Báo cáo thực tập nhà máy bia

Để tiết kiệm nguồn đại mạch hoạt để sản xuất một vài loại bia thích hợp với thịhiếu môi trường, phù hợp với từng khu vực, từng địa phương khác nhau thì bên cạnhmalt đại mạch có thể dùng

LỜI MỞ ĐẦU

Bia là loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao và

có độ cồn thấp (3-80), mùi thơm đặc trưng và vị đắng dễ chịu của hoa houblon….Ngay từ những năm 7000 trước công nguyên, bia đã ra đời như một thứ thuốc chữabệnh, nước giải khát Công nghệ sản xuất bia khá đặc biệt, bởi vậy nó mang lại chongười uống một cảm giác sảng khoái và hấp dẫn, bia có giá trị dinh dưỡng cao đượcsản xuất từ những nguyên liệu chính: Malt đại mạch, các nguyên liệu thay thế (nhưgạo, ngô, khoai, sắn, những sản phẩm giàu tinh bột), hoa houblon, nước… và cungcấp một lượng lớn calori cho cơ thể Trong bia có chứa hệ enzyme phong phú và đặcbiệt là enzyme kích thích cho sự tiêu hóa Về mặt dinh dưỡng, một lít bia có chấtlượng trung bình tương đương với 25gram thịt bò hoặc 150gram bánh mì loại một,hoặc tương với 500 kcal, bằng 2/3 năng lượng được cung cấp từ cùng một thể tích sữa.Ngoài ra, trong bia còn chứa vitamin B1, B2, B5, B6 và rất nhiều vitamin PP và cácacid amin cần thiết cho cơ thể, các chất khoáng và nguyên tố vi lượng khác Chính vìvậy, từ lâu bia đã trở thành thứ đồ uống quen thuộc được rất nhiều người ưa chuộng.Đời sống kinh tế xã hội ngày càng phát triển, kéo theo đó nhu cầu tiêu dùng của conngười về mọi mặt cũng tăng lên, và bia là một sản phẩm mà người tiêu dùng rất yêuthích, hầu như nó không thể thiếu trong các bữa tiệc liên hoan, party nhỏ, đám cưới, lễ,tết… Nằm trong sự phát triển chung của cả nước nói chung cũng như của tỉnh KhánhHòa nói riêng Nhà máy bia Việt-Đức thuộc công ty trách nhiệm hữu hạn Đức-Việtcũng có những đầu tư thích đáng cho nghành công nghiệp sản xuất bia, đáp ứng nhucầu uống bia của người dân trong tỉnh và ngoài tỉnh đảm bảo chi phí hợp lý và hương

vị thơm, ngon của bia nơi đây

Được sự giúp đỡ của 3 cô (Trang, Hà, Ngân) giúp có cơ hội đi thực tập, cảm ơn

cô Nguyễn Hồng Ngân đã theo e xuất đợt thực tập này và cô cũng hướng dẫn tận tình

và tạo điều kiện cho em và các bạn trong nhóm thực tập tại nhà máy, trang bị vốn kiếnthức cơ bản về công nghệ thực phẩm nói chung và công nghệ sản xuất bia nói riêngtrong suốt thời gian chúng em thực tập tại nhà máy bia Việt-Đức Qua đây em cũngxin được gửi lời cảm ơn chân thành tới ban lãnh đạo công ty, đặc biệt là anh Hồ Ngọc

Lê Quang - phó giám đốc kỹ thuật - người trực tiếp hướng dẫn tại nhà máy và các anhchị phòng KCS đã nhiệt tình chỉ bảo, giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt đợt thực tập,giáo trình mà nhà trường đề ra, qua đó giúp em hiểu được các kiến thức thực tế vàcủng cố lại kiến thức của giáo trình như đã được học ở trên lớp Trong quá trình viếtbáo cáo, tuy đã cố gắng rất nhiều nhưng bản báo cáo của em chắc chắn sẽ không thểtránh khỏi những thiếu sót

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn toàn thể công ty, và chúc công ty ngàycàng phát triển, đạt được nhiều thành công hơn nữa trong sản xuất cũng như trong kinhdoanh; thương hiệu bia Việt – Đức sẽ ngày càng nổi tiếng trên thị trường trong nước,

và tiến xa hơn nữa là có mặt trên thị trường quốc tế

Em xin chân thành cảm ơn!

PHỤ LỤC Lời mở đầu: Trang 1 Phần A: Tìm hiểu chung về cơ sở sản xuất: Trang 4

1 Lịch sử hình thành và phát triển của nhà máy Trang 4

2 Chiến lược phát triển của nhà máy Trang 4

3 Cơ cấu tổ chức và quản lý nhà máy: Trang 5

4 Sơ đồ mặt bằng tổng thể, mặt bằng phân xưởng sản xuất Trang 7

Phần B: Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất Bia tại nhà máy: Trang 9

Chương I: Tổng quan về nguyên liệu Trang 9

1 Nguyên liệu nước trong bia Trang 9

2 Ảnh hưởng của các Ion chính có trong nước đối với quá trình sản xuất bia

Trang 10

4 Hoa houblon và chế phẩm houblon Trang 15

5 Nguyên liệu thay thế Trang 19

Chương II: Công nghệ sản xuất bia Trang 21

1 Chuẩn bị dịch lên men Trang 23

2.2 Quá trình lên men phụ Trang 39

3 Lọc bia, xử lý nấm men và hoàn thiện sảm phẩm Trang 45

4 Các biến đổi thường gặp của bán thành phẩm và sản phẩm Trang 49

5 Tìm hiểu bao bì và cách tổ chức bao gói sản phẩm Trang 50

Phần C: Tìm hiểu về máy thiết bị tại nhà máy: Trang 51

Thiết bị tại khu vực nấu.

1 Thiết bị nghiền malt, gạo Trang 51

6 Thiết bị làm lạnh dịch đường Trang 65

9 Hệ thống thu hồi và sử lý CO2 Trang 71

13 Thiết bị thanh trùng Trang 78

Phần D: Tìm hiểu về vệ sinh, an toàn lao động và xử lý chất thải: Trang 80

1 Tìm hiểu về hoạt động phụ vụ sản xuất kinh danh Trang 80

a Tổ chức, điều hành một ca sản xuất Trang 80

b Hoạt động kiễm tra và quản lý chất lượng Trang 80

2 Vệ sinh, an toàn và xử lý chất thải Trang 81

3 Xử lý chất thải nhà máy Trang 81

Phần A: TÌM HIỂU CHUNG VỀ CƠ SỞ SẢN XUẤT

1 Lịch sử hình thành và phát triển của nhà máy:

Nhà máy bia Việt - Đức trực thuộc công ty trách nhiệm hữu hạn thương dịch vụ Đức Việt được thành lập có trụ sở tại địa chỉ số 294 – đường 2/4, thành phốNha Trang, tỉnh Khánh Hòa vào tháng 4 năm 1997 Sản phẩm bia ra mắt đầu tiên củacông ty mang tên Red Tiger vào 4/5/1997 (âm lịch) Sản phẩm đã đánh dấu sự có mặtcủa một công ty mới ở miền Trung và đã bắt đầu được người tiêu dùng biết đến Sau

mại-đó, để thay đổi thương hiệu, công ty đã quyết định đổi tên sản phẩm của mình là RedBeer, và cuối cùng là bia Việt Đức do công ty muốn nhấn mạnh đặc điểm công nghệcủa Đức, và công ty là công ty trách nhiệm hữu hạn Đức Việt

Năm 2000, để thuận lợi cho quá trình phát triển của công ty, công ty dời về số

05, đường Đặng Tất, thành phố Nha Trang Với diện tích mặt bằng lớn hơn, thuận lợicho giao thông, dự trữ nguyên vật liệu, phân phối sản phẩm, và phát triển công ty vớinhiều sản phẩm bia phong phú đa dạng, và một số sản phẩm khác như nước giải khát Tuy nhiên, diện tích mặt bằng vẫn còn hạn chế về việc mở rộng nhà máy nênđến tháng 9/2009, nhà máy đã chuyển dời đến lô 38-39, khu công nghiệp Diên Phú-Diên Khánh-Khánh Hòa, với diện tích đất rộng rãi, cách xa thành phố nên không gây

ồn ào khi nhà máy hoạt động, ảnh hưởng tới người dân; không gian thoáng mát, hòahợp với thiên nhiên, tạo điều kiện thích hợp để sản xuất và mở rộng nhà máy Và đây

là nơi mà chúng em được thực tập

2 Chiến lược phát triển của nhà máy:

a Mục tiêu: Trong quá trình phát triển, nhà máy luôn chú trọng đến những mục

tiêu sau đây:

- Mở rộng sản phẩm ra thị trường các tỉnh phía ngoài, thị trường cả nước và thịtrường quốc tế

- Mở rộng quan hệ sản xuất

- Cải tiến công nghệ sản xuất

- Phát triển toàn diện dòng sản phẩm của công ty, nhằm hướng tới lượng tiêu thụrộng, lớn

- Phát triển thêm dòng sản phẩm mới, khác với những dòng sản phẩm đã có mặttrên thị trường nhằm thỏa mãn thị hiếu của người tiêu dùng, đảm bảo giá thànhhợp lý, tạo điều kiện để tất cả mọi người đều được thưởng thức

- Xây dựng thương hiệu riêng cho công ty

- Nâng cao quản lý chất lượng đầu vào và chất lượng sản phẩm

b Phát triển của nhà máy:

Hiện naysản phẩm của nhà máy rất đa dạng Phân loại theo bao bì thì sản phẩm bia của nhà máygồm: Bia 330ml đỏ, Bia 330ml xanh, Bia 450ml đỏ cao, Bia 45 lùn, Bia chai PET, Biachai inox, Bia Royal và Bia hơi, Bia chứa trong Tẹc đáp ứng nhu cầu không chỉ trongtỉnh Khánh Hòa mà còn nhiều tỉnh, thành khác trong nước.

