Đề tài Công nghệ sản xuất bia

Lời mở đầu Bia là một loại đồ uống giải khát bổ mát, có độ cồn thấp, hàm lượng co2 khá cao và các sản phẩm khác tạo nên được nhiều người ưa chuộng. Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, gạo, hoa houblon, nước. Với một quy trình đặc biệt đã tạo ra những tính chất độc đáo của bia: với hương thơm đặc trưng và vị đắng dịu của hoa houblon,cùng với một lượng đường sót chủ yếu là dextrin thấp phân tử, protid, axit amin, axít hữu cơ, các chất khoáng, các chất tạo hương, ở tỷ lệ cân đối đã tạo cho bia có một hương vị đặc trưng mà không hề thấy ở bất kỳ một loại đồ uồng nào khác . Bia ra đời cách đây 7000 năm trước công nguyên, nhưng mãi đến năm 1875 nhà bác học Louis Paster khám phá va khẳng định nấm men là loại vi sinh vật duy nhất mà hoạt động của nó đã làm nên quá trình lên men bia, mở ra một bước ngoặt mới cho công nghệ sản xuất bia. Cụng nghệ sản xuất bia du nhập Việt Nam muộn hơn so với nhiều nước khác trên thế giới. Tuy vậy sản lưọng và chất lượng bia ở Việt Nam những năm gần đây đã được nâng cao .Nước ta là một nước gần xích đạo nên nóng và oi bức. Vì vậy nhu cầu về nước giải khát chiếm một vị trí quan trọng trong mùa hè, ngành công nghiệp nước giải khát nói chung và ngành bia hiện nay nói riêng rất được quan tâm. Ngoài các nhà máy bia có công suất lớn là nhà máy bia Hà Nội, nhà máy bia Hà Tây và nhà máy bia Sài Gòn với tổng công suất khoảng 400 triệu lít/năm, gần đây đã xuất hiện rất nhiều nhà máy sản xuất bia liên doanh với nước ngoài. Các nhà máy này cùng với những cơ sở sản xuất quy mô nhỏ ở hầu hết các tỉnh thành trong cả nước nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng bia ngày càng tăng của mọi người. Hàng năm Việt Nam đã sản xuất tới 800 triệu lít/năm với bình quân là 10lít/người.năm. Thế giới bình quân 18-:-20 lít/người.năm, trong đó Châu Âu 40%, Châu Mỹ 20-:-25%. Hiện nay chất lượng cuộc sống của con người ngày càng cao nên nhu cầu của con người cũng tăng theo. Do vậy việc :xây dựng thờm các cơ sở sản xuất bia với năng xuất phù hợp và chất lượng đảm bảo là hết sức cần thiết. Phần I : Nguyên liệu để sản xuất bia 1.1.Nguyên liệu chính 1.1.1.Malt đại mạch Nguyên liệu để sản xuất malt là đại mạch. Cấu tạo hạt đại mạch Hạt đại mạch bao gồm : Lớp vỏ hạt:có vai trò như một màng bán thấm,chỉ cho nước thấm vào bên trong hạt,đồng thời giữ các chất hoà tan bên trong hạt không cho thấm ra ngoài. - Vỏ hạt chiếm một giá trị khá lớn nhưng không có giá trị dinh dưỡng.Đối với công nghệ sản xuất bia vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt: mặt bất lợi vì trong vỏ hạt có chứa các chất màu,các chất đắng và các chất chát.Nếu các chất này hoà tan vào dịch đường sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm.Mặt lợi của lớp vỏ hạt là nó đóng vai trò màng lọc trong quá trình tách bã ra khỏi khối cháo. - Nội nhũ: là phần lớn nhất đồng thời là phần giá trị nhất của hạt.Hầu hết chất dinh dưỡng tập trung tại đây: protein, chất béo , đường , xenluloza, vitamin, chất tro, pentozan. - Phôi : là phần sống của hạt,có vai trò quan trọng trong sản xuất bia.Phôi được coi là trạm hoạt hoá và là nhà máy sản xuất enzym,mà nếu thiếu nó thì cơ sở lý thuyết của quá trình sản xuất malt coi như sụp đổ. *Thành phần hóa học Thành phần hoá học rất phức tạp,bao gồm các thành phần sau: + Nước Nước có ảnh hưởng lớn đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt đại mạch.Hàm ẩm cao sẽ kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt,đây là nhân tố làm hao tổn chất khô.Nước cao quá mức cho phép tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển.Đại mạch có thuỷ phần cao sẽ làm tăng chi phí vận chuyển,hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa đại mạch vào bảo quản là 13%. +Gluxit Cấu trúc gluxit bao gồm: Tinh bột là thành phần quan trọng,hàm lượng tinh bột có thể lên đến 70% khối lượng chất khô.Tinh bột là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi,là nguồn cung cấp chất hoà tan cho dịch đường trước lúc lên men.Hạt tinh bột có hai loại : hạt bé có kích thước 2 – 10m,hạt lớn từ 20 –30 m.Trong hạt tinh bột có amyloza 60 – 600 gốc glucoza,amylopectin vô định hình có 2000 gốc glucoza,không tan trong nước nóng mà chỉ tạo thành hồ .Khi tinh bột đã hồ hoà thì đường hoá nhanh và triệt để hơn. +Xenluloza: chiếm khoảng 20% chất khô của vỏ,có khoang 2000 – 10000 gốc lucoza, rất rai và là lớp lọc phụ lý tưởng. +Hemixenluloza:là thành phần chủ yếu tạo nên thành tế bào. Các hợp chất pectin và chất dạng keo:làm cho bia có độ nhớt cao,tạo cho bia có vị đậm đà,tăng khả năng tạo và giữ bọt cho bia. +Saccarit thấp phân tử:đường đơn,đường kép +Các hợp chất chứa Nitơ:protit,hợp chất chứa nitơ phi protit. Hàm lượng protit tối ưu 8 – 10%,nếu cao quá thì bia dễ bị đục,khó bảo quản,còn nếu thấp quá thì lên men không triệt để,bia kém bọt,vị kém đậm đà.Đây chính là tác nhân gây đục cho bia. + Các hợp chât không chứa nitơ:polyphenol,chất đắng,fitin,vitamin,chất khoáng. +Chất béo và lipit +Enzim:Có vai trò đặc biệt trong công nghệ sản xuất bia.Giai đoạn ngâm,hạt hút nước bổ xung đến 43 – 44% thì hệ enzim được giải phóng khỏi liên kết,chuyển thành trạng thái tự do.Đến giai đoạn ươm mầm hoạt lực enzim đạt mức tối đa,nhờ đó đến giai đoạn đường hoá chúng có khả năng thuỷ phân hoàn toàn các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ hạt. Các sản phẩm thuỷ phân được hoà tan vào nước và trở thành chất chiết của dịch đường. Trong hạt đại mạch chứa một lượng enzyme phong phú và chia thành : Hydrolaza: nhóm enzym thuỷ phân đóng vai trò quan trọng trong quá trình thuỷ phân tinh bột,phụ thuộc vào cơ chất bị thuỷ phân,các enzyme được chia thành cacbohydraza, proteaza,esteraza. +Cacbohydraza:thuỷ phân gluxit cao phân tử thành các sản phẩm thấp phân tử hơn. Nhóm enzyme này bao gồm amylaza và sitaza. Enzyme –amylaza: phân cách tinh bột thành glucoza và dextrin.Nhờ quá trình này mà độ nhớt của dịch cháo nhanh chóng giảm xuống,enzyme này chỉ được hoạt hoá ở giai đoạn ươm mầm. Enzyme –amylaza:tác động trực tiếp lên mạch amyloza,mạch nhánh và hai đầu mạch chính của amylopectin.Sản phâm của quá trình này là đường maltoza và dextrin. Sitaza : Thuỷ phân hemixelluloza thành pentoza và hexoza.Nhờ có quá trình phân cắt này mà thành tế bào bị phá huỷ,tạo điều kiện thuận lợi