PHẦN MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Bia được sản xuất tại Việt Nam cách đây trên 100 năm tại nhà máy Bia Sài
Gòn và Hà Nội. Hiện nay do nhu cầu của thị trường, chỉ trong trời gian ngắn, ngành
sản xuất bia đã có những bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư và mở rộng
các nhà máy bia đã có từ trước và các nhà máy bia mới thuộc Trung ương và địa
phương, các nhà máy liên doanh với các hãng Bia nước ngoài. Hiện nay cả nước có
trên 320 nhà máy Bia và các cơ sở sản xuất Bia với tổng năng lực sản xuất đạt trên
800 triệu lít/năm.
Công nghiệp sản xuất bia đang là ngành tạo ra nguồn thu lớn cho ngân sách
nhà nước và có hiệu quả kính tế cao. Do vậy, chỉ trong một thời gian ngắn, sản xuất
bia đã có những bước phát triển khá nhanh. Mức tiêu thụ bia bình quân theo đầu
người vào năm 2005 dự kiến là 17lít/người/năm. Bình quân lượng bia tăng 20% mỗi
năm.
Tuy nhiên, sự tăng trưởng của ngành sản xuất bia lại kéo theo các vấn đề môi
trường như: vấn đề chất thải sản xuất, đặc biệt là nước thải có độ ô nhiễm cao. Nước
thải do sản xuất rượu bia thải ra thường có đặc tính chung là ô nhiễm hữu cơ rất cao,
nước thải thường có màu xám đen và khi thải vào các thuỷ vực đón nhận thường gây
ô nhiễm nghiêm trọng do sự phân huỷ của các chất hữu cơ diễn ra rất nhanh. Thêm
vào đó là các hoá chất sử dụng trong quá trình sản xuất như CaCO
3
, CaSO
4
, H
3
PO
4
,
NaOH, Na
2
CO

Yêu cầu của nước dùng trong sản xuất bia: có độ cứng từ mềm đến trung bình.
• Hàm lượng muối cacbonat không quá: 50 mg/l
• Hàm lượng muối magie không quá: 100 mg/l
• Hàm lượng muối clorua: 75 - 150 mg/l
• Hàm lượng muối caso
4
: 130 - 200 mg/l
• Hàm lượng muối Fe
2+
không quá: 0,3 mg/l
• Khí NH
3
: Không có
• Các muối có gốc NO
3
-
, NO
2
-
: Không có
• Vi sinh vật không quá: 100 tế bào/1cm
3
Sử dụng nước trong công nghệ sản xuất bia:
• Nước dùng ngâm đại mạch để sản xuất malt: Yêu cầu quan trọng nhất là nước
không được chứa nhiều tạp chất hữu cơ và vi sinh vật.
• Nước dùng nấu bia
• Nước dùng để rửa nấm men và thiết bị
1.1.2. Đại mạch (barley)
Trong thực vật học, đại mạch được xếp vào họ hordeum gồm có nhiều loại
như Hordeum.sativum; hordeum.murinum; hordeum.jubatum…Trong công nghiệp

Loại 3: có dung trọng 630 - 650g/l
Trọng lượng tuyệt đối: là trọng lượng của 1000 hạt (không chọn), thường từ
35 – 45 gam
Lực nảy mầm: là số hạt nảy mầm (tính ra %) sau ngày thứ ba của quá trình nảy
mầm trong điều kiện thí nghiệm, thường từ 80 – 85%
Khả năng này mầm: là số hạt nảy mầm (tính ra %) sau ngày thứ năm của quá
trình nảy mầm trong điều kiện thí nghiệm, thường từ 90 – 95%.
• Yêu cầu về thành phần hóa học:
Vỏ: không vượt quá 7 – 9% trọng lượng hạt.
Hàm lượng ẩm: W= 10 – 15%
Hàm lượng protit: 8 – 14% chất khô của hạt
Hàm lượng gluxit (tinh bột): thường chiếm 55 – 62% trọng lượng hạt
Trong quá trình tồn trữ, đặc biệt lưu ý đến điều kiện thông thoáng của kho, sự
ổn định của độ ẩm và nhiệt độ trong kho.
1.1.3. Thế liệu
Nguyên liệu chưa nảy mầm. Trong sản xuất bia, việc dùng thế liệu thay cho
malt tùy thuộc vào điều kiện chủ quan và khách quan.
Yêu cầu kỹ thuật của thế liệu:
- Thế liệu phải dồi dào nguồn gluxit (tinh bột). Các loại ngũ cốc thường được
chọn làm thế liệu trong sản xuất bia.
- Khi sử dụng thế liệu, chất lượng của thế liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất
lượng bia (mùi, vị, màu sắc…). Vì vậy phải quan tâm đến thành phần hóa học của thế
liệu.
1.1.4. Nấm men (Yeast)
Nấm men dùng trong sản xuất bia gồm 3 loại:
Nấm men nổi (nhóm Saccharomyces cerevisiae)
Nấm men chìm (nhóm Saccharomyces carlsbergensis)
Lên men chìm (nhóm Saccharomyces uvarum).
1.1.5. Houblon
Houblon thuộc họ dây leo, sống lâu năm (30 – 40 năm), có chiều cao trung

