(Tiểu luận) báo cáo đồ án chuyên ngành qltp và attp xây dựng quy trình sản xuất bia cam thảo

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM -o0o - BÁO CÁO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH QLTP VÀ ATTP XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA CAM THẢO Nhóm thực hiện: 01 Giáo viên hướng dẫn: ThS Phan Thị Phương Thảo Hà Nội, 2022 Danh sách sinh viên tham gia STT Họ tên Mã sinh viên Lớp Nguyễn Thuý An 645241 K64QLTP Lê Duy Anh 647026 K64QLTP Nguyễn Kim Anh 642954 K64QLTP Nguyễn Thị Phương Anh 645841 K64QLTP Trần Thị Phương Anh 645358 K64QLTP Lê Dương Hải Đăng 646868 K64QLTP Nguyễn Thị Hà 642046 K64QLTP Nguyễn Thị Thu Hà 642293 K64QLTP Tạ Xuân Hiệp 646279 K64QLTP 10 Nguyễn Thị Huệ 642616 K64QLTP 11 Phạm Thị Huyền 645803 K64QLTP 12 Trịnh Thị Huyền 645241 K64QLTP Đánh giá MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT SẢN PHẨM Nước Mạch nha( Malt) Hoa bia( Hoa houblon) Nấm men Bột cam thảo CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA CAM THẢO Sơ đồ công nghệ Thuyết minh quy trình 2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 2.2 Hồ hoá 2.3 Đường hoá 10 2.4 Lọc dịch đường rửa 11 2.5 Houblon hoá 12 2.6 Lắng 13 2.7 Làm lạnh nhanh 14 2.8 Nhân men giống 14 2.9 Lên men 15 2.10 Thu hồi nấm men 18 2.11 Lên men phụ 19 2.12 Lọc bia 20 2.13 Bão hoà CO2 21 2.14 Chiết rót 21 2.15 Thanh trùng 23 2.16 Kiểm tra in date 23 CHƯƠNG 4: CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 23 Máy nghiền malt 23 Máy nghiền gạo 24 Hệ thống phối trộn: 25 Nồi nấu đường hoá 26 Thiết bị lọc khung 28 Nồi nấu houblon hoá 29 Thùng lắng WHIRL POOL: 29 Hệ thống làm lạnh dịch đường 30 Thiết bị lên men 31 10 Thiết bị lọc ép khung 32 11 Hệ thống bão hoà CO2 33 12 Máy chiết rót 34 13 Nồi trùng 35 14 Máy in date 36 15 Hệ thống lò 36 16 Hệ thống CIP 37 17 Hệ thống xử lý nước thải 74 CHƯƠNG 5: SƠ ĐỒ MẶT BẰNG NHÀ MÁY 76 Sơ đồ mặt nhà máy 76 Sơ đồ nhà máy khu sản xuất 76 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM ‒Bia cam thảo loại sản phẩm sản xuất thủ công nhà máy sản xuất bia với số lượng sản xuất tối đa 1000 lít/ lần ‒ Bia cam thảo sản xuất từ nguyên liệu nước, hoa bia( hoa houblon), mạch nha( Malt) men bia cịn có thêm thảo mộc bột cam thảo mang lại hương vị mát, thơm ngon cho người uống ‒Công dụng bia bổ sung cam thảo:     Giúp bồi bổ, tăng sức đề kháng cho thể Ức chế phát triển tế bào ung thư Hỗ trợ tiêu hoá … CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT SẢN PHẨM Nước ‒ Nước chiếm 85 – 90% bia thành phẩm (tùy thuộc loại bia), bên cạnh đó, nước cịn mơi trường xảy phản ứng sinh hóa q trình nấu, phản ứng q trình lên men trình trao đổi nhiệt sản xuất ‒ Do nơi sản xuất bia cam thảo sử dụng nước máy nên thường phải để thùng trữ vài ngày để giảm bớt lượng Clo tự (thường có q trình khử trùng nước) Vì Clo tự phản ứng với số vật chất hữu bia tạo hương vị không mong muốn ‒ Nước để sản xuất bia cam thảo phải đạt vài tiêu chí như:  Nước để nấu bia nước bắt buộc phải đạt tiêu chuẩn nước uống  Không sử dụng nước cứng (hàm lượng Ca2+, Mg2+ cao) để nấu bia, thường sử dụng nước mềm Mạch nha( Malt) ‒ Malt nguyên liệu mà chất tan dịch mạch nha nguồn cung cấp dinh