Bên cạnh việc phát triển nhà máy về quy mô sản xuất, nâng cao dòng sản phẩm,công ty còn chú trọng đào tạo bồi dưỡng nguồn nhân lực, nâng cao tay nghề và trình

độ của người lao động Nhà máy luôn có chính sách đãi ngộ phù hợp với người laođộng, chăm lo đến đời sống của họ đặc biệt là đội ngũ công nhân có tay nghề cao, laođộng nữ

Với chủ trương cải tiến công nghệ, nâng cao chất lượng sản phẩm cũng nhưnăng suất lao động trong tương lai không xa, Bia Việt Đức sẽ khẳng định được vị thếcủa mình trên thị trường

3 Cơ cấu tổ chức và quản lý của nhà máy:

a Sơ đồ tổ chức nhà máy:

b Cơ cấu nhân lực và phân công trách nhiệm cho từng bộ phận

b Cơ cấu nhân lực và phân bố trách nhiệm cho từng bộ phận:

- Giám đốc: (1 người) Là người đứng đầu điều hành máy, có nhiệm vụ điều hành

và giám sát toàn bộ hoạt động sản xuất, kinh doanh của nhà máy Giám đốc làngười ra các quyết định liên quan đến hoạt động của nhà máy, đề ra các chủtrương, chiến lược chính sách phát triển của nhà máy

- Phó giám đốc kỹ thuật: (1 người) Chịu trách nhiệm điều hành, chỉ đạo, giám

sát các hoạt động liên quan tới vấn đề kỹ thuật trong quá trình sản xuất Đồngthời chịu trách nhiệm về tiến trình sản xuất và chất lượng sản phẩm

Giám đốc

PGĐ kinh doanhPGĐ kỹ thuật

P.tiêu thụ

và thị trường

P.kế toánthống kê

P.công nghệP.kỹ thuật

Tổ bảo vệ

Phòng KCS

Tổ rửa chai

Tổ thanhtrùng

Tổ lọc chiết

Tổ lên men

Tổ nấu

Tổ lòhơi

Tổ

lạnh

Tổ cơ

điện

 Phòng công nghệ: Gồm có một phòng và 6 tổ được phân công nhiệm vụ như

sau:

 Phòng KCS: Có 3 người và có nhiệm vụ kiểm soát quá trình sản xuất từ khâuđầu vào đến sản phẩm đầu ra, đồng thời chịu trách nhiệm đảm bảo các khâu sảnxuất tránh sai sót hoặc làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

 Tổ nấu: Có 6 lao động nam và có trách nhiệm chuẩn bị dịch lên men bao gồm:nghiền nguyên liệu, nấu dịch, lọc, lắng dịch lên men

 Tổ lên men: Có 3 người chịu trách nhiệm thực hiện các thao tác điều chỉnhtrong quá trình lên men như: Cho dịch vào tank lên men, điều chỉnh, giám sátcác thông số nhiệt độ, áp suất trong quá trình lên men, vệ sinh tank và thu hồinấm men Đồng thời chịu trách nhiệm về kết quả của dịch sau lên men

 Tổ lọc: Cũng có 3 người có nhiệm vụ thực hiện quá trình lọc bia sau lên menthành bia bán thành phẩm

 Tổ chiết chai: Gồm 2 tổ nhỏ: Tổ chiết chai thủy tinh và tổ chiết chai PET Có 2nam và 2 nữ lao động có nhiệm vụ vận hành máy chiết chai tự động

 Tổ thanh trùng và dán nhãn: Có 3 người trong đó có 1 nam và 2 nữ lao đông cónhiệm vụ vận hành máy thanh trùng và dán nhãn, kiểm soát để đảm bảo quátrình đạt yêu cầu

 Tổ rửa chai: Gồm 4 người cả lao động nam và lao động nữ có nhiệm vụ làmsạch chai trước khi đưa vào quá trình chiết rót

hệ thống thu hồi và xử lý CO2

 Tổ lò hơi: Có nhiệm vụ vận hành hệ thống lò hơi đảm bảo cung cấp đủ hơinóng cho các khâu cần hơi nước như: nấu, thanh trùng

Để đảm bảo cho các hoạt động sản suất của nhà máy được liên tục, nhịp nhàng,đồng thời quản lý sản xuất được chặt chẽ, dễ dàng hơn thì mỗi tổ sản xuất cần có 1 tổtrưởng để thay mặt tổ nhận nhiệm vụ từ cấp trên giao phó, và tổ trưởng phải chịu tráchnhiệm quản lý các thành viên trong tổ và các hoạt động của tổ mình Đồng thời cónhiệm vụ chỉ đạo, giám sát sản xuất tại phân xưởng, kiểm tra các thông số vận hànhcủa máy móc thiết bị nhằm phát hiện kịp thời và xử lý vi phạm quy trình vận hành

- Phó giám đốc kinh doanh: (1 người) Có nhiệm vụ phụ trách kinh doanh các

sản phẩm của nhà máy, tiêu thụ sản phẩm, phát triển thị trường, tìm hiểu thịtrường, thăm dò ý kiến của người tiêu dùng Điều này giúp nhà máy các chính

sách hợp lý để phát triển các sản phẩm phù hợp với yêu càu thị hiếu và tài chính

của khách hàng

 Phòng kế toán thống kê: có nhiệm vụ hoạch toán kinh doanh, xây dựng kếhoạch và thống kê tài chính hàng năm, bảo đảm việc phân phối, thu chi vốn củanhà máy.

 Phòng tiêu thụ-thị trường: có nhiệm vụ phân phối và tiêu thụ sản phẩm, đồngthời tìm hiểu thị trường mới, nghiên cứu tâm lý người tiêu dùng, phản ánh củakhách hàng về sản phẩm để có hướng điều chỉnh thích hợp

4 Sơ đồ mặt bằng tổng thể, mặt bằng phân xưởng sản xuất:

 Vị trí địa lý: nhà máy có vị trí tại lô A38-39 cụm công nghiệp Diên Phú, trựcthuộc xã Diên Phú, huyện Diên Khánh, tỉnh Khánh Hoà Đây là cụm côngnghiệp đã được UBND tỉnh Khánh Hoà quy hoạch giao cho sở công thươnglàm chủ đầu tư và trung tâm khuyến công và phát triển công nghiệp làm banquản lý, gồm vị trí như sau:

- Phía nam: Giáp quốc lộ 1A trục bắc nam

- Phía đông: Công ty cổ phần kỹ nghệ hơi Sovigas

- Phía tây: Công ty thiết bị công nghiệp Hiện Thành

- Phía bắc: Kênh nước thuỷ lợi xã Diên Phú + giáp núi

Sơ đồ tổng thể nhà máy Bia Việt Đức

Khu xử lý nước thải

Khu tank lên men

Lò hơi

Khu động lực + Cơ khí

Lên men

Kho thành phẩm

Kho nguyên liệu Khu nấu

Văn phòng + KCS Phòng bảo vệ +

Cổng công ty

Phần B: TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TẠI NHÀ MÁY Chương I: Tổng quan về nguyên liệu

Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon vànước Để tiết kiệm nguồn đại mạch hoạt để sản xuất một vài loại bia thích hợp với thịhiếu môi trường, phù hợp với từng khu vực, từng địa phương khác nhau thì bên cạnhmalt đại mạch có thể dùng thêm các nguyên liệu phụ như bột mì, bột gạo, bột ngô …Tuy nhiên cho đến nay, bia trên toàn thế giới được sản xuất theo công thức:

Bia = Malt đại mạch + Hoa houblon + Nước Các nguyên liệu chính dùng trong quá trình sản xuất bia tại nhà máy gồm có:

1 Nguyên liệu nước trong sản xuất bia:

Nước là một trong những nguyên liệu không thể thiếu trong quá trình sản xuấtbia Nó là dung môi phân cực mạnh, có khả năng hòa tan và phối trộn dễ dàng cácnguyên liệu trong sản xuất, nó tham gia trực tiếp vào qui trình công nghệ như: ngâmđại mạch, nấu malt, nấu gạo, lọc dịch nha, công đoạn chiết rót, thanh trùng tạo nênsản phẩm cuối cùng

Trong bia, nước chiếm từ 80-90%, các thành phần hóa học trong nước ảnh hưởngtới đặc điểm, tính chất của sản phẩm cuối cùng của Bia vì nó tác động trong suốt quátrình chế biến, lượng nước sử dụng trong bia rất đáng kể

a Thành phần hoá học của nước:

Thành phần hóa học của nước phụ thuộc vào nguồn nước cung cấp Thông thường thìtrong nước có các thành phần hóa học sau:

Ca (HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2

Mg (HCO3)2 MgCO3 + H2O + CO2

Khi đunsôi CaCO3 kết tủa hoàn toàn, MgCO3 kết tủa chậm hơn Khi nguội lại hoà tan mộtphần vào dung dịch Ngược lại, độ cứng vĩnh cửu gây nên bởi các muối canxi: CaSO4,CaCl2, Ca (NO3)2 khi đun sôi các muối này không biến đổi

2 Ảnh hưởng của các Ion chính có trong nước đối với quá trình sản xuất bia:

Hàm lượng các muối trong nước rất khác nhau do đó khả năng tác động và ảnhhưởng của chúng đến tiến trình công nghệ và chất lượng sản phẩm cũng khác nhau

 Ca2+ : Có mặt trong tất cả các nguồn nước mạch Hàm lượng Ca2+ thay đổi tronggiới hạn từ (5-6) đến (200-250) mg/l (tính theo CaO) Muối của chúng vớiH2CO3 đặt biệt là Ca(HCO3)2 gây ảnh hưởng xấu đến quá trình đường hoá, nólàm giảm độ axit của dịch hồ hoá và dịch đường Ion Ca2+ có tác dụng bảo vệenzyme amylaza khỏi bị ức chế do nhiệt độ Làm kết tủa diphotphat tan củadịch đường

4CaHPO4 + 2H2O 3Ca(PO4).Ca(OH)2

 Trong quá trình lọc dịch đường, canxi làm giảm pH, tang tốc độ lọc và ngăn cảncác quá trình chiết các hợp chất màu, các hợp chất silic và các hợp chất làm tếbào co lại

 Ca2+ trợ giúp quá trình đông tụ các hợp chất protein làm giảm màu dịch đường

và khả năng đồng phân của các α – acid đắng của hoa houbilon

 Trong quá trình lên men, Ca2+ làm tăng khả năng lắng của nấm men

 Mg2+ : Tìm thấy trong nước, nhưng ít khi vượt quá 30mg/l (Ca2+ có khi lên đến200mg/l) muối Mg2+ hoà tan dễ hơn Ca2+ Vì vậy nên ít ảnh hưởng đến pH dịchđường và mùi vị bia Nhưng với MgSO4 sẽ cho bia mùi vị khó chịu Một số

