Công nghệ sản xuất bia - Chuyên đề Lên men bia

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
š¯›
BÀI TIỂU LUẬN
MÔN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
Chuyên đề: “LÊN MEN BIA”
	GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
	SVTH: NGUYỄN THỊ KIM NGÂN 	3005080167
	NGUYỄN THỊ DIỄM THÚY 	3005080415
	NGUYỄN THỊ THÚY VI	3005080199
	NGUYỄN VĂN TÀI	3005080185
TP.HCM, Ngày 25/03/2010.
MỤC LỤC
	TRANG
CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ LÊN MEN BIA	3
1.1 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BIA	3
1.2 CÔNG NGHỆ LÊN MEN BIA
1.2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA	4
1.2.2 SINH TỔNG HỢP CÁC SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA	4
1.2.2.1 SINH TỔNG HỢP CÁC SẢN PHẨM CHÍNH CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA RƯỢU + CO2	6 
1.2.2.2 SINH TỔNG HỢP CÁC SẢN PHẨM BẬC HAI (SẢN PHẨM PHỤ)	11
1.2.2.2.1 GLYXERIN	11
1.2.2.2.2 RƯỢU BẬC CAO	12
1.2.2.2.3 ACID HỮU CƠ	12
1.2.2.2.4 ESTER VÀ ALDEHID	13
1.2.2.2.5 AXETOIN, DIAXETYL VÀ 2,3 BUTANODIOL	14
1.2.2.2.6 HYDROSUNFUA (SH2) VÀ MERCAPTAN	15
1.2.3 HỆ ENZYME XÚC TÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA VÀ NẤM MEN GIỐNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA	16
1.2.3.1 HỆ ENZYME XÚC TÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA	16
1.2.3.1.1 ALDOLAZA	16
1.2.3.1.2 TRIOZOPHOSPHATDEHYDROGENAZA	16
1.2.3.1.3 PHOSPHOGLYXEROMUTAZA	16
1.2.3.1.4 ENOLAZA	16
1.2.3.1.5 CACBOXYLAZA	17
1.2.3.2 NẤM MEN GIỐNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA	17
1.2.3.2.1 CHẤT LƯỢNG CỦA NẤM MEN SẢN XUẤT	17
1.2.3.2.2 CÁC CHỦNG NẤM MEN BIA SỬ DỤNG	17
1.2.3.2.3 QUÁ TRÌNH CHUẨN BỊ GIỐNG	19
CHƯƠNG II: KỸ THUẬT LÊN MEN BIA	21
2.1 ĐỊNH NGHĨA LÊN MEN BIA	21
2.2 MỤC ĐÍCH LÊN MEN	21
2.3 YÊU CẦU CỦA DỊCH LÊN MEN BIA	21
2.4 CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA	21
2.4.1 QUÁ TRÌNH SINH LÍ	21
2.4.2 QUÁ TRÌNH SINH HÓA	21
2.4.3 QUÁ TRÌNH HÓA LÍ	22
2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BIA	23
2.5.1 PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN CỔ ĐIỂN 	23
2.5.1.1 PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN DỊCH ĐƯỜNG CÓ NỒNG ĐỘ CAO	25
2.5.1.2 LÊN MEN CHÌM, GIÁN ĐOẠN TRONG THIẾT BỊ HỞ	26
2.5.1.3 LÊN MEN NỔI	28
2.5.1.4 LÊN MEN LÊN MEN TRONG THIẾT BỊ KẾT HỢP VỚI THU HỒI CO2	28
2.5.2 PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN HIỆN ĐẠI	29
2.5.2.1 CÔNG NGHỆ LÊN MEN MỘT PHA	29
2.5.2.2 PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN LIÊN TỤC	30
2.5.2.3 LÊN MEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÁN LIÊN TỤC	31
2.6 CÁC YẾU TÓ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN	32
2.6.1 CHẤT LƯỢNG CỦA NẤM MEN SẢN XUẤT	32
2.6.2 NẤM MEN GIEO CẤY BAN ĐẦU	33
2.6.3 NỒNG ĐỘ CHẤT HÀO TAN CỦA DỊCH ĐƯỜNG HOUBLON HÓA	33
2.6.4 NHIỆT ĐỘ CỦA DỊCH LÊN MEN	34
2.6.5 ÁP SUẤT BỀ MẶT	34
2.6.6 HÀM LƯỢNG O2 VÀ THẾ OXY HÓA – KHỬ	35
2.6.7 CƯỜNG ĐỘ KHUẤY ĐẢO CỦA DỊCH LÊN MEN	36
2.6.8 NỒNG ĐỘ CỦA SẢN PHẨM LÊN MEN	36
CHƯƠNG III: THIẾT BỊ VÀ MẶT BẰNG LÊN MEN	36
3.1 THIẾT BỊ VÀ MẶT BẰNG LÊN MEN CHÍNH	36
3.1.1 THIẾT BỊ LÊN MEN	36
3.1.2 LÀM LẠNH VÀ THÔNG GIÓ MẶT MẶT BẰNG LÊN MEN	38
3.2 MẶT BẰNG VÀ THIẾT BỊ LÊN MEN PHỤ	40
3.2.1 MẶT BẰNG LÊN MEN PHỤ	40
3.2.2 THIẾT BỊ LÊN MEN PHỤ	40
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN	49
MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với tốc độ hóa đô thị và công nghiệp hóa của đất nước, nghành công nghệ thực phẩm đã và đang đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Đóng vai trò chủ lực trong đó có lĩnh vực chế biến đồ uống.
