công nghệ chế biến bia

Phần I : Mở đầu Bia loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu chất dinh dỡng, tạo cảm giác sảng khoái, mát bổ Nó đợc coi nh loại nớc giải khát Ngoài uống bia cung cấp lợng lớn calo cho ngời uống, theo tính toán lít bia cung cấp từ 400  800 kcal cho ngêi sư dơng nã Trong bia chứa hệ enzim phong phú, đặc biệt hệ enzim tiêu hoá, chất khoáng vi lợng, đa lợng, vitamin, đặc biệt vitamin không thay Đợc sản xuất từ loại nguyên liệu malt đại mạch, hoa houblon nớc với quy trình công nghệ đặc biệt, bia có tính chất cảm quan hấp dẫn ngời : hơng thơm đặc trng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, màu vàng tơi, hàm lợng CO2 (5g/l) giúp thể ngời giải khát cách triệt để ta uống Vì mà ngày bia loại đồ uống đợc dùng phổ biến giới có xu ngày tăng Hơn bia loại đồ uống có giá rẻ nên ngày kích thích ngời tiêu dùng sử dụng Trong khoảng 10 năm trở lại đây, nghành công nghiệp thực phẩm nói chung nghành công nghiệp sản xuất bia nói riêng nớc ta đà có diện mạo Năm 1997 sản lợng bia nớc ta đạt 670 triệu lít/năm Với mức sản xuất tiêu thụ bình quân đầu ngời đạt lít/ngời/năm Đây tỷ lệ thấp so với nớc khu vực giới Một số nớc phát triển giới số khoảng 130 200 lít/ ngời/năm nh Mỹ, Séc, Hà Lan, Pháp, Đức, ýsản lsản lợng bia sản xuất năm nớc ta không ngừng gia tăng với tốc độ cao năm gần đà góp phần thu hẹp khoảng cách chênh lệch Để góp phần vào việc xây dựng nhiều nhà máy sản xuất bia có chất lợng quốc tế góp phần đáp ứng cho nhu cầu nớc tiến tới xuất việc học hỏi kinh nghiệm nớc có công nghệ tiên tiến lĩnh vực kết hợp với việc chuyển giao công nghệ việc tạo đặc trng cho loại bia nớc ta cần thiết, đòi hỏi cố gắng, nỗ lực nhà khoa học nớc lĩnh vực đầu t thoả đáng quan nhà nớc có liên quan Chính yêu cầu cần thiết mà kỳ tốt nghiệp em đợc giao thiết kế nhà máy sản xuất bia chai giành cho xuất Đây nhiệm vụ em, đòi hỏi em phải cố gắng nghiên cứu tài liệu, tổng hợp kiến thức từ lần thực tập vừa qua, với hớng dẫn, bảo tận tình thầy cô giáo viện Công nghệ sinh học & công nghệ thực phẩm Trờng đại học Bách Khoa hà nội Đặc biệt thầy giáo Ts.Khuất Hữu Thanh, em tin hoàn thành đợc đồ án theo yêu cầu đặt Tuy nhiên không tránh khỏi đợc thiếu sót Kính mong hớng dẫn góp ý thầy cô giáo bạn bè để em thực hiên tốt đồ án PhÇn II : Néi dung đồ án Chơng I : tổng quan tàI liệu I Sơ lợc lịch sử phát triển sản xuất bia Theo dấu tích tìm đợc đá nhà khoa học đà chứng minh đợc bia đà xuất vào khoảng 7000 năm trớc công nguyên, nguồn gốc bia vốn lên men dịch cháo ngũ cốc đợc a chuộng Babilon, Sumeric, Ai cậpsản lVới tên gọi bia khác địa danh khác nh : Sikanu, Shekar hay Zythumsản lKỹ thuật sản xuất bias au thời kỳ đ ợc tầng lớp giáo sĩ Châu Âu tiếp thu vào kỷ XIII sau công nguyên Họ đà đa công nghệ cải tiến sử dụng hoa houblon để cải thiện hơng thơm mùi vị thay cho gia vị khác tạo tính chất đặc trng bia mà đến tận ngày cha có loại nguyên liệu thay đợc Năm 1875 nhà bác học ngời Pháp Louis Pasteur đà khám phá khẳng định nấm men vi sinh vật mà hoạt động sống làm nên trình lên men bia Từ công nghệ, thiết bị sản xuất bia luôn đợc cải tiến, đà có nhiều công nghệ đời nhê øng dơng cđa khoa häc kü tht nh : sử dụng máy làm lạnh, phân lập nuôi cấy nấm man khiết, sử dụng hoá chất, máy móc để tăng thời gian bảo quản bia nh : acid ascorbic, H2O, dietyl cacbonat, enzim hỗn