Tìm hiểu qui trình công nghệ sản xuất bia

Lời cảm ơn Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, trớc hết em xin bầy tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới : PGS.TS Hoàng Đình Hoà Phòng Vi sinh Viện Công nghệ Sinh Phòng Vi sinh Phòng Vi sinh Viện Công nghệ Sinh Viện Công nghệ Sinh học Phòng Vi sinh Viện Công nghệ SinhTrờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đà tận tình hớng dẫn, dạy bảo tạo điều kiện cho em suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Ngô Bình Phòng Vi sinh Viện Công nghệ Sinh Khoa Xây dựng công nghiệp, toàn thể thầy, cô giáo khoa Công nghệ Sinh học Viện Công nghệ Sinh học Thực phẩm Phòng Vi sinh Viện Công nghệ Sinh Tr ờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đà tận tình dạy dỗ em suốt trình em học tập Cuối em gửi lời cảm ơn tới cô, chú, anh, chị toàn thể bạn công tác Phòng Vi sinh đà nhiệt tình giúp đỡ em trình làm tốt nghiêp Phần I mở đầu Bia loại nớc giải khát mát bổ, có độ cồn thấp, có bọt mịn xốp, có hơng vị đặc trng, giàu dinh dỡng Ngoài việc cung cấp lợng calo lớn bia ,còn chứa phức hệ enzim có tác dụng kích thích tiêu hoá Từ nguyên liệu malt đại mạch , hoa houblon nớc đà tạo cho bia hơng thơm đặc trng , vị đắng lớp bọt trắng mịn hàm lợng CO2 bÃo hoà có tác dụng giảm bớt khát Vì đợc sử dụng rộng rÃi hầu hết quốc gia giới Với sản lợng ngày tăng ngời biết chế biến sử dụng sản phẩm khoảng 7000 năm Quá trình phát triển bia đợc chia làm thời kỳ,công nghệ không ngừng đổi thiết bị ngày tân tiến *Quá trình trớc pasteur Quá trình phát triển chủ u nghµnh bia lµ theo kinh nghiƯm Tõ bíc khëi đầu thổ dân lạc dùng hạt đại mạch kê rang lên nghiền nhỏ nấu chín sau đem ủ làm thức ăn cho gia súc Từ ngời phát sản phẩm đặc trng, hơng vị ngon làm sản phẩm cho ngời đợc gọi bia nớc uống đợc lu truyền đến Bia lúc đầu đợc chế biến thô sơ hay đại mạch sau nghiền nhỏ nấu chín tiếp ngâm vào nớc , nấu nớc ngâm để tiến hành lên men tự trình lên men rợu với trình sinh hoá dới tác động vsv ngời ta thu đợc thứ nớc uống chua có nhiều bọt Khi uống vào thể ngời cảm thấy kích thích dễ chịu ,sau biết sử dụng malt đại mạch để chế biến nớc uống Dần dần họ biết dùng hơng thơm cỏ dại để tạo hơng thơm cho loại nớc uống Con ngời không ngừng tìm tòi để bổ xung cho chất lợng bia họ đà tìm đợc hoa houblon cách 3000 năm trớc công nguyên Từ biÕt chÕ biÕn vµ sư dơng hoa houblon kü thuật đợc nâng lên bớc thành phố lớn nơi buôn bán có sở sản xuất bia , đặc biệt nớc châu âu phát triển nhanh với nguyên liệu cố định Bia = matl đại mạch + hoa houblon + nớc *Giai đoạn sau pasteur Vào kỷ 19 nhờ phát minh kính phóng đại ngời ta đà tìm tòi phát nghiên cứu nấm men , đờng kế đo dịch đờng