Bia – nói một cách tổng thể là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men.
Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzim khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzim kích thích tiêu hóa amylaza.
Được sản xuất từ các nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 khá cao (4 – 5g/l) giúp con người giải khát một cách triệt để khi ta uống.
Nước ta nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới có ưu điểm là thị trường giải khát lớn. Mặt khác, các nhà sản xuất bia lon xuất khẩu không nhiều. Do chính sách mở cửa của nhà nước các thương hiệu bia nước ngoài tràn ngập vào thị trường Việt Nam tạo ra sức cạnh tranh rất lớn. Vì vậy, nước ta cần tạo ra một loại bia có chất lượng cao và giá thành sản phẩm ổn định, đẩy mạnh xuất khẩu.
Để tạo ra được bia đạt chất lượng thu hút sự quan tâm của nhiều người thì quá trình lên men bia là một trong những nhân tố quan trọng. Chất lượng của bia được xem như là kết quả từ các quá trình hoạt động của nấm men. Vì thế, để có được bia chất lượng đáp ứng được nhu cầu người tiêu dùng thì đây cũng là vấn đề của nhiều nhà sản xuất kinh doanh cũng như những người học công nghệ. Sau đây là phần tìm hiểu thông tin chi tiết về công nghệ sản xuất bia nói chung cũng như quá trình lên men bia nói riêng.
Trong quá trình tìm hiểu và thu nhận thông tin chắc chắn sẽ không tránh khỏi được những sai sót. Do đó, nhóm sinh viên chúng em mong nhận được những ý kiến đóng góp của Cô để có thể hoàn thiện đề tài tiểu luận về: “ lên men bia”. 
CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ LÊN MEN BIA
GIỚI THIỆU DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA:
CÔNG NGHỆ LÊN MEN BIA:
CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA:
Khi tiến hành lên men dịch đường houblon hóa,một lượng lớn cơ chất ,chủ yếu là đường và dextrin bậc thấp bị nấm men hấp thụ để tạo thành rượu etylic, khí CO2 và các sản phẩm phụ. Ngoài các gluxit bị tác động mạnh,các thành phần khác của dịch đường cũng chịu những sự thay đổi lớn. Một phần trong đó bị nấm men đồng hoá và bị biến đổi thành những hợp chất khác nhau ,còn một số khác thì chuyển đổi thành trạng thái không hoà tan và bị tách ra ngoài dưới dạng kết lắng. Tất cả những điều đó dẫn đến một sự thay đổi lớn về lượng và biến đổi sâu sắc về chất trong các cấu tử hợp thành chất hoà tan của dịch đường.
Ta thấy rằng hàm lượng chất hoà tan trong bia là thấp hơn so với dịch đường houblon hóa .Nguyên nhân của việc giảm này là từ ba lý do sau:
Do nấm men tiêu tốn một phần để cung cấp năng lượng cho việc phát triển sinh khối.
Do một số sản phẩm tạo thành là hợp chất dễ bay hơi
Do một phần bị kết lắng.
Tổng lượng chất hoà tan đã bị tiêu hao trong thời gian lên men chính (kể cả phần tiêu hao do kết lắng) gọi là chất chiết đã lên men. Khối lượng chất chiết đã lên men biểu thị bằng phần trăm so với lượng chất hoà tan ban đầu của dịch đường,gọi là mức độ lên men hay độ lên men. Một phần chất hoà tan ban đầu của dịch đường houblôn hoá tồn tại trong bia như là một cấu tử hợp thành chất hoà tan của nó,gọi là chất chiết không lên men hay chất khô sót.
Trong thành phần của chất hoà tan ban đầu của dịch đường nấm men có thể hấp thụ được một phần rất lớn, phần đó được gọi là chất chiết có khả năng lên men, phần còn lại nấm men không có khả năng hấp thụ gọi là chất chiết không lên men. Khối lượng của chất chiết có khả năng lên men biểu thị bằng phần trăm theo lượng chất chiết ban đầu của dịch đường houblon hóa,gọi là độ lên men cuối cùng.
	Độ lên men và độ lên men cuối cùng của các loại bia khác nhau dao động trong những khoảng rất lớn. Đây là những chỉ số cơ bản và đặc trưng cho chủng loại và chất lượng của bia. Những chỉ số này có thể điều chỉnh được thông qua việc điều khiển các quá trình hoá sinh ở giai đoạn sản xuất dịch đường.
Về lý thuyết thì toàn bộ lượng chất chiết có khả năng lên men,có thể sẽ được lên men hoàn toàn. Lúc đó độ lên men sẽ có gía trị bằng độ lên men cuối cùng. Nhưng trong thực tế sản xuất, không bao giờ độ lên men của một dịch đường lại có thể đạt đến độ lên men cuối cùng của nó.Vấn đề ở đây là hoàn thiện chu trình lên men,xác định được các điều kiện ở mức tối ưu với mục đích cao nhất là giảm đến mức thấp nhất sự sai lệch giữa hai chỉ số độ lên men đó. Và đây là một trong những tiền đề quan trọng nhất để thu nhận được các loại bia có độ bền sinh học cao.