Mg2+ chuyển hoá từ Malt được coi là yếu tố phụ cho một số enzyme được tìmthấy trong nước dưới dạng vết Nếu ở mật độ cao chúng thường đóng cặn tronglong ống làm suy yếu nấm men tạo sự oxy hoá tanin trong bia là nguyên nhângây đục

 Na+ : Có trong nước thường dưới dạng như NaCO3, NaSO4 hay NaCl sondanatri cho bia có vị đắng Với hàm lượng NaCl < 200mg/l có ảnh hưởng tốt đếnmùi vị của bia Nếu hàm lượng Na+ quá cao làm cho bia có vị mặn và chua.Muối NaCl với hàm lượng lớn sẽ không hay nhưng trong phạm vi đến 200mg/l

sẽ làm cho bia có vị đậm đà hơn và thích thú Vì lí do này, trong kĩ thuật người

ta vẫn cho muối ăn vào bia với liều lượng rất vừa phải

 K+ : Trong nước có một lượng nhỏ, có tác dụng tương tự Na+, K+ có thể ức chếnhiều loại enzyme trong quá trình sản xuất bia, gây vị măn cho bia

 Fe2+ : Ảnh hưởng lớn đối với quá trình sản xuất malt và bia Nếu hàm lượng

Fe2+tương đối lớn sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia Fe2+ ức chế một sốloại enzyme, Fe2+ có mặt trong quá trình sản xuất bia sẽ bị loại bỏ theo bã

 Khi nồng độ Fe2+ trong bia >0,3mg/l sẽ làm cho bọt bia chuyển màu xám nhạt,làm bia đậm màu hơn, độ bền keo giảm và Fe2+ hoạt động như một chất xúc tácoxy hoá - khử

 Cu2+ :Đồng mang lại những bất lợi như Fe2+ thậm chí còn độc hơn đối với nấmmen Đồng thời ức chế hoạt động của các amylaze và các enzyme khác lànguyên nhân gây đục bia

 Mn2+ : Có ảnh hưởng tích cự tới protein, hoạt hoá một số enzyme, nhưng ảnhhưởng tiêu cực đến độ bền keo của bia

 SO42- : Hàm lượng của sunfat trong bia thây đổi trong giới hạn từ một vài gamđến 200-250g/l Nếu nước có hàm lượng sunfat cao sẽ làm cho bia có vị đắngkhông đặt trưng

 Các muối sunfat ảnh hưởng tới sự phân huỷ protein, phân huỷ tinh bột nó trợgiúp quá trình đường hoá, tăng cường việc làm trong dịch đường Các Ionsunfat phản ứng với MgSO4 gây vị đắng cho bia Nói chung các Ion sunfat đemlại vị đắng nhẹ cho bia

 Cl- :Cl- có thể ức chế khả năng lắng của nấm men, gây khó khan cho quá trìnhlàm cho bia ở giai đoạn tàn trữ bia Nếu NaCl nhiều làm gây khát nước khiuống bia

 Các Cl- cùng với Ca2+ và Mg2+ cho ra các loại có độ sánh và vị ngon

a Tiêu chuẩn nước dùng để sản xuất bia:

- Nước dùng trong sản xuất Bia không chỉ phải đạt tiêu chuẩn như nước uốngđơn thuần, mà còn phải đòi hỏi thêm những tiêu chuẩn kỹ thuật riêng

- Phải trong, không màu, không mùi, và không có vị lạ

- Độ kiềm của nước phải < 50 ppm (có thể chấp nhận pH trong khoảng từ 4-9)

- Độ cứng từ mềm đến trung bình:  5 – 6 mg/ lít CaO

- Hàm lượng muối Mg2+  100 mg/ l

- Hàm lượng muối cacbonat không quá 50 mg/l

- Hàm lượng muối clorua: 75-150 mg/l

- NH3 và muối NO2 không có

- Fe2+  0,3 mg/l

- Vi sinh vật không quá 100 tế bào/l.

Vì vậy, nước trước khi phải đưa vào sản xuất Bia cần phải xử lý để đảm bảo có

độ pH phù hợp với mẻ nấu, phù hợp với quá trình hòa tan chất đắng của hoa huoblonkhi đun sôi để tạo kết tủa tốt, lên men tốt, và tạo điều kiện cho việc hình thành màu vàmùi vị tốt cho bia thành phẩm

b Các phương pháp sử lý nước tại nhà máy:

Hiện nay, nhà máy Bia Việt Đức sử dụng nguồn nước cấp từ khu công nghiệpnhưng vẫn qua xử lý để đạt tiêu chuẩn dùng trong sản xuất Sau đây là các phươngpháp xử lý nước cơ bản:

- Lắng trong và lọc: Nếu nước có nhiều cặn ta phải tiến hành làm trong bằng cáchthêm hóa chất tạo kết tủa, chất kết tủa này sẽ dễ dàng lắng xuống bể và kéo theocác vẫn đục lơ lửng cùng lắng xuống Người ta có thể dùng Al3+ hoặc Fe3+, phảnứng như sau:

Al(SO 4 ) 3 + Ca(HCO 3 ) 2 = 3CaSO 4 + Al(OH) 3 + 6CO 2 

- Quá trình lắng được thực hiện trong các thùng lắng:

 Lọc trong nước: Ở đây nước được đẩy qua một lớp đất chứa thạch anh sạch đãnung khô có lỗ với kích thước phù hợp, các chất cặn sẽ được giữ lại ở bên trên

- Phương pháp làm mềm nước:

+ Phương pháp gia nhiệt: là phương pháp cổ điển, đặt trên phản ứng như sau:

Ca(HCO 3 ) 2  CaCO 3 + H2 O + CO 2 

Mg(HCO 3 )  MgCO 3 + H2 O + CO 2

+ Phương pháp dùng vôi: dùng vôi để kết tủa bicarbonate theo phản ứng sau:

Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = 2CaCO 3 + 2H2 O

Mg(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + MgCO3 + 2H 2 O

Liều lượng vôi thêm vào để xử lý phải hết sức cẩn thận, nếu thừa nước sẽ trởnên kiềm trở lại Ngoài bicarbonate ra, vôi còn giúp ta xử lý được hầu hết các chất sắt

ở dưới dạng bicarbonate trong nước Đồng thời, một phần các chất hữu cơ và vi sinhcũng được loại trừ

+ Phương pháp trung hòa bằng acid: thông thường dùng acid sulfuric:

- Các phương pháp thanh trùng nước:

+ Phương pháp lọc: Thông thường người ta lọc nước qua cát, bằng cách này ta sẽ làmgiảm rất niều tạp chất và vi sinh vật, hoặc dùng thiết bị lọc

+ Phương pháp hóa lý: Dùng đèn cực tím chiếu qua dòng nước để hủy diệt các vi sinhvật có trong nước Phương pháp này có hiệu suất sao đồng thời không gây ảnh hưởngđến mùi vị của nước

+ Phương pháp hóa học: Đưa vào tác dụng của Cl2 hay O2 hay một vài kim loại đối vớimột số vi sinh vật Cl2 có tính sát trùng rất mạnh Khi Cl2 tác dụng với nước giải phóng

ra khí O2 nguyên tử - có khả năng diệt trùng rất mạnh

b Thành phần hóa học của malt đại mạch: (tính theo % trọng lượng chất khô)

Thành phần Tỉ lệ Thành phần Tỉ lệ

Đường sacarose 5 Chất khoáng 2,5

Pentanase hòa tan 1 Đạm fomol 0,7-1,0Pentase không hòa tan và hexose 9 Chất chứa nito không đông

 Malt cung cấp cơ chất cho quá trình lên men : các loại đường, axit amin.

 Cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển, sinh trưởng của nấmmen

 Cung cấp các hệ enzyme quan trọng trong quá trình nấu dịch lên men :

Enzyme thủy phân: protease, amylase

Enzyme oxy hóa – khử cần thiết cho quá trình chín bia

 Cung cấp các chất tham gia tạo mùi, vị, tạo bọt cho bia: aminoacid,melanoidin

_ Đánh giá chất lượng của Malt:

 Tính chất cảm quan:

- Malt phải có cỡ hạt tương đối đồng đều, nếu hạt malt không đồng đều thì quátrình nảy mầm sẽ không đồng đều, chất lượng không cao

- Có màu vàng (malt vàng) hoặc có màu thẫm (malt thẫm)

- Không được có dấu hiệu của meo, mốc làm ảnh hưởng đến hương vị của bia

- Malt phải xốp, khi cắn phải mềm, vị ngọt

- Hương thơm đặc trưng của malt

Tính chất hóa lý:

- Độ ẩm: 5-6%

- Khối lượng riêng: ρ = 450- 600 g/lit

- Khối lượng tuyệt đối: Biểu thị khả năng nảy mầm có đồng đều hay không: 1000hạt malt khô có trọng lượng trung bình 36-40g

- Độ bột nhìn thấy (độ bột khi bóp nát hạt malt)

Đối với malt vàng: số hạt bột  94%

Đối với malt thẫm: số hạt bột  96%

- Khả năng hòa tan: Đây là chỉ tiêu quan trọng thể hiện khả năng tự đường hóacủa malt Khả năng hòa tan là thời gian tự hòa tan vào nước 700C đạt 70-80%tổng số chất hòa tan:

Malt vàng thời gian tự hòa tan 10-25 phút

Malt thẫm thời gian tự hòa tan 20-35 phút

Malt phải luôn được giữ trong nơi khô ráo thoáng mát để phòng chuột mối và cácloại con trùng phá hoại Thường xuyên đảo trộn malt và thổi không khí khô vào kho,

nhiệt độ bảo quản malt nhỏ hơn hoặc bằng 30°C để tránh sự hoạt động của men và visinh vật làm tiêu hao các chất dinh dưỡng trong malt, đồng thời đảm bảo hoạt lực củacác hệ men nhất là amilaza và proteaza.

c Tình hình sử dụng nguyên liệu malt tại nhà máy:

- Tại công ty bia Việt Đức, hiện nay nguyên liệu Malt được mua từ Sài Gòn và

Hà Nội Malt được nhập khẩu từ Pháp, Úc rồi nhà máy mua lại để sản xuất

- Malt được bao gói trong bao bì 2 lớp, bên trong là lớp PE nhằm cách ẩm, bênngoài là lớp bao tải tránh được những tác động từ bên ngoài và côn trùng