, KOH, CaCl
2
…Nhóm các hóa chất đưa vào để ngăn
chặn quá trình oxy hóa những thành phần trong bia như acid ascoocbic, H
2
O
2
,
K
2
S
2
O
5
...
1.2. Quy trình cơng nghệ sản xuất bia và các nguồn thải
1.2.1. Quy trình cơng nghệ sản xuất bia Sài Gòn
Sơ đồ khối qui trình công nghệ lên men bia Sài Gòn
t
o
= 8
o
C
t
o
=4
o
C
t
o

Không khí
24
36
33
31
28
23
18
14
12
10
8
6
3
510 – 530 hl
Ép bánh 26
Bột PVPP
T = 5 - 7 ngày
t
o
= 8
o
C
H
2
O ( cấp 1,2,3)

Glycol ( cấp 4 )
Cặn cơ học ,
bột lọc

o
= 0 - 2
o
C
P
o
= 1.8– 2.2 bar
P
o
= 1.8– 2.4 bar
Bột Diatomite
P
I
= 1.8 – 6 bar
Dòch nha
houblon hoá
Lắng cặn 2
Làm lạnh 4 cấp 4
Lên men chính 5
Lên men phụ
và tàng trữ 7
Pha bia 9
Làm lạnh 11
Lọc cấp 1 13
Lọc cấp 2 15
Lọc chỉ 17
Bão hòa CO
2
19
Polyphenol,

Nạp CO
2
Glyco
ll
Làm lạnh 32
1
Loại
bỏ
2
9
Thuyết minh qui trình công nghệ
I. Nước nha nấu với hoa houblon.
Nước nha sau khi được đun sôi với hoa houblon ở phân xưởng nấu thì sẽ
được bơm chuyển sang phân xưởng lên men để bắt đầu lắng cặn.
II. Lắng cặn.
1. Mục đích: Nhằm loại bỏ các cặn bã to, chủ yếu là xác hoa houblon trong
quá trình đun sôi.
2. Phương pháp thực hiện
- Dòch nha từ phân xưởng nấu được bơm qua chứa trong bâc, hay còn gọi
là thùng lắng cặn nóng ( 510 – 530 hl ). Thời gian bơm là khoảng 20 phút. Sau
đó, để yên trong 30 phút để lắng cặn. Do cấu tạo đường kính đáy thùng rộng
gấp 1,2 – 1,5 lần so với chiều cao thùng và được lắp đặt nghiêng 10
o
về phía
tháo liệu nên các cặn to sẽ tập trung ở giữa đáy thùng nhờ lực lắng xoáy tâm.
- Giai đoạn này chủ yếu loại các cặn lớn như bã hoa houblon, protein kết
tủa lớn chứ không loại được triệt để các cặn nhỏ và cặn lơ lửng.
III. Làm lạnh:
1. Mục đích
- Dòch nha sau khi đã được lắng cặn thì nhiệt độ vẫn còn rất cao, khoảng

