Thực tập sản xuất bia Big Man

PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ ĐƠN VỊ SẢN XUẤT 1.1 Lịch sử thành lập và phát triển của nhà máy • Đầu những năm 2000, cùng với sự phát triển của thành phố Hồ Chí minh, ngày càng có nhiều khách hàng có nhu cầu thưởng thức những loại bia có chất lượng. Ông Dương Vương Hải (Giám đốc công ty) đã sang nước ngoài tìm hiểu dây chuyền sản xuất bia tươi Đức, và nhập toàn bộ thiết bị về thành phố Hồ Chí Minh. Do đó, nhà máy bia Vinaken (thuộc công ty TNHH Tiến Đồng) được thành lập vào ngày 2542005 với diện tích 3000m2 để sản xuất bia với thương hiệu la BIG MAN BIA. Ngày 1552008, Nhà máy chính thức hoạt động với công suất lớn. • Ngày 1552008, Nhà máy chính thức hoạt động với công suất lớn. • Hiện nay, Big Man Beer đã phát triển, mở rộng thị trường đến cả khu vực miền Trung. Từ Huế trở vào đã có 30 nhà hàng Big Man Beer và hơn 1000 đại lý Vinaken như: • Nhà hàng Điện Ảnh, 4 Phan Đình Giót, phường 2, quận Tân Bình, Tp. HCM. • Nhà hàng Điện Ảnh, 254 Lũy Bán Bích, phường 4, quận Tân Phú, TP. HCM. • Nhà hàng Mãi Mãi, 11 Tôn Đức Thắng, quận 1,TP. HCM. • Nhà hàng 350 Trường Chinh, quận Tân Bình, TP. HCM. • Với nhiều sản phẩm đa dạng như: bia chai thủy tinh, bia lon 5 lít, bia tươi đóng bock, bia pet, bia ly, bia hơi.

PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ ĐƠN VỊ SẢN XUẤT

1.1 Lịch sử thành lập và phát triển của nhà máy

• Đầu những năm 2000, cùng với sự phát triển của thành phố Hồ Chí minh, ngàycàng có nhiều khách hàng có nhu cầu thưởng thức những loại bia có chấtlượng Ông Dương Vương Hải (Giám đốc công ty) đã sang nước ngoài tìmhiểu dây chuyền sản xuất bia tươi Đức, và nhập toàn bộ thiết bị về thành phố

Hồ Chí Minh Do đó, nhà máy bia Vinaken (thuộc công ty TNHH Tiến Đồng)được thành lập vào ngày 25/4/2005 với diện tích 3000m2 để sản xuất bia vớithương hiệu la BIG MAN BIA Ngày 15/5/2008, Nhà máy chính thức hoạtđộng với công suất lớn

• Ngày 15/5/2008, Nhà máy chính thức hoạt động với công suất lớn

• Hiện nay, Big Man Beer đã phát triển, mở rộng thị trường đến cả khu vực miềnTrung Từ Huế trở vào đã có 30 nhà hàng Big Man Beer và hơn 1000 đại lýVinaken như:

• Nhà hàng Điện Ảnh, 4 Phan Đình Giót, phường 2, quận Tân Bình, Tp.HCM

• Nhà hàng Điện Ảnh, 254 Lũy Bán Bích, phường 4, quận Tân Phú, TP.HCM

• Nhà hàng Mãi Mãi, 11 Tôn Đức Thắng, quận 1,TP HCM

• Nhà hàng 350 Trường Chinh, quận Tân Bình, TP HCM

• Với nhiều sản phẩm đa dạng như: bia chai thủy tinh, bia lon 5 lít, bia tươi đóngbock, bia pet, bia ly, bia hơi

