ,
mẫu hay hạt) trong một khoảng thời gian (gỗ sồi dùng phổ biến nhất). Thông thường,
thùng gỗ hay các miếng gỗ đầu tiên được xử lí bằng một số loại rượu mạnh hay các
đồ uống chứa cồn khác. Việc sử dụng rượu bourbon, scotch và shrry là phổ biến nhất.
- Bia hun khói là bất kì loại bia nào mà mạch nha đã được hun khói. Thông thường
các loại bia này có hương vị của khói. Các ví dụ điển hình của kiểu bia truyền thống
này là bia Rauchbiers ở Bamberg, Đức. Tuy nhiên nhiều nhà sản xuất bia ngoài nước
Đức, chủ yếu là các nhà sản xuất bia thủ công ở Mỹ cũng bổ sung mạch nha bia hun
khói vào bia đen, ale Scotland là một loại kiểu bia khác.
- Bia đặc biệt là cách gọi chung để chỉ các loại bia được sản xuất mà sử dụng các
nguồn đường, hạt ngũ cốc và tinh bột có thể lên men không thông dụng.
1.3. Tổng quan về các quy trình sản xuất
Có 7 bước chính trong một quá trình sản xuất bia đó là: đường hóa, lọc, đun sôi, lên

men, ủ phụ, lọc và chiết.
- Đường hóa
Đường hóa là một quá trình trộn lẫn ngũ cốc đã nghiền (thường là ngũ cốc đã trải qua
quá trình malt hóa) và đun nóng hỗn hợp này và chờ ở các nhiệt độ nhất định để các
enzyme trong malt phá vỡ tinh bột trong ngũ cốc thành đường mà chủ yếu là maltose.
- Lọc
Lọc là quá trình phân tách chất chiết thu được trong quá trình đường hóa ra khỏi bã
ngũ cốc (bã bia). Quá trình này được thực hiện 2 loại thiết bị: nồi lọc là 1 thùng rộng
với đáy giả hoặc lọc đường hóa, lọc khung bản. Quá trình lọc gồm 2 giai đoạn: dịch
lọc đầu thu được chất chiết mà chưa có sự pha loãng bã bia và dịch lọc sau chất chiết
được tận thu bằng cách rửa bã bia với nước nóng.

22


- Đun sôi
Quá trình đun sôi chất chiết thu được gọi là dịch nha, nhằm giúp dịch nha trở nên vô
trùng, tránh sự nhiễm khuẩn. Trong suốt quá trình đun sôi, hoa bia (hoa houblon)
được thêm vào giúp tạo độ đắng, hương và vị của bia và trong suốt quá trình sôi, giúp
các protein trong nha kết tụ và pH của nha giảm xuống. Cuối cùng quá trình này giúp
bay hơi các hương không mong muốn (off flavor) gồm các tiền chất của dimethyl
sulfide. Quá trình sôi cần được diễn ra đồng đều và đồng nhất về mức độ sôi, quá
trình này thường được diễn ra 50-120 phút phụ thuộc vào cường độ sôi, chế độ bổ
sung hoa và thể tích dịch nha mà nhà sản xuất mong muốn.
Thiết bị đun sôi hoa: loại nồi đun sôi hoa đơn giản nhất là đun sôi bằng ngọn lửa trực
tiếp, tuy nhiên thiết bị này gây ra sự caramel hóa và rất khó để vệ sinh. Hầu hết các
nhà máy sản xuất bia sử dụng nồi đun sôi hoa được gia nhiệt bằng hơi nóng. Hơi
nóng sản xuất bởi một hệ thống lò hơi khác dưới áp suất nhất định.
Thu hồi năng lượng: quá trình đun sôi hoa sử dụng rất nhiều năng lượng, và thật là
lãng phí nếu để năng lượng này bị thoát ra ngoài. Con đường đơn giản nhất là thu hồi

năng lượng này bằng các nồi ngưng hơi.
- Lắng xoáy
Cuối quá trình sôi hoa, nha được bơm vào các nồi lắng xoáy theo phương tiếp tuyến
nhằm kết tủa các protein và lượng sinh khối từ hoa vào phần giữa nồi lắng xoáy. Phần
cặn này sẽ được loại bỏ. Nồi lắng xoáy được thiết kế riêng rẽ, đường kính lớn để tăng
cường quá trình lắng, đáy nghiêng và đường ống tiếp dịch theo phương tiếp tuyến gần
đáy nồi. Nồi lắng xoáy không được có phần gồ ghề làm giảm tốc độ quay của dịch từ
đó giảm khả năng lắng. Ngoài ra, việc sử dụng thiết bị lọc hoa (thiết bị lọc bằng thép
không gỉ) giúp cặn hoa được lọc ra tốt hơn, giảm giá thành thiết bị và giảm diện tích
sàn.
- Làm lạnh
Sau quá trình lọc hoa, dịch nha được hạ lạnh xuống nhiệt độ lên men trước khi tiếp

