Kiểm soát quy trình SX bia GVHD: TRẦN THỊ MAI ANH
NỘI DUNG CHÍNH
1. Lời mở đầu:
Bia là một loại thức uống giải khát giàu dinh dưỡng, được ưa chuộng khắp thế
giới. Ở Việt Nam hiện nay, bia đã trở thành một loại thức uống phổ biến, dần dần
chiếm một thị phần lớn trên thị trường nước uống. Điều này làm cho ngành công
nghệ thực phẩm nói chung, ngành công nghệ sản xuất bia nói riêng có những bước
phát triển mạnh mẽ. Nhiều nhà máy và các cơ sở sản xuất bia với quy mô khác nhau
được thành lập góp phần làm tăng sản lượng và đa dạng hoá các sản phẩm bia. Tuy
nhiên, điều này cũng dẫn đến việc cạnh tranh giữa các nhà sản xuất, đòi hỏi họ phải
cải tiến chất lượng bia và giá cả phải phù hợp.
Để thành công về phương diện thương mại, nhà máy sản xuất bia cần đạt tiêu
chuẩn thế giới về chất lượng và hiệu quả sản xuất. Muốn đạt được tiêu chuẩn về chất
lượng, ngoài công nghệ hiện đại thì quá trình kiểm soát từ khâu lựa chọn nguyên liệu
đến khâu sản xuất, thành phẩm là một việc rất quan trọng. Kiểm soát quá trình là
nhân tố quan trọng quyết định đến hiệu quả sản xuất, chất lượng bia thành phẩm. Vì
những lý do này nên nhóm em đã chọn đề tài “Kiểm soát quy trình trong công nghệ
sản xuất bia” nhằm giúp mọi người hiểu rõ về các yếu tố cần kiểm soát trong quá
trình sản xuất để có một mẻ bia đạt tiêu chuẩn chất lượng.
2. Sự hoạt động của nhà máy:
Nhà máy muốn hoạt động lâu dài phải có quy trình sản xuất thích hợp, làm sao cân
đối các thành phần thích hợp của dịch đường, hiệu quả sử dụng nguyên liệu là lớn
nhất, tốn ít năng lượng nhất. Do vậy mỗi đơn vị của nhà máy sẽ phải cân nhắc và đưa
ra các quá trình sản xuất cụ thể, đặc trưng, nhưng dựa trên cơ sở là cung cấp sản
phẩm có chất lượng cao nhất đến khách hàng.
Thành phần chính xác của dịch đường ở nhà máy bia là yếu tố cần thiết cho sự phát
triển men và sự lên men tạo rượu, CO
2
, sự lên men nhận mùi thơm. Dịch đường sẽ có
màu sắc, bọt, hương vị của malt, thế liệu, houblon, nước.
Thành phần cuối của dịch đường được giới hạn trước bằng cách xác định lượng

hạt sẽ mất đi 15-16% thủy phần. Sau đó, ta làm già và chín chúng trong tháp xilo
hoặc các vựa chảy. Các tháp xilo được chế tạo để hạt đại mạch chuyển động và
chúng ta cung cấp oxy bằng một hệ thống hiếu khí. Hạt đại mạch trong khi hô hấp sẽ
giải phóng nước và nhiệt, chúng cần được tháo ra bởi vì có thể cản trở sự chín già của
hạt đại mạch và lại gây ra sự nảy mầm quá mức cần thiết.
Các hạt đại mạch tiếp tục được cọ sạch và chuyển qua hệ thống rây nhằm rũ hết vật
bẩn nhờ các cánh quạt.
[4]
Mục đích quá trình là để nhà máy hiệu chỉnh lượng malt và thế liệu cho nguyên liệu
sản xuất với điều kiện phân bổ kích thước mẫu tốt nhất để tạo dịch đường có năng
suất cao. Những hoạt động chủ yếu để điều chỉnh nguyên liệu như sau:
4.1. Làm sạch malt
Người ta tách bỏ rễ khỏi malt. Điều này được thực hiện dễ dàng khi hạt vẫn còn
nóng. Sau đó, ta để nguyên trong 2-3 tuần (làm già hạt malt) trước khi đem đi nấu.