1.2 Địa điểm xây dựng

• ĐC : 32/21 Ấp Tiền Lân, xã Bà Điểm, huyện Hóc Môn, Tp HCM

1.3 Sơ đồ tổ chức, bố trí nhân sự, mặt bằng nhà máy

1.3.1 Sơ đồ tổ chức nhân sự

1.3.2 Bố trí nhân sự

• Ban giám đốc: Bao gồm tổng giám đốc và phó tổng giám đốc có nhiệm vụ tổ

chức, quản lý và điều hành các hoạt động của từng phòng ban Đề ra nhữngmục tiêu, phương hướng phát triển cho công ty

• Phòng tài chính: Bao gồm bộ phận kế toán và thủ quỹ, có nhiệm vụ hoạch

định, tính toán kinh tế sản phẩm, thu chi tài chính ngân sách cho công ty

• Phòng kỹ thuật: Bao gồm tổ nấu, tổ lên men, tổ lọc, tổ chiết rót, tổ cơ điện.

• Tổ nấu có nhiệm vụ tổ chức, thực hiện, theo dõi kiểm tra và giám sát trongsuốt quá trình nấu bia theo đúng yêu cầu

• Tổ lên men có nhiệm vụ tổ chức, thực hiện, theo dõi kiểm tra và giám sáttrong suốt quá trình lên men theo đúng yêu cầu

• Tổ lọc có nhiệm vụ tổ chức, thực hiện, theo dõi kiểm tra và giám sát trongsuốt quá trình lọc bia thành phẩm theo đúng yêu cầu

• Tổ chiết rót có nhiệm vụ tổ chức, thực hiện, theo dõi kiểm tra và giám sáttrong suốt quá trình chiết rót chai và đóng thủng sản phẩm theo đúng yêucầu

• Tổ cơ điện có nhiệm vụ bảo trì sửa chữa máy và thiết bị đồng thời vận hành

hệ thống xử lý nước thải

• Phòng kinh doanh: Bao gồm khâu nhập khẩu nguyên vật liệu và xuất hàng có

nhiệm vụ hoạch định tính toán thu mua các nguyên vật liệu phục vụ cho sảnxuất và tìm hiểu phát triển thị trường, cung cấp hàng cho thị trường có nhu cầutiêu thụ.

1.3.3 Sơ đồ bố trí mặt bằng nhà máy

1.4 Các sản phẩm chính, phụ của nhà máy

1.4.1 Các sản phẩm chính

• Bia tươi: Bia vàng, bia đen đóng bock 30lít và 50lít, hạn sử dụng 10 ngày

• Bia Big Man đóng lon nhôm (5 lít / lon), độ cồn 4,8%, hạn sử dụng 6 tháng

• Bia Bigken đóng chai thủy tinh (330ml/chai), độ cồn 5%, hạn sử dụng 6 tháng.

Hình 1.2: Bia Chai BigKen

• Bia Vinaken đóng chai pet (900ml/chai), độ cồn 5%, hạn sử dụng 3 tháng

• Phế phẩm bã hèm phục vụ chủ yếu nhu cầu cho ngành chăn nuôi

• An toàn lao động và phòng cháy chữa cháy

1.5.1 An toàn lao động

• Các công nhân làm việc tại nhà máy đều được trang bị đầy đủ đồ dùng bảo hộ.Mỗi công nhân còn được trang bị kiến thức về các thao tác vận hành thiết bị vàlàm việc tuân thủ theo các quy tắc nghiêm ngặt do ban lãnh đạo đề ra

• Ở nhà máy, tại mỗi thiết bị máy móc đều được niêm yết cách vận hành Các máymóc được kiểm tra và bảo trì theo định kì Đội ngũ nhân viên tổ cơ điện có kinhnghiệm nên mọi sự cố xảy ra đều được xử lý kịp thời, nhanh chóng đảm bảo tiến

độ của sản xuất

• Các hóa chất sử dụng trong nhà máy được bảo quản an toàn đúng nơi quy định,các loại hóa chất khác nhau đều được dán nhãn tránh sự nhầm lẫn trong sử dụng

