i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
o0o (8 hàng)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(2 hàng)

KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT BIA TƯƠI 100% MALT (5 hàng) GVHD : TS. Nguyễn Kính
SVTH : Nguyễn Ninh Hải
MSSV : 104110052


bia có chất lượng cao. Các vấn đề được tìm hiểu bao gồm :
- Nguyên liệu sản xuất
- Quy trình sản xuất
- Thiết bị sản xuất
Trong thời gian 3 tháng thực hiện đồ án tôi đã thực tập tại xưởng sản xuất bia
của Công ty cổ phần công nghệ thực phẩm Đại Liên. Các vấn đề đều được tôi đi từ
tìm hiểu lý thuyết cho đến thực hành và kết quả là đã sản xuất thành công một mẻ bia
tươi.
Sau khi làm ra sản phẩm tôi đã thực hiện việc so sánh với một số sản phẩm bia
tươi khác đang được tiêu thụ trên thị trường và đánh giá mức độ hài lòng của người
tiêu dùng với sản phẩm. Kết quả thu được cho thấy sản phẩm làm ra tạo được cảm
tình với người tiêu dùng.
iv

MỤC LỤC

Đề mục Trang
Trang bìa i
Nhiệm vụ đồ án
Lời cảm ơn ii
Tóm tắt iii
Mục lục iv
Danh mục hình vẽ vii
Danh mục bảng biểu viii

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ BIA 1
I. Lịch sử hình thành và phát triển ngành bia 1
II. Định nghĩa bia 2
III. Phân loại bia 2
3.1 Theo độ cồn 2

4.6 Một số đặc tính hình thái và đặc tính công nghệ
để phân biệt và lựa chọn phương pháp lên men 48
CHƯƠNG 3 : KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
BIA TƯƠI CHẤT LƯỢNG CAO
I. Quy trình công nghệ tổng quát sản xuất bia tươi từ 100% malt 51
II. Khảo sát các công đoạn của quy trình 52
2.1 Xử lý nước để nấu bia 52
2.2 Sàng – nghiền malt đại mạch 53
2.3 Nấu dịch nha (đường hóa) 55
2.4 Lọc – rửa bã 62
2.5 Houblon hóa dịch đường 65
2.6 Lắng trong 69
vi
2.7 Làm lạnh nhanh 70
2.8 Bão hòa CO
2
71
2.9 Quy trình lên men 72
2.10 Tàng trữ bia thành phẩm 86
CHƯƠNG 4 : THIẾT BỊ SẢN XUẤT BIA 88
I. Thiết bị nghiền 88
II. Nồi nấu 89
III. Nồi lọc – rửa bã 91
IV. Nồi lắng 93
V. Thiết bị làm lạnh nhanh 95
VI. Thiết bị lên men 95
CHƯƠNG 5 : ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 98
I. So sánh độ đắng giữa các sản phẩm 98
II. Đánh giá mức độ ưa thích chung 99


5.2 Điểm trung bình đánh giá cảm quan của 60 người thử 99

vii
DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình

Nội dung Trang

1.1 Biểu đồ tiêu thụ bia ở Mỹ năm 2007 8
2.1 Bông đại mạch 19
2.2 Cấu tạo hạt đại mạch 19
2.3 Malt vàng 25
2.3 Malt đen 26
2.5 Quy trình sản xuất malt 28
2.6 Cấu tạo máy tách mầm, rễ malt 33
2.7 Hoa houblon 35
2.8 Mặt cắt dọc hoa houblon 36
2.9 Hoa houblon dạng tươi 41
2.10 Hoa houblon dạng cao 43
2.11 Nấm men nổi (Saccharomyces cerevisiae) 46
2.12 Nấm men chìm (Saccharomyces carlsbergensis) 46
2.13 Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men 48
3.1 Sơ đồ tổng quát QTCN sản xuất bia tươi từ 100% malt 51
3.2 Sơ đồ quy trình xử lý nước dùng sản xuất bia 52
3.3 Quy trình xử lý nguyên liệu 53
3.4 Giản đồ đường hóa 61
3.5 Phản ứng sinh hóa trong quá trình lên men 77
3.6 Sơ đồ hoàn chỉnh quy trình công nghệ sản xuất bia tươi từ 100% malt 87
4.1 Máy nghiền búa 88