cho các enzyme khác xâm nhập vào và nâng cao hoạt lực. +Enzyme proteaza: thuỷ phân protêin thành các sản phẩm trung gian và sau đó một trong số các hợp chất này tiếp tục bị phân cắt đến sản phẩm cuối cùng là axit amin,amoniăc. +Enzyme esteraza: phân cách mối liên kết este giữa các hợp chất hữu cơ khác nhau,hoặc giữa các hợp chất hữu cơ và vô cơ. +Decmolaza:enzyme oxi hoá khử,xúc tác phản ứng oxy hoá-khử của quá trình hô hấp và phân giải yếm khí gluxit,protein,polyphenol và các hợp chất khác. *Yêu cầu đại mạch trong sản xuất bia. Đại mạch dùng trong sản xuất bia là đại mạch hai hàng và có hình dáng rất cân đối. Chất lượng của hạt:phải đạt độ đồng đều,độ chắc.Hạt càng tròn,càng nhẵn bề mặt thì dung trọng lớn.Yêu cầu khối lượng hạt đại mạch: 20-50g/1000 hạt không lựa chọn. *Bảo quản malt đại mạch Mục đích :trong thời gian bảo quản,hạt sẽ hút đến hàm ẩm 5-6%,vì vậy vỏ của hạt sẽ mềm và dẻo,lúc nghiền không bị nát,tạo lớp màng lọc lý tưởng cho quá trình lọc bã malt và còn làm tăng hoạt lực enzyme. Cách bảo quản:malt đại mạch được đóng trong các bao tải gai,đay hoặc sợi tổng hợp và được đặt trong kho bảo quản.Kho bảo quản phải được cách ẩm,cách nhiệt tốt,phải được vệ sinh sạch sẽ,sát trùng bằng cách đốt lưu huỳnh trước khi nhập malt vào kho.Các bao được xếp lên bục sàn cách ít nhất là 0,2m và cách tường hơn 0,5m.Khoảng cách giữa các trồng bao với lối đi phụ rộng hơn 0,5m,lối đi chính rộng hơn 1,5m.Các bao được xếp thành hàng,có thể so le nhau hoặc xếp sát nhau. Trước lúc bảo quản nhiệt độ của malt cần hạ xuống 200C. Thời gian bảo quản 3-4 tuần đến 2 năm. Độ ẩm bảo quản 6 – 8%. Nhiệt độ bảo quản 200C. *Chất lượng của malt trong sản xuất bia Malt vàng phải là mầu vàng sáng,vỏ của lô malt có chất lượng cao phải có ánh bóng. Hình dáng và kích thước của các hạt phải tương ứng với các hạt đại mạch nguyên thuỷ.Vị và hương của malt phải đặc trưng cho từng loại.Hạt mảy đều,khi nhấm có vị ngọt. Tỷ lệ hạt gãy cho phép 0,5%,các tạp chất khác 1%. Khối lượng 29 –30 g/1000hạt khộnglựa chọn. Dung trọng 530- 600g/l. Kích thước hạt 2,5 – 2,8 mm. Hàm ẩm w = 6% - 8% trọng lượng. Độ hoà tan 65 – 75 %. Hàm lượng tinh bột 56 – 58% Hoạt lực amylaza:200 – 250wk. Độ trắng đục của mầu vàng ít nhất 94%. 1.1.2.Nguyên liệu thay thế (gạo) Gạo có hàm lượng tinh bột khá cao,protein ở mức vừa phải còn chất béo và xenluloza thì ở giới hạn thấp nên gạo là nguyên liệu thay thế khá tốt cho sản xuất bia để giảm giá thành sản phẩm mà chất lượng bia không kém so với sử dụng toàn bộ malt đại mạch. Yêu cầu chất lượng của gạo:gạo phải đồng đều,chắc,hạt căng tròn,bề mặt càng nhẵn thì dung trọng càng lớn. Gạo có dung trọng từ 650 - 720g/l. Độ hoà tan :80 - 90 % Tinh bột 70 - 75% Độ ẩm cuả gạo phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm không khí: ở 200C,WKK = 20 - 90%,wgạo = 8 - 18,7% ở 300C,WKK = 30 - 90%,wgạo = 8,3 - 17,3% Bảo quản gạo bằng cách đóng bao,cách bảo quản tương tự như bảo quản malt. 1.1.3.Nước Nước là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất bia,hàm lượng nước chiếm khoảng 77 - 90%.Vì vậy chất lượng nước là một trong những yếu tố quyết định chất lương của bia. Nước thực