được hồi lưu trở lại qua đường ống dẫn ở phía trên tầng trên để qua tháp giải
nhiệt hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ thường rồi cho quay trở lại đường vào của
nước vào ở giai đoạn 2.
• Giai đoạn 3: tác nhân lạnh cũng là nước thường, nhiệt độ nước nha
lúc này ở 60°C sẽ hạ xuống 30°C. Nước giải nhiệt ra ở giai đoạn này cũng
được hạ nhiệt và hoàn lưu lại để giải nhiệt tiếp như giai đoạn 2.
• Giai đoạn 4: tác nhân giải nhiệt được dùng là glycol do phân xưởng
động lực cung cấp. Nhiệt độ tác nhân lạnh vào khoảng -10°C. Dòch nha sau
khi được hơi glycol giải nhiệt sẽ hạ xuống còn 8°C. Glycol khi dùng xong
cũng được hồi lưu về phân xưởng động lực.
- Thời gian giải nhiệt một mẻ là 75 – 78 phút với tốc độ là 405 – 406 hl/h.
IV. Lên men chính.
- Hiện nay nhà máy sử dụng cả hai phương thức lên men cổ điển và lên
men hiện đại với thiết bò Tank-outdoor.
1. Mục đích.
- Nhằm chuyển hóa toàn bộ lượng đường trong dòch nha houblon hóa
thành etanol và khí CO
2
dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động
sống của chúng trong điều kiện yếm khí.
2. Giống nấm men và phương pháp nhân giống.
- Chủng nấm men được nhà máy sử dụng để lên men bia là nấm men
Saccharomyces Carlsbergensis.
 Phương pháp nhân giống :
- Việc nhân giống nấm men cho sản xuất thường trải qua 2 quá trình.
- Quá trình đầu tiên được thực hiện trong phòng thí nghiệm vi sinh. Ta
dùng que cấy thông thường cấy giống từ ống thạch nghiêng vào môi trường
dòch thể vô trùng, nuôi ở điều kiện phòng thí nghiệm. Sau khi giống đạt các
chỉ tiêu yêu cầu về tỉ lệ tế bào chết thì chuyển sang môi trường dòch thể vô
trùng khác cho đến khi đạt được 2 lít giống. Lúc này ta sẽ chuyển sang quá

thu lại và hồi lưu trở về phân xưởng động lực.
- Trong suốt quá trình nhân giống ta phải thường xuyên sục khí O
2
vào để
tạo điều kiện hiếu khí cho nấm men sinh khối. Khí O
2
được sục vào phải
hoàn toàn vô trùng. Do đó O2 đi từ phân xưởng động lực sẽ được qua bộ
phận lọc khử trùng nhưng trước khi vào thùng nhân giống phải lội qua một
ống thuốc tím KMnO
4
để khử trùng một lần rồi mới đi vào thùng nhân giống.
 Khi ta chuyển men giống từ thùng nhỏ sang thùng lớn hay từ thùng lớn
qua đường ống đến bồn lên men chính thì ta dùng áp lực khí O
2
để đẩy đi là
chủ yếu, ngoài ra cũng có dùng bơm để hỗ trợ một phần.
 Hơi nóng từ xưởng động lực cung cấp cho phòng men có áp suất là vào
khoảng 3 – 4 bar, nhưng tại phòng men ta sẽ điều chỉnh sao cho áp suất còn
khoảng 1 bar để tránh nổ.
- Ngoài nấm men đựơc nhân giống từ phòng thí nghiệm, nhà máy còn thu
hồi và tái sử dụng nấm men sau khi đã lên men chính.
- Nấm men sau khi được nhân giống ở thùng lớn 500 l thì sẽ được lấy mẫu
để đưa đến phòng vi sinh kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh. Nếu bò nhiễm thì phải
bỏ toàn bộ mẻ men đó và thực hiện lại việc nhân giống từ đầu.
3. Phương pháp thực hiện lên men chính
* Lên men cổ điển: nhà máy sử dụng phương pháp lên men gián đoạn,
lên men chìm trong thiết bò kín.
- Dòch nha lắng trong làm lạnh 80C được bơm theo đường ống dẫn vào
thùng lên men chính. Đồng thời dòch nấm men từ thùng nhân giống cấp 2