Mãi đến giữa thế kỷ 19 L. Pasteur mới bắt đầu nghiên cứu lý thuyết về vi sinh,
ông đã không những khám phá ra lý thuyết của sự lên men mà còn hoàn thiện kỹ thuật
thanh trùng và kỹ thuật cấy giống nấm men. Sau đó Hansen tiếp tục tìm ra phương
pháp phân lập các tế bào nấm men, qua đó tuyển chọn và nhân giống đưa vào sản xuất
bia.
Nhờ hiểu biết về nguyên lý sản xuất bia, nhờ biết về phân lập và chọn giống
nấm men nên các nhà sản xuất mới bắt đầu chế tạo thiết bị và đầu tư về chiều sâu.
Công nghệ sản xuất bia từ đó dần dần phát triển cho đến ngày nay.
Bia được định nghĩa theo J. De Clerck, là một thức uống qua sự lên men của
dịch đường có được từ ngũ cốc nảy mầm, thêm vào đấy hượng vị của hoa houblon.[3]
Bia khác với rượu là nó có hàm lượng cồn thấp nhưng có hàm lượng các chất
không lên men khá cao. Bia được phân biệt với các thức uống giải khát khác là bọt bia
được giữ lâu tan và do CO
2
của bản thân tạo thành trong quá trình lên men.
Tổng quan về bia
2
So với rượu và các nước giải khát khác bia là một thức uống có giá trị dinh
dưỡng cao, trong bia có chứa vitamin B
1
,B
2
, B
5
, B
6
, PP…các chất khoáng và các
nguyên tố vi lượng khác.
II. Định nghĩa bia
• Bia, nói một cách tổng thể, là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất

− Bia “khai vị” 2 – 2,2
− Bia tươi 3,3 – 3,9
− Bia chai, lon 4,4 – 5,5
− Bia cao độ > 5,5
3.2 Theo hàm lượng chất khoáng có trong nước
Một số loại bia có đặc tính độc đáo riêng là do loại nước sử dụng ít nhiều có
chứa muối khoáng. Thực tế, khi các phản ứng enzym xảy ra trong quá trình đường
hóa và lên men thì cũng chính là lúc muối khoáng tạo nên vị bia .
Ngày nay các nhà sản xuất phối hợp một cách hoàn hảo thành phần nước với
chất lượng bia.
3.3 Theo cách lên men
3.3.1 Các loại bia sản xuất theo phương pháp lên men nổi
• Loại bia Ale
− Theo truyền thống, Ale có nhiều ở nước Anh, Scotlen,…, nhưng ngày nay
bia Ale được sản xuất khắp nơi trên thế giới như bia Ale của Đức, Bỉ, và Ale của Mỹ.
− Bia Ale được sản xuất với malt vàng có hàm lượng chất chiết cao. Nước
nấu bia chứa nhiều muối canxi sulfua, và dùng đường cho vào nồi nấu giống như các
loại bia của Anh, nấu với lượng lớn hoa houblon (100 – 200g) được lựa chọn thơm
nhất của vùng Kent hay vùng Worcestershire cho thêm vào cuối quá trình lên men và
cho vào trong bock để tạo hương thơm đặc trưng của loại bia này. Bia Ale thường có
hương trái cây, có hương thơm tổng hợp. Các loại bia Ale khác nhau về độ đắng, màu
sắc, độ ngọt và vị chát
− Bia Stout, bia đen được sản xuất với kết hợp của malt vàng có hàm lượng
chất chiết cao như malt của Anh với 7 – 10% malt rang cháy, đôi khi có thể là malt
caramel (malt thơm). Người Anh ngâm chiết trực tiếp ở nhiệt độ cao không hề
peptone hoá. Nấu với hoa houblon có thêm đường và caramel vào nồi nấu. Lên men
nổi với hiệu suất lên men cao.
Tổng quan về bia
4
o Người ta phân biệt Stout khô và ngọt tuỳ tỉ lệ malt rang cháy, hoa houblon,