- Do diện tích trong kho chứa và điều kiện bảo quản còn hạn chế, nên malt đượcnhập về với trữ lượng vừa phải, do đó chất lượng malt được đảm bảo

4 Hoa Houblon và chế phẩm houblon:

- Tên Tiếng Anh là: Houblon

- Tên khoa học: Homalus Lupulus

- Trong công nghệ sản xuất Bia, houblon còn được gọi với cái tên gọi khác là hoaBia

- Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản và là nguồn nguyên liệu chính không thểthay thế trong công nghệ sản xuất bia, vì nó góp phần tạo mùi thơm, vị đặctrưng cho bia, houblon làm trong Bia nhờ khử năng tạo bọt kết tủa protein, tăng

độ bền sinh học của bia nờ các chất kháng khuẩn, tăng khả năng giữ bọt cho biathành phẩm Ngoài ra, hoa houblon còn có tác dụng như một chất xúc tác làmgiảm pH cho dịch đường (nhờ tành phần các acid đắng có trong hoa) Tạo pHphù hợp cho quá trình lên men

a Thành phần hóa học của hoa houblon:

 Chất đắng: Là thành phần có giá trị nhất trong hoa houblon, tạo vị đắng đặctrưng cho bia, tạo sức căng bề mặt giúp cho bia có khử năng giữ bọt lâu có khả năng

ức chế sự hoạt động của vi sinh

Chất đắng tập trung chủ yếu ở hạt Lupulin dưới 2 dạng:

- Humulone và các đồng phân của nó tạo ra từ 85- 95% chất đắng trong bia, có

độ hoạt động bề mặt lớn do đó nó có khả năng tạo bọt và giữ bọt lâu Khả nănghòa tan là 500mg/lít nước

 β - acid đắng ( Lupulone: C26H38O4): là hỗn hợp tinh thể không màu Độ đắngkém hơn α-acid đắng, và khả năng hòa tan trong dịch đường kém hơn nhưng lại

có tính kháng khuẩn cao hơn

- Trong quá trình bảo quản, cả 2 acid đắng nói trên bị oxy hóa và polyme hóa dầndần và chúng không còn ở dạng tinh thể nữa

- Ở giai đoạn đầu của quá trình chuyển hóa chúng cho ra “nhựa mềm”, chất đắng

và khả năng kháng khuẩn chỉ còn lại một phần Nhưng nếu sự chuyển hóa xảy

ra lâu hơn, thì chúng tạo ra “nhựa cứng”, lúc bấy giờ chúng không còn giá trị đểsản xuất bia được nữa

Quá trình chuyển hóa được thể hiện như sau:

Oxy hóa và polyme hóa

Nhựa Nhựa cứng Sảnphẩm không hòa

Humulone tan trongether

Tinh thể

Hòa tan trong hexane

Hòa tan trong ether

 Tinh dầu thơm: Tinh dầu phấn hoa houblon chiếm 0, 3 – 1% trọng lượng hoa.Các tinh dầu thơm chứa trong Lupuline, tạo ra những hương thơm đặc trưngcho hoa houblon và cho cả sản phẩm bia sau này

- Tinh dầu thơm là chất lỏng trong suốt, màu vàng nhạt hoặc không màu, có mùithơm rất lạ, mùi thơm đặc trưng của hoa Đó là những Hydrocacbon, rất dễ bayhơi, nên phần lớn sẽ bị hơi nước cuốn theo quá trình đun sôi dịch đường vớihoublon, có đến hơn 90% lượng tinh dầu thơm bay ra ngoài, số còn lại tồn tạitrong bia tạo hương vị đặc trưng cho bia

- Trong quá trình bảo quản, do hiện tượng già tự nhiên nên giảm các hương thơmban đầu, các dầu thơm dần dần bị polyme hóa hoặc thủy phân tạo thành cácacid, làm thay đổi mùi của hoa houblon, ảnh hưởng đến chất lượng bia sau này

 Tanin: Với hàm lượng trung bình 4% trọng lượng hoa, tanin có vai trò nhất địnhtrong quy trình công nghệ, từ đó ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến chấtlượng bia Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, tanin làm kếttủa những protein kể cả những prtein khó kết tủa, góp phần làm trong bia, làmtăng độ bền vững keo của bia Song do tạo kết tủa nhiều, nên tanin làm giảmkhả năng tạo bọt cho bia Nếu hàm lượng tanin có trong bia với lượng vừa phảithì tạo cho bia có vị chát nhẹ hài hòa, nếu quá cao, sẽ làm bia có vị đắng và chátmạnh

b Chế phẩm của hoa houblon:

- Hoa houblon nguyên cánh: Sử dụng trong sản xuất có ưu điểm là bảo đảmđược chất lượng tốt nhất, nhưng hoa hái về phải bảo quản trong kho khô ráo,tối, và có nhiệt độ thấp, vì những thành phần hữu ích của hoa rất bị oxy hóa,

là giảm dần giá trị chất lượng của hoa Đo đó, nếu sửu dụng dạng này sẽ tiêutốn kinh phí, khó khăn trong vận chuyển cũng như sử dụng lâu dài

- Dạng cánh hoa khô: Hoa được sấy tới độ ẩm w < 13%, sau đó được ép chặtthành bánh bọc kín trong các loại giấy đặc biệt cách khí, đồng thời có thể nạpthêm khí trơ đẻ ngăn chặn tối đa tình trạng giảm chất lượng do bảo quản

- Dạng hoa houblon hạt, viên: Người ta nghiền nát cánh hoa khô thành dạngbột, sau đó cho qua máy ép viên định hình để thu gọn và được bọc trong giấyđặc biệt cách không khí và cách ẩm tốt, có thể nạp thêm khí trơ Sử dụngthuận lợi, đỡ tốn kém, dễ dàng vận chuyển và bảo quản

- Cao lon hoa houblon: Là hỗn hợp các chất đắng được chiết tách từ hoa vàđem cô đặc lại và đóng thành lon Hàm lượng acid đắng chiếm 50% Thuậnlợi cho quá trình nấu với dịch đường và hiệu quả cao.Tuy nhiên chỉ dùng loạinày ta không trích ly được polyphenol, không có lợi cho độ bền của bia.

- Mỗi loại chế phẩm đề có những đặc điểm khác nhau, nên tùy vào vùng sảnxuất và loại sản phẩm mà sử dụng các chế phẩm khác nhau Đối với công tyBia Việt Đức thì sử dụng chế phẩm hoa dạng viên, hạt và cao lon, thuận lợicho quá trình bảo quản và vận chuyển

c Nấm men:

Đã từ lâu, trong nghành sản xuất bia, nấm men có vai trò rất quan trọng, là một nhân

tố làm nên các tính chất đặc trưng cho bia Không thể sản xuất bia mà không có nấmmen các giống men được chia thành 2 loại:

_ Nhóm nấm men nổi:

- Nhiệt độ lên men: 10-250C

- Lên men mạnh, quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của môi trường

- Khi quá trình lên men kết thúc, cấc tế bào kết chùm, chuỗi và bị hấp thụ khíCO2 rồi nổi lên trên bề mặt cùng với bọt bia

- Khả năng lên men đường chỉ đạt 33%

_ Nhóm nấm men chìm:

- Nhiệt độ lên men: 0-100C

- Khi lên men xon, các tế bào kết thành chùm hoặc chuỗi lắng xuống đáy tank lênmen rất nhanh, có lợi cho quá trình lên men bia

Hiện tại, nhà mày Bia Việt Đức sử dụng nấm men chìm Saccharomyces

carlsbergensis vì có lợi về kinh phí, phát triển nhanh, khả năng lên men trong môi

trường mạnh, có xu hướng kết thành chùm và lắn xuống đáy tank lên men, làm trongbia khi quá trình lên men kết thúc Hơn nữa, chủng nấm men này có khả năng tái sửdụng tốt: (6-8 đời) tỷ lệ tế bào chết < 10%

d Sơ đồ nhân giống và thu hồi men sữa của nhà máy:

Men giống thuần chủng  Nhân giống nhỏ  Nhân giống lớn  lên men  Tách

bã men  Thu hồi nấm men  Xử lý làm sạch  Men sữa  Dùng lên men mẻ sau.Đánh giá chất lượng nấm men: Nấm men đảm bảo trong sản xuất phải đạt các tiêuchuẩn sau:

- Tế bào dạng hình cầu, hình quả trứng hoặc hình ovan

- Kích thước (2,5 – 4,5 m)  (10,5 – 20 m)

- Tốc độ tăng sinh khối nhanh (phụ thuộc và môi trường sống)

- Nấm men không bị nhiễm tạp.

5 Nguyên liệu thay thế: (gạo)

Trong sản xuất bia tại nhà máy Bia Việt Đức cũng như nhiều nhà máy sản xuấtbia khác, việc dùng nguyên liệu thay thế thay cho malt do một số điều kiện chủ quan

Chất béo 0,5% Độ hòa tan 77-83%

Cellulose của vỏ lụa 0,5% Độ ẩm 11-13%

 Chỉ tiêu chất lượng gạo dùng trong sản xuất bia:

 Hạt phải sạch, không có tạp chất, không có hạt mốc, mùi lạ

 Màu sắc phải đồng đều, Wa <12%

Ngoài ra, các hiện tượng hư hỏng của gạo như gạo bị mốc meo, gạo bị ẩm, cómùi hôi, chua, chuyển màu là do quá trình bảo quản không thích hợp, để lâu ngày,dụng cụ chứa đựng không vệ sinh…

Tại nhà máy, gạo được nhập theo chu kỳ với số lượng ít nên thời gian lứu khongắn nên thời gian lưu kho ngắn, đo đó gạo không xảy ra các hiện tượng hư hỏng nêutrên

Những chất phụ gia này được chia làm 2 nhóm chính:

 Nhóm phụ gia gián tiếp:

Bao gồm tất cả các hóa chất được sử dụng trong quy trình công nghệ, nhưngkhông được tồn tại trong thành phẩm như:

- Các hóa chất dùng để diều chỉnh pH như: H2SO4, acid lactic, CaCl2

- Chất tạo màu cho bia: Caramel

Chương II: Công nghệ sản xuất bia

Quá trình sản xuất bia rất phức tạp, vì thế một sản phẩm được tạo ra là chấtchứa trong đó rất nhiều hương vị hài hòa, hương vị của các thành phần trong bia,hương vị của quá trình sản xuất công phu, những sự tỉ mỉ, thận trọng, tính toán hết sứccẩn thận của các công nhân làm việc Mặt khác, mỗi loại bia lại mang hương vị đặctrưng khác nhau, và sản phẩm này phải thỏa mãn được nhu cầu của người tiêu dùng vàphải có chỗ đứng trên thị trường, tất cả đều phụ thuộc vào chất lượng của sản phẩm.Chính vì vậy, để sản xuất ra sản phẩm bia, không phải cứ sản xuất ra sản phẩm là được

mà nó ảnh hưởng rất lớn đến công nghệ sản xuất, tổ chức sản xuất, đòi hỏi người lãnhđạo và các công nhân phải hợp tác chặt chẽ trong sản xuất, và đưa ra những phươngpháp cải thiện, sữa chữa phòng trừ có hư hỏng không may xảy ra

Với mỗi sản phẩm của công ty, nhất là các sản phẩm bia là mang một hương vịđặc trưng, chính vì thế, công ty phải rất chú trọng trong việc sản xuất để đưa ra các sảnphẩm khác nhau như vậy Nhìn chung mỗi loại đều áp dụng một quy trình đơn giản,khép kín từ khi đưa nguyên liệu vào sản xuất cho đến khi ra sản phẩm cuối cùng Tuynhiên tùy thuộc vào từng loại bia mà yêu cầu công nghệ và thành phần nguyên liệukhác nhau Thời gian để hoàn thành một chu trình sản xuất bia hơi là 7 ngày, bia chai

là 13 ngày và bia Việt Đức chai thủy tinh là 12-22 ngày Quy trình công nghệ sản xuấtbia mang tính liên tục theo phương pháp sản xuất dây chuyền, đặc tínhcoông nghệkhác nhau sẽ tạo ra bia có các cấp chất lượng khác nhau

Hiện tại công ty bia Việt Đức đang sản xuất các sản phẩm bia sau:

- Bia loại 330 ml xanh, đỏ

- Bia loại 450ml xanh

Sau đây là quy trình để sản xuất ra sản phẩm bia của công ty Bia Việt Đức:

Sơ đồ quy trình công nghệ tổng quát của công ty:

ăn gia súc

Bã Lắng trong

Caramel,

phụ gia

Làm lạnh nhanh

Thu hồi nấm men

Tank chứa bán thành phẩm

đóng thùng

Thuyết minh quy trình:

Quá trình sản xuất bia gồm 3 quá trình chính như sau:

- Chuẩn bị và chế biến dịch lên men

- Lên men chính, lên men phụ và tàng trữ

- Lọc bia, xử lý sau lên men và hoàn thiện sản phẩm

1 CHUẨN BỊ DỊCH LÊN MEN

Thành phần nguyên lệu dùng để chế biến dịch lên men gồm Malt, gạo tỷ lệ tươngđương với 800kg malt: 350kg gạo Để đảm bảo chất lượng của bia thì nguyên liệu phảiđược cân và kiểm tra chính xác theo yêu cầu của từng mẻ nấu

Dây chuyền công nghệ khâu nấu gồm:

Malt, gạo  Nghiền  Nấu dịch nha  Lọc dịch đường  houblon hóa Lắng cặn  Làm lạnh nhanh  Dịch lên men

1.1 Malt và gạo: Tỷ lệ malt: nước = 1 : 3,5 và tỷ lệ gạo : nước =1:4

Trước khi đưa malt và gạo đi nấu phải đưa đi nghiền với độ mịn phù hợp

1.2 Nghiền:

a Mục đích: Quá trình nghiền malt là tăng bề mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu và nước,

làm cho nước xâm nhập vào nội nhũ hạt nhanh hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho cácbiến đổi hóa sinh, hóa lý trong quá trình nấu, tăng khả năng tiếp xúc của enzyme với

cơ chất do đó thúc đẩy quá trình thủy phân diễn ra nhanh chóng và triệt để hơn Đồngthời, chất thu được chất hòa tan với nồng độ cao nhất, sử dụng tốt nhất các thành phầncủa malt, gạo

b Yêu cầu: Nghiền gạo thật mịn do đặc diểm của các hạt tinh bột là rất nhỏ, và có 1

lớp bao bạo bên ngoài rắn chắc Còn nghiền malt đủ cho phần nội nhũ dập nhỏ nhưngphần vỏ trấu không bị nát vụn Nhằm tạo điều kiện cho các thành phần của maltkhông bị tổn thất, làm giảm chất lượng bia, mặt khác, lớp vỏ trấu malt này có tác dụngnhư một chất trợ lọc và hạn chế các chất hòa tan của nước vào dịch đường, do đó chỉnên nghiền dập, k nghiền nát vỏ trấu

c Thiết bị nghiền:

- Thiết bị nghiền gạo: Sử dụng máy nghiền búa để nghiền mịn, đạt hiệu quả trích

ly cao các chất hòa tan từ gạo và tạo diều kiện cho quá trình thủy phân hoàntoàn

- Thiết bị nghiền Malt: Ở nhà máy bia Việt Đức, malt được nghiền bằng máy

nghiền trục với 2 cặp trục

Sản phẩm bia chai

- Malt và gạo được nghiền trước mỗi mẻ nấu Sau khi nghiền, nguyên liệu được

vận chuyển tới khu vực nấu Sau khi nghiền, gạo và malt phải được tiến hànhnấu ngay để tránh các biến đổi không mong muốn

1.3 Nấu dịch nha:

Mục đích : Tạo điều kiện tối thích về nhiệt độ, pH của môi trường để hệ enzyme

có trong malt thủy phân các hợp chất cao phân tử thành sản phẩm có phân tửthấp, hòa tan bền vững bền tạo thành chất chiết của dịch thủy phân và là nguồndinh dưỡng cho nấm men trong quá trình lên men

Cơ sở lý thuyết : Các hệ enzyme trong quá trình thủy phân:

 α – amylase: Xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết α – 1,4-glucid của tinhbột

- Nhiệt độ thích hợp là: 720C

- pHopt: 5,5 – 5,7

- Sản phẩm tạo thành chủ yếu là dextrin, một ít glucose và maltose

 α- amylase: Xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết theo từng cặp trên toàntoàn mạch amylose và amylopectin, bị ngừng lại khi gặp liên kết  - 1,6 –glucid

- Nhiệt độ thích hợp là: 650C

- pHopt: 4,8 – 5,0

- Sản phẩm tạo thành chủ yếu là maltose

 α- amylase: Xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết α – 1,4-glucid và  - 1,6 –glucid trên toàn mạch amylose và amylopectin

- Nhiệt độ thích hợp là: 750C

- pHopt: 5,5

- Sản phẩm chủ yếu là glucose và maltose

 Proteinase: Xúc tác chuyển protid thành albumoza và pecton

Nhiệt độ thích hợp là 500C, pH là 4,6 – 5,0

 Peptidase: Chuyển polypeptid và peptid thành acid amin

a Các quá trình cơ bản trong quá trình nấu:

 Quá trình enzyme:

+ Quá trình thủy phân tinh bột:

Tinh bột chứa trong gạo và malt sẽ bị thủy phân theo cơ chế :

Enzyme đường hóa(t0, H2O)

Tinh bột maltose + glucose + dextrin

Ezyme đường hóa bao gồm α – amylase,  - amylase,  - amylase, Proteinase,Peptidase, termamyl, hemicellulose chúng có mặt trong malt lót và malt Vì công tyBia Việt Đức sử dụng lượng malt tương đối lớn nên không cần bổ sung enzyme từ bênngoài vào

Yêu cầu của chất lượng dịch hóa: Tinh bột không còn sót lại trong dịch (dùngphương pháp thử Iod để kiểm tra xem còn tinh bột hay không)

Quá trình thủy phân tinh bột được tiến hành ở 3 giai đoạn :

Hồ hóa  dịch hóa  đường hóa

- Hồ hóa: Hạt tinh bột hút nước trương nở, tăng thể tích cuối cùng trở nên vỡ bung, dịch trở nên nhớt, đặc Như vậy càng làm tăng khả ngăng tiếp xúc của enzyme với tinh bọt, đồng thời tạo điều kiện cho enzyme amylase thủy phân các tinh bột đã hồ hóa

- Dịch hóa: Dưới tác dụng của enzyme amylase, tinh bột chuỗi mạch dài được tạonên từ gốc glucose (amyloza, amylopectin) bị phá hủy nhanh chóng tạo thành mạch ngắn hơn (dextrin), làm giảm độ nhớt của dịch hồ hóa nhanh chóng

- Đường hóa: Các dextrin tiếp tục bị thủy phân tạo thành các chất có phân tử lượng thấp : maltose, glucose, dextrin

Đường hóa tinh bột phải kiểm tra, bởi vì những tinh bột và dextrin chưa phâncắt hết sẽ gây đục cho bia Kiểm tra mức độ đường hóa của tinh bột bằng dung dịch0,02N iodine, việc kiểm tra phải được thực hiện trên mẫu đã ngâm lạnh

Khi thử với iodine với tinh bột thì màu cho ra sẽ phụ thuộc vào chiều dài củachuỗi, cụ thể phụ thuộc vào các gốc gluco

- Nếu số gốc của glucose trên 60 thì cho ra màu xanh hay tím (amylodextrin)

- Nếu từ 40 – 50 thì cho ra màu đỏ cà phê (erytrodextrin)

- Nếu dưới 40 thì không bắt màu (axrodextrine hay là maltodextrin)

Sản phẩm của sự thủy phân tinh bột trong quá trình nấu phải phù hợp với khảnăng lên men của nấm men từng loại bia:

- Dextrin = không lên men

- Maltotriose = phù hợp cho giống men nổi, chiếm khoảng 2% trong dịch đường

- Maltose = lên men dễ dàng và nhanh chóng bởi nấm men, chiếm khoảng 59%

- Glucose = là đường được lên men trước nhất, thường chiếm khoảng 14%

- Sucrose = 6%

_ Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thủy phân tinh bột:

o Nồng độ enzyme: Nồng độ enzyme ảnh hưởng rất lớn đến quá trình thủy phântinh bột, là yếu tố chính trong việc thúc đẩy quá trình đường hóa xảy ra nhanhhơn, triệt để hơn.