• Hệ thống điện được bố trí hợp lý tránh gây tai nạn

1.5.2 Phòng cháy chữa cháy

• Trong nhà máy phải bố trí mặt bằng đảm bảo đầy đủ nguồn nước, dụng cụ chữacháy để kịp thời giải quyết các vụ cháy nổ xảy ra Dụng cụ phải thường xuyênđược kiểm tra, thay mới tránh trường hợp gặp sự cố khi cần sử dụng

• Các thiết bị, dụng cụ chữa cháy được bố trí hợp lý tập trung ở các khu vực trọngđiểm

• Các công nhân được huấn luyện về công tác phòng cháy chữa cháy theo định kỳ

• Hệ thống điện được bố trí an toàn bằng hệ thống cầu dao dùng rơle tự động, ràochắn an toàn giảm thiểu tới mức tối đa việc sử dụng lửa trong nhà máy

1.6 Xử lý phế thải, nước thải, khí thải và vệ sinh công nghiệp

1.6.1 Xử lí chất thải rắn

• Bã malt và hoa houblon: Bã malt với nhiều thành phần dinh dưỡng trong đó nênđược nhà máy bán làm thức ăn gia súc Bã hoa houblon sau quá trình đun sôithường được nhà máy loại bỏ, và được xe rác thành phố vào gom như rác thảisinh hoạt

• Bã chất trợ lọc: Gom vào bể xử lí nước thải chung với nước thải và được lắngsau đó loại bỏ theo bùn

• Nhãn mác: Tái sử dụng rất khó nên được gom thành đống và được xe gom rácvào thu gom

• Chai vỡ: Được gom vào khu vực riêng, thường những chai này được gửi về nhàmáy thủy tinh để tái chế

• Lon bia: Được thu hồi, rửa sạch tái sử dụng lại hoặc loại bỏ với những lon khôngđạt chất lượng

nhà máy Nếu xét về mặt ô nhiễm thì loại nước thải này ít gây ô nhiễm.

• Nước thải trong sản xuất bia: Nước thải trong công nghệ sản xuất bia chứalượng lớn chất hữu cơ chủ yếu là cặn protein, xác men bia, tinh bột, đường,

bã hoa, protein không tan, cenllulose Chúng là môi trường rất tốt cho visinh vật (VSV) gây thối hoạt động phát triển gây ô nhiễm nghiêm trọng chomôi trường Vì vậy cần phải được xử lí nước để đạt tiêu chuẩn dòng thải,tránh gây ô nhiễm môi sinh

• Nước làm lạnh: Đây là loại nước thải thường ít bị ô nhiễm có thể tái sửdụng

• Nước thải từ phân xưởng nấu: Chủ yếu là nước dùng để rửa nồi nấu, nồilọc, nồi đun sôi, sàn nhà… Chủ yếu chứa bã malt và bã hoa houblon,tinh bột còn sót lại,chất hữu cơ

• Nước thải từ phân xưởng lên men: Chủ yếu là nước thải dùng để rửa cácthùng lên men, đường ống, sàn nhà có chứa bã matl và chất hữu cơ.Nước thải vệ sinh các thiết bị: bồn nấu, bồn lọc, bồn lên men, đường ốngchứa bã hèm, tinh bột bã hoa bia, bã men

• Nước thải từ phân xưởng chiết: Nước thải từ máy rửa chai, rửa bock,chai được rửa bằng dung dịch kiềm loãng nóng (1 – 3% NaOH) Sau đóđược rửa lại bằng nước sạch và thanh trùng Nước thải có pH cao, chứanhiều chất ô nhiễm hữu cơ

• Một số biện pháp giảm lượng nước thải

• Phân loại từng loại nước thải để dễ dàng xử lí và tái sử dụng như nướcngưng tự

• Sử dụng các thiết bị rửa cao áp như súng phun tia để giảm lượng nước thải

1.6.3 Quy trình xử lí nước thải

Lọc rác

Trung hòa

pH = 6.5-8.5

Xử lí kị khí

( trong 24h )

