Nhà máy bia và nhà máy nước giải khát cùng là ngành đồ uống nhưng phần đầu dây chuyền khác hẳn: bia đi qua nấu, đường hoá, đun với hoa bia và lên men hàng tuần trong tank; nước giải khát chủ yếu là xử lý nước, pha syrup và phối trộn. Phần cuối thì giống nhau: dây chuyền chiết rót tốc độ cao, đóng nắp, thanh trùng khi cần, dán nhãn và đóng thùng.
Bài này đi theo dây chuyền ở mức nguyên lý, từ nguyên liệu đến kho thành phẩm, giải thích các thiết bị chính, các nguy cơ đặc thù như khí CO2 trong khu lên men, và cách các nhà máy xử lý phụ phẩm. Bài không bàn về thương hiệu hay tác động của đồ uống tới sức khoẻ, và không quảng cáo sản phẩm nào.
Nguyên liệu của nhà máy bia và vì sao nhà máy đặt gần thị trường
Bia làm từ bốn nguyên liệu cơ bản: malt đại mạch, hoa bia, men và nước. Ở Việt Nam, malt và hoa bia phần lớn nhập khẩu vì đại mạch và cây hoa bia không hợp khí hậu nhiệt đới. Nhiều nhà máy dùng thêm gạo hoặc nguyên liệu tinh bột khác làm thế liệu thay một phần malt, cho bia màu nhạt và vị nhẹ hợp khẩu vị phổ biến. Nước chiếm phần lớn thành phần bia, nên nguồn nước và cách xử lý nước ảnh hưởng thẳng đến vị.
Bia nặng, đóng trong chai thuỷ tinh hoặc lon, vận chuyển xa tốn kém, nên các hãng bia thường đặt nhiều nhà máy ở các vùng tiêu thụ khác nhau thay vì một nhà máy lớn duy nhất. Đó là lý do nhà máy bia có mặt ở nhiều tỉnh, từ Hà Nội, Hải Phòng, Thanh Hoá, Nghệ An, Huế, Đà Nẵng tới TP.HCM, Cần Thơ.
Bia hơi là một dòng riêng gắn với Hà Nội và các đô thị phía Bắc: bia không thanh trùng, đóng thùng hoặc keg, phải tiêu thụ trong thời gian rất ngắn. Nhà máy và xưởng bia hơi vì thế phải ở gần quán, giao hàng hằng ngày.
Nấu bia: từ hạt malt đến dịch đường đã đun hoa
Khu nấu là nơi biến tinh bột thành đường để men có thể ăn. Trình tự cơ bản:
- Nghiền malt vừa đủ vỡ để enzyme tiếp cận tinh bột nhưng giữ vỏ trấu làm lớp lọc; gạo nghiền mịn hơn.
- Hồ hoá gạo trong nồi riêng ở nhiệt độ cao, rồi nhập vào nồi malt.
- Đường hoá: giữ hỗn hợp ở các nấc nhiệt độ khác nhau để enzyme trong malt phân cắt tinh bột thành đường và protein thành chất dinh dưỡng cho men.
- Lọc dịch đường trong nồi lọc có đáy sàng, lớp vỏ malt đóng vai trò màng lọc; rửa bã bằng nước nóng để thu hết đường.
- Đun sôi dịch đường với hoa bia để tạo vị đắng, hương và ổn định dịch, đồng thời diệt vi sinh.
- Lắng xoáy để tách cặn, rồi làm lạnh nhanh dịch đường qua thiết bị trao đổi nhiệt và sục khí vô trùng trước khi cấy men.
Bã malt sau lọc, gọi là bã hèm, là phụ phẩm lớn của nhà máy bia, giàu chất xơ và đạm, được bán làm thức ăn chăn nuôi. Khu nấu cũng là nơi dùng nhiều hơi nóng nhất, nối với nồi hơi của nhà máy.
Lên men, ủ và lọc: phần chờ đợi của nhà máy bia
Dịch đường lạnh được bơm vào các tank lên men hình trụ đáy côn, thường đặt ngoài trời thành hàng cao. Men được cấy vào, chuyển đường thành cồn và CO2. Nhiệt độ lên men được giữ ổn định bằng áo lạnh quanh tank, chạy bằng glycol hoặc chất tải lạnh khác từ hệ thống lạnh trung tâm. Men lắng xuống đáy côn được thu lại, một phần dùng cho mẻ sau.
Sau lên men chính là giai đoạn ủ ở nhiệt độ thấp để bia chín, giảm các hợp chất tạo mùi lạ và tự trong dần. Toàn bộ quá trình mất nhiều ngày tới vài tuần tuỳ loại bia, nên số lượng tank quyết định công suất thực của nhà máy nhiều hơn tốc độ nấu.
Bia ủ xong được lọc qua bột trợ lọc hoặc màng để trong, điều chỉnh lượng CO2 hoà tan, rồi chuyển vào tank thành phẩm chờ chiết. CO2 sinh ra trong lên men được nhiều nhà máy thu hồi, làm sạch, hoá lỏng để dùng lại cho bão hoà và đẩy bia, vừa tiết kiệm vừa giảm phát thải.