phòng lên men chính có thể trở thành một phòng ấm. Vì vậy, trong các thùng
lên men sẽ có các đường ống làm lạnh kiểu ruột gà hoặc đường ống chạy
xung quanh, ở bên trong đường ống này là tác nhân lạnh để duy trì nhiệt độ
thùng lên men chính ở nhiệt độ cần thiết.
- Tác nhân lạnh ta sử dụng làm lạnh cục bộ là glycol. Glycol được đi trong
2 đường ống trong thùng lên men. Glycol đi vào làm lạnh và sau khi đi ra sẽ
được thu hồi trở về phân xưởng động lực.
- Trong thời gian lên men ta phải xả khí bớt khí CO2 để tránh tăng áp suất
gây nổ. Khí CO2 xả ra không thoát ra ngoài không khí mà sẽ theo đường ống
quay về phân xưởng động lực để thu hồi và sử dụng vào việc nạp chai, lon.
Trên đường ống thu hồi CO2, ta cóù lắp đặt một lantert để loại đi các bọt khí
bám theo khí CO2 đi ra ngoài.
- Suốt giai đoạn lên men chính mỗi ngày dòch lên men đều được lấy mẫu
kiểm tra độ Plato của dòch lên men để xác đònh tốc độ lên men, theo dõi hoạt
động của nấm len men, qua đó ta sẽ xác đònh được quá trình lên men đã đến
giai đoạn nào.
- Thời gian lên men chính thường vào khoảng 5-7 ngày, có khi đến 8
ngày.
- Lượng nấm men tiếp vào thùng lên men là 20 triệu tế bào/ml dòch lên
men.
 Đối với chế độ nhiệt độ mới mà hiện nay nhà máy đang áp dụng là
giữ nhiệt độ trong suốt thời gian lên men chính ổn đònh ở 8
o
C. Đến khi
hàm lượng đường trong dòch lên men chỉ còn khoảng 3,2
o
Pt thì ta hạ
nhiệt độ xuống 5
o
C, rồi xuống 2

lạnh phụ ở phía trên thì ít khi dùng đến vì dòch lên men không tới đó.
- Trong quá trình lên men thì khí CO
2
cũng được sinh ra. Ban đầu, khi men
bắt đầu dậy thì khí CO
2
cũng đã xuất hiện nhưng ta không thu về ngay mà
cho thải ra ngoài trời do lúc đó khí CO
2
còn bẩn vì lôi theo nhiều bọt men.
Đến ngày thứ 3 hay thứ 4 thì ta mới bắt đầu quá trình thu hồi CO
2
. Áp suất cài
đặt cho tank trong lên men chính là 0.5 bar.
- Khi quá trình lên men chính kết thúc ( ngày thứ 5 hay thứ 6 ) thì ta bắt
đầu hạ nhiệt độ ở đáy côn xuống 2oC để nấm men lắng xuống đáy côn và
tiến hành xả bỏ lớp men chết màu vàng nâu ở dưới cùng.
- Sau đó ta mới bơm thu hồi lớp nấm men khỏe màu trắng về để tái sử
dụng. Khi tiến hành thu hồi men thì đồng thời khí CO
2
cũng được bơm vào để
hỗ trợ với bơm đẩy men đi, do men thu được ở tank_outdoor có độ đậm đặc
rất cao so với men thu được từ thùng lên men chính cổ điển. Đến ngày hôm
sau, ta tiếp tục xả bỏ lớp nấm men còn sót lại ở phía trên cùng. Đây là lớp
men yếu và có cả protein kết lắng theo. Kế đó, ta mới tiến hành bơm bia non
về thùng lên men phụ để tiếp tục quá trình lên men phụ và tàng trữ bia.
V. Lên men phụ.
1. Mục đích.
- Đây là giai đoạn rất quan trọng vì trong giai đoạn này sẽ diễn ra sự lắng
trong nhờ hạ nhiệt độ từ quá trình lên men chính sang lên men phụ. Ở nhiệt