o
V.
− Kriek: bia Bỉ thuộc loại bia Lambic, quả anh đào, 5
o
V.
− Frambois: bia Bỉ gồm từ loại bia Ambic, quả phúc bồn tử, 6 – 7
o
V.
Tổng quan về bia
5
3.3.2 Các loại bia lên men chìm
− Loại bia Lager là loại bia vàng có hàm lượng CO
2
cao, uống lạnh, có hương
vị trong, sảng khoái. Đặc biệt, Lager có hàm lượng este và VDK thấp và một chút
hương houlon. Các loại bia Lager cũng như ale có ở dạng thanh trùng hoặc không
thanh trùng, có hoặc không lọc, bia hơi hoặc hoặc bia đóng chai.
− Pilsen : là loại bia vàng có độ đậm đặc khoảng 12 – 13% chất chiết, nhiều
houblon (400 g/hl hoặc hơn nữa), bọt rất bền.
− Munich là loại bia nâu và thơm. Nồng độ chất chiết ban đầu khoảng 12%
nhưng để xuất khẩu người ta tăng thêm lên đến khoảng 18%. Đại mạch chứa nhiều
hợp chất nitơ, nẩy mầm ở nhiệt độ cao trong thời gian dài, hàm lượng chất chiết lớn.
Nước nấu bia được cacbonat hoá nhưng không tạo muối khác ngoài cacbonat, đường
hoá trong thòi gian dài với dịch hèm đặc, lượng hoa ít, lên men ở nhiệt độ lạnh, bảo
quản trong 3 tháng.
− Dormund là loại bia vàng giống Pile nhưng đắng hơn và sánh hơn. Nước
nấu bia chứa rất nhiều muối cacbonat, sulfat, clorua của kim loại kiềm thổ. Đường
hoá theo phương pháp đun sôi 2 lần, quá trình nấu trung gian giữa Munich và Pilsen.
Lên men lạnh, hiệu suất lên men cao, sử dụng thêm vỏ bào vào quá trình tàng trữ.
3.4 Theo màu sắc bia

cổ), Pale ale, Porter, Stout.
• Các loại bia Pháp
Bìere de Garde được sản xuất từ tháng 2 đến tháng 3 và được tiêu thụ
trong suất mùa hè. Bia này được đặc trưng bởi hương vị đậm đà của malt và trái cây,
vị tươi mát, có màu vàng đậm đến màu nâu đỏ. Bia Bìere de Garde thường được đóng
chai sâm panh.
• Các loại bia Đức
Altbier, Kolschbier, Bia Bock, Bia Dortmunder Expor, Bia Octoberfest,
Bia Munich Dark, Bia Munich Helles, Bia Pilsner, Bia Vienna, Bia Berline Weisse,
Bia Dunkles, Bia Hefe weizen, Bia Kristall Wiezen, Bia Wienbock.
• Các loại bia Mỹ
Tổng quan về bia
7
American Dark beer (bia đen), Common California, Diet light beer, Dry
beer, Malt liquor (rựơu malt), Premium beer, Standard beer, Wheat beer…
IV. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia
4.1 Tình hình thế giới
• Đối với các nước có nền nông nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia
được sử dụng như một thứ nước giải khác thông dụng.
• Hiện nay trên thế giới có trên 25 nước sản xuất bia với sản lượng trên 100 tỷ
lít/năm, trong đó các nước như Đức và Mỹ sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm,
Trung Quốc 7 tỷ lít/năm.
• Theo thống kê các nhà sản xuất bia đưa ra con số: bình quân một người Cộng
hoà Czech tiêu thụ trên 150 lit/người/năm (năm 2004), người Đức tiêu thụ 119
lít bia/năm (theo Bảng Thông tin Thị trường Toàn cầu), người Úc khoảng 110
lit/người/năm.
• Châu Á là một trong những khu vực lượng bia tiêu thụ đang tăng nhanh, các
nhà nghiên cứu thị trường bia nhận định rằng châu Á đang giữ vị trí dẫn đầu
về tiêu thụ bia trên thế giới. Mức tiêu thụ bia bình quân trên đầu người ở Châu
Á cũng đang tăng cao, đến nay đã tăng 6,5%/năm. Thái Lan có mức tăng bình