Ở những nhà máy sản xuất bia theo phuơng pháp cổ điển, quá trình lên men được thực hiện trong các thùng hoặc các bể dạng hở. Trong điều kiện như vậy, không phụ thuộc là nhiệt độ cao hay thấp thì một lượng CO2 đáng kể cần thiết cho bia đã bị bay ra ngoài. Nghĩa là sau khi lên men chính hàm luợng CO2 ở trong bia non chưa đạt mức bão hoà cần thiết. Thực tế đó đã buộc các nhà công nghệ phải đình chỉ quá trình lên men chính khi mà trong dịch lên men đó (bia non) còn một lượng đáng kể các chất hoà tan,mà nấm men có thể hấp thụ được ở điều kiện đó để chuyển chúng sang một điều kiện khác: lên men trong các thùng kín ở nhiệt độ thấp hơn. Đây chính là giai đoạn hai của quá trình lên men:l ên men phụ. Lên men phụ thực chất là quá trình lên men chính nhưng với tốc độ lên men thấp hơn nhiều so với giai đoạn đầu.
Bình thường thì hàm lượng CO2 ở trong bia thành phẩm phải đạt ít nhất là 0.35% khối lượng . Con số này ở trong bia non sau khi lên men chính kết thúc là khoảng 0.15-0.2%. Như luợng CO2 thiếu hụt đi ít nhất là 0.2% . Để bù vào lượng đó cần thiết phải lên men tiếp 0.4% cơ chất nhưng vì trong quá trình bơm chuyển bia non từ khu vực lên men chính sang mặt bằng lên men phụ một phần CO2 lại tiếp tục mất đi. Do đó từ 0.4% lượng cơ chất chắc chắn là không đủ lượng CO2 cần thiết. Hơn nữa, mức độ lên men như trên đã nói là không bao giờ đạt đến độ lên mên cuối cùng. Cho nên thời điểm đình chỉ quá trình lên men chính thích hợp nhất là khi hàm lượng chất chiết trong dịch lên men giảm xuống còn khoảng 30-35% so với lượng chất chiết ban đầu có như vậy trong giai đoạn lên men phụ,một lượng cơ chất 1-1.2% tiếp tục bị lên men thì may ra bù đủ lượng CO2 cần có .
 SINH TỔNG HỢP CÁC SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA:
 Sinh tổng hợp các sản phẩm chính (bậc 1)của quá trình lên men bia: rượu etylic + CO2:
Quá trình lên men rượu bao gồm 11 giai đoạn (11 phản ứng):
Phản ứng 1: Glucose được phosphoryl hóa ở C6 để cho sản phẩm glucose-6-P, nguồn phosphate là ATP
Phản ứng xảy ra được là do sự xúc tác của hexokinase với sự có mặt bắt buộc của Mg2+ . Hexokinase không những xúc tác sự phosphoryl hóa glucose mà còn xúc tác sự phosphoryl hóa các hexose khác như fructose, manose.
Phản ứng 2: Chuyển hóa glucose-6-P thành fructose-6-P
Enzyme phosphohexose isomerase xúc tác sự chuyển hóa đồng phân glucose-6-P thành fructose-6-P, biến một aldose thành một ketose.
Phản ứng 3: Phosphoryl hóa fructose-6-P thành fructose1,6 biphosphate
Phản ứng 4: Phân cắt Fructose 1,6 biphosphate 
Fructose1,6 biphosphate bị phân cách thành 2 phân tử triozophosphat cụ thể là aldehit 3 – phosphoglyxerinic và phosphodioxyaxeton. Phản ứng này được sự xác tác của enzim aldolase.
Phản ứng 5: Chuyển hóa nội phân tử triose phosphate
	Chỉ một trong hai triose phosphate là aldose: 3-P glyceraldehyde tham gia tiếp vào quá trình đường phân. Nhưng dihydroxyaceton-P có thể được chuyển hóa thành 3-P glyceraldehyde nhờ triose phosphate isomerase.
Phản ứng 6: Oxy hóa 3-P glyceraldehyde thành 1,3 biphosphoglycerate
 Xúc tác cho phản ứng này là enzyme 3-P glyceraldehyde dehydrogenase, có coenzyme NAD+, trong trung tâm hoạt động có nhóm –SH.
Phản ứng 7: Trong phản ứng này gốc phosphate cao năng của 1,3 biphosphoglycerate chuyển cho ADP để tạo ATP ( oxy hóa phosphoryl hóa mức cơ chất) và 3P glycerate
Phản ứng 8: Chuyển hóa 3P glycerate thành 2P glycerate
 (chuyển gốc P nội phân tử) nhờ enzyme phosphoglycerate mutase cần Mg2+ cho hoạt động của nó. Đây là phản ứng thuận nghịch:
Phản ứng 9: 2P glycerate bị loại nước để tạo thành phosphoenolpyruvate là phản ứng thuận nghịch được xúc tác bởi enzyme enolase.