dưỡng cho nấm men để chuyển dịch đường thành bia Nó góp phần trực tiếp tạo màu sắc hương vị đặc trưng cho loại bia khác ‒ Malt sản phẩm trình ngâm ủ hạt lúa (lúa mạch, lúa mì, lúa gạo,…) Quá trình ủ malt chia làm giai đoạn ngâm ủ, nảy mầm sấy khô Tức hạt ngâm nước cho nảy mầm (quá trình kích hoạt enzyme cắt tinh bột protein thành loại đường acid amine) đến mức độ định sau cắt mầm đem sấy khô để bảo quản ‒ Bia cam thảo sử dụng Malt đại mạch( 75%) kết hợp với gạo( 25%) Malt đại mạch (barley malt) loại malt phổ biến loại malt nấu bia Đại mạch dễ nảy mầm tạo lượng lớn enzyme Hydrolase tự nhiên Nó có thành phần hóa học hợp lí với hàm lượng tinh bột protein vừa phải để tạo điều kiện cho nấm men phát triển thuận lợi phát triển hương vị bia tốt  Gạo: Hạt thóc có cấu tạo gần tương đương với đại mạch hồn tồn thay phần đại mạch làm nguyên liệu sản xuất bia Gạo liệu quan trọng sản xuất bia Việt Nam với nhiều ưu điểm như: • Gạo có hàm lượng tinh bột cao, hàm lượng protein vừa phải, hàm lượng chất béo xenlulose mức thấp Tạo hương vị trung tính cho bia, màu sáng trong, tăng khả giữ bọt, giảm hàm lượng nitơ hịa tan • Gạo ngun liệu sẵn có, dồi Việt Nam nước xuất gạo đứng thứ giới • Giảm giá thành sản phẩm ‒ Cả Malt đại mạch gạo cơng ty lấy từ nhà phân phối công ty VinaBeco – Công ty Cổ phần Công nghệ Bia Rượu Nước giải khát Việt Nam Hoa bia( Hoa houblon) ‒ Hoa houblon giúp tạo độ đắng dịu, tạo hương thơm đặc trưng, hỗ trợ tạo bọt, tăng kết dính độ cân bia ‒ Công ty sử dụng loại hoa bia công ty Vinabeco nơi sơ chế tinh chế hoa houblon thành chế phẩm Houblon viên (hop pellets): Từ hoa houblon cánh sơ chế trên, qua trình sấy, xay nghiền, loại bỏ tạp chất ép thành viên để thuận lợi sử dụng ‒ Houblon viên tinh chế từ hoa bia Noble mang lại trải nghiệm thưởng thức bia tuyệt vời số IBU (độ đắng) cao Nấm men ‒ Sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae sử dụng nhiệt độ tương đối cao (15 – 28°C), tất tế bào có xu hướng lơ lửng lên phía bể kết thúc trình lên men Do men lơ lửng nên trình lên men triệt để hơn, tạo hương vị nhiều so với dịng men chìm ‒ Hiện nay, chế phẩm nấm men bia thị trường có men tươi, men ướt men khơ Đối với cơng ty men khơ lựa chọn đơn giản thích hợp nhất, cần mua sau cho trực tiếp vào lên men Việc canh chỉnh liều lượng thời gian lên men nhà cung cấp Vinabeco khuyến cáo bán Bột cam thảo ‒ Sử dụng bột cam thảo hộ dân xã Gia Hịa, huyện Gia Viễn tỉnh Ninh Bình nơi sản xuất cam thảo đất cam thảo dây theo hướng GACP- WHO với mong muốn vừa giúp tăng thu nhập cho người dân địa phương phát triển kinh tế xã hội vùng vừa đẩy mạnh giải vấn đề sử dụng thảo dược Việt Nam vào sản xuất bia nói riêng đồ uống nói chung CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA CAM THẢO Sơ đồ cơng nghệ Malt(75%)) Gạo(25%) Nghiền Nghiền Đường hóa Hồ hóa Nước Lọc dịch đường rửa Bã bã Hoa houblon Houblon hóa Bột cam thảo Lắng Cặn Làm lạnh nhanh Oxy Men giốn Xử lý Lên men + phụ Sữa men CO2 Lọc bia Bão hòa CO2 Tank BBT Kiểm tra Rửa Chiết lon, trùng Xử lý Thuyết minh quy trình 2.1 Chuẩn bị nguyên liệu ‒ Malt Gạo trước đưa vào sản xuất bia cần phải làm sạch, loại bỏ tạp chất, sau làm đạt yêu cầu đem nguyên liệu nghiền 