men phụ ta sẽ duy trì nhiệt độ của dòch bia non trong thời gian lên men phụ là
khoảng 0 – 2
o
C.
- Ta duy trì ở nhiệt độ 0 - 2
o
C không bằng tác nhân lạnh như ở bia trong
quá trình lên men chính mà bằng cách tác động của nhiệt độ phòng. Do đó
nhiệt độ của phòng lên men phụ cũng rất thấp, khoảng 0 -2
0
C.
- Thời gian lên men phụ có thể kéo dài từ 12 – 40 ngày.
- Sau khi lên men phụ, bia sẽ được lấy mẫu đem đến phòng kỹ thuật công
nghệ kiểm tra các chỉ tiêu về vi sinh, chỉ tiêu về hóa lý để quyết đònh xem đã
lọc được chưa. Các chỉ tiêu hóa lý cần được kiểm tra như sau :
• Độ balling: đối với mỗi loại bia khác nhau thì yêu cầu sẽ khác nhau
và sẽ được đo bằng máy.
• Độ trong: thực hiện bằng máy.
• Độ màu: thực hiện bằng máy.
• pH: pH yêu cầu là 4,1 – 4,3.
 Trước khi kiểm tra các chỉ tiêu trên ta phải lọc bia để loại đi khí
CO
2
rồi mới tiến hành kiểm tra.
Khi mẫu bia lên men phụ được kiểm tra các chỉ tiêu trên đạt yêu cầu thì
sẽ được bơm sang phòng lọc để chuẩn bò lọc bia.
 Nếu pH của mẫu bia nào cao hơn yêu cầu thì sẽ được pha với thùng
bia có mẫu kiểm tra pH thấp để thu được bia có pH đạt yêu cầu. Ngược lại
thùng bia có mẫu pH thấp thì sẽ được pha với thùng bia có mẫu pH cao.
 Độ trong, độ màu, dộ đục hay độ balling không đạt yêu cầu thì tùy

C trong thiếi bò làm lạnh bằng glycol. Đồng thời, khí
CO
2
cũng được sục vào với mục đích loại hết lượng khí oxy còn sót lại trong
nước tránh hiện tượng oxy hóa bia.
- Nước trước khi được gia nhiệt lên 72
o
C thì đóng vai trò làm tác nhân giải
nhiệt cho nước sau khi đã được đuổi khí (ở giai đoạn trước khi làm lạnh bằng
glycol) nhằm tiết kiệm năng lượng.
VII. Làm lạnh.
1. Mục đích.
- Mặc dù quá trình lọc bia được thực hiện trong thiết bò hoàn toàn kín,
nhưng cũng khó tránh khỏi hiện tượng tổn thất khí CO
2
trong khi lọc. Do đó
trước khi lọc bia, ta phải qua giai đoạn làm lạnh để đưa bia xuống nhiệt độ là
0 - 2
o
C để giảm mức độ thất thoát CO
2
đến mức tối thiểu. Mặt khác giải pháp
này cũng tạo cho bia điều kiện gây đục ở nhiệt độ thấp, có như vậy thì sau
này hiện tượng đó sẽ không bò lập lại trong quá trình bảo quản.
2. Phương pháp thực hiện.
- Bia sau khi đã được pha đến nồng độ yêu cầu thì sẽ được bơm sang máy
làm lạnh một cấp để hạ xuống nhiệt độ 0 – 2
o
C . Tác nhân giải nhiệt được
dùng là glycol có nhiệt độ khoảng -10