Xử lí hiếu khí(4-5h)

Phơi bùnLắng( 1-2h )

Bùn

Khử trùng

Nước thải loại B

Hình 1.5: Quy trình xử lý nước thải

1.6.4 Giải thích quy trình

• Nước thải từ các quá trình hoạt động như CIP (là nước rửa thiết bị nấu, tank,nước rửa thiết bị) theo các đường ống tập trung tại bể thu gom, nước từ đây sẽđược bom qua bể để xử lý

1.6.4.1 Tách rác

• Mục đích: Tách bỏ rác, sạn có kích thước lớn, như nhãn mác…

• Tiến hành: Quá trình tách rác được tiến hành qua hai gia đoạn Đầu tiên

nước từ bể gom đi qua song chắn rác để tách các rác có kích thước lớn Sau

đó được bơm qua hệ thống tách rác có nhiều tầng với kích thước lỗ sàngkhác nhau, nhỏ dần từ trên xuống Nước sẽ được bơm chảy từ trên xuốngdưới đi vào bể trung hòa Hệ thống tách rác này giữ lại các rác có kíchthước lớn hơn 2mm

1 6.4.2 Trung hòa

• Mục đích: Tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hoạt động trong các quá

trình lên men yếm khí

• Tiến hành: Khi nước vào trong bể đến mức theo đúng yêu cầu, tiến hành

điều chỉnh pH nếu nước quá kiềm hoặc xút thải từ quá trình rửa chai saocho: pH = 6.5÷8.5, tối ưu là pH = 7.5 Lượng bùn vi sinh vật:150÷250mg/500ml

• Tiến hành: Nước từ bể trung hòa bơm qua bể xử lí kị khí (bể UASB) Bể

phản ứng làm bằng bê tông, có cánh khuấy đảo liên tục Trong bể phản ứngvới dòng nước dâng lên qua nền bùn rồi tiếp tục vào bể lắng đặt cùng với

bể phản ứng Khí metan tạo ra ở giữa lớp bùn Hỗn hợp khí lỏng và bùn tạothành dạng lơ lửng Bùn tiếp xúc được với các chất hữu cơ có trong nướcthải và quá trình phân hủy xảy ra tích cực Các loại khí tạo ra trong quátrình phân hủy (chủ yếu là CH4 và CO2) sẽ tạo ra dòng tuần hoàn cục bộgiúp cho việc hình thành những hạt bùn hoạt tính và giữ cho chúng ổn định.Một số bọt khí và bùn có khí bám vào sẽ nổi lên trên mặt bể Khi va chạmphải lớp lưới chắn bên trên các bọt khí bị vỡ, hạt bùn được tách ra và lạilắng xuống dưới Thời gian lưu trong bể 18÷24h Bể có ống để khí bay lên,bên trên có bộ phận đánh lửa để đốt CH4 bay lên

Hình 1.7: Hệ thống xử lý UASB cơ bản

•Cấu tạo hệ thống lọc USAB

1 Bể chứa nước thải đã sử lý sơ bộ

2 Bơm hút vào bể UASB

3 Bể UASB

4 Nơi gom khí ga

5 Đường dẫn nước thải sau khi sử lý yếm khí

6 Đường dẫn khí ga

7 Hệ thống gom khí ga

• Quá trình phân hủy trong bể xảy ra 3 giai đoạn:

• Giai đoan 1: Phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các hợp chất

hữu cơ đơn giản

• Giai đoạn 2: Phân giải các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các acid (chủ

yếu là acid axetic)

• Giai đoạn 3: Vi sinh vật hoạt động phân hủy các chất hữu cơ thành các khí

CH4, CO2, SO2, H2S…

1.6.4.4 Xử lí hiếu khí

Hình.1.8: Bể lọc hiếu khí.