NHÓM 6 – ĐHTP3
3
Kiểm soát quy trình SX bia GVHD: TRẦN THỊ MAI ANH
Từ 100 kg đại mạch ban đầu thu được 75 kg malt. Tỷ lệ này có thể thay đổi phụ
thuộc chính vào sự mất nước và khối lượng phần rễ loại bỏ.
[2]
Nếu không dùng malt từ lúa mạch, cần có một thiết bị hút bụi (không khí) để loại bỏ
những tạp chất như gỗ, xơ, những hạt giống, rơm, cát. Thiết bị Destoner (thiết bị
chọn lọc) loại bỏ những tạp chất có kích thước lớn hơn hạt malt vì chúng có thể ảnh
hưởng đến quá trình nghiền. Những thanh nam châm vĩnh cửu được đặt ở các vị trí
chủ yếu để hút kim loại còn sót trong malt, tránh làm hư hỏng máy nghiền và bất cứ
tia lửa nào phát ra cũng sẽ gây nguy hiểm. Việc loại bỏ đều đặn các tạp chất khác
nhau là cần thiết đề tối thiểu hóa nguy cơ cháy nổ và sâu hại tấn công.
4.2. Cân malt
Malt sẽ được cân liên tục vào ống của thiết bị điện tử hoặc vào máy cân hoặc nó sẽ
được đo từng mẻ riêng biệt.

4.5. Tách bụi và ngăn chặn hiện tượng nổ do bụi
Hiện tượng nổ do bụi là một mối nguy luôn xảy ra và không bao giờ được đánh giá
thấp. Ở nhiều nước, tháp malt sẽ được phân loại như là vùng nguy hiểm trong quá
trình kiểm soát.
Bất cứ rủi ro nào do không làm đúng nguyên tắc chắc chắn sẽ dẫn đến việc sa thải
công nhân nấu bia. Trách nhiệm nặng nề này có thể được tóm tắt như sau :
1. Ngăn chặn sự tích luỹ các nguyên liệu dễ cháy: điều này sẽ đạt được
nếu thiết kế tốt hệ thống tách bụi (cyclones/thiết bị lọc bụi), tách bụi khi nó
được tạo ra trong mỗi quy trình hoặc được thải ra từ băng chuyền hay máy
nâng. Quá trình sản xuất malt sẽ được phối hợp chặt chẽ để tạm ngưng hoạt
động nếu hệ thống tách bui không hoạt động. Các công trình và thiết bị nên
được thiết kế không có phần rìa để tránh tích luỹ bụi. Việc quản lí chặt chẽ là
cần thiết để ngăn chặn bất cứ sự tích tụ bụi và các nguyên liệu dễ cháy.
2. Tránh bất cứ các nguồn lửa: Cần phải tách đá và các vật cứng khác
trong malt (màng /destoner) và những tạp chất có chứa sắt (nam châm) trước
khi cho malt vào máy nghiền để tránh phát ra tia lửa. Tránh làm các bề mặt
nóng lên và cần phải giám sát tốc độ quay của các trục để tránh sự tăng nhiệt
độ bất thường hoặc rung động quá mức. Các băng chuyền và máy nâng cần
được giám sát để hoạt động với tốc độ chính xác và không tắc nghẽn. Tất cả
các thiết bị phải được nối đất để tránh sự tích tụ tĩnh điện.
3. Kiểm soát hiện tượng nổ: tất cả các điểm có nguy cơ nổ nên được lắp
những ống thông khí để tránh hiện tượng nổ gây nguy hiểm cho công nhân và
làm hư tháp malt. Trong trường hợp bị nổ, cần có thiết bị cảnh báo để hệ
thống ngưng hoạt động một cách an toàn.
4.6. Kiểm soát kho và silo chứa malt
Phần lớn malt sẽ được chuyển từng lô 20 tấn vào silo, khoảng 200 tấn cho 2 ngày sản
xuất. Trong sản xuất tự động cần có các phần tử cảm biến để biết khi nào hết malt và
NHÓM 6 – ĐHTP3
5
Kiểm soát quy trình SX bia GVHD: TRẦN THỊ MAI ANH

7
Kiểm soát quy trình SX bia GVHD: TRẦN THỊ MAI ANH
động của enzym để đạt được thành phần dịch cháo theo yêu cầu. Thành phần của
dịch cháo rất quan trọng đối với chất lượng sản phẩm nhưng quá trình kiểm soát
thường gặp khó khăn.