Phản ứng 10: Chuyển nhóm phosphate từ phosphoenolpyruvate đến ADP, phản ứng được xúc tác bởi pyruvat kinase, để tạo ATP và pyruvate.
Pyruvat kinase bị kìm hãm bởi ATP, khi nồng độ ATP cao thì nó gây kìm hãm dị không gian. Ở động vật có xương sống pyruvat kinase có ít nhất 3 isozyme, hơi khác nhau trong phân bố ở các mô và trong việc đáp ứng đối với những chất điều hòa (modulator) .
Phản ứng 11: Chuyển hóa pyruvat thành rượu etylic:
Trong bước 1, pyruvate bị khử cacboxyl-hóa vốn được xúc tác bởi enzyme pyruvate decarboxylase, enzyme này cần Mg2+ và có coenzyme là TPP. Bước 2, acetaldehyde bị khử thành ethanol với NADH+H+ được tạo ra từ sự oxy hóa khử 3P glyceraldehyde.
Sinh tổng hợp các sản phẩm bậc hai (sản phẩm phụ):
Ngoài 2 sản phẩm chính là rượu etylic và khí cacbonic, trong quá trình lên men chính còn tao ra nhiều sản phẩm bậc hai hay còn gọi là sản phẩm phụ. Những sản phẩm này đều có vai trò quan trọng trong việc hình thành hương và vị của bia, mặc dù vai trò đó có thể là tích cực và cũng có thể là tiêu cực. Một số trong những sản phẩm bậc hai này là sản phẩm trung gian của quá trình chuyển hóa đường thành rượu, còn một số khác là kết quả của những biến đổi hóa sinh phức tạp của những cấu tử khác trong dịch đường khi chúng tham gia vào quá trình trao đổi năng lượng trong tế bào nấm men.
Glyxerin:
Nếu gọi glyxerin là sản phẩm bậc hai của quá trình lên men thì điều đó là hoàn toàn đúng. Nhưng nếu nói rằng glyxerin là sản phẩm chính thứ ba của quá trình trên thì cũng không sai. Ta hãy nhớ lại ở sơ đồEmbden-Meyerhor. Ở phản ứng thứ tư, sau khi tạo thành phosphodioxyaxeton, phản ứng có thể sẽ tiến triển theo chiều hướng khác nếu các yếu tố bên ngoài thay đổi . Từ hợp chất này dưới sự xúc tác của coenzim NAD+ sẽ tạo ra thành a-glyxerophosphat. Sau đó với sự có mặt của photphataza,glyxerin và axit phosphoric được tạo thành. Theo Pasteur thì lượng glyxein trong quá trình lên men có thể tích tụ đến 3 g/l.
Glyxerin là một cấu tử rất quý đối với bia, vì nó làm mềm vị và làm tăng thêm độ đậm đà cho sản phẩm. Glyxerin cũng có thể thu nhận được bằng con đường đề amin của axit glutamic
Rượu bậc cao:
Ở trong bia chứa các loại rượu bậc cao như: propylic izopropylic, butylic, izobutylic, amylic, izoamylic, và nhiều loại khác. Khối lượng của chúng dao động trong khoảng rộng từ 20 đến 95 mg/l nhưng thông thường là khoảng 50 đến 60 mg/l . Ở điều kiện lên men nổi hàm lượng rượu bậc cao lớn hơn lên men chìm do lên men ở nhiệt độ cao hơn. Trong các loại rượu bậc cao thì hàm lượng izoamylic cao nhất.
Từng loại rượu bậc cao đều tạo cho bia có hương, vị riêng biệt nhưng nhìn chung đó không phải là đặc trưng của bia mà chúng tạo cho khứu giác những cảm giác khó chiụ. Nói tóm lại các loại rượu bậc cao gây ảnh hưỏng tiêu cực đến chất lượng cảm quan của bia.
Cơ chế tạo thành rượu bậc cao đến hiện nay chưa được giải thích thỏa đáng do đó ta không đề cập đến nhiều.
Acid hữu cơ:
Axit hữu cơ là sản phẩm bậc hai thường trực của quá trình lên men rượu và quá trình trao đổi sinh dưỡng nitơ trong tế bào nấm men. Chúng cũng là sản phẩm của sự đồng lên men do vi khuẩn gây ra khi dịch đường houblon hoá bị nhiễm.
Axit lactic và axit xitric được tạo thành từ axit piruvic. Trong trường hợp này axit piruvic không bị decacbonxyl mà là bị khử thành axit lactic. Hàm lượng trung bình của chúng trong bia là khoảng 150-200mg/l. Nếu dịch lên men bị nhiễm khuẩn lactic thì hàm lượng của chúng tăng vọt lên rất nhiều lần.
Một sản phẩm thương trực khác trong nhóm axit hữu cơ là axit susinic. Nó được tạo thành do quá trình deamin axit glutamic hoặc qua phản ứng chuyển amin. Trong trường hợp thứ nhất, chất nhận hydro là aldehit triozoglyxerinic, vì lẽ đó, song song với việc tạo thành axit susinic ta c ... ao gồm 70 – 90% nhựa thông, 2 – 6% paraffin, 2 – 5% dầu béo thực vật và một ít sáp hoặc hắc ín. Nhiệt độ nóng chảy của nhựa bia là 500C, còn nhiệt độ sôi là 1700C.