pasteur nhận thấy tác nhân gây men vi sinh vật nhờ phát mà thúc đẩy ngành bia theo bớc phát triển Sau thời gian dài nghiên cứu pasteur đà khảng định, nấm men vi sinh vật mà hoạt động chúng đà làm lên trình lên men bia Đến cuối kỷ số nhà khoa học Đức Nga chứng minh đợc số nấm men đà sản sinh enzim chuyển hoá đờng thành rợu CO2 hai thành phần quan träng cđa bia tõ lªn men theo tù nhiªn ngêi ®· dïng kiÕn thøc khoa häc can thiƯp vào trình lên men ứng dụng điều chỉnh nhiệt độ thích hợp để giảm tối đa mức ảnh hởng điều kiện tự nhiên với qui mô công nghiệp Tổng sản lợng bia giới gần 100 tỷ lít/ năm Trong châu âu chiếm 40%, bắc mỹ chiếm 25% Còn lại phân bố nớc châu Phi, Nam Mỹ Châu Tính bình quân theo đầu ngời khu vực châu âu 150-200 lít/ngời/năm khu vực đông nam 20-50 lít/ngời/năm nớc ta nghành bia nghành phát triển mạnh hai thập kỷ gần Do hàng trăm năm nớc ta bị thực dân pháp đô hộ sau liên tục xảy chiến tranh chống giặc ngoại xâm công nghiệp nói chung phát triển chậm so với nớc khác nghành công nghệ sản xuất bia rợu bị ảnh hởng lớn Trong năm gần nghành bia đà đợc đảng nhà nớc ta trọng lên đà có chiều hớng phát triển Đến tổng sản lợng bia nớc ta khoảng lớn, nhà máy bia HảI Phòng Thanh Hoa, Khánh Hoà, Vinh có nhà máy nhỏ vừa có nhà máy nhỏ vừa thành phố tỉnh khác nh bia Đà Nẵng, bia Khánh Hoà Ngoài có số bia vốn đầu t nớc nh Tiger, Halida, Nada Bình quân đầu ngời nớc ta khoảng 8-10 lít/ngời/năm Do nhu cầu bia nớc ta lớn vào mùa nóng oi nhu cầu giải khát dâng cao Malt đại mạch nguyên liệu chính, sản xuất bia Hàng năm phải nhập hàng triệu malt nớc Do việc ứng dụng enzim để tăng tỷ lệ nguyên liệu gạo thay malt hợp lý Thành phố Hải Phòng nơi có nhiều tiềm phát triển tập trung dân c đông đúc Hiện thành phố Hải Phòng có nhà máy bia Hải Phòng từ trớc tới rât đợc a chuộng, Xung quanh thành phố có nhiều xởng bia t nhân nhng nhu cầu bia thị trờng Hải Phòng lớn nhà máy sản xuất theo quy mô nhỏ, suất thấp cha đáp ứng đủ nhu cầu ngời tiêu dùng Việc xây dựng thêm nhà máy bia hợp lý Nếu xây dựng có nhiều thuận lợi, thành phố Hải Phòng thành phố trẻ tập trung đông dân c đà phát triển thu hút đầu t nớc nớc Tạo điều kiện cạnh tranh giúp thúc đẩy nghành công nghiệp sản xuất bia nớc Từ Hải Phòng hớng giao thông thuận tiện (Đờng thuỷ, đờng bộ, đờng sắt ) Nên theo xây dựng nhà máy bia với công suất trung bình 45 triệu /lít/năm thích hợp cần thiết thành phố Hải Phòng Phần II Lập luận kinh tế 1.