Tính chất của dịch cháo (màu sắc, pH) đã được xác định trước trong quá trình
chọn nguyên liệu và nước để sản xuất bia. Tuy nhiên, điều kiện dịch hoá có thể ảnh
hưởng đến sự biến tính của enzym, đặc biệt là carbonhydrat và protein.
Theo lý thuyết, thùng dịch hoá sẽ được lắp những phần tử cảm biến để trực
tiếp đo sự biến đổi của phản ứng enzym và kiểm soát thành phần cuối của dịch
đường hoá. Nhưng do trong dịch cháo có một số chất ăn mòn nên những phần tử này
không được sử dụng. Thay vào đó, chúng ta phải đo từng thông số độc lập. Cách
kiểm tra đơn giản là dựa vào phản ứng giữa tinh bột và iod, phản ứng này dùng để
xác định lượng tinh bột đã chuyển hoá thành gelatin, đã hồ hoá và đường hoá, nhưng
cách phân tích trong phòng thí nghiệm này phức tạp và cần phải biết tỉ số giữa
dextrin không lên men và đường lên men. Tương tự, tổng lượng nitơ hoà tan của dịch
đường hoá và tỉ lệ các thành phần khác (protein, polypeptid, acid amin) cũng không
thể đo trực tiếp được.
Trạng thái đặc của dịch cháo, pH, thành phần muối cũng ảnh hưởng đến phản
ứng enzym nhưng với một công thức cho trước thì các yếu tố này có thể kiểm soát
được. Vì thế yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến việc kiểm soát trực tiếp quá trình là nhiệt
độ.
Trách nhiệm của công nhân nấu bia là phải biết rõ chất lượng malt, thành phần
nước sản xuất bia, kiểm soát quy trình cẩn thận, chẳng hạn như, lập tức đo màu sắc
dịch đường hoá sau khi dịch hoá và kiểm tra malt nghiền cho mẻ bia kế tiếp. Điều
này không chỉ đảm bảo cho màu sắc bia được đồng nhất mà còn giúp cho việc lựa
chọn malt có chất lượng cao để sản xuất ra 1 mẻ bia tốt. Ngoài ra phân tích hàm
lượng muối và mùi vị nước sản xuất bia trong những tank chứa nước sẽ tránh được
sự ô nhiễm từ nguồn cung cấp nước hoặc nhiễm bẫn ở nhà máy bia.
NHÓM 6 – ĐHTP3

10
Kiểm soát quy trình SX bia GVHD: TRẦN THỊ MAI ANH
Nếu sử dụng máy trộn có hiệu quả, ta sẽ thu được dịch cháo đồng nhất. Để dịch cháo
đồng nhất hoàn toàn thì máy trộn cần có vận tốc nhỏ (<2,5m/s). Nếu dịch cháo không
đồng nhất sẽ gây ra sự bay hơi của những phần tử có khối lượng phân tử cao và làm
protein đông đặc lại. Điều này làm chậm sự tách dịch cháo và làm giảm tính thấm của
lớp hạt.
5.4. Nhiệt lượng dịch hoá
Nhiệt lượng này được tính theo công thức:
Q = U * A* ∆T
U : hệ số trao đổi nhiệt
A : diện tích bề mặt trao đổi nhiệt
∆T: chênh lệch nhiệt độ
U được quy định tuỳ thuộc vào vật liệu chế tạo và độ dày của thiết bị. Tuy
nhiên, U sẽ bị giảm nếu thiết bị bị tắc nghẽn và cần phải được làm sạch. Diện tích
trao đổi nhiệt cũng ảnh hưởng đến nhiệt lượng trong quá trình này. Áp suất hơi và
nhiệt độ của thiết bị thường được xác định trước nhưng sự có mặt của không khí sẽ
làm cho nhiệt độ giảm xuống và làm giảm ∆T. Sử dụng hơi nước có nhiệt độ 144
0
C
tại áp suất 3 bar cung cấp cho các ống truyền nhiệt hoặc các tấm nhiệt sẽ gây cháy
lớp dịch cháo đứng yên trên bề mặt của chúng và bất cứ sự tắc nghẽn nào cũng sẽ
làm hệ số trao đổi nhiệt và tốc độ đun nóng giảm đột ngột.