• Tiến hành: Quá trình xử lí được thực hiện trong bể sục khí (bể oxy hóa hay

bể aerotank) Ở đây, bể được sục khí liên tục 8÷10h, tạo khả năng khuấy trộnnhiều hơn Trong hệ thống xử lí bằng bùn hoạt hóa, VSV sinh trưởng và pháttriển ở trạng thái lơ lửng trong nước thải Không khí được cấp liên tục nhằmđảm bảo yêu cầu của hai quá trình: bão hòa oxy giúp cho VSV thực hiện quátrình oxy hóa các chất hữu cơ và duy trì “bùn” VSV) ở trạng thái lơ lửngtrong dịch xử lí, tạo hỗn hợp lỏng - huyền phù, giúp cho VSV tiếp xúc liêntục với chất hữu cơ hòa tan trong nước, thực hiện quá trình phân hủy hiếu khí

để làm sạch nước

1.6.4.5 Lắng

Hình.1.9: Thiết bị lắng

• Mục đích: Trong quá trình xử lí hiếu khí ta liên tục khuấy đảo nên bùn và

nước hòa lẫn vào nhau Vì vậy lắng để cặn bùn lắng xuống dưới, bùn và nướctách thành hai lớp riêng biệt

• Tiến hành: Nước sau khi xử lí hiếu khí được bơm qua bể lắng để yên lắng từ

1÷2h sau đó xả nước trong ra bể chứa nước thải công nghiệp

1.6.4.6 Gom bùn và ép bùn

Lắng nhanh và lắng thêm từ 1-2h, sau đó bùn được gom vào bể chứa bùnbằng bom, nước chứa bùn được lắng nhanh lại.

1.6.4.7 Khử trùng

Tuy nhiên trong thành phần của nước vẫn còn nhiều vi sinh vật gây bệnh nên

ta phải khử trùng bằng dung dịch Chlorine

Bùn thu được từ các bể xử lí kị khí và bể lắng được đưa vào bể gom bùn, sau

đó tiến hành phơi bùn để giảm độ ẩm của nó Bùn có thể sử dụng làm phânbón Do xử lí hiếu khí cần phải bổ sung một lượng sinh khối vi sinh vật nên taphải hoàn lưu một lượng bùn khoảng 50% để đạt hiệu quả kinh tế cao

1.7 Vệ sinh công nghiệp

Trước khi tiến hành nấu bia, ta cần tiến hành vệ sinh lại hệ thống bằng cách:

• Cấp nước vào nồi gạo khoảng 2/3 nồi, rồi bật cánh khuấy nồi gạo, mở vanhơi vào nồi gạo gia nhiệt đến sôi

• Tắt cánh khuấy, đóng van hơi, bơm nước sôi sang nồi malt, mở cánh khuấynồi malt, cấp hơi vào nồi malt cho đến sôi

• Tắt cánh khuấy nồi malt, đóng van hơi lại, bơm nước sôi sang nồi lọc

• Bật cánh khuấy nồi lọc, mở van tuần hoàn nồi lọc, bơm tuần hoàn trong 2phút

• Tắt bơm tuần hoàn, tắt cánh khuấy nồi lọc, bơm tất cả nước trong nồi lọcsang nồi cô Bổ sung nước vào nồi cô đến 2/3 nồi, mở van hơi gia nhiệt chođến sôi

• Đóng van hơi nồi cô lại, bơm chuyển tất cả nước nóng sang nồi lắng

• Kết thúc xả hết nước trong các nồi và đường ống, đưa tất cả các van vềtrạng thái đóng

1.7.2 Vệ sinh cá nhân

Có khu vực vệ sinh cá nhân cách xa khu sản xuất, sạch sẽ

PHẦN 2: NGUYỆU LIỆU SẢN XUẤT

• MALT (đại mạch)