chất là một dung dịch loãng của các loại muối ở dạng ion.Nhóm cation thì chiếm nhiều nhất là Ca2+,Mg2+,H+,Na+,K+,Fe2+,Mn2+ và Al3+,còn nhóm anion chủ yếu là OH-,HCO-3,CO32-,SO42-...Hàm lượng các muối trong nước khác nhau nên ảnh hưởng của chúng đến tiến trình công nghệ là khác nhau.Nếu trong nước có hàm lượng Fe cao thì nước có vị tanh,với Mn bia sẽ đắng,Ca2+,Mg2+,Na+ làm cho bia có vị chát,phi tiêu chuẩn. Các loại muối hoà tan trong nước tạo cho nước có độ cứng,tuy nhiên nếu hàm lượng các muối vượt quá tiêu chuẩn cho phép thì lại có hại.Muối bicacbonat có ảnh hưởng bất lợi cho bia vì chúng làm giảm độ chua định phân của dịch cháo khi chúng tác dụng với các muối photphat của malt: 2KH2PO4 + 2NaHCO3 K2HPO4 + Na2HPO4 + H2O + 2CO2 Khi pH của dịch cháo tăng khả năng hoạt động của enzme sẽ bị gỉam và do đó hiệu suất thuỷ phân cũng giảm theo. Muối sunphat của canxi làm tăng độ chua định phân của dịch cháo,tác động này rất có lợi cho quá trình đường hoá. Yêu cầu của nước trong sản xuất là: +pH có tính axit nhẹ,pH = 6,7 - 6,9 +Không chứa NH3 +Khối lượng cặn khô:là tất cả các hạt hữu cơ và vô cơ nhỏ ly ti,không hoà tan có sẵn trong nước,khối lượng này giao động từ 250 – 500 mg/l. Hàm lượng các nguyên tố : + Ca2+ là từ 5 - 6 đến 200 - 250 mg/l +Mg2+ từ 3 -4 đến 80 - 100 mg/l +Na+ từ 15 - 20 mg/l theo Na2O + Fe2+ từ 0,2 - 0,5 mg/l Trong nước không có mùi vị lạ,chuẩn Coli 300ml,chỉ số Coli :3 Trong nước không được có măt kim loại nặng. Khi nước không đủ tiêu chuẩn làm bia thì phải xử lý,xử lý nước bao gồm : lắng trong và lọc,làm mềm nước và cải tạo thành phần sinh học của nước. Làm mềm nước: loại bỏ các muối bicacbonat và cacbonat ra khỏi nước hoặc chuyển chúng sang một dạng khác không nguy hại đến tiến trình công nghệ sau này.Làm mềm nước bằng phương pháp trao đổi ion và phương pháp trung hoà. Cải tạo thành phần sinh học của nước,diệt vi sinh vật có trong nước để làm cho nước sạch về phương diên sinh học. Các biện pháp xử lý:phương pháp vật lý,phương pháp hoá học,phương pháp hoá lý. 1.1.4.Hoa houblon Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản,đứng thứ hai(sau đại mạch )của công nghệ sản xuất bia. Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu,hương thơm rất đặc trưng,làm tăng khả năng tạo và giữ bọt,làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm.Vì vậy hoa houblon vẫn giữ được vai trò độc tôn và là nguyên liệu không thể thay thế trong quy trình sản suất bia. Trong công nghệ sản xuất bia,ta chỉ sử dụng loại hoa cái chưa thụ phấn,nếu hoa bị thụ phấn thì giá trị công nghệ của chúng bị giảm đi rất nhiều.Khi hoa bắt đầu chín thì ở bên trong các cánh hoa và đặc biệt ở nhị hoa xuất hiện màu vàng óng,rất dẻo gọi là lupulin. Hạt lupulin có dạng hình cầu,đường kính 0,15 – 0,25mm và chúng được đính vào cánh và nhị hoa bằng những cuống rất mảnh và ngắn.Chính những hạt lupulin này là nguồn gốc chính sinh ra chất đắng và tinh dầu thơm cuả hoa houblon. Houblon là loại thực vật ưa ẩm,rất thích hợp với vùng đất phù sa,đất mùn,đất cát pha với pH = 7,vào thời điểm trổ hoa nếu gặp hạn hán thì năng suất và chất lượng của hoa giảm hẳn.Hoa houblon trông ở các vùng đất Tiệp Khắc cũ có chất lượng hàng đầu trên thế giới.Hoa houblon sau khi hái thì sấy để dễ bảo quản. Bảo quản hoa houblon :hoa sau khi sấy được phân loại lại,sau đó xông bằng SO2 trong buồng kín.Lưu huỳnh được quét trên giấy,ta đốt cháy giấy thì sẽ giải phóng SO2.Liều lượng lưu huỳnh 0,5 – 1 kg/100kg hoa.Hoa houblon được bảo quản ở chỗ khô ráo,nhiệt độ thấp và không có ánh nắng mặt trời.Hoa houblon đựơc bảo quản ở hàm ẩm w = 13%,nhiệt độ 0,5 – 20C. Thành phần của hoa houblon(thành phần hoá học của hoa tuỳ thuộc vào chủng giống,đất đai gieo trồng,điều kiện khí hậu và kỹ thuật canh tác): +Độ ẩm 11 – 13 %. +Chất đắng 15 – 21 %. +Polyphenol 6 – 9%. +Protein 15 – 21% +Tinh dầu thơm 0,3 – 1% +Các hợp chất khác 26 – 28%. Trong các thành phần trên,có giá trị nhất là chất đắng,tiếp đến tinh dầu thơm và thứ ba là polyphenol.Chất đắng và polyphenol còn có vai trò kháng khuẩn và loại bỏ đạm khả kết. Hàm lượng hoa houblon được sử dụng 150 – 250g/hl. 1.1.5.Nấm men Trong sản xuất bia nấm men giữ vai trò quyết định lớn đến chất lượng sản phẩm,đặc biệt là hương vị thành phẩm.Trong công nghệ sản xuất bia có hai loại nấm men được sử dụng là nấm men nổi và nấm men chìm, mỗi loại nấm này đều có quy trình công nghệ đặc trưng.Hiên nay loại nấm men chìm được sử dụng rộng rãi hơn,và nước ta hiện nay đã sản xuất được chủng đủ tiêu chuẩn của công nghệ sản xuất. 1.2.Nguyên liệu phụ 1.2.1.Enzyme Dùng chế phẩm enzyme Termamyl để phá vỡ màng tinh bột,biến chúng thành trạng thái hoà tan trong dung dịch và thuỷ phân một phần tinh bột. Chế phẩm Termamyl có bản chất là enzyme –amylaza chịu nhiệt,pH trung tính ở dạng lỏng được sản xuất từ dịch nuôi cấy vi khuẩn Baccillus licheniformis trong phân tử có ion Ca.Enzyme này thuỷ phân tinh bột ở mối liên kết –1,4 glucozit trong phân tử amiloza và amilopectin.Nhờ vậy tinh bột sẽ chóng bị phân giải thành dextrin tan trong nước. Enzyme dùng trong nấu bia ở khâu dịch hoá các loại bột không phải là malt ở nhiệt độ 95 –1050C với liều lượng enzyme là 0,05 – 0,1% so với lượng bột.Chế phẩm enzyme này hoạt động ổn định ở nhiệt độ trên nếu trong dịch chế phẩm có một lương Ca2+ nhât định (khoảng từ 50 – 70 ppm Ca2+) Dùng enzyme này có thể thay thế một phần malt lót(khoảng 5% so với lượng bột) 1.2.2.Ôxy Ôxy dùng để cấp vào dịch đường trước khi lên men,nhằm cung cấp oxy cho nấm men sử dụng trong quá trình lên men. 1.2.3.CO2 Khi lên men phụ và tàng trữ bia xong,lượng CO2 còn lại không đủ.Vì vậy phải nạp thêm CO2 vào với nồng độ cần thiết để tạo bọt cho bia. 1.2.4.Các nguyên vật liệu khác Bao gồm các hoá chất để tẩy rửa chai,vệ sinh thiết bị,nhà xưởng,bảo quản nguyên liệu. Các hoá chất bao gồm NaOH,clozamin,lưu huỳnh. Nước sạch để vệ sinh và thực hiện các quá trình công nghệ. PHầN II: PHÂN XƯởng lên men sản xuất 25 triệu lít dịch đường/ năm Cân bằng sản phẩm 2.1.Dây truyền sản xuất Dich Đường Lạnh nhanh Lên men chính Nhân giống CO2 Sữa men Bão hoà CO2 Nấm men Lọc bia Thu hồi Hoàn thiện sản phẩm Xử lý Xử lý Lên men phụ 2.2. Thuyết minh dây chuyền 2.2.1.Làm lạnh nhanh dịch đường đến nhiệt độ lên men Dịch đường được làm lạnh đến nhiệt độ 14 C và được làm lạnh bằng máy