Dịch cháo cần có đủ vận tốc để chảy sang bề mặt thiết bị truyền nhiệt để phân
tán nhiệt lượng ra, tránh hiện tượng quá nhiệt cục bộ và dịch cháo cũng cần được
khuấy trộn để đảm bảo nhiệt độ phân phối đồng nhất khắp nồi nấu.
Ngoài ra, cần đảm bảo máy khuấy trộn hoạt động chính xác. Người ta thường
sử dụng một đầu dò gắn trên bề mặt truyền nhiệt hoặc một màng chắn có phát tín
hiệu dưới đáy nồi để đảm bảo máy khuấy hoạt động tốt. Trước khi cho dịch vào trong
thùng, cần vệ sinh thiết bị để làm sạch bề mặt, đảm bảo không có sản phẩm dư, nếu

NHÓM 6 – ĐHTP3
12
Kiểm soát quy trình SX bia GVHD: TRẦN THỊ MAI ANH
Tỉ trọng của dịch cháo cũng ảnh hưởng đến việc xác định chiều cao mực chất lỏng
trong nồi. Tỉ trọng này phụ thuộc vào lượng malt và nước đã sử dụng. Nếu tỉ lệ này
thay đổi sẽ làm sai lệch giá trị mực chất lỏng đo được.
Kích thước nồi nấu phải được xác định chính xác vì nó ảnh hưởng đến quá trình tính
toán chiều cao mực chất lỏng.
Trong quá trình gia nhiệt, máy khuấy làm việc liên tục với vận tốc cao để đảm bảo
truyền nhiệt tốt. Tốc độ máy khuấy thay đổi chiều cao mực chất lỏng. Khuấy nhanh
chiều cao mực chất lỏng thấp hơn so với khuấy chậm (H11.9). Với máy khuấy vận
tốc cao, chiều cao dịch cháo thấp cho quá trình gia nhiệt, thiết bị truyền tín hiệu cho
lớp áo giải nhiệt hạ nhiệt độ nồi nấu xuống để đảm bảo an toàn. Nhưng ta thấy dịch
cháo trong trường hợp này vẫn có thể không cần giảm nhiệt độ.
Dựa vào giá trị đầu dò, ta xác định thời điểm dừng cung cấp hơi đốt cho nồi nấu, xác
định mức độ hoạt động an toàn (còi báo hiệu khi mực chất lỏng quá cao) và xác định
NHÓM 6 – ĐHTP3
13
Kiểm soát quy trình SX bia GVHD: TRẦN THỊ MAI ANH
độ rỗng của nồi nấu (điều chỉnh lượng sản phẩm đi ra). Tuy nhiên, do tính chất nhớt
của dịch cháo ảnh hưởng đến độ nhạy của đầu dò. Vì vậy ta cần vệ sinh đầu dò sau
mỗi ca sản xuất để giữ cho bề mặt đầu dò sạch.
Thiết bị cảm ứng chuyển động có thể xác định sự có mặt của chất lỏng tại một điểm.
Thiết bị này đặt ở thành nồi nấu. Nó có 2 đầu dò ngập trong dịch cháo. Dựa vào tính
hiệu điện từ đầu dò xác định có chất lỏng tại vị trí đó. Ta cần chú ý sự đóng cặn ở
thành nồi nấu sẽ che lấp đầu dò và làm xuất hiện tính hiệu sai.
5.7. Hiệu quả của quá trình
Xác định độ nhớt của dịch đường ta có thể suy ra hiệu suất của quá trình đường hoá
(trong phòng thí nghiệm). Malt được nghiền trục thì hiệu suất nghiền 100%, còn
nghiền bằng búa là 103%. Trong phòng thí nghiệm, malt được nghiền bằng trục có