Địa điểm xây dựng Đây nhà máy bia vừa để sản xuất bia có giá trị phù hợp với túi tiền đa số ngời tiêu dùng nên nhà máy phải áp dụng cho hợp lý Địa điểm xây dựng Nhà máy đợc xây dựng cạnh tuyến đờng quốc lộ 5A (chạy xuyên qua thành phố Hải Phòng) Thành phố Hải Phòng trung tâm văn hoá tỉnh Hải Phòng nh Miền Bắc nằm tam giác kinh tế Hà Hội, Hải Phòng , Quảng Ninh nên việc buôn bánh kinh tế vận chuyển hàng hoá thuận tiện Những năm gần có bớc chuyển hoá cụ thể - Nhịp độ tăng trởng kinh tế nhanh - Mật độ phân bố kinh tế đông - Có nguồn lao động dồi , trình độ dân trí nhu cầu đời sống tơng đối cao - Nhu cầu ngời tiêu dùng lớn với điều kiện giao thông thuận tiện đáp ứng việc vận chuyển tiêu thụ sản phẩm Nguồn cung cÊp nguyªn liƯu - Nguyªn liƯu chÝnh malt đại mạch hoa houblon phải nhập từ nớc Đức , Cộng Hoà Sec , Đan Mạch , Pháp, úc , chủ yếu úc theo đờng thơng mại vận chuyển nhà máy theo đờng , đờng thuỷ , đờng sắt thuận lợi , máy móc, thiết bị vật liệu xây dựng đợc vận chuyển dễ dàng với hệ thống giao thông +Nguyên liệu thay gạo , có sẵn nớc mua vùng nông thôn + Men gièng: sư dơng nÊm men sachromyces carlsbergensis ®· đợc huấn luyện hoá để lên men nhiệt độ cao +Nguồn cung cấp giống mua viện nghiên cứu sau ta nuôi nhân giống lên 3-Tiêu thụ sản phẩm Sản phẩm bia gần lơi tiêu thụ tốt ta chủ yếu phục vụ cho bà xung quanh vùng vùng lân cận có nhu cầu(Các tỉnh bên cạnh nh Hải Dơng, Quảng Ninh, Thái Bình đèu tỉnh có nhu cầu giải khát cao) Sản phẩm bia chai đợc đóng vào két nhựa tiêu thụ rộng rÃi nơi khách hàng có nhu cầu (Do có thuận lợi giao thông Hải Phòng thuận tiện nên bia đợc vận chuyển đén nơi tiêu thụ cách đễ dàng) Nhà máy có mở đại lý để giới thiệu sản phẩm đào tạo ®éi ngị maketting ®Ĩ giíi thiƯu s¶n phÈm ®Õn tËn tay ngời tiêu dùng Các sản phẩm phụ đợc bán cho bà nông dân quanh vùng để chăn nuôi 4.Nguồn cung cấp điện nớc +Nguồn điện Sử dụng nguồn điện lới thành phố Trong nhà máy có đặt thêm biến hai máy phát để đề phòng cố điện Trong nhà máy có xây dựng hệ thống lò để cấp nhiệt + Nguồn nớc Trong sản xuất bia nớc nguyên liệu quan trọng đòi hỏi chất lợng cao Hiện nhà máy sử dụng nguồn nớc cung cấp cho Thanh phố, đồng thời nhà máy có xây dựng bể nớc dự chữ khoan thêm giếng nớc ngầm Giao thông lại Đảm bảo thuận tiện Tuyến đờng quốc lộ 5A đà đợc hoàn thành đa vào sử dụng từ năm 1997, đảm bảo tiêu chuẩn quốc tế tuyến đờng tiếp giáp với khu du lịch nh Côn Sơn , Kiếp bạc , Động Kính Chủ đà đợc làm lại tuyệt đẹp lại dễ dàng đảm bảo việc nhập nguyên liệu cung cấp sản phẩm đợc giẩm chi phí tối đa Bên cạnh Cảng Hải Phòng nhng năm gần đà đợc sửa chữa nâng cấp nhiều(Là cảng lớn Miền Bắc) Do giao thông đờng thuỷ thuận tiện Từ ta vận chuyển nghuyên liệu đờng thuỷ từ nớc cách dễ dàng Khả cung cấp lao động Hiện nguồn lao động , nhân công dồi có nhu cầu súc việc làm Vì xây dựng nhà máy đáp ứng số lợng lớn nhu cầu công việc làm cho công nhân lao động Bên cạnh đố nhà máy có đội ngũ hớng dẫn