làm lạnh nhanh. Thiết bị làm lạnh nhanh: máy làm lạnh nhanh là thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản,có cấu tạo là những tấm bản gấp sóng,chế tạo từ thép không gỉ.Các tấm bản có hình chữ nhật,có 4 tai ở 4 góc,trên mỗi tai đục thủng một lỗ tròn,với cấu tạo của từng bản như vậy khi lắp chúng lên khung máy thì sẽ tạo thành 4 mương dẫn:dịch đường vào máy,dịch đường ra khỏi máy,tác nhân lạnh vào máy,tác nhân lạnh ra khỏ máy. Dịch đường nóng được bơm vào một trong hai mương dẫn phía trên còn lúc ra khỏi máy thì theo mương dẫn phía dưới ngược phía.Tác nhân lạnh đi vào mương dẫn kia ở phía trên,ngược chiều với dịch đường và đi ra ở mương dẫn phía dưới ngược phía. Máy lạnh nhanh tấm bản hai cấp,tác nhân lạnh cấp 1 là nước còn cấp 2 là glycol.Trên máy làm lạnh có nhiệt kế để đo nhiệt độ của dịch đường sau khi làm lạnh. Không khí được nén qua máy nén khí,sau đó được làm sạch qua màng siêu lọc có kích thước lỗ lọc<1m.Không khí sạch được sục vào dịch đường sau khi đã làm lạnh đến nhiệt độ lên men.Sau khi làm lạnh đến nhiệt độ lên men dịch đường được đưa ngay đi lên men. 2.2.2.Lên men dịch đường Lên men là giai đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đường houlon hoá thành bia dưới tác động của nấm men thông qua các hoạt động sống của chúng. Phương trình cơ bản của quá trình lên men: Đường nấm men rượu + CO2 Mục tiêu của qua trình lên men không phải tạo rượu và CO tối đa mà tạo ra một lượng rượu vừa phải,tồn tai một lượng đường sót,các sản phẩm phụ tạo thành(glyxerin,rượu bậc cao,axit hữu cơ,ester và andehid,axeton,diaxetyl) phải nằm trong tương quan thích hợp để tạo ra sự đặc thù về hương,vị và nhiều tính chất cảm quan khác của bia thành phẩm. Lên men dịch đường houblon hoá diễn ra qua hai giai đoạn: lên men chính và lên men phụ a.Lên men chính Khi lên men chính dịch đường houblon hoá,một lượng lớn cơ chất chủ yếu là đường và dextrin bậc thấp bị nấm men hấp thụ để tạo thành rượu etylic,khí cacbonic và các sản phẩm phụ, các thành phần khác cũng bị thay đổi lớn.Chính vì vậy hàm lượng chất hoà tan trong bia thấp hơn so với dịch đường houblon hoá Quá trình chuyển hoá đường thành rượu:Quá trình này được trải qua nhiều giai đoạn và nhiều chuỗi phản ứng phức tạp liên quan mật thiết đến quá trình phosphoryl hoá các hợp chất hữu cơ.Giai đoạn đầu các hợp chất đường – phosphat được tạo thành.Hợp chất cuối cùng được tạo thành ở giai đoạn này là fructoza 1,6 – diphosphat.Tiếp tục quá trình chuyển hoá hợp chất này bị phân cắt thành hai phân tử triozaphosphat,đó là dioxyaxetonphosphat và aldei – 3 – phospho glyxerinic sau khi bị dehydro và được phosphoryl hoá tiếp theo chuyển thành axit piruvic.Hợp chất cuối cùng này sau khi bị decacboxyl sẽ tạo thành axit cacbonic và axtadehid.Tiếp tục quá trình chuyển hoá đến giai đoạn cuối cùng là sự tạo thành rượu. Thời điểm lên men chính dừng khi hàm lượng chất chiết trong dịch lên men giảm xuống còn khoảng 30 – 35% so với lượng chất chiết ban đầu. Sự tạo thành các sản phẩm bậc hai(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 có thể là tiêu cực hay tích cực.Một số trong những sản phẩm này là sản phẩm trung