o Nhiệt độ nấu: Nhiệt độ được coi là yếu tố quan trọng nhất, nó ảnh hưởng tới sự

hồ hóa tinh bột, sự hoạt động của enzyme, cả các sản phẩm thủy phân, trongquá trình nấu phải tạo ra mức nhiệt độ thích hợp cho các enzyme hoạt động, bởi

vì mỗi mức nhiệt độ khác nhau thì khả năng đường hóa của các enzyme cũngkhác nhau, tạo thành các sản phẩm thủy phân khác nhau

Ví dụ: ở 60 – 630C thu được nhiều maltose nhất; ở 72 – 750C với thòi gian dài thuđược nhiều dextrin

o pH của quá trình nấu: Cũng giống như nhiệt độ, mỗi enzyme có môi trường pHtối thích riêng pH phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, nó tỷ lệ thuận với nhiệt độ(nhiệt độ tăng thì độ pH tối thích cũng tăng theo) khi hạ nhiệt độ xuống mộtgiới hạn nhất định thì hiệu suất hòa tan các chất tăng lên, thời gian đường hóangắn

o Thời gian: Cần phải điều chỉnh thời gian thích hợp để thu được hiệu quả caocủa quá trình nấu Kéo dài thời gian nấu thì nồng độ các chất hòa tan tăngnhưng tỷ lệ tăng sẽ giảm dần và làm cho dịch đường tăng độ nhớt

o Nồng độ đường: Cũng là nồng độ cơ chất, ảnh hưởng trực tiếp đến sự thủy phântinh bột, cụ thể là ảnh hưởng đến tốc độ đường hóa Nồng độ đường cao sẽ gâykhó khăn cho các quá trình khuếch tán làm giảm khả năng xâm nhập củaamylase vào các

o Thành phần của tinh bột, đồng thời sẽ làm tăng độ nhớt của dịch đường Quátrình đạm hóa: (thủy phân protein)

(Enzyme protease, t0, H2O)

Cơ chế : Protein acid amin + peptid + pepton +

Trong quá trình nảy mầm của malt, một phần protein đã bị thủy phân Trongquá trình nấu, lượng protein còn lại trong malt và trong gạo dưới tác dụng của enzymeprotease sẽ bị thủy phân tạo thành những phân tử có phân tử lượng thấp: amino acid,peptid… là nguồn thức ăn chính của nấm men và những phân tử có phân tử lượngtrung bình: albumose, pepton, polypeptid tham gia vào việc tạo bọt, làm tăng khảnăng giữ bọt lâu

Cũng giống như tinh bột, quá trình thủy phân protein phải được xảy ra hoàntoàn Nếu còn một lượng protein mạch dài sẽ gây tạp nhiễm nấm men, giảm hiệu suấtlên men, khi đó sẽ tạo ra các sản phẩm phụ như : rượu bậc cao, andehyt gây mùi, vịkhó chịu cho sản phẩm

o Quá trình thủy phân fitin: Là một hợp chất photphat amilopectin dưới tác dụngcủa enzyme fitinase từ malt sẽ thủy phân tạo thành H3PO4, maltose, glucose,dextrin.

Điều kiện hoạt động tối thích của enzyme fitinase là: nhiệt độ = 45-500C, pH

=5,2-5,3

Mặt khác quá trình này tạo ra H3PO4 là chất để chuyển hóa năng lượng ATP,GTP sinh tổng hợp acid nucleic cho quá trình lên men bia, đóng vai trò quan trọng chocác quá trình sau này

+ Quá trình thủy phân hemicellulose:

sitase

Cơ chế: Hemicellulose hexose + pentose

Cơ chất hemicellulose được cung cấp từ malt và bột gạo Enzyme sitase là domalt cung cấp, enzyme này hoạt động tốt nhất ở t0 = 450C , pH = 5

Quá trình này có vai trò: Bổ sung chất hòa tan cho dịch đường (hexose,pentose), phá bỏ hàng rào chắn tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme amylasehoạt động

 Quá trình phi enzyme:

- Qúa trình hòa tan các chất: Là quá trình hòa tan các chất từ malt: acid amin,đường đơn, vitamin, các hợp chất đắng, polyphenol Quá trình này phụ thuộcvào nồng độ chất khô và nhiệt độ của quá trình nấu

- Quá trình biến tính protein: Dưới tác động của nhiệt độ, pH, lực cơ học, cácprotein bị biến tính, làm mất lớp vỏ hydrat, tụ tập lại và kết thành mảng lớn vàlắng xuống đáy

- Các phản ứng tạo màu cho dịch nấu: La phản ứng giữa acid amin với đườngkhử tạo nên phản ứng melanoidine

- Phản ứng giữa các muối và photphat hình thành các muối: KHPO4, K2PO4,CaPO4

Các muối này làm giảm độ chua phân định của dịch cháo

b Tiến hành nấu:

Tại nhà máy Bia Việt Đức, cũng giống như những quá trình cơ bản là nguyênliệu được nghiền trước khi đưa đi nấu, khi nguyên liệu được nghiền phải tiến hành nấungay.

Malt và gạo được nấu riêng ở hai nồi khác nhau:

+ Nồi gạo:

Lượng gạo trong một mẻ nấu là 350kg Gạo được nạp vào từ cửa nguyên liệu,

tỷ lệ gạo: nước = 1:4 Lượng malt lót sử dụng là 60kg, trong quá trình nấu bổ sung 2lần: lần cho cùng với gạo là 40kg, cùng với đó là bổ sung thêm CaCl2, điều chỉnh độpH= 5,5 – 5,6 bằng acid lactic, tạo diều kiện cho enzyme hoạt động CaCl2 được bổsung nhằm tăng độ bền nhiệt cho enzyme amylase, và để ổn định pH của dịch nấu

Sau khi quá trình hạ nhiệt lần thứ 2 thì bổ sung lần thứ 2 malt lót vào là 20kg.Trong quá trình nấu phải cho cánh khuấy hoạt động liên tục: hạn chế vón cục và tăngtốc độ truyền nhiệt và làm tăng khả năng tiếp xúc của enzyme với cơ chất KCS phảithường xuyên lấy mẫu để kiểm tra các thông số kỹ thuật quan trọng, nhất là độ pH

Quá trình điều chỉnh nhiệt độ được thực hiện tự động bằng máy, và được cụ thểtrong bảng sau:

Công việc Thời gian

(phút)

Nhiệt độ(0C)

Giữ nhiệt 15 100

Hội cháo 7 100- 65

Trong khoảng thời gian nâng nhiệt độ từ lúc nạp nguyên liệu lên 720C, protease

do malt lót cung cấp sẽ thủy phân protein của gạo; fitinase sẽ thủy phân fitin vàenzyme sitase sẽ thủy phân hemicellulose, một phần tinh bột thủy phân nhờ  -amylose tinh bột được hồ hóa Sau đó, giữ ở nhiệt độ 720C trong 20 phút, đây làkhoảng nhiệt độ tối thích cho enzyme -amylase hoạt động tạo ra nhiều maltose nhất.Tiếp tục nâng nhiệt lên 830C giữ trong 5 phút, rồi hạ nhiệt xuống 720C giữ trong 20phút để  - amylase tiếp tục thủy phân lượng tinh bột còn lại, nâng nhiệt đến 1000Cgiữ trong 15 phút để hồ hóa hoàn toàn tinh bột trước khi đưa vào nồi malt

+ Nồi malt:

Sau khi nhiệt độ nấu của nồi gạo đạt gần 720C thì tiến hành nạp malt vào nồimalt Lượng malt nấu là 800kg, quá trình nạp malt vào nồi được tiến hành như ở nồigạo Tỷ lệ nước: Malt = 3,5: 1 cho CaCl2 và acid lactic vào nồi trước khi nấu để ổnđịnh pH, sau đó cho toàn bộ Malt vào

Trong quá trình nấu malt phải điều chỉnh pH dịch đường, bảo vệ enzyme trongquá trình nấu khỏi tác động của nhiệt độ cao

Khi nôi gạo đạt 80,60C thì tiến hành cấp nhiệt cho nồi malt Trong quá trìnhnày, công nhân phải theo dõi thường xuyên hoạt động của nồi malt để điều chỉnh nhiệt

độ thích hợp, và quá trình điều chỉnh nhiệt độ được tiến hành tự động và được cụ thể ởbảng sau:

Công việc Thời gian

(phút)

Nhiệt độ(0C)

Nâng nhiệt 5 50

Giữ nhiệt 15 50

Nâng nhiệt 7 50-65

Giữ nhiệt 20 65

Những sự cố xảy ra trong quá trình nấu

- Quá trình nấu bị sống, làm cho quá trình sự chuyển hóa tinh bột thành đường glucozakhông triệt để, thời gian nấu kéo dài, ảnh hưởng đến quá trình đường hóa cũng nhưchất lượng sản phẩm sau này

- Nguyên liệu chín không đều, bị vón cục, ảnh hưởng đến tốc độ enzyme chuyển hóadịch đường

Nguyên nhân là do lượng nhiệt cấp vào không đồng đều, cánh khuấy hoạt độngkhông liên tục, làm cho dịch bị vón cục trong quá trình nấu Thao tác làm việc củacông nhân không cẩn thận, không chú ý thường xuyên đến bảng điều chỉnh nhiệt độ vàhiện tượng của nồi nấu

Cách khắc phục là thường xuyên kiểm tra và điều chỉnh cánh khuấy, nhiệt độ để cóthể dễ dàng xử lý kịp thời những sự cố Chú ý chặt sẽ bảng điều chỉnh nhiệt độ

Lọc dịch đường gồm 2 công đoạn: Lọc dịch đường và rửa bã

 Giai đoạn 1: Lọc dịch đường: Dịch cháo malt được bơm vào máy lọc, tuần hoàndịch đường 10 phút Lúc đầu nước nha còn đục, sau đó trong dần do lớp vỏ trấucủa malt được giữ lại trong các khung tạo thành lớp trợ lọc hiệu quả Sau đódịch lọc được bơm sang nồi cô đặc.