hợp glucooxydaza, catalazasản l Trong khoảng 10 năm trở lại đây, nghành công nghiệp thực phẩm nói chung nghành công nghiệp sản xuất bia nói riêng nớc ta đà có diện mạo Năm 1997 sản lợng bia nớc ta đạt 670 triệu lít/năm Với mức sản xuất tiêu thụ bình quân đầu ngời đạt lít/ngời/năm Đây tỷ lệ thấp so với nớc khu vực giới Một số nớc phát triển giới số khoảng 130 200 lít/ ngời/năm nh Mỹ, Séc, Hà Lan, Pháp, Đức, ýsản lsản lợng bia sản xuất năm nớc ta không ngừng gia tăng với tốc độ cao năm gần đà góp phần thu hẹp khoảng cách chênh lệch Để góp phần vào việc xây dựng nhiều nhà máy sản xuất bia có chất lợng quốc tế góp phần đáp ứng cho nhu cầu nớc tiÕn tíi xt khÈu th× viÖc häc hái kinh nghiÖm nớc có công nghệ tiên tiến lĩnh vực kết hợp với việc chuyển giao công nghệ việc tạo đặc trng cho loại bia nớc ta cần thiết, đòi hỏi cố gắng, nỗ lực nhà khoa học nớc lĩnh vực đầu t thoả đáng quan nhà nớc có liên quan II Các loại bia chủ yếu Hiện giới sản xuất nhiều loại bia từ nguyên liệu khác Nhng phần lớn bia đợc sản xuất từ malt sau đà qua giai đoan ơm mầm thờng gọi malt đại mạch, thêm vào hoa houblon để tạo hơng vị màu sắc đặc trng cho bia số phụ gia khác Phân loại then nguyên liệu sản xuất: - Nếu bia đợc sản xuất từ malt vàng gọi bia vàng - Nếu bia sản xuất từ malt đen gọi bia đen Phân loại theo phơng thức sản xuất ta chia loại bia nh : - Bia chai - Bia - Bia lon sản l Ngoài vùng khác nhau, quốc gia khác sản xuất bia ngời ta có cho thêm vào số hơng liệu đặc biệt cộng thêm cách thức làm bia riêng họ nên tạo số loại bia đặc trng có tên gọi theo cách nhà sản xuất III Quy trình chung sản xuất bia Nguyªn liƯu NÊu Lọc bà Nấu hoa Làm lạnh Lên men Lọc BÃo hoà CO2 Hoàn thiện sản phẩm Kho bảo quản Các đại lý Ngời tiêu dùng IV Các yêu cầu bia chai giành cho xuẩt Đối với bia chia giành cho xuất nhà sản xuất phải đạt đợc số yêu cầu sau : - Bia sản xuất phải đạt chất lợng cao đủ yêu cầu giành cho xuất - Phải tìm hiểu sở thích vị ngời tiêu dùng nớc mà nhà máy có dự định xuất sang để từ có điều chỉnh hơng vị, màu sắc sản l cho phù hợp - CÇn chän phơng án sản xuất để đáp ứng đủ nhu cầu cho khách hàng thời hạn chất lợng - Cần phải có sách giá phù hợp cạnh tranh với loại bia đợc tiêu thụ thị trờng - Ngoài nhà sản xuất cần phải dó dịch vụ khách hàng nh : khuyến mÃi, quảng cáo, tài trợ cho hoạt động văn hoá, nhân đạo quốc gia để từ quảng bá sản phẩm Chơng II : lập luận kinh tế Xuất phát từ tình hình phát triển bia nớc giới hiên nay, nh giá trị ding dỡng bia mang lại việc thiết kế nhà máy bia việc làm có hiệu Việc sản xuất bia chai giµnh cho xt khÈu lµ mét ý tëng rÊt míi nhà máy bia Vì đa số nhà máy bia nớc ta gồm nhà máy bia quốc doanh, nhà máy bia liên doanh nhà máy bia doanh nghiệp t nhân sản xuất phục vụ nhu cầu tiêu thụ nớc Nên việc sản xuất bia giành cho xuất nớc ta nhiều bất cập công tác sản xuất tiêu thụ sản phẩm nên có tính rủi cao Nhng mà nớc ta khai thác đợc thị trờng nớc Theo em nghĩ nhà sản xuất nớc đầu t vào việc tìm hiểu thị trêng qc tÕ th× híng tíi níc ta cã thĨ xuất đợc bia nớc Trong đồ án tốt nghiệp em thiíet kế nhà máy sản xuất bia có chất lợng cao nên đạt đợc yêu cầu xuất Ban đầu công suất nhà máy triệu lít năm, thông qua thị trờng tiêu thụ tốt nâng suất nhà máy lên đợc triệu lít năm Em tin tởng việc sản xuất bia giành cho xuất ý tởng hay thu đợc thành công mở