2.1.1 Nghiền Malt ‒ Mục đích: Nghiền Malt nhằm để dập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước làm cho xâm nhập nước vào thành phần nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy q trình sinh lý, sinh hố ngun liệu nấu tạo dịch đường có nồng độ chất hoà tan cao ‒ Yêu cầu kỹ thuật: Sản phẩm nghiền gồm: vỏ trấu, lớn, bé bột mịn Vỏ trấu phải to, không nghiền mịn vỏ trấu mịn cản trở trình lọc gây vị chát cho bia vỏ hạt có cấu tạo từ Cellulza Linhin, hợp chất Polyphenol chất khống, ngồi cịn có Pentoza, có chất màu chất đắng,số lượng tương đối lớn chúng gây vị đắng không mong muốn làm ảnh hưởng đến chất lượng bia ‒ Tại công ty tiêu chuẩn nghiền là: vỏ trấu 15-25% (sàng 3mm), vỏ trấu nhỏ bột thô 15-25% (sàng 2mm), nhỏ 10-20% (sàng 0.5mm), bột mịn 45-60% ‒ Cách thực hiện:  Đổ Malt vào phễu nạp liệu, điều chỉnh chắn liệu phía gàu tải cho Malt vào (theo vạch cho sẵn) Chú ý không cho Malt vào gàu tải nhiều làm tắc nghẽn máy q khơng đủ cơng suất máy  Kiểm tra chất lượng bột Malt: Mở cửa vít tải lấy mẫu kiểm tra mắt Chất lượng bột Malt sau nghiền đảm bảo vỏ malt tách không nát, phần bột malt nhỏ, mịn khơng cịn hạt ngun (so với mẫu đối chứng) Cịn malt khơng đạt u cầu cho trở lại phễu với lượng malt ban đầu để xay lại, không cho lên thùng chứa bột malt  Theo dõi trình nghiền Malt: Cứ 15 phút lấy mẫu bột Malt kiểm tra lần để phát sai sót thơng số kỹ thuật bột Malt 2.1.2 Nghiền gạo ‒ Mục đích: gạo chưa qua nảy mầm nên cấu trúc tinh bột nguyên vẹn Do enzyme amylase protease gạo nghèo lại khơng hoạt hóa nên khó bị thủy phân Nên gạo cần phải nghiền mịn tốt giúp khả tiếp xúc chất enzyme cao ‒ Yêu cầu kỹ thuật: Gạo phải nghiền nhỏ Malt xay mịn hơn, mịn gây đục khó lọc ‒ Tiêu chuẩn công ty: Tấm lớn, nhỏ:85-95%, bột mịn 5-15% ‒ Cách thực hiện: Nguyên liêu đươc đưa vao may nghiên qua phêu nap liêu Gao đươc nghiên nat nhơ vao lưc va đâp cua bua vao cua may nghiên va sư co xat cua cac hat vơi Gao sau nghiên đat kich thươc yêu câu se đươc chuyên qua xilo nhơ gau tai, hat chưa đat yêu câu se đươc tiêp tuc nghiên cho đên cho kich thươc đu nho va đươc đưa ngoai Gao sau nghiên đươc đưa qua thiêt bi chưa tam thơi va bô sung nươc, trươc chuyên sang nôi nâu vơi ti lê ( gao : nươc = 1:5)  Chú ý ‒ Không nên xay Malt trước nấu lâu, nên xay trước ngày để lâu Malt hút ẩm dẫn đến giảm chất lượng ‒ Thời gian nghiền xong 2500kg gạo khoảng 45 phút, thời gian nghền xong 7500kg malt khoảng 105 phút 2.2 Hồ hố ‒ Mục đích: gạo sau nghiền nhỏ xử lý hồ hóa trước mang đường hóa Mục đích dùng nhiệt độ cao để nấu chín tinh bột nhờ hoạt động enzyme thủy phân có 10% malt lót để chống cháy nồi qúa trình nấu đồng thời có tác dụng phân cắt hợp chất cao phân tử có gạo, phá vỡ màng tế bào tinh bột, làm đứt liên kết chúng để tạo cấu tử có phân tử thấp trở thành chất chiết dịch đường ‒ Cách thực hiện: Bật cánh khuấy nồi gạo máy hoà trộn bột gạo, cho nước vào máy hoà trộn bột cho vừa ngập trục, khoá bột van nước lại, mở cho gạo xuống từ từ liên tục Bật bơm nạp dịch vào nồi, thực hết số gạo mẻ nấu Thêm 7-10% Malt lót vào nồi gạo, tiếp tục bơm thêm nước Tắt bơm sau nạp nguyên liệu gạo vào Tại nhiệt độ 32°C gạo hồ với nước bổ sung Malt lót, phụ gia CaCl2 cho vào mẻ với mục đích phá huỷ liên kết gluten, hạn chế khê cháy nồi  Dịch hoá lần 1: Nâng dần nhiệt độ lên khoảng 72°C khoảng 11 phút, lúc hạt tinh bột hút nước trương nở, enzyme amilaza Malt thuỷ phân làm làm tăng độ nhớt dịch bột  Hồ hoá:Tiếp tục nâng dần nhiệt độ lên 83°C 13 phút giữ phút để tiếp tục hồ hóa tinh bột Kết thúc giai đoạn này, tinh bột phần lớn hồ hóa  Dịch hố lần 2:Thêm nước để hạ nhiệt độ xuống 72°C khoảng phút Khi thời gian hạ nhiệt khoảng phút đồng thời xuống malt lót lần thứ để cung cấp thêm enzyme α-Amylase giúp cho q trình hồ hóa triệt để hơn, nhiệt độ tối ưu enzyme (7275°C) tác dụng amylaza chuỗi amilopeptit tiếp tục phân cắt nhỏ lại làm giảm độ nhớt nồi cháo  Hồ hoá triệt để: nâng nhiệt độ từ 72°C lên 100°C khoảng thời gian 30 phút, giữ nhiệt độ khoảng 15 phút để hồ hóa tinh bột hồn tồn tạo điều kiện thuận lợi cho q trình đường hóa lọc sau thn lợi 2.3 Đường hố ‒ Mục đích: tạo điều kiện thích hợp nhiệt độ pH mơi trườhg để hệ enzyme thủy phân có malt chuyển hóa hợp chất cao phân tử (chủ yếu hydrocacbon protein) thành chất đơn giản, hòa tan bền vững, tạo thành chất chiết dịch đường ‒ Cách thực hiện:  Hoà trộn: Sau thực nấu nồi gạo 60 phút tiến hành khởi động nồi Malt Tại thời điểm dịch hoá lần hai, bơm bột Malt hồ trộn với nước có kết hợp với khuấy theo tỉ lệ Malt nước 1: theo thể tích Bột malt nước phun vào ống dẫn với áp lực lớn, nhằm hòa tan bột malt vào nước , tránh tượng vón cục Đồng thời cánh khuấy bắt đầu hoạt động để bột malt không bị lắng xuống tránh cháy khét, vón cục Bổ sung thêm acid lactic để điểu chỉnh pH mơi trường 5.2-5.6 thích hợp cho enzyme amylase hoạt động  Đạm hoá: Thời gian gia nhiệt cho nồi Malt: Từ 30°C-50°C 15 phút Cứ phút lên 1°C, giữ 50°C khoảng 20 phút để thực đạm hoá dịch Malt Thời điểm kết thúc đạm hố nồi Malt phải tính toán cho trùng với thời điểm kết thúc hồ hoá triệt để nồi gạo Trong thời gian diễn thủy phân protein tác động enzyme protease thành acid amin  Đường hoá: Tại thời điểm kết thúc đạm hoá hồ hoá triệt để tiến hành bơm chuyển dịch hồ hoá từ nồi gạo sang nồi Malt kết hợp bơm nước lạnh hoà trộn vào nồi Malt tạo thành hỗn dịch cho kết thúc bơm nồi dịch phải đạt 65°C Giữ nhiệt độ khoảng 15 phút, nhiệt độ tối ưu với hoạt động enzyme β-amylase Enzyme phân cắt góc tinh bột tạo lượng maltose  Dextrin hoá: Sau đường hố xong nâng nhiệt lên 75°C vịng 12-13 phút Là nhiệt độ thích hợp cho enzyme α-Amylase tác dụng lên amylose amylopectin tạo nhiều gốc glucose gốc tạo thành phân tử dextrin khác (dextrin tạo độ bền, keo bọt, độ dày bọt) Đến q trình đường hóa kết thúc, Cứ phút nâng lên 1°C giữ 75°C khoảng 20 phút để dextrin hố, số tinh bột cịn lại dùng Iod để kiểm tra tới thấy màu vàng rơm Sau nâng nhiệt lên 76°C/5 phút nhằm gỉảm độ nhớt dịch malt tạo điều kiện cho trình lọc ‒ Các yếu tố ảnh hưởng đến trình đường hóa:  Nồng độ enzyme: cường độ trình đường hóa ảnh hưởng nhiều vào khối lượng enzyme hoạt tính Vì cần phải điều chỉnh khối lượng chúng cách hợp lí  Nhiệt độ: yếu tố định khả hoạt động enzyme, enzyme có hoạt độ tối ưu khác nhiệt độ thấp cao so với nhiệt độ tối ưu khả hoạt động enzyme không cao, dẫn đến tốc độ đường hóa xảy chậm