gian của quá trình chuyển hoá đường thành rượu,còn một số khác là kết quả của những biến đổi hoá sinh phức tạp của những cấu tử khác trong dịch đường khi chúng tham gia vào trao đổi năng lượng trong tế bào nấm men. Những sản phẩm bậc hai chủ yếu tạo thành trong quá trình lên men: +Glyxerin:lượng glyxerin có thể tích tụ đến 3g/l,glyxerin là một cấu tử quý đối với bia,vì nó làm mềm vị và làm tăng thêm độ đậm đà cho sản phẩm . +Rượu bậc cao: khối lượng dao động trong khoảng 20 – 95mg/l.Từng loại rượu bậc cao đều tạo cho bia hương vị riêng biệt nhưng hương vị đó không phải là đặc trưng cho bia mà còn tạo ra cảm giác khó chịu về cảm quan cho bia.Hàm lượng rượu bậc cao được tạo thành chủ yếu trong giai đoạn lên men chính,sang giai đoạn lên men phụ thì lượng tăng không đáng kể.Lượng rượu bậc cao tích tụ trong bia non,một mặt được quyết định bởi sự sinh sản và phát triển của nấm men,mặt khác còn được quyết định bởi sự trao đổi chất của các tế bào hình thành nên nhưng không sinh sản. +Axit hữu cơ: axit lactic,axit xitric,axit succinic,axit axetic,axit focmic.Các axit hữu cơ là sản phẩm bậc hai của quá trình lên men rượu và quá trình trao đổi dinh dưỡng trong tế bào nấm men.Chúng cũng là sản phẩm của quá trình đồng lên men do vi khuẩn gây ra khi dịch đường houblon hoá bị nhiễm khuẩn. +Este và andehid: Este là sản phẩm bậc hai không thường trực của quá trình lên men chính,nó là kết quả của sự tương tác giữa các sản phẩm bậc hai:este hoá các axit hữu cơ bay hơi và không bay hơi với các loại rượu.Este có ý nghĩa quan trọng trong việc hình thành vòng thơm của bia. Anđehid là sản phẩm bậc hai thường trực của quá trình trao đổi chất ở nấm men và cũng có thể được tạo qua con đường oxy hoá các loại rượu ở mức độ vừa phải(10 – 15mg/l), andehid làm tăng thêm hương cho bia,nhưng nếu cao quá thì vai trò của chúng lại trở lên tiêu cực. +Axeton,diaxetyl và 2,3-butadion: được thu nhận chủ yếu ở giai đoạn lên men chính và là kết quả của các quá trình hoạt động sống của tế bào nấm men.Diaxetin là chất lỏng không màu đến vàng nhạt,có mùi hôi cực mạnh và vị đắng ngắt rất khó chịu,tác động rất mạnh đến hệ thần kinh con người. Các quá trình và những biến đổi khác: +Sự thay đổi độ chua và năng lực đệm: ở giai đoạn lên men chính của dịch đường houblon hoá có sự thay đổi lớn về độ chua tác dụng.Độ chua định phân tăng0,4 – 0,5ml NaOH 1N/100ml vì sự tạo thành của CO2 và một số axit hữu cơ trong quá trình lên men. pH cuả dịch đường trước lúc lên men là 5,5 – 5,6,còn sau khi lên men nó giảm xuống chỉ còn 4,4 – 4,5 hiện tượng này là do phá vỡ hệ thống đệm của dịch đường. +Sự thay đổi thế oxi hoá khử và cường độ màu. +Sự kết mảng của tế bào nấm men: xảy ra trong suốt giai đoạn lên men chính,nhưng đặc biệt nhất là ở những ngày cuối cùng khi lượng CO2 tạo ra đã ít đi và một phần khá lớn các loại cặn lắng đã kết tủa xuống đáy thùng lên men.Khi nấm men đã bị kết mảng thì năng lực lên men của chúng bị triệt tiêu.Sự kết mảng này còn phụ thuộc vào thành phần và tính chất của môi trường mà chúng sinh sống. +Sự tạo bọt: là một trong những tính chất quan trọng nhất của bia,bọt được tạo thành trong giai đoạn