bia trong đã lọc.
- Nguyên nhân ta phải Dosing trong suốt quá trình lọc: trong thời gian ta
lọc, lớp tế bào nấm men được giữ lại trên lớp áo lọc sẽ tạo thành lớp màng
nhớt bao phủ phía ngoài bề mặt lọc làm ngăn cản sự thẩm thấu bia vào bên
trong, tăng thời gian lọc. Do đó mục đích của quá trình Dosing là tạo ra lớp
màng xốp giúp cho bia thẩm thấu tốt hơn, bơm lọc không tăng áp suất nhanh.
- Tốc độ lọc là 280 – 340 hl / h.
- Áp suất vào lọc là 1.8 – 6 bar, có khi lên đến 7 bar.
- Áp suất ra lọc là 1.8 – 2.4 bar.
- Khi áp suất lọc tăng cao thì ta ngừng Dosing vì lúc đó máy có thể bò
nghẹt, nếu ta Dosing tiếp sẽ không có tác dụng tốt mà còn hao bột, lượng bia
lọc được lại ít. Áp suất tăng có thể do nhiều nguyên nhân, thường là do bia
lên men chưa đạt, còn nhiều tế bào nấm men chưa kết lắng làm cho bia có độ
đục rất cao, cũng có khi là do công nhân vận hành máy đóng mở sai van.
- Bột trợ lọc sau mỗi mẻ lọc sẽ tháo bỏ ra cống, không dùng lại.
IX. Lọc cấp 2 (lọc ổn đònh)
1. Mục đích.
- Bia sau khi qua lọc cấp 1 mặc dù đã đạt được độ trong cần thiết nhưng
thời gian bảo quản chỉ kéo dài được khoảng 1 tháng do trong bia còn sót lại
các phân tử polyphenol mà bột diatomite không giữ lại được, các tế bào nấm
men lọt qua, các hạt hòa tan dạng keo. Các thành phần này sẽ tồn tại và tiếp
tục xảy ra các biến đổi trong bia thành phẩm làm giảm đi độ bền hóa lý, độ
bền sinh học của bia. Do vậy, lọc cấp 2 là để loại đi các tạp chất này, kéo dài
thời gian bảo quản bia từ 6 tháng đến 1 năm.
- Bia được xử lý bằng polyamite thường có độ bền cao đối với các hiện
tượng vẩn đục khi đưa xuống nhiệt độ thấp lúc tiêu thụ.
2. Phương pháp thực hiện :
- Bia đi ra từ thiết bò lọc ống sẽ được bơm dẫn đến thiết bò lọc đóa. Đối với
cấp lọc này ta sử dung bột trợ lọc PVPP (polyvinylpyrolblidone). Đây là loại
bột thuộc họ polyamite. Nó có tính chất đặc biệt là hấp phụ một cách có chọn

2
.
1. Mục đích :
- Khí CO2 có trong bia là do quá qrình lên men rượu. Tuy lượng CO
2
vẫn
có trong bia, nhưng trong thực tế sản xuất, bia sau quá trình lên men đến khi
chiết chai còn phải qua nhiều quá trình xử lý khác, nên không thể tránh khỏi
việc thất thoát và giảm hàm lượng CO
2
trên đường vận chuyển đi. Nhất là sau
quá trình lọc bia, CO
2
bò thất thoát khá nhiều nên ta phải bão hòa CO
2
đến
nồng độ cần thiết.
- Ngoài ra việc bão hòa đầy đủ CO
2
còn có tác dụng làm tăng độ bền cho
bia trong thời gian bảo quản.
2. Phương pháp thực hiện :
- Bia trong đi ra từ máy lọc chỉ sẽ được bơm tới thiết bò PT2 để bão hòa
CO
2
. Đồng thời CO
2
cũng sẽ được dẫn vào trong thiết bò để hòa vào bia. Bia
đã được hòa CO
2

nhiễm vi khuẩn gây bệnh thì mới được chuyển xuống phân xưởng chiết rót
để đóng chai, lon. Trường hợp không đạt yêu cầu thì sẽ có biện pháp xử lý
thích hợp tương ứng với nó.
XII. Vệ sinh thiết bò :
1. Bâc ( thùng lắng cặn nóng), thùng lên men chính, thùng lên men phụ,
và thùng bia TBF.
- Sau mỗi lần giải nhiệt hết một bâc thì vệ sinh bằng nước thường để xả
bỏ các cặn lớn hoa houblon lắng ở giữa đáy thùng.
- Mỗi thứ hai đầu tuần thì tẩy rửa lại bằng NaOH 2 – 2.5 %. Ngoài ra,
nhân viên phải vào trong thùng để cọ rửa dòch nha bám vào bâc.
- Đối với các thùng lên men thì chế độ vệ sinh cũng tương tự như bâc.
2. Thiết bò giải nhiệt
- Giải nhiệt xong một mẻ sẽ vệ sinh máy bằng dung dòch septacid 0.7%
một lần.
- Thứ hai đầu tuần, nhân viên phòng APV (phòng tiếp nhận nước nha) sẽ
tháo máy ra để vệ sinh bề mặt giải nhiệt bên trong bằng dung dòch NaOH nồng
độ 2.0 – 2.5% để tránh cặn bám trên bề mặt các tấm plage giải nhiệt làm giảm
khả năng giải nhiệt của chúng. Đồng thời kiểm tra ron ở đầu mỗi ống có mòn

Trích đoạn Sân phơi bùn

---