(%).
Trung Quốc 1 286,40 22,1 14,6
Mỹ 2 239,74 81,6 0,9
Đức 3 95,555 115,8 -1,6
Brazil 4 84,50 47,6 2,8
Nga 4 84,50 58,9 11,1
Nhật 6 65,49 51,3 0,7
Anh 7 59,20 99,0 -1,8
Tây Ban Nha 9 33,76 83,8 0,9
(Nguồn www.vnexpress.net ) Hình 1.1: Biểu đồ tiêu thụ bia ở Mỹ năm 2007
Tổng quan về bia
9
• Quy mô sản xuất
Quy mô sản xuất mang ý nghĩa rất lớn trong công nghiệp sản xuất bia.
Chính vì vậy mà các nước như Mỹ và Nhật khi thoả mãn nhu cầu thị trường đã có một
số hãng bia siêu lớn thống lĩnh thị trường như: thị trường Mỹ có 5 công ty kiểm soát,
còn Nhật 4 công ty bia hàng đầu chiếm 40% thị phần, tại Canada 94% thị trường do 2
công ty kiểm soát. Nhìn rộng ra phạm vi thế giới, các hãng bia lớn đang tính toán thị
trường thế giới với xu thế tập trung cao hơn để phát huy tính kinh tế của quy mô sản
xuất nhằm giảm chi phí.
• Chính sách thị trường

nước khoảng 3650 tỷ đồng.
o Năm 2005: 1427 triệu lít, trong đó doanh nghiệp ngoài quốc doanh
sản xuất 207,7 triệu lít.
Ngành sản xuất bia đóng góp đáng kể cho quá trình phát triển kinh tế, thu hút
nhiều lao động. Mỗi năm ngành đảm bảo việc làm ổn định cho khoảng 20.000 lao
động và hàng vạn lao động khác tham gia vào các hoạt động cung ứng vật tư, dịch vụ
tiêu thụ sản phẩm.
4.2.2 Phân bố của các doanh nghiệp sản xuất bia
a) Phân bố
• Các cơ sở sản xuất bia phân bố rộng khắp cả nước. Hai nhà máy sản xuất bia
lớn nhất là Nhà máy bia Sài Gòn và Nhà máy bia Hà Nội sử dụng hết công
suất và đang tiếp tục mở rộng.
• Các doanh nghiệp sản xuất bia phát triển mạnh như các Công ty Bia Hải
Dương, Quảng Ninh, Hà Tây, Thái Bình, Bắc Giang, Huế.
• Khu vực kinh tế tư nhân đầu tư hơn 400 cơ sở sản xuất bia.
• Các nhà máy bia được phân bổ tại 49 tỉnh thành trên 64 tỉnh thành của cả nước
tập trung chủ yếu tại khu vực Đông Nam bộ, Đồng bằng sông Hồng, Trung bộ
và Nam Trung bộ. Các khu vực Tây Nguyên, Đồng bằng sông Cửu Long,
trung du miền núi phía Bắc, năng lực sản xuất bia ở mức thấp.
• Năng lực sản xuất bia tập trung chủ yếu tại những tỉnh thành phố trực thuộc
TW như: Tp Hồ Chí Minh chiếm: 23,2% tổng năng lực sản xuất bia toàn quốc,
Tp Hà Nội: 13,44%, Tp Hải Phòng: 7,47%; tỉnh Hà Tây: 6,1%, Tiền Giang:
3,79%; Huế: 3,05%; Đà Nẵng: 2,83%.
Tổng quan về bia
11
• Trong số các nhà máy bia hiện đang hoạt động có 19 nhà máy đạt sản lượng
sản xuất thực tế trên 20 triệu lít, 15 nhà máy bia có công suất lớn hơn 15 triệu
lít, 268 cơ sở có năng lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm.
b)Về thương hiệu
Những thương hiệu bia đang chiếm ưu thế, đứng vững trên thị trường và