2.1.1 Vai trò của MALT

Malt là các sản phẩm chế biến từ các loại ngũ cốc như đại mạch, tiểu mạch, thóc,

… cho nảy mầm trong điều kiện nhân tạo và sấy đến nhiệt độ nhất định đến điều kiệnbắt buộc, là một nguyên liệu chính để sản xuất bia Sử dụng malt chính là sử dụngnguồn enzyme protease, amylase, phục vụ cho quá trình thủy phân tinh bột, protein…các sản phẩm thủy phân tinh bột là cơ chất cơ bản cho quá trình lên men

Hình 2.1: Đại mạch

Quá trình chế tạo malt bao gồm: Ngâm hạt, nảy mầm, sấy malt tươi, tách mầm

và bảo quản malt khô

Trong sản xuất bia, malt có tác dụng quan trọng và quyết định lớn đến chấtlượng của bia Malt dùng trong sản xuất bia là malt của đại mạch vì protein của đạimạch có vai trò quan trọng trong việc hình thành vị, bọt, và tạo keo của bia được bềnvững

Malt đen và malt vàng là những hạt đại mạch đã được ươm mầm với sự kiểmsoát chặt chẽ các điều kiện kỹ thuật (độ ẩm, nhiệt độ, và mức độ thông gió)

2.1.2 Thành phần hóa học của malt

• Đại mạch có hàm ẩm cao sẽ làm tăng chi phí vận tải một cách vô ích, người ta

đã xác định được rằng hàm ẩm của đại mạch tăng 1% thì hiệu suất chất chiếtgiảm 0,76% Hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa đại mạch vào bảo quản là 13%

có ý nghĩa quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia.

• Các hợp chất chứa nitơ:

Hàm lượng các hợp chất chứa nitơ trong đại mạch khoảng 9 – 11% so vớitrọng lượng chất khô của hạt, ở chừng mực nào đó, chúng quyết định chấtlượng ở sản phẩm cuối cùng Phần lớn các hợp chất này tồn tại dưới dạng caophân tử, chúng được gọi là protein

• Các hợp chất chứa nitơ phi protein:

Các đại diện tiêu biểu của hợp chất này là : pepton, peptide, polypeptide, vàacid amin

• Các hợp chất không chứa nitơ:

Trong nhóm này bao gồm các hợp chất hữu cơ và vô cơ không chứa nitơ và khiđược chiết ly bằng nước thì chúng hòa tan thành dung dịch, các đại diện tiêubiểu trong nhóm này là : polyphenol, chất đắng, fitin, acid hữu cơ, vitamin vàcác chất khoáng

• Polypenol và các chất đắng:

Hầu hết chất đắng, chất chát, polyphenol và các chất màu của hạt được phân bốchủ yếu ở lớp vỏ Để loại trừ chúng, biện pháp dễ dàng nhất là ngâm hạt trongmôi trường kiềm nhẹ

• Fitin: Fitin là muối đồng thời của canxi và magie với axit inozitphosphoric

C6H6O6 (H2PO3)6 chúng tập trung chủ yếu ở vỏ và chiếm đến 0.9% chất khô(của vỏ), khi bị thủy phân sẽ tạo thành inozit C6H6(OH)6 và acid phosphoric.Hợp chất cuối cùng này là nguồn cung cấp phospho cho nấm men, đồng thờilàm tăng độ chua tác dụng của dịch cháo ở giai đoạn đường hóa

• Vitamin: Đại mạch chứa các loại vitamin như B1, B2, B6, C, PP; tiền vitamin

A, E, axit pantotenic, biotin, axit pholievic và nhiều dẫn xuất vitamin khác, tuyhàm lượng rất ít nhưng quan trọng trong công nghệ sản xuất malt vì chúng lànhân tố điều hòa sinh trưởng của mầm

• Chất khoáng: Các chất khoáng của đại mạch đóng vai trò quan trọng trong

quá trình sản xuất malt và bia, đặc biệt có ý nghĩa là nguyên tố phospho, vì nóđóng vai trò chủ yếu trong việc hình thành hệ thống đệm của dịch đường