Nước giải khát: bắt đầu từ trạm xử lý nước
Với nhà máy nước giải khát, thành phần chính là nước, nên trạm xử lý nước là trái tim. Nước nguồn từ giếng khoan hoặc nước máy đi qua lọc cát, lọc than hoạt tính để khử mùi, clo dư, rồi lọc tinh và thường là lọc thẩm thấu ngược để loại muối khoáng, cuối cùng khử trùng bằng ozone hoặc tia cực tím. Nước đóng chai bán lẻ cũng đi qua chuỗi tương tự và phải đáp ứng quy chuẩn kỹ thuật hiện hành cho nước uống đóng chai.
Nước ngọt có ga được pha từ syrup: đường được hoà tan, lọc, có khi thanh trùng, rồi phối với hương, chất tạo màu, chất điều chỉnh độ chua theo công thức để thành syrup hoàn chỉnh. Syrup được phối với nước đã xử lý theo tỷ lệ chính xác, làm lạnh và bão hoà CO2 trong máy trộn ga trước khi chiết.
Trà đóng chai, nước trái cây, đồ uống có sữa có thêm khâu chiết xuất trà hoặc phối nguyên liệu, và thường cần thanh trùng hoặc rót nóng vì không có ga để ức chế vi sinh. Mỗi loại đồ uống có chỉ tiêu kiểm soát riêng như độ đường, độ chua, lượng CO2.
Dây chuyền chiết rót: chai thuỷ tinh, chai PET, lon
Phần cuối của nhà máy đồ uống là dây chuyền chiết rót chạy liên tục với tốc độ cao. Mỗi loại bao bì có cách làm khác nhau.
| Bao bì | Chuẩn bị bao bì | Sau khi chiết |
|---|---|---|
| Chai thuỷ tinh quay vòng | Máy rửa chai ngâm kiềm nóng, xả, soi chai bằng máy kiểm tra để loại chai bẩn, mẻ | Đóng nắp, thanh trùng tunnel với bia, dán nhãn, xếp két |
| Chai PET | Thổi chai ngay tại nhà máy từ phôi nhựa, đưa thẳng vào máy chiết | Đóng nắp vặn, in ngày, dán hoặc co nhãn, đóng lốc |
| Lon nhôm | Lon rỗng mua từ nhà máy lon, súc rửa bằng nước sạch | Ghép nắp, thanh trùng với bia lon, in ngày, đóng thùng |
| Keg bia hơi | Rửa và tiệt trùng keg | Không thanh trùng sau chiết, giữ lạnh và giao ngay |
Thanh trùng tunnel là cho chai, lon đã đóng chạy chậm qua một đường hầm phun nước ấm, nóng rồi nguội dần để diệt men và vi sinh còn sót mà không làm vỡ chai. Các điểm kiểm trên dây chuyền gồm mức rót, độ kín nắp, lực vặn nắp, mã ngày; máy kiểm tra tự động loại chai rót thiếu hoặc nắp lỗi ngay trên băng chuyền.
Nguy cơ đặc thù: CO2, kính vỡ, tiếng ồn và hoá chất rửa
Nguy cơ chết người đặc thù của nhà máy bia là khí CO2. Trong lúc lên men, tank sinh ra rất nhiều CO2, nặng hơn không khí, có thể tích tụ ở hầm, hố, khu vực thấp kín. Vào bên trong tank để vệ sinh hoặc sửa chữa là vào không gian hạn chế, phải đo khí, thông gió, có người giám sát bên ngoài và quy trình cứu nạn. Nhiều tai nạn ngạt khí trong ngành đồ uống thế giới xảy ra chính ở tình huống này.
Dây chuyền chai thuỷ tinh có nguy cơ chai vỡ văng mảnh, nhất là chai chứa đồ uống có ga chịu áp. Khu chiết rót và đóng nắp ồn lớn, cần bảo vệ thính giác. Máy rửa chai và hệ thống làm sạch tại chỗ dùng xút và axit nóng, gây bỏng nếu rò rỉ. Hệ thống lạnh có thể dùng amoniac.
Các biện pháp tuân theo nguyên lý của Luật An toàn, vệ sinh lao động 2015 và quy định về thiết bị áp lực, hoá chất hiện hành. Nước thải nhà máy bia và đồ uống giàu chất hữu cơ từ bã, men, đường, phải xử lý sinh học trước khi xả theo Luật Bảo vệ môi trường 2020; nhiều nhà máy thu khí sinh học từ bể kỵ khí để đốt lò.
Phòng thí nghiệm của nhà máy đồ uống kiểm những gì
Nhà máy đồ uống chạy hàng trăm nghìn chai mỗi ca, nên kiểm soát chất lượng dựa vào lấy mẫu có hệ thống ở từng điểm của dây chuyền. Các nhóm kiểm thường gặp:
- Nước sau xử lý: độ cứng, clo dư, chỉ tiêu vi sinh, kiểm theo ca và theo ngày.