− Tổng công ty Rượu- Bia- Nước giải khát Hà nội và Tổng công ty Rượu-
Bia – Nước giải khát Sài Gòn vươn lên giữ vai trò chủ chốt trong sản xuất các loại
bia, nâng cao uy tín thương hiệu bia Việt Nam, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong
nước và xuất khẩu.
− Tập trung đầu tư các nhà máy bia công suất lớn, đổi mới công nghệ, thiết
bị sản xuất bia chất lượng cao. Quản lý chặt chẽ về vệ sinh an toàn thực phẩm. Hợp
tác, liên doanh với các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài để sản xuất một số
loại bia chất lượng cao từ nguyên liệu trong nước, thay thế nhập khẩu.
− Thực hiện đúng giấy phép đầu tư đối với các doanh nghiệp có vốn đầu tư
nước ngoài, sản xuất đủ công suất thiết kế. Trong những năm tới, chưa cấp phép
thành lập mới hoặc tăng sản lượng của doanh nghiệp đã được cấp phép.

Nguyên liệu sản xuất bia
13
CHƯƠNG 2 : NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA
I. Nước
1.1 Vai trò
− Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản suất bia. Thành
phần và tính chất của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và
chất lượng thành phẩm. Trong quá trình sản xuất malt và bia cần một lượng nước rất
lớn như ngâm đại mạch, hồ hóa, đường hóa, rửa men, rửa thiết bị…Do đó, nước là
một trong những nguyên liệu cần thiết cho quá trình sản xuất bia.
− Trong tự nhiên có nhiều loại nước với thành phần và tính chất khác nhau
như:
+ Nước mặt : bao gồm nước sông, suối, nước mưa, nước biển, nước hồ,
nước tuyết tan…
+ Nước ngầm.
1.2 Ảnh hưởng của các ion chính có trong nước
o Ca
2+

+

− Hàm lượng NaCl dưới 200 mg/l có ảnh hưởng tốt tới vị của bia.
− Sunfat natri với hàm lượng cao sẽ gây cho bia có vị đắng.
− Na
+
có thể có tác dụng ức chế quá trình nẩy mầm, và có ảnh hưởng xấu tới
chất lượng của malt.
− Nước có chứa xút là chất kiềm mạnh cho dù đã trung hoà nhưng vẫn gây
ảnh hưởng tới chất lượng của bia.
− Hàm lượng natri quá cao sẽ gây cho bia có vị mặn và chua.
− Đối với bia vàng có thể chấp nhận nồng độ NaCl 75 – 150mg/l và tạo vị
êm.
o K
+