nâng cao tay nghề cho chị em công nhân , tạo cho họ nắm vững qui trình công nghệ sẵn sàng hoạt động nhà máy hoạt động 7.Hợp tác hoá xí nghiệp Việc hợp tác làm ăn để đạt hiệu vô cần thiết việc đối tác với xí nghiệp , công ty khu công nghiệp , khu du lịch tạo cho nhà máy dễ dàng tiêu thụ lấy sản phẩm Môi trờng Đảm bảo khô giáo môi trờng không bị ô nhiễm để không đảm bảo đến chất lợng nhà máy sức khoẻ công nhân phải đảm bảo Có hệ thống sử lý khí lò, chất thải , nớc thải Đặc điểm khí hậu, địa hình Khí hậu thành phố quanh năm tơng đối ổn định.Thuận lợi cho việc sản xuất vệ sinh thiết bị với lợng nớc ổn định Không bị ứ đọng nớc, không bị bÃo lụt hay động đất gây lên Phần III.Thuyết minh chọn qui trình công nghệ A.nguyên liệu cho trình sản xuất Nguyên liệu cho trình sản xuất malt đại mạch ,gạo , nớc hoa houblon 1-Malt đại mạch Malt đại mạch nguyên liệu để sản xuất loại bia trình quan trọng mà qua hạt đại mạch trở thành hạt malt nảy mầm Tạo điều kiện thích hợp nhiệt độ , độ ẩm môi trờng cho phôi phát triển, hệ enzim hạt đại mạch giải phóng khỏi trạng thái liên kết trở thành trạng th¸i tù hƯ enzim (amylaza , protera , sitara, , động lực chủ yếu để phân cách hợp chất protit gluxit cao phân tử nồi nh ca hạt thành sản phẩm thấp phân tử ( chủ yếu đờng đơn giản Dextin lo¹i thÊp , axit amin , albumoza pepton nhiều chất khác hoà tan bền vững vào nớc để trở thành chất chiết dịch đờng Sau trình nảy mầm đem sấy khô tách rễ , làm ta đợc malt phục vụ chủ yếu cho nghành sản xuất bia Malt đại mạch dùng để sản xuÊt bia chØ tiªu nh sau * ChØ tiªu cảm quan - Có màu vàng sáng , có mùi thơm nhẹ đặc trng , mùi vị lạ - Không bị mối mọt, không bị mốc - Không lẫn tạp chất, hạt không bị vỡ , bị bệnh - Hạt mảy nhấm có vị - Chỉ tiêu hoá lý - Độ ẩm : 6-8% - Độ hoà tan : 65-75% - Tinh bét : 56-58% - Protit : 8-10% Hemixenlluloza : 6-9% Polyphenol: 5-8% C¸c chÊt kho¸ng, chÊt tro : 2,5% Các chất hữu :5-6% Hoạt lục amilaza 200-250 wk (wildish Phòng Vi sinh Viện Công nghệ Sinh kolback) * Chỉ tiêu học Dung trọng : 530-600 g/lít Trọng lợng tuyệt đối trọng lợng cđa 1000 h¹t malt tõ 28-38 g/1000 h¹t (theo träng lợng ) kích thớc hạt : đờng kính hạt Phòng Vi sinh Viện Công nghệ Sinh 2,5-2,8m m Hoa houblon : Hoa houblon nguyên liệu ,đứng thứ hai công nghệ sản xuất bia Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu hơng thơm đặc trng làm tăng khả tạo giữ bọt , làm tăng độ bền keo ổn định thành phần sinh học sản phẩm Hoa houblon cã ba lo¹i sau : Lo¹I I màu vàng đến màu vàng óng LoạI II mµu vµng lơc Loai III cã mµu xanh vµng đến vàng tiêu hoá học Độ ẩm : 10-12% Tinh dầu thơm : 0,5-1% Chất đắng : 15-21% Chất chát : 2,5-6% Các chất có nitơ : 10-21% Xenllulo : 