23


giống nấm men. Ở các nhà máy hiện đại quá trình này được thực hiện thông qua thiết
bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Chất tải lạnh thường là nước. Dịch nha có thể được làm
lạnh từ 950C xuống 200C và làm nóng tác nhân làm lạnh (nước) từ 10-80 0C. Sau quá
trình làm lạnh, oxy được bão hòa vào dịch nha để cung cấp cho nấm men trong quá
trình lên men.
- Lên men: quá trình lên men được thực hiện trong các tank lên men và được bắt đầu
ngay khi nấm men được định lượng vào dịch nha lạnh. Trong suốt quá trình này nấm
men chuyển hóa các loại đường trong dịch nha thành cồn và CO 2. Các tank lên men
có nhiều dạng khác nhau từ các tank cực lớn giống như các silo lưu trữ cho đến
những bình kính dung tích cỡ 5 gallons. Hầu hết các nhà máy bia ngày nay dùng các
tank lên men thân trụ và đáy côn (CCT), đáy côn có góc nghiêng 60 0C cho phép nấm
men lắng xuống đáy. CCT có thể thực hiện cả quá trình lên men chính và ủ phụ trong
cùng 1 tank. Cuối mỗi quá trình lên men, nấm men và các chất rắn khác lắng xuống
đáy và dễ dàng được rút khỏi tank.

Các tank lên men hở cũng được sử dụng nhưng chủ yếu là để trưng bày và ở châu Âu
trong quá trình lên men bia từ lúa mỳ. Các tank lên men thường được làm từ thép
không gỉ với phần đáy nghiêng và được đặt dựng đứng, đối lập với các tank ủ chín
bia thường được đặt nằm ngang. Ngày nay có rất ít các nhà máy bia vẫn còn sử dụng
các tank lên men gỗ để lên men vì gỗ rất khó vệ sinh và dễ nhiễm khuẩn và phải quét
hắc ín lại trên dưới mỗi năm.
- Ủ chín bia
Khi các loại đường được sử dụng gần hết trong quá trình lên men bia, quá trình lên
men chậm dần và nấm men bắt đầu lắng xuống đáy tank. Trong giai đoạn này, bia
được làm lạnh xuống nhiệt độ quanh điểm đóng băng, nhằm kích thích quá trình kết
lắng của nấm men và các protein. Các hương không mong muốn như các hợp chất
phenolic trở nên không tan trong bia lạnh và hương vị của bia trở nên hài hòa hơn.
Trong suốt thời gian này áp suất được duy trì trên tank để bia không nhạt.
Nếu các tank lên men có phần áo lạnh quanh chúng, trái với cả khu vực lên men được

24


làm lạnh thì quá trình ủ chín có thể được thực hiện trong cùng 1 tank lên men, một số
trường hợp khác, quá trình ủ phụ này có thể được thực hiện ở các tank khác.
- Lọc bia: Lọc bia là quá trình loại bỏ nấm men, cặn, giúp ổn định hương, vị bia và
mang đến cho bia sự trong sáng. Tuy nhiên không phải tất cả bia đều được lọc.
- Thành phẩm (chiết chai, bao gói): Chiết chai là quá trình rót bia vào chai, keg, lon
hoặc các đồ chứa khác có dung tích lớn hơn.
- Lên men thứ cấp: là lần lên men sau khi lên men chính. Một số loại bia có tới 3 lần
lên men
Lên men trong chai: một số loại bia có thêm quá trình lên men diễn ra trong chai, có
sự bão hòa CO2 diễn ra một cách tự nhiên, đây có thể là quá trình lên men thứ 2 hoặc
thứ 3. Loại bia này thường được đóng chai cùng với một lượng dịch nấm men sống
nhất định. Trong trường hợp bia không còn đường có khả năng lên men, đường có thể

được bổ sung thêm. Kết quả của quá trình này là CO 2 được tạo ra và được giữ lại
trong chai và bão hòa vào bia một cách tự nhiên [3]
1.4. Giới thiệu các sản phẩm trên thị trường
a: Bia Sài Gòn
“Có thể bạn không cao nhưng ai cũng phải ngước nhìn” câu slogan đã làm nên
thương hiệu của nhãn hàng này cũng đã trở thành câu nói vui quen thuộc của rất
nhiều người Việt Nam. Bia Sài Gòn sở hữu những thương hiệu bia nổi tiếng bao gồm:
Bia Sài Gòn Special, Bia Sài Gòn 333, 333 Premium, 333 Export, Bia Sài Gòn Large.
Bia Sài Gòn là một trong những dòng bia có lượng tiêu thụ lớn nhất trên thị trường,
và được người Việt Nam ưa chuộng nhất với thị phần trên thị trường tới hơn 30%.

25