Ebonit là loại nhựa hữu cơ, được sử dụng với dạng tấm có kích thướt lớn, độ dầy 10 – 12 mm. Các tấm được dán xuống đáy và thành thùng. Khoảng hở giữa hai tấm được hàn kín bằng ebonit nóng chảy.
Tancolit là loại nhựa hữu cơ có thông dụng khá phổ biến. Nó bao gồm hai loại : abit và gebit. Loại thứ nhất bao gồm 80% parafin và 20% serezin, còn loại thứ hai bao gồm 45% hắc ín, 40% paraffin, 12% serezin và 3% nhựa thông. Nếu để tráng các loại thùng bêtong cốt thép thì phải dùng hỗn hợp của hai loại nói trên.
Eproxyl là loại nhựa hữu cơ sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Hầu hết các trang thiết bị chứa, đựng trong nghành thực phẩm đểu có thể dùng eproxyl để chống ăn mòn. Giá thành tráng eproxyl tương đối rẻ hơn đối với các vật liệu khác.
Thùng lên men bằng bêtông hoặc bêtông cốt thép có ưu điểm là hệ số truyền nhiệt thấp, giá thành rẻ và chất lượng của bia khi len men trong các thiết bị đó thì không hề thua kém các loại thiết bị khác. Nhược điểm của loại thùng này là thao tác vất vả, đặc biệt là khi thu hoạch men kết lắng, sau khi bơm bia non đi lên men phụ và tàng trữ. Công việc vệ sinh, chống nhiễm khuẩn cũng phải thực hiện nghiêm túc và vất vả hơn. Bên cạnh đó khả năng cơ khí hóa và tự động hóa các thao tác cũng khó khăn hơn so với các loại thùng kim loại. Hiện tại trên thế giới có khoảng ¼ tổng lượng bia hằng năm là đang được lên men trong các thùng bêtông cốt thép.
Kim loại là loại vật liệu đa năng dùng để chế tạo nhiều loại thiết bị, trong đó có loại thiết bị lên men cho nghành sản xuất các sản phẩm lên men. Các kim loại thông dụng trong sản xuất bia là thép không gỉ, thép thường CT3, đồng, nhôm và nhiều loại hợp kim khác. Để chế tạo thiết bị lên men, kim loại có chất lượng cao nhất là thép không gỉ. Thép thường CT3 có thể dùng để chế tạo thùng lên men chính và lên men phụ, nhưng để tránh sự ăn mòn, gây cho bia có mùi tanh, phía trong của thùng phải phủ các vật liệu tráng như đã nói ở trên.
Thùng lên men chính bằng kim loại có thân hình trụ, đáy hình côn, tư thế đứng. Kích thướt của thùng này phụ thuộc vào công suất của nhà máy. Thùng lên men phụ có dạng hình trụ, xếp nằm ngang, tựa lên đế là các bệ bêtông cốt thép. Các thùng lên men phụ có thể xếp chồng lên nhau tạo thành hai hoặc ba lớp.
Tùy thuộc vào từng thời kì phát triển của công nghệ mà tính năng của thùng lên men thay đổi theo. Ở thời kì lên men hở còn thịnh hành thì thùng lên men dùng để chỉ một công cụ để chứa, không hơn không kém. Đến thời kì lên men chính được ứng dụng rộng rãi thì tính năng công nghệ của chúng cũng được đề cao hơn. Đến thời kì sản xuất bia theo công nghệ lên men một pha, lên men gia tốc, hoặc lên men liên tục thì thiết bị lên men hoàn toàn mang đặc thù của thiết bị công nghệ: nó chi phối tiến trình công nghệ và ảnh hưởng trực tiếp ở mức độ cao đến chất lượng của sản phẩm.
3.1.2 Làm lạnh và thông gió mặt bằng lên men:
Công đoạn lên men chính thường được sắp xếp mặt bằng nằm dưới hoặc cạnh phân đoạn “làm lạnh và lắng trong dịch đường” và nằm trên hoặc cạnh mặt bằng của công đoạn lên men phụ.
Trước đây, ở các nhà máy được xây dựng từ thế kỉ hoặc trong thế kỉ thứ XIX , khi công nghệ làm lạnh ở mức sơ khai thì các hầm lên men được xây ngầm ở dưới mặt đất. Khi công nghệ lạnh phát triển, việc bảo đảm mặt bằng lên men ở nhiệt độ thấp không còn là vấn đề nan giải nữa thì mặt bằng lên men được bố trí trong các nhà bao che kín, nằm hoàn toàn trên mặt đất. Ngày nay với công nghệ lên men gia tốc được tiến hành trong các thùng lớn thân trụ, đáy côn, thể tích từ hàng chục đến hàng ngàn m3, với hệ thống áo lạnh cục bộ, bảo ôn toàn thân, cách nhiệt tốt, thì mặt bằng lên men có thể được sắp xếp ngoài trời, không cần một thứ bao che nào cả. 