- Dịch đường và bia trong lên men: nồng độ chất hoà tan, nhiệt độ, độ chua, tình trạng men, theo dõi từng tank.
- Syrup và đồ uống phối trộn: độ đường, độ chua, màu, so với chuẩn công thức trước khi cho chiết.
- Thành phẩm trên dây chuyền: lượng CO2 hoà tan, mức rót, độ kín nắp, mã ngày rõ ràng.
- Vi sinh thành phẩm: ủ mẫu và kiểm theo lô trước khi xuất kho.
- Cảm quan: tổ thử nếm của nhà máy nếm mẫu hằng ngày để phát hiện mùi vị lạ mà máy đo không bắt được.
Mỗi lô thành phẩm được lưu mẫu trong thời gian nhất định để đối chiếu khi có khiếu nại. Hồ sơ kiểm của từng ca là căn cứ để truy ngược lô nguyên liệu, tank lên men, dây chuyền và ca làm việc nếu có sự cố.
Quy mô xí nghiệp: từ xưởng bia thủ công đến nhà máy liên tục
Ngành bia có ba tầng rõ rệt. Nhà máy lớn của các hãng bia chạy nhiều dây chuyền chiết tốc độ cao, tank lên men đặt thành dãy. Nhà máy và xưởng bia hơi vừa và nhỏ phục vụ quán trong vùng. Xưởng bia thủ công với hệ thống nấu nhỏ, nhiều công thức, thường gắn với quán bia của chính mình ở các đô thị lớn.
Ngành nước giải khát có các nhà máy lớn của hãng trong và ngoài nước, cùng rất nhiều cơ sở nước uống đóng bình, đóng chai nhỏ ở từng địa phương. Cơ sở nước đóng bình là tầng phổ biến nhất nhưng cũng hay bị cơ quan chức năng kiểm tra về chất lượng nước và vệ sinh bình quay vòng.
Với người tìm nhà máy gia công đồ uống nhãn riêng, cần biết mỗi dây chuyền chiết có số lượng tối thiểu cho mỗi lần chạy vì đổi sản phẩm phải vệ sinh và chỉnh máy. Hỏi rõ loại bao bì nhà máy chạy được, có thanh trùng hay rót nóng không, và hồ sơ an toàn thực phẩm theo Luật An toàn thực phẩm 2010 của cơ sở.
Câu hỏi thường gặp
Bia hơi khác bia chai ở điểm nào trong sản xuất?
Bia hơi thường không qua thanh trùng sau khi chiết, đóng vào thùng hoặc keg và phải giữ lạnh, tiêu thụ trong thời gian rất ngắn. Bia chai và bia lon được thanh trùng hoặc lọc kỹ để giữ được lâu ở nhiệt độ thường. Vì thế xưởng bia hơi phải ở gần nơi tiêu thụ.
Vì sao nhà máy bia dùng gạo?
Gạo được dùng làm thế liệu thay một phần malt, cung cấp tinh bột để chuyển thành đường. Bia có gạo thường màu nhạt, vị nhẹ, hợp khẩu vị phổ biến ở nhiều nước châu Á. Gạo cũng là nguyên liệu sẵn có trong nước, trong khi malt phần lớn phải nhập.
Thổi chai PET tại nhà máy là gì?
Là nhà máy mua phôi nhựa nhỏ như ống nghiệm dày, gia nhiệt rồi thổi khí áp lực cao trong khuôn để thành chai, đưa thẳng vào máy chiết. Cách này tiết kiệm chi phí vận chuyển so với mua chai rỗng cồng kềnh, và giảm nguy cơ bụi bẩn lọt vào chai.
Vì sao vào tank lên men nguy hiểm?
Vì tank và khu vực xung quanh có thể chứa nhiều khí CO2 sinh ra từ lên men, khí này không màu, gần như không mùi, nặng hơn không khí và gây ngạt nhanh. Vào tank là vào không gian hạn chế, bắt buộc đo khí, thông gió, có người giám sát và phương án cứu nạn.
Nước đóng chai được xử lý ra sao?
Thường qua lọc thô, lọc than hoạt tính, lọc tinh, lọc thẩm thấu ngược và khử trùng bằng ozone hoặc tia cực tím trước khi chiết vào chai đã rửa hoặc thổi sạch. Sản phẩm phải đáp ứng quy chuẩn kỹ thuật hiện hành cho nước uống đóng chai và được kiểm định kỳ.
Bã hèm bia được dùng vào việc gì?
Bã hèm là phần vỏ và xác malt còn lại sau khi lọc dịch đường, giàu xơ và đạm. Phần lớn được bán cho người chăn nuôi hoặc nhà máy thức ăn chăn nuôi. Do bã ướt dễ chua, hỏng, nó cần được tiêu thụ hoặc sấy khô nhanh.