12-14% Những chất khó tan nitơ : 26-28% Chất đắng : thành phần thiết yếu đặc trng hoa houblon gồm có hai nhóm axit đắng nhựa đắng (do trình biến đổi axit đắng tạo trung bình hoa houblon 16-19% ( axit đắng 9-11% , nhựa đắng 78% ) Humulon đồng phân ( cohumulon, adhumulon ) tạo 85-95% chất đắng bia , có vị đắng mạnh Độ hoạt động bề mặt lớn ( tạo bọt giữ bọt ) tính kháng sinh mạnh (hoà tan nớc nhiệt độ nóng chảy 65oc ) Ngoài có lupulon (và đồng phân , có vị đắng humulon nhng tính kháng sinh mạnh ( nhiệt độ nóng chảy 92 oc hoà tan nớc ) Tinh dầu : có dạng nớc , vàng sánh có mùi thơm mạnh Khi đun sôi hoa đa phần tinh dầu hoa bay thành phần tinh dầu bị thay đổi , sản phẩm tạo thành với thành phần không bay tinh dầu tạo mùi thơm dễ chịu , đặc trng bia Chất chát : có ý nghĩa lớn việc làm kết tủa protit bền vững làm tăng tính ổn định cho bia Song nh làm giảm lợng đáng kể protit khác nên làm tăng khả tạo bọt cho bia Gạo Về khả thay malt đại mạch sản xuất bia gạo loại ngũ cốc dùng nhiều Vì gạo chứa nhiều tinh bột , protein vừa phải , chất béo xelluloza dới dạng thấp trình nấu ta thu đợc nhiều chất hoà tan , việc khác việc sử dụng gạo làm nguyên liệu thay phần giảm giá thành sản phẩm mà chất lợng bia không thua so với sử dụng toàn malt đại mạch để sản xuất *Các tiêu đánh giá chất lợng gạo - Màu sắc : trắng đục - Mùi : có mùi đặc trng gạo , mùi mốc , vị lạ mùi bao - Độ hoà tan : 80-90% - Độ Èm: 12-14% - ChÊt bÐo : 1-1,5% - Protit : 7-8% - C¸c chÊt kho¸ng : 1-1,2% - Xenllulo : 5-8% - Tinh bét : 70-75% Níc Ta biÕt r»ng bia thµnh phÈm hµm lợng nớc chiếm 88-90% , hàm lợng chất hoà tan dịch đờng trớc lúc lên men 10-12% Nh vËy lµ bia thµnh phÈm níc lµ chủ yếu nớc có vai trò vô quan trọng nguyên liệu để sản xuất bia Trong trình sản xuất bia việc cung cấp cho khâu sản xuất nh phối trộn nguyên liệu , hồ hoá , đờng hoá , níc rưa b· th× níc sư dơng lợng lớn cho việc vệ sinh thiết bị nhà xởng Thành phần hoá học chất lợng nớc ảnh hởng trực tiếp đế bia thành phẩm Do việc cải tạo sử lý nớc để có thành phần tính chất thích hợp với mục đích sử dụng sản xuất bia điều cần thiết Nớc dùng sản xuất bia phải có chất lợng cao nớc uống hàng ngày Nếu nớc có chứa sinh vật lạ ,các tạp chất hữu chất lợng bia thay đổi Trong bia xuất mùi vị lạ nh mùi mốc mùi chua Các loại muối hoà tan nớc gây ảnh hởng không tới chất lợng bia Các loại muối cacbonat có nớc hoà tan chất đắng vỏ malt , làm cho bia có vị khó chịu * Yêu cầu nớc dùng sản xuất bia cần đạt tiêu sau : - Màu sắc : nớc , , hữu - Mùi : mùi vị lạ không chứa chất gây mùi nh H2S , cl , NH3 - Độ cứng tạm thời < mg đơng lợng /lít - Độ cứng vĩnh cửu : 0,4-0,7 mg đơng lợng /lít - Độ PH : 6,5-7,5 - Hàm lợng muối CO3 :