Mặt bằng lên men phải được sắp xếp ở khu vực thoáng và khô ráo. Trong khu vực lên men chính nhiệt độ phải ổn định từ 6 – 80C, chế độ thông gió cũng phải ổn định, bảo đảm việc giải thoát CO2 ra ngoài khu vực. Độ ẩm tương đối của không khí trong mặt bằng lên men là khoảng 75% còn hàm lượng CO2 tối đa cho phép là 0,5%. Nền nhà, tường bao che và trần phải được cách nhiệt tốt. Nền nhà, tường bao che còn phải phủ các loại vật liệu chống thấm và chống acid ăn mòn. Tốt nhất là tường ốp gạch tráng men, còn nền lát bằng gạch chống acid hoặc bêtong có láng bóng ximawng mác cao trên bề mặt, hoặc phủ bằng asphan.
Chiều cao hợp khối của phân xưởng lên men, nói chúng phụ thuộc vào chiều cao của thiết bị, nhưng nếu nhìn theo quan điểm kinh tế ở góc độ hao phí lạnh ít nhất, thì không nên cao quá, chỉ khoảng 4,3 – 4,5 m và độ cao tối đa là 5 – 5,5 m.
Để bảo đảm nhiệt độ trong mặt bằng lên men chính luôn luôn ổn định ở 6 – 80C, ta phải thường xuyên cấp lạnh vào đó. Có 2 phương pháp làm lạnh không gian lên men: làm lạnh trực tiếp và làm lạnh gián tiếp bằng không khí. Ở các nhà máy cũ, việc làm lành mặt bằng lên men được thực hiện bằng cách bơm chất tải lạnh chạy qua đường ống lắp đặt trong khu vực lên men. Các đường ống này có thể bắc thành giàn, nhiều đường ống chạy song song, hoặc uốn gấp khúc kiểu xecpentin. Chất tải lạnh sẽ trực tiếp làm lạnh không khí ở trong phòng lên men. Phương pháp làm lạnh này có nhiều nhược điểm trên đường ống bị đóng băng một lớp khá dày làm cho hiệu suất truyền lạnh kém. Mặc khac do lớp băng đóng này, thỉnh thoảng những giọt nước lạnh lại giỏ xuống đầu công nhân gây cảm giác khó chịu trong lúc làm việc. Phương pháp làm lạnh này hiện nay không sử dụng nữa. Thay vào đó là phương pháp làm lạnh gián tiếp bằng không khí. Cách này được tiến hành như sau: bơm chất tải lạnh chạy qua các xecpentin ở trong camera lạnh. Gắn chặt với các xecpentin là giàn tỏa lạnh bao gồm các cánh kim loại hình vuông hoặc hinhf chữ nhật xếp thứ tự trên các đoạn ống của xecpentin. Phía sau giàn tỏa lạnh đặt quạt để thổi không khí vào phòng lên men. Không khí, khi được thổi qua giàn tỏa lạnh thì bản thân nó được làm lạnh và đi vào phòng lên men. Nhờ có không khí lanh thổi vào, nhiệt độ trong khu vực lên men được giữ ổn định theo yêu cầu của công nghệ.
3.2 MẶT BẰNG VÀ THIẾT BỊ LÊN MEN PHỤ:
3.2.1 Mặt bằng:
Mặt bằng phân xưởng lên men phụ thường được đặt ở dưới hoặc ở cạnh phân xưởng lên men chính. Trước đây thì người ta xây dựng ngầm dưới mặt đất dễ ổn định nhiệt độ thấp, nhưng ngày nay thì việc đó không cần thiết vì có sự trợ giúp đắc lực của công nghệ và kĩ thuật sản xuất lạnh.
Phân xưởng lên men phụ phải đặt ở khu vực thoáng, sạch và khô ráo, nhiệt độ ổn định ở 0 – 10C. Để đạt được yêu cầu này thì phải bảo đảm chế độ thổi không khí lạnh vào khu vực tàng trữ, đồng thời nền, trần và các tường bao của khu vực phải được bảo ôn bằng các loại cách nhiệt tốt. Tiêu hao lạnh ở khu vực này với nhiệt độ ổn định 0 – 10C là khoảng 800kcal/cm2.ngày. Lượng tiêu hao này về mùa hè có thể tăng thêm 30% còn mùa đông thì có thể giảm thấp hơn 10 – 15% so với định mức trung bình. Đối với các thiết bị tàng trữ có kích thướt lớn, ta có thể trang bị áo lạnh hoặc đường ống ruột gà để làm lạnh trực tiếp bia mà không cần phải ôn và cấp lạnh cho mặt bằng lên men phụ. Giải pháp này cho phép tiết kiệm nhiều năng lượng đồng thời có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ của bia, không phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài thiết bị.
Mặt bằng phân xưởng lên men phụ có thể được phân chia thành khu vực. Từng khu vực đó có thể mở cửa riêng biệt để đi vào, nhưng giữa các khu vực nên có cửa liên thông. Còn lối ra, có thể mở một cửa chung cho cả phân xưởng hoặc cũng có thể mở cửa riêng cho từng khu vực để ngăn cách. Tường bao và nền khu vực lên men phụ nên ốp gạch chống acid hoặc láng xi măng mác cao. Yêu cầu là phải nhẵn để dễ làm vệ sinh, không bám chất bẩn.