hớng cho nhà máy sản xuấ bia nớc Do việc thiết kế xây dựng nhà máy bia chai giành cho xuất nớc ta dự án có khả thi hiệu Chơng iII : chọn nguyên liệu sản xuất bia Các loại nguyên liệu sản xuất bia bao gồm : malt đại mạch đà đợc ơm mầm, hoa họublon, nấm men, nớc Ngoài có nguyên liệu thay phần malt nh : gạo số loại ngũ cốc khác, số chế phẩm enzim chất tẩy rửa chất trợ lọc phục vụ trình sản xuất bia Malt đại mạch Malt đại mạch sản phẩm malt đợc tiến hành cho nảy mầm điều kiện thích hợp Thành phần hoá học malt đại mạch phức tạp phụ thuộc vào giống malt, điều kiện đất đai, khí hậu, điều kiện canh tác sản l, thành phần chủ yếu malt đại mạch gồm : - Nớc(thuỷ phần) - Gluxit (tinh bột, xelluloza, hemixelluloza, hợp chất pectin chất dạng keo, saccharid thấp phân tử) - Các hợp chất chứa nitơ (protit, chất chứa nitơ phi protit) - Các chất không chứa nitơ (polyphenol chất đắng, fitin, vitamin, chất khoáng) - Chất béo lipoid - Enzim (hydrolaza, decmolazasản l) Malt đa vào sản xuất bia phải đạt đủ tiêu chuẩn nhà sản xuất Chỉ tiêu chất lợng malt nh sau: + Cảm quan : - Màu sắc : màu vàng tơi, vàng sáng - kích thớc hạt : tơng ứng với hạt malt ban đầu - Tỷ lệ hạt gÃy : ≤ 0,5% - Tû lƯ h¹t g·y : ≤ 1,0% - Hạt có vết cắt trắng từ : 2,5 5% + Các tiêu học : - Dung träng : 45  60 kg/ hl - Träng lợng khô tuyệt đối : trung bình từ : 28 38 g/1000 hạt (theo trọng lợng) - Từ 25 37 g/1000 hạt (theo chất khô tuyệt đối) - Độ cứng, độ nhuyễn : 50 000 g.cm/g + Các tiêu hoá lý học : - Độ ẩm : w 7% - Độ hoà tan trung bình : 75  80% (theo % chÊt kh«) - Cêng ®é mµu: Malt vµng tõ : 0,16  0,25ml iod 0,1N/100ml H20 - Hàm lợng maltoza : 75 80% chất hoà tan - Độ axít : pH dung dich thí nghiệm : 5,5 6,5 *Các thành phần malt (theo % chÊt kh«) : - Tinh bét : 58% - Pentoza : 10% - Xelluloza : 6% - §êng khö : 4% - ChÊt bÐo : 2,5% - Protein :  10% - Ho¹t lùc diastaza: 200 2500WK hay thời gian đờng hoá malt vàng từ : 10  20 phót/700C Hoa houblon Hoa houblon loại nguyên liệu quan thứ hai sản xuất bia sau malt đại mạch Nó đợc ngời biết đến sử dụng khoảng 3000 năm trớc công nguyên Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hơng thơm đặc trng làm tăng khă tạo giữ bọt, làm tăng độ bền keo ổn định thành phần sinh học bia, đồng thời từ hoa chiết nhũng chất có khả sát trùng Do tính nh hoa houblon cho nªn qua mÊy thiªn niªn kû tån tËi nghành sản xuất bia hoa houblon giữ đợc vai trò độc tôn loại nguyên liệu thay nghành công nghiệp sản xuất bia hiƯn Hoa houblon thêng dïng s¶n xt bia có tiêu sau: - Nớc (độ ẩm) : 11  13% - Chất đắng : 15 21% - Polyphenol : 2,5  6% - Protein : 15  21% - Xelluloza : 12  14% - ChÊt khoáng : 8% - Tinh dầu thơm : 0,3  1% - C¸c chÊt kh¸c : 26  28% Các chất có giá trị hoa houblon chất đắng, tinh dầu thơm polyphenol Các tiêu cảm quan : Hoa nguyên cánh sử dụng sản xuất bia tốt nh ng chiếm thể tÝch lín cång kỊnh, khã b¶o qu¶n, hiƯu qu¶ sư dơng thÊp Nªn ngêi ta thêng chÕ biÕn hoa houblon thành chế phẩm để tiện cho sử dụng bảo quản thờng dới dạng sau: - Bột humulon - Homulom chiết ly - Humulon đồng phân Các chế phẩm hoa houblon đợc sử dụng rộng rÃi giới chiếm 40% lợng hoa sản xuất bia Nớc Nớc nguyên liệu vô quan trọng suốt trình sản xuất bia, chiếm tỷ lệ lớn thành phẩm Nên ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng sản phẩm Do nớc sản xuất bia phải đạt dợc yêu cầu sau :