− Có trong nước với một lượng nhỏ, nồng độ K
+
trong nước nấu bia không
được vượt quá 10mg/l.
− Hàm lượng K
+
trong malt là 300 – 500 mg/l.
− K
+
có thể ức chế nhiều loại enzym trong quá trình sản xuất bia.
− K
+
gây vị đắng cho bia.
o Fe

thấm ướt và làm cho quá trình nẩy mầm xảy ra không đồng đều.
− Các muối sunfat ảnh hưởng tới thủy phân protein, phân hủy tinh bột, tăng
cường việc làm trong dịch đường.
o Clorua (Cl
-
)
− Có thể ức chế khả năng lắng của mấm men.
− Nếu nồng độ Cl
-
>50 mg/l sẽ làm kéo dài thời gian nhân giống mấm men
và gây khó khăn trong quá trình làm trong bia.
− Nhưng nếu nồng độ Cl
-
<30mg/l thì có có khả năng làm tăng độ trong bia,
độ bền keo và độ dịu được tăng lên. Nồng độ NaCl không được vượt quá 40mg/l nếu
không bia sẽ trở nên sánh.
− NaCl quá nhiều sẽ gây khát khi uống bia.
1.3 Nước sử dụng trong nhà máy bia
Trong sản xuất malt và bia, nước được sử dụng theo 3 hướng khác nhau: ngâm
đại mạch, sản xuất dịch đường, rửa men và rửa thiết bị. Do đó, yêu cầu về tính chất và
thành phần nước của mỗi hướng là khác nhau.
o Nước dùng để ngâm đại mạch
− Yêu cầu quan trọng nhất đối với nước dùng để ngâm đại mạch là không
chứa nhiều tạp chất hữu cơ và vi sinh vật.
− Ảnh hưởng của các thành phần các muối có trong nước đối với quá trình
ngâm đại mạch được thể hiện theo 2 chiều hướng sau : hoà tan các chất trong vỏ sau
đó các muối hoà tan ngấm vào bên trong hạt. Vì vậy, trên thực tế người ta chứng minh
rằng nước dùng ngâm đại mạch là nước mềm. Với môi trường axit yếu (pH = 6 -7),
riêng trong quá trình rửa hạt nên dùng nước có độ cứng tạm thời cao
Nguyên liệu sản xuất bia

phân của nó sẽ hoà tan ở dạng phân tử, kết quả làm cho bia có vị đắng khó chịu.
Như vậy, phản ứng giữa bicacbonat và cacbonat với các muối photphat sẽ
tạo ra các muối kết tủa, và các muối có tính kiềm do đó sẽ làm giảm độ axit của dịch
hồ hoá. Việc này sẽ gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng sản phẩm đặc biệt là bia vàng
vì malt vàng có độ thuỷ phân thấp và độ axit thấp.
− Các muối sunfat canxi CaSO
4
và sunfat magie MgSO
4
có tác dụng ngựơc
hẳn với muối bicacbonat và cacbonat, chúng làm tăng độ axit của hồ malt và dịch
đường điều này gây nên bởi phản ứng sau:
4K
2
HPO
4
+ 3CaSO
4
= Ca
3
(PO
4
)
2
+ 2KH
2
PO
4
+ 3K
2

+2
không quá 100mg/l.
• Hàm lượng muối clorua : 75 – 150 mg/l.
• Hàm lượng CaSO
4
: 130 – 200 mg/l.
• Không có NH
3
và các muối có gốc - NO
2
-
, - NO
3
-
.
• Hàm lượng Fe
+ +
không quá 0,3 mg/l.
• Vi sinh vật không quá 100 tế bào/cm
3
.
o Nước dùng để rửa men và thiết bị
− Tương tự như nước dùng để ngâm đại mạch, nước dùng rửa men và thiết
bị cũng phải sạch, không chứa nhiều tạp chất hữu cơ và vi sinh vật. Đặc biệt là các vi
sinh vật và vi khuẩn ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sản xuất bia.
− Nước dùng để rửa không chứa NH
3
và các nitrit.Tốt nhất là nên dùng nước
có độ cứng thấp đến trung bình. Còn về mặt cảm quan, nước phải thoả những yêu cầu
của nước dùng để uống. Các nồi thanh trùng Paster nên dùng nước ít tạp chất khoáng