Thiết bị trong hầm lên men phụ được xếp thành từng dãy, nhiều tầng. Lối đi và mặt bằng thao tác công việc của công nhân phải tính toán sao cho tiết kiệm diện tích. Đối với những thiết bị cao hoặc thiết bị xếp chồng nhiều tầng, phải bố trí sàn thao tác hoặc thang di động. Chiều cao của hầm lên men phụ hoặc dự trữ phụ thuộc vào chiều cao thiết bị, nói chung chỉ nên hạn chế ở mức 6 m. Điểm cao nhất của thiết bị phải cách trần ít nhất 0,5 m. Thiết bị đặt cách tường 0,3 m, cách cột 0,2 m và khoảng cách giữa các thiết bị là 0,2 m. Với các loại thiết bị dự trữ đặt nằm phải có bệ bằng betong cốt thép, cao ít nhất là 0,45 m.
3.2.1 Thiết bị lên men phụ:
Cũng giống như ở lên men chính, thiết bị lên men phụ cũng rất phông phú về thể loại và đa dạng về kết cấu chế tạo và hình dáng bên ngoài. Trước đây, khi sức sản xuất còn bé thì người ta dùng thùng gỗ sồi để tàng trữ bia, sau đó thì dùng đến cả thùng nhôm và bể betong cốt thép với thể tích mỗi bể khoảng 5 – 50 m3. Đây là loại hình thiết bị hiệu quả nhất về tính năng công nghệ không hề thua bất kì một thiết bị nào, giá thành thiết bị rất rẻ lại chiếm ít diện tích mặt bằng nhất. Thiếu sót chủ yếu của bể betong cốt thép là khó thực hiện các thao tác công nghệ, đặc biệt là công việc vệ sinh, tiệt trùng, khó cơ khí hóa và tự động hóa các quá trình sản xuất.
Hiện nay, loại tiết bị lên men phụ phổ biến nhất vẫn là các tank kim loại – chủ yếu là thép không gỉ. Phụ thuộc vào thế đặt, chúng được phân thành 2 nhóm: tank nằm ngang và tank đứng.
Tank nằm ngang là những thùng kim loại kín, hình trụ, có hai đáy trước, sau hình chỏm cầu. Ở đáy phía trước có cửa để làm vệ sinh, có van để bơm bia ra, có cum van liên thông, trên đó được lắp van an toàn, đồng hồ áp lực và van thông khí. Van lấy mẫu cũng được lắp ở mặt trước của tank. Tank nằm ngang có thể chế tạo theo kiểu có chân đứng hoặc không có chân đứng. Trường hợp thứ hai, khi sắp xếp trên mặt bằng, các tank phải đặt nằm gối lên các bệ xi măng cốt thép có bán kính dộ lõm bằng bán kính của tank. Phụ thuộc vào độ dài và thể tích của tank, số bệ gối cho tank có thể là hai, ba hoặc có thể nhiều hơn. Các tank có thể xếp theo một lớp hoặc chồng thành nhiều lớp để tiết kiệm diện tích bề mặt. Ở trương hợp thứ nhất, cũng phụ thuộc vào thể tích và độ dài của tank, số cặp chân đứng của chúng có thể là hai, ba hoặc nhiều hơn. Muốn lắp chân trước tiên phải có vành đỡ, hàn chặt vào bụng tank và chạy suốt từ tank bên này sang chân phía đối diện. Sau đó, trên vành đỡ ta hàn đắp miêng táp, và sau cùng là lắp chân lên miếng táp. Độ cao, thấp của các chân có thể điều chỉnh được bằng vít xoay lắp trên đó.
Khi sắp xếp thiết bị vào mặt bằng, tank nằm ngang có chân đứng có thể được đặt một lớp, cũng có thể xếp chồng nhiều lớp để tiết kiệm diện tích.
Tank đứng là tank hình trụ, đặt theo phương thẳng đứng, có bốn chân. Trên thân tank cũng được lắp đầy đủ các phụ tùng và thiết bị đo lường giống như ở tank nằm ngang.
Vật liệu để chế tạo tank lên men phụ có thể là thép thường hoặc thép không gỉ. Nếu dùng thép thường thì phía trong cần tráng các lớp chống ăn mòn. Vật liệu tráng thông dụng nhất vẫn là các loại nhựa eproxyl và nhựa bia. Nhựa eproxyl rất phong phú về chủng loại, mỗi loại vật liệu chế tạo tank có thể dùng các loại nhựa khác nhau cho phù hợp.
Van an toàn là hạng mục không thể thiếu trong phân xưởng lên men phụ và tàng trữ bia, dùng để giữ áp suất giữa CO2 thể khí và CO2 hòa tan trong thể lỏng. Trong giai đoạn lên men phụ và tàng trữ, áp suất CO2 trên bề mặt của bia cần ổn định ở một giá trị cho trước. Nếu vượt quá giới hạn đó, đòn bẩy của van an toàn sẽ bật lên, van tự động mở và CO2 trong tank sẽ thoát ra. Khi áp lực giảm xuống, lò xo đòn bẩy sẽ sập lại – van tự động đóng, chặn CO2 không cho thoát ra ngoài. Hiện tại, trong nhà máy bia hai loại van an toàn được sử dụng nhiều nhất là loại sử dụng suppap lò xo và loại sử dụng suppap màng.