 Giai đoạn 2: Rữa bã: Dùng nước nóng 760C để rữa bã vì nó làm tăng quá trìnhkhuếch tán các chất,thời gian rữa bã khoảng từ 35 – 40 phút, nhằm thu hồinhững chất hòa tan còn sót lại trong bã và chuyển sang nồi houblon hóa

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc:

- Loại thiết bị lọc, công suất của máy, cấu tạo màng lọc

- Nhiệt độ dịch lọc: Dịch đường thường lọc ở 760C, nếu thấp hơn khi đó sẽ làmchậm quá trình lọc và không triệt để, nếu cao hơn thì vô hoạt enzyme amylase

- Áp suất lọc: Áp suất lọc phải ổn định, nếu áp suất lọc thay đổi đột ngột sẽ làm

vỡ lớp màng lọc, gây khó khăn cho quá trình lọc, dịch lọc thu được sẽ khônghiệu quả, còn đục Áp suất thích hợp nhất là 1,5kg/cm2 = 1,47bar

1.4 Houblon hóa:

 Cơ sở lý thuyết và mục đích công nghệ:

- Trong cao hoa houblon có chứa polyphenol có khả năng làm keo tụ các proteinkhông tan trong dịch đường tạo kết tủa Kết tủa này tồn tại trong dịch lên men

sẽ bao quanh nấm men khiến nấm men bị mất hoạt tính, cặn kết tủa tồn tại trongbia thành phẩm làm giảm tính chất cảm quan cho bia và làm cho bia kém chấtlượng, thời gian sử dụng ngắn, sản phẩm nhanh hư hỏng

- Hòa tan chất đắng, chất thơm đặc trưng của hoa houblon vào dịch đường làmcho bia có hương vị đặc trưng

- Polyphenol, chất đắng, các hợp chất chứa Nitơ là những chất tạo sức căng bềmặt có hoạt tính cao, nhờ tác dụng này mà CO2 được giữ bền hơn trong biathành phẩm Mặt khác, polyphenol làm kết tủa các protein cao phân tử dễ kếtlắng, khi kết lắng sẽ kéo theo các phan tử cặn nhỏ trong dịch đường và làm ổnđịnh thành phần của dịch đường

- Tăng độ bền sinh học của bia nhờ các chất kháng khuẩn bên trong thành phầncủa houblon

Ngoài ra, khi nấu cao houblon ở nhiệt độ cao sẽ xảy ra phản ứng caramel làmtăng cường độ màu và tăng nồng độ chất khô, độ acid và làm giảm độ nhớt của dịch

 Các biến đổi xảy ra trong quá trình nấu hoa houblon:

+ Trích ly và hòa tan các chất:

- Trích ly chất đắng: Các - acid đắng và  - acid đắng ít đắng và kém hòa tan,khi đung nóng các - acid đắng sẽ chuyển tành các dạng đồng phân có khả

năng hòa tan tốt hơn, lực đắng cao hơn tạo vị đắng cho bia, góp phần giảm pHcủa dịch đường khoảng 4-5 thích hợp cho nấm men phát triển.

- Trích ly tinh dầu thơm: Có khoảng 103 hợp chất thơm chứa trong hoa houblon,các chất này rất dễ bay hơi trong quá trình nấu do đó cần có biện pháp để hạnchế sự tổn thất này

- Trích ly các polyphenol làm kết tủa protein

- Có sự hòa tan các hợp chất chứa nito từ hoa houblon, đây là nguồn dinh dưỡngcung cấp cho nấm men hoạt động sau này

o Sự biến hình thuận nghịch và kết mảng protein: Trong quá trình nấu, do nhiệt

độ cao, lực cơ học nên protein bị biến tính tập hợp lại tạo thành các mảng lớnkết lắng xuống kéo theo các hạt keo lơ lửng trong dịch đường làm dịch đườngtrong hơn Đồng thời, các hợp chất protein liên kết với tanin tạo thành kết tủaprotein – tanin, loại bỏ tanin trong dịch đường, giúp giảm độ chát, làm trongbia

o Sự thay đổi thế oxy hóa khử: Trong quá trình nấu, do sự trích ly các chất làmthay đổi thế oxy hóa khử, dịch đường chuyển theo chiều tăng tính khử và giảmtính oxy hóa

Nguyên nhân là do việc tạo thành các reduton (R1COOCR) có tính khử mạnhlàm giảm quá trình oxy hóa của dịch đường, các chất trong dịch đường được bảo vệ.+ Các quá trình khác:

- Hiện tượng bốc hơi nước giúp điều hòa nồng độ chất kho trong dịch lên men

- Biến tính các enzyme thủy phân do nhiệt độ cao, đồng thời làm bất hoạt một số

vi sinh vật

- Phản ứng melanoidin làm màu dịch từ vàng nhạt sang màu đậm hơn

- Độ nhớt giảm, pH giảm do hình thành các acid humulinic

 Tiến hành đun hoa tại nhà máy:

o Dịch sau khi ra khỏi thiết bị lọc và nước rữa bã được chuyển về nồi đun sôi,điều chỉnh nhiệt và thể tích dịch theo yêu cầu, tiến hành nâng nhiệt độ nồi côlên 900C Khi quá trình rữa bã kết thúc tiếp tục nâng nhiệt độ lên 100-1040C sau

đó giữ nhiệt Rồi tiếp tục cho cao lon, hoa viên, caramel, ZnCl2 vào

o ZnCl2 vào với lượng rất nhỏ để bổ sung Zn cho nấm men phát triển, lượng Zn

có trong dịch tỷ lệ thuận với sự phát triển của nấm men, nếu thiếu thì nấm menphát triển chậm, quá trình lên men chậm lại, nhưng nếu quá nhiều thì làm nấmmen phát triển nhanh gây ảnh hưởng tới quá trình lên men Vì vậy cần phải tínhtoán lượng ZnCl2 trước khi bổ sung

o Caramel bổ sung vào là để tăng cường độ màu cho bia sau này

o Cao lon và cao viên là những chế phẩm của hoa houblon: tăng cường khả năngtrích ly các chất đắng từ hoa houblon, giúp bia có vị đắng hài hòa.

o Quá trình houblon hóa để điều chỉnh nồng độ chất khô trong dịch đường về

110Bx Sau đó chuyển sang thiết bị lắng

 Những sự cố thường gặp trong quá trình đun hoa:

-Nồng độ dịch đường tăng

quá yêu cầu

-Dịch đường bị oxy hoá,

1.5 Lắng cặn:

- Mục đích: Tách cặn trong dịch đường, và kết tủa nóng

- Kết thúc quá trình đung sôi, nước nha được bơm sang thiết bị lắng theo chiềutiếp tuyến sát thành thùng nằm tạo ra lực xoáy hướng tâm, khi đó các phần tửkhông tan lơ lửng trong dịch đường sẽ xoáy và dịch chuyển vào tâm của đáynồi Sau khi bơm xong để lắng nguội 25-35 phút nhằm ổn định dòng xoáy vàotạo điều kiện cho cặn kết tủa xuống Sau đó tiến hành chiết rút rồi bơm về thiết

bị làm lạnh nhanh

1.6 Làm lạnh dịch nha:

- Mục đích:

 Làm lạnh đến nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men

 Tăng khả năng hòa tan của oxy

 Lắng một số cặn nhỏ, mịn

- Yêu cầu:

 Phải hạ hiệt độ theo yêu cầu

 Đảm bảo lạnh nhanh và vô trùng

 Cung cấp oxy từ 8-10 mg/l

 Dịch đường phải trong và được loại bỏ các kết tủa nóng

- Quá trình xảy ra trong quá trình làm lạnh nhanh:

 Quá trình hòa tan Oxy, Oxy hóa các chất: maltose, glucose, tanin, chấtđắng quá trình này diễn ra mạnh khi nhiệt độ trên 400C, dưới nhiệt độ đó thì

mức độ oxy hóa yếu dần Vì vậy dịch nha càng được làm lạnh nhanh thì càngtốt.

- Làm lạnh dịch nha tại nhà máy: Dịch đường sau khi lắng xong được chuyển

sang thiết bị làm làm lạnh nhanh Alfalaval.Tại đây dịch được làm lạnh qua 2cấp:

 Đầu tiên dịch đường được giải nhiệt nhờ nước lạnh, nhiệt độ dịch đường sautrao đổi nhiệt xuống còn 30-360C, nước sau khi trao đổi nhiệt khoảng 740C đưa

về tank nước nóng, gia nhiệt thêm để rữa bã trong quá trình nấu Sau đó dịchđường được qua cấp làm lạnh 2

 Ở đây, sử dụng chất tải lạnh là nước 20C, nhiệt độ dịch đường sau làm lạnh là

8-90C Sau đó dịch đường được sục khí CO2 nhờ hệ thống xử lý CO2 đặt ngay sau

hệ thống làm lạnh và dịch đường được chuyển sang tank lên men Sục khí O2 đẻcho nấm men tăng sinh khối trong giai đoạn đầu

2 LÊN MEN

Lên men là giai đoạn quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia Là giaiđoạn khá phức tạp, bao gồm 2 giai đoạn chính là: lên men chính và lên men phụ Quátrình lên men diễn ra trong thời gian dài, và nó là trung tâm của sản xuất bia Lên mencòn quyết định đến việc chuyển hóa dịch đường thành bia và tác động của nấm menthông qua quá trình trao đổi chất và hoạt động sống của chúng

- Mục đích của quá trình lên men dịch đường là nhờ tác động của enzyme có

trong nấm men đẻ chuyển hóa đường thành rượu và CO2, cùng với một số chấtkhác góp phần tạo nên hương vị cho sản phẩm

- Như vậy chất lượng bia có được đảm bảo hay không thì giai đoạn lên men đóng

bia đóng vai trò rất quan trọng Mặt khác, quá trình lên men rượu của các loạiđường trong cơ chất là giai đoạn quan trọng và phức tạp nhất của giai đoạn lênmen Sản phẩm chính của quá trình lên men là rượu và CO2, bên cạnh đó, nócòn diễn ra các quá trình sinh lý, sinh hóa và hóa lý tạo nên các chất khác nhau.Những quá trình này đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định thành phẩm vàchất lượng bia

- Các quá trình lên men bia:

 Nhân men giống: Quá trình nhân men giống nhằm chuẩn bị lượng men

giống ban đầu cần thiết Đồng thời hoạt hóa tính năng của nấm men

Sơ đồ nhân giống men:

Trong nhà máy Bia Việt Đức sử dụng hệ thống gây men 2 bình:

 Nước nha nóng sau khi được lắng cặn sẽ được bơm vào bình gây men nhỏ vàđược đun sôi đến 1000C trong 20 phút nhằm mục đích thanh trùng cơ chất Sau

đó hạ dần nhiệt độ xuống 170C và tiến hành cấy men giống Giữ ở nhiệt độ này

Nấm men giống

Nhân giống trong phòng thí nghiệm

Nhân giống trong phân xưởng Nấm men

sản xuất

trong suốt quá trình gây men vì đây là quá trình thích hợp cho quá trình lên mensau và tạo điều kiện thích hợp cho nấm men thích nghi dần với diều kiện lênmen chính Thời gian gây men trong bình gây men nhỏ là khoảng 3 ngày.