lên men chính và trong tất cả các công đoạn khác trong dây truyền sản xuất bia.Giai đoạn đầu của quá trình lên men lớp bọt này rất nhỏ,mịn trắng bông,sau đó kích thước của bong bóng bọt bắt đầu to dần lên và thành đám lớn.Màu sắc của lớp bọt cũng bị biến đổi dần từ màu trắng bông sang màu hơi xám và cuối cùng là màu nâu xám,nguyên nhân chính là do các chất hoạt động bề mặt bị oxy hoá. Khi quá trình lên men chính kết thúc khối bọt bị xẹp hết,trên bề mặt bia non phủ một lớp bột màu xám nâu,có độ đắng rất mạnh. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men + Chất lượng của nấm men: Chủng nấm men tốt thì lên men nhanh và triệt để,sản phẩm bậc hai tạo ra thích hợp.Một chủng nấm men phù hợp và có chất lượng tốt có thể tái sử dụng từ 7 – 8 lần. +Lượng nấm men gieo cấy ban đầu:lượng nấm men gieo cấy ban đầu ít thì quá trình lên men sẽ bị ì,khi mật độ gieo cấy ban đầu cao thì quá trình lên men nhanh. +Nồng độ các chất hoà tan trong dịch đường houblon hoá:nồng độ tối ưu từ 11 – 120. +Nhiệt độ của dịch lên men: phải thích hợp cho từng loại nấm men.Khi nhiệt độ cao thì thời gian lên men nhanh,mật độ tối đa đạt nhanh hơn và chất lượng bia giảm. +áp suất bề mặt:áp suất bề mặt tối ưu cho từng giai đoạn là khác nhau PTƯ giai đoạn đầu = 0,2 – 0,5kg/cm2. PTƯ giai đoạn cuối = 1,2 – 1,5kg/cm2. áp suất bề mặt ảnh hưởn tơi lượng sinh khối tạo thành,trong một giới hạn áp suất bề mặt càng cao thì sinh khối tạo thành cang ít,áp suất bề mặt còn ảnh hưởng tới trạng thái sinh lý của nấm men,nếu nấm men chịu áp suất cao trong giai đoạn lên men thì nấm men càng chóng già hơn. +Hàm lượng thế oxy hoá khử: hàm lượng oxy hoà tan trong dịch đường houblon hoá chỉ khống chế ở nồng độ 6,7 – 7mg/l.Nếu trong dịch lên men có quá ít oxy thì tốc độ sinh sản bị hạn chế,tốc độ lên men bị chậm lại,hương và vị của bia không đạt mức cần có. +Cường độ khuấy đảo dịch lên men :thúc đẩy quá trình lên men,rút ngắn thời gian lên men,nhưng trong bia chứa nhiều sản phẩm bậc hai. +Nồng độ sản phẩm lên men :sản phẩm chính là rượu etylic và khí cacbonic.Nếu nồng độ thấp,dưới 2%thì các hoạt động sống của nấm men vẫn xảy ra bình thường,khi vượt quá 2% thì khả năng nảy chồi của nấm men bị giảm.Khi lên đến 5% thì khả năng nảy chồi của nấm men chấm dứt tuy rằng quá trình lên men vẫn tiếp tục.Nếu nồng độ cồn lên đến 12% thì quá trình lên men bị đình chỉ hoàn toàn. +Khả năng chịu nồng độ cồn của chủng nấm men là khác nhau,nó phụ thuộc vào khả năng thích ứng và trạng thái sinh lý của nấm men. Thiết bị lên men là thùng lên men hình trụ ở giai đoạn giữa của thân được chế tạo hai lớp vỏ để bơm chất tải lạnh đi qua.Nhờ có chất tải lạnh này mà nhiệt độ lên men luôn luôn được ổn định ở mức cần thiết.Thùng có cấu tạo bằng thép,vỏ dày chịu được áp lực 3kg/cm2.Phần cuối của thùng có dáng hình côn để nấm men dễ kết lắng.Toàn bộ thân của thùng được bảo ôn bằng các vật liệu cách nhiệt. Lên men dịch đường kéo dài 8 – 10 ngày đêm,khi quá trình lên men chính kết thúc thì nấm men bắt đầu kết lắng,lúc đó cho áo lạnh ở phần côn làm việc.Nhiệt độ của bia non ở vùng này được hạ xuống sẽ thúc đẩy quá trình kết lắng của nấm men nhanh hơn v