HÌNH ẢNH MINH HỌA:
1. Cửa vệ sinh
3
6
5
1
2
4
7
CO2
8
2. Cuống để lấy áp kế
3. Cuống van an toàn
4. Van nạp bia và nấm men
5. Áo lạnh
6. Ðường cấp lạnh
7. Ðường chất lạnh ra
8. Van thu sữa men và bia non
	 Thiết bị lên men chính
 Áp kế
Van an toàn
Van nạp và xả bia
	Thiết bị lên men phụ
HÌNH ẢNH THAM KHẢO THÊM:
THIẾT BỊ:
1. NỒI NẤU BIA HAI VỎ:
CẤU TẠOTHIẾT BỊ :
1. Ống hơi
2. Vỏ 
3. Đèn chiếu
4. Cửa quan sát 13 
5. Lớp trong thùng 
6. Lớp cách nhiệt
7. Vỏ ngoài
8. Nước ngưng
9. Dịch cháo ra
10.Môtơ
11. Đường hơi vào
12. Cánh khuấy
13. Nước vệ sinh 
14. Cửa nguyên liệu vào
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ:
Thiết bị nấu có dạng hình trụ, đáy côn được chế tạo bằng thép không gỉ. Thiết bị có hệ thống cấp hơi để gia nhiệt, hơi được truyền vào nồi qua hệ thống ống xoắn ruột gà tiếp xúc với thành và đáy nồi, thân nồi được bảo ôn bằng lớp cách nhiệt 6.
Nguyên liệu (malt hoặc gạo) sau khi được đưa vào nồi qua cửa số (14). Khi nồi hoạt động hơi truyền nhiệt cho thành nồi và sau đó truyền nhiệt cho dịch cháo. Ban đầu cánh khuấy số (12) được bật ở tốc độ nhanh sau đó giảm dần tốc độ khi nhiệt độ đạt 90oC ( với nồi gạo). Cánh khuấy nhằm tránh hiện tượng vón cục, tránh sít nồi và nhiệt phân bố đều trong khối dịch. Nước ngưng được tháo ra ngoài qua cửa thoát nước ngưng số (8) và được đưa sang lò hơi. Sau khi hồ hóa, dịch cháo được tháo ra ngoài qua cửa số (11). Thiết bị được vệ sinh nhờ đường ống dẫn nước vệ sinh số (13).
Nồi nấu bia hai vỏ
 Thiết bị lọc khung bản kích thước 60Í60,dùng lọc tinh cấp 1
 Thiết bị lọc khung bản kích thước 60Í60,dùng lọc tinh cấp 2
(Hệ thống điều khiển mới cho nhà máy bia Bel duy trì điều khiển nhiệt độ trong 76 điểm điều khiển thùng lên men từ một vị trí trung tâm, tạo ra tính năng mở rộng cấp độ để có thể kết hợp tất cả các chức năng của nhà máy bia. 
BÌNH LÊN MEN
Sac.carlbergensis
Sac.cerevisiae
=
Malt
Nước
Hoa Huplon
SẢN XUẤT BIA
Sản xuất bia ở thế kỉ thứ 16
Hoa bia - Hoa Houblon (tạo hương vị đặc trưng cho bia)
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN
Bia là loại nước uống bổ dưỡng cho cơ thể, trong những năm gần đây do nền kinh tế từng bước đi lên. Do đó,ở Việt Nam trong những năm gần đây nhu cầu về bia tăng nhanh cả về số lượng và chất lượng. Việc nâng cao sản lượng ở các nhà máy sản xuất bia là rất cần thiết nhưng vấn đề về vốn đầu tư thì gặp nhiều khó khăn. Mặc khác, do thời điểm, thời tiết giữa các mùa của nước ta mức tiêu thụ bia giữa các mùa không cân đối. Thực tế đã cho thấy nhiều nhà máy bia bị quá công suất trong mùa hè, không đáp ứng đủ nhu cầu của người tiêu dùng mà mùa đông lại tiêu thụ chậm. Vì vậy, cần phải có những biện pháp thay đổi trong quá trình thực hiện nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Thế nhưng, nhân tố cũng góp phần quan trọng làm ảnh hưởng đến chất lượng cũng như số lượng bia không ai khác đó là quá trình lên men bia. 
Với các phương pháp được tìm hiểu ở trên có thể giúp cho các nhà sản xuất giải quyết vấn đề đáp ứng tốt về số lượng bia trong mùa hè.
Tiểu luận này nhằm góp phần tìm hiểu chung về vấn đề công nghệ lên men bia và ứng dụng của phương pháp lên men bia.Sau thời gian chuẩn bị mặc dù bản thân từng người trong nhóm thực hiện đã cố gắng hoàn thành. Thế nhưng, không thể tránh khỏi những sai sót .Nhóm em rất mong sự góp ý kiến của cô và các bạn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BIA - Pgs, Ts HOÀNG ĐÌNH HÒA
Từ trang web:
2. 
3.
4.