 Sau khi gây men xong ở bình gây men nhỏ sẽ được gây men ở bình gây menlớn Bình gây men lớn hoạt động như bình gây men nhỏ và sau 3 ngày sẽ đượcđem đi cấy vào tank lên men chính

2.1 Lên men chính:

- Mục đích: Lên men chính là quá trình chuyển đổi chất đường và các dextrin cóphân tử lượng thấp thành ethanol, CO2 và một số sản phẩm phụ khác như: acidhữu cơ, ester, glyceryl, aldehyd nhằm tạo mùi cho bia

- Các biến đổi trong quá trình lên men chính: Quá trình lên men chính để chuyểnhóa dịch đường thành bia non thông qua những quy trình cơ bản sau:

- Quá trình biến đổi sinh học:

 Giai đoạn sinh trưởng hiếu khí: Đây là giai đoạn đầu của quá trình lên men Ởgiai đoạn này nấm men nảy chồi và phát triển rất nhanh, cực đại là ở cuối ngàythứ 3, đồng thời là sự giảm nhanh nồng độ chất hòa tan trong dịch đường, nhiệt

độ tăng dần và sự xuát hiện của nhiều bóng khí to phủ kín bề mặt dịch nha

 Giai đoạn sinh trưởng kị khí: Trong giai đoạn này nấm men vẫn tiếp tục sinhtrưởng, nhưng trong điều kiện là không có oxy và nồng độ đường thấp Quátrình lên men bắt đầu chuyển từ kiểu lên men hiếu khí (để tăng sinh khồi nấmmen) sang lên men kị khí (để tạo C2H5OH, CO2 và một số sản phẩm phụ khác)

- Đây là quá trình chuyển hóa các chất đường thành ethanol và CO2 theo cácphương trình sau:

Phương trình hô hấp: C 6 H 12 O 6 + O 2  6CO 2 + 6H 2 O + Q 1

Phương trình sinh hóa: C 6 H 12 O 6  2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + Q 2

- Nấm men sử dụng các hydrat cacbon theo quy luật từ những đường đơn giảnnhất (đường đơn glucose, fructose) Khi đã cạn nguồn đường đơn, nấm men sẽtấn công đến các loại đường kép (saccharose), còn các dextrin bậc thấp nấmmen chỉ sử dụng một phần, phần còn lại sẽ sử dụng trong quá trình lên menphụ

- Quá trình hóa sinh:

 Sự trao đổi glucid: Trong quá trình lên men diễn ra sự trao đổi glucid ở tế bàonấm men, bao gồm:

o Sự thủy phân của các loại đường disacharide, trisaccharide,…thànhglucose dưới xúc tác của một số enzym tương ứng như: maliase,invertase, melibiase,…

o Chuyển hóa glycose thành etanol và CO2 Ngoài ra còn chuyển hóa các loạiđường khác thành các loại rượu như propylic, izopropylic, amilic…

o Sự tổng hợp vật chất tế bào từ glucose thành glucogen cũng có thể xảy ra trongquá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men

 Sự trao đổi lipid: Trong quá trình sinh trưởng và phát triển hiếu khí thường kèmtheo quá trình tổng hợp các acid béo và sterol ở nấm men Các chất này là thànhphần quan trọng của tế bào

 Sự trao đổi các hợp chất nitơ: Các hợp chất nitơ có trong dịch nha gạo gồm: cácphân đoạn protein (các polypeptide, peptid, pepton, acid amin), các muốiamoni, các purite, nucleotide…Trong số các hợp chất này thì các muối amoni

vô cơ và các acid amin sẽ được nấm men sử dụng như nguồn cung cấp nitơphục vụ cho quá trình sinh trưởng và trao đổi chất

- Quá trình biến đổi hóa học:

 Sự thay đổi hàm lượng chất khô trong quá trình lên men, nấm men sử dụngđường trong dịch nha để tăng sinh khối và lên men ethanol Do đó nồng độ chấtkhô trong dịch lên men sẽ giảm dần

 Sự thay đổi pH: Sau khi kết thúc quá trình lên men chính pH giảm xuốngcòn khoảng 4,4÷4,5 Hiện tượng giảm pH trong quá trình lên men là do sự hìnhthành acid H2CO3 (do CO2 sinh ra trong quá trình lên men hòa tan vào nước),

sự vận chuyển ion H+ qua màng tế bào và hình thành nên các acid hữu cơ.Trong quá trình trao đổi chất của nấm nem như acetic, acid, formic, acid lactic,acid citric…

 Sự thay đổi hàm lượng khoáng chất trong quá trình lên men, nấm men đã sửdụng một số kim loại cần cho sự sinh trưởng và phát triển của nấm men như:

Ca2+; Mg2+; Fe2+ ; Mn2+ ; CO2+ ; K+; Ni2+ và Zn2+ Dịch nha được xem là nguồncung cấp các thành phần khoáng cần thiết cho nấm men Vì vậy trong quá trìnhnấu dịch nha cần bổ xung thêm Ca2+ và Zn2+

 Sự tạo thành các ester: Các ester được tạo thành vào cuối giai đoạn lên menchính nhờ phản ứng ester hóa giữa alcol (chủ yếu là ethanol) và các acid hữu cơsinh ra trong quá trình lên men Các loại ester này tạo nên hương đặc trưng chobia thành phẩm

- Biến đổi hóa lý:

 Sự hình thành bọt: Bọt được tạo thành trong quá trình lên men chính nhờ sự giảiphóng các khí ở dạng không liên kết đặc biệt là CO2 Do các hợp chất có tínhhoạt động bề mặt như protein, palyphenol, chất đắng… tạo nên một lớp hấp phụtrên bề mặt các bóng khí do đó khí khó thoát khỏi bóng này và tạo thành bọtmịn Những bọt này có xu hướng thoát lên trên bề mặt tạo nên sự khuấy trộntrong quá trình lên men

 Sự hòa tan khí CO2 Độ hòa tan của CO2 trong dịch lên men thấp hơn trongnước đồng thời hàm lượng CO2 sinh ra tăng nhanh cùng hàm lượng ethanol Do

đó, một phần CO2 tồn tại trong dịch men dưới dạng liên kết với một số thànhphần khác như protein, ester Phần CO2 còn lại có xu hướng thoát lên trên bềmặt tạo lên sự tự khuấy đảo dịch lên men Ngoài ra sự tự khuấy đảo dịch lênmen còn diễn ra bởi sự chênh lệch nhiệt độ trong quá trình giữ ổn định nhiệt

- Quá trình lên men chính được chia làm 4 giai đoạn:

 Giai đoạn đầu: Khi dịch đường và men đã được bơm vào tank lên men ởnhiệt độ 90C thì sau 24 giờ nấm men bắt đầu phát triển Trong giai đoạn này,oxy rất cần cho sự phát triển của tế bào nấm men do vậy lượng oxy cần thiếthòa tan vào dịch đường được đảm bảo bằng cách cho tiếp xúc trực tiếp vớidịch đường trong thời gian làm lạnh (không khí được vô trùng bằng tia cựctím trước khi bơm vào dịch đường) hoặc cũng có thể sục khí vô trùng saukhi đã gieo men giống vào Đặc điểm chính của giai đoạn này là tạo bọttrắng mịn ở xung quanh bề mặt dịch lên men, lượng CO2 tạo ra nhiều, lại ởnhiệt độ thấp nên chúng hòa tan hết vào dịch lên men Giai đoạn này kéo dài

từ 24-36 giờ

 Giai đoạn 2: Gọi là giai đoạn tạo bọt phấn Lúc này lượng CO2 tạo ra nhiềuhơn và có xu hướng muốn thoát ra ngoài dưới dạng bọt ly ti, nhưng bịnhững chất có sức căng bề mặt như protein, chất đắng, polyphenol làmcho CO2 không thể thoát ra khỏi bề mặt của lớp trên cùng để thoát ra ngoàimôi trường mà chúng lại bị hấp thụ lại với nhau tạo thành bọt Giai đoạn nàychất lượng hòa tan giảm với tốc độ 1% mỗi ngày

 Giai đoạn 3: Ở giai đoạn này, quá trình lên men diễn ra mạnh nhất LượngCO2 sinh ra nhiều, một phần thoát ra ngoài, một phần lại được thu hồi để tái

sử dụng tiếp Bọt lúc này xốp và bồng lên cao, bè mặt bọt trắng dần vàchuyển sang màu nâu (do xảy ra sự oxy hóa các chất trên bề mặt làm thayđổi màu lớp bọt)

 Giai đoạn cuối: Bọt xẹp dần, màu sắc của lớp bọt cũng bị biến đổi, sự tiêuhao chất hòa tan diễn ra chậm, lúc này tế bào nấm men tạo thành những lớpnhư bông trắng và lắng xuống đáy Sản phẩm ở giai đoạn này gọi là bia non

- Như vậy, trong quá trình lên men chính, một lượng đáng kể CO2 cần thiết chobia được thoát ra ngoài Do vậy, mà sau khi lên men chính, lượng CO2 trong biachưa đạt mức độ bão hòa cần thiết, vì thế phải điều chỉnh quá trình lên menchính lại khi trọng lượng chất hòa tab giảm, nghĩa là vẫn còn lượng cơ chấttrong bia non Vậy cần để cho nấm men tiếp tục chuyển hóa lượng chất nàybằng cách điều chỉnh nhiệt độ thấp hơn và chuyển sang quá trình lên men phụ

- Để biết thời gian kết thúc quá trình lên men chính thì ta chỉ cần xác định nhanhchỉ số nồng độ đường trong dịch lên men và xem xét tốc độ kết lắng của nấm