• Chất béo và lipoid: Hàm lượng chất béo và lipoid trong hạt đại mạch dao

động trong khoảng 2,5 - 3% trọng lượng khô của hạt

Ở giai đoạn ươm mầm, một phần chất béo và lipoid bị thủy phân bởi enzymlipaze Một số sản phẩm thủy phân được chuyển đến phôi để nuôi cây non, sốcòn lại hoặc tồn tại trong dịch đường, hoặc bị thải ra ngoài theo bã malt

• Hydrolase (nhóm enzym thủy phân): Phụ thuộc vào cơ chất bị thủy phân, các

enzyme xúc tác được chia thành các phân nhóm: cacbohydrate, protease vàesterase

• Decmolase (Enzym oxy hóa khử):

• Nhóm enzym decmolase xúc tác phản ứng oxy hóa – khử của quá trình hô hấp

và phân giải yếm khí glucid (thực chất là quá trình lên men rượu), nghĩa làchúng tham gia trực tiếp vào quá trình trao đổi chất của tế bào.

•

2.1.3 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng malt

• Kiểm tra cảm quan

kích thước và hình dáng phải giống như hạt đại mạch khô

chua hoặc mốc chứng tỏ malt còn ẩm

• Trạng thái: Hạt malt phải mềm, khi dùng 2 ngón tay bóp hạt malt thì hạt tinh

bột ở dạng như hạt cám, ngược lại khi hạt malt còn cứng hay đã bị nhão thìchất lượng kém

lượng hạt bệnh tối đa là 1%, lượng hạt không nẩy mầm tối đa là 5%

• Chỉ số cơ học

• Đối với malt rất nhẹ: 480 – 500g/l

• Đối với loại nhẹ: 500 - 530g/l

• Trung bình: 530 – 560g/l

• Loại nặng: ≥ 560g/l

• Trọng lượng tuyệt đối: 28 – 30g/1000 hạt

• 2.1.4 Các loại malt sử dụng trong sản xuất bia

• Malt caramel:

• Loại này được sử dụng trong công nghệ sản xuất bia như một chất phụ gia,nhằm tạo cho bia có hương và vị đặc trưng Với một số loại bia vàng, liềulượng dùng malt caramel là 2-5%, còn đối với bia đen thì từ 5-10%

• Đối với bia đen việc dùng thêm malt caramel còn nhằm mục đích tăngcường độ màu của sản phẩm Malt caramel có vị ngọt rất đặc trưng, có màusẫm hơn màu cà phê, có hàm ẩm từ 5-8% và hàm lượng chất chiết hoà tankhoảng 60-70%

• Malt melanoid:

• Còn gọi là melan, là loại malt đen, cò mùi thơm rất mạnh chứa nhiềumelalanoid, được sản xuất từ đại mạch có hàm lượng protein cao Melanđược sử dụng trong sản xuất bia đen vì chúng làm cho sản phẩm có vị ngọtđậm đà, hương thơm đặc trưng và cải thịện khả năng tạo và giữ bọt Liềulượng sử dụng melan là 10-12%( so với lượng nguyên liệu chính)

Bảng 2.3: Chỉ tiêu kiểm soát malt của công ty

Hoa Houblon có tên khoa học là

“Humulus lupulus” là một loại thân leo thuộc bộ urticacce, họ morace.

2.2.2 Thành phần hóa học của hoa Houblon

2.2.2.1 Chất đắng

• Vai trò: Chất đắng làm cho vị bia có vị đắng dịu rất đặc trưng Khi hòa tan

trong dung dịch đường chất và hòa tan trong bia, chất đắng có những hợp chất

có hoạt tính sinh học cao tạo ra sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữbọt rất lâu, ức chế sự phát triển của vi sinh vật…

• Thành phần chất đắng được phân loại theo sơ đồ sau

• Acid đắng

• α - acid đắng: Bao gồm: humulon, cohumulon, adhumulon, perhumulon,

posthumulon và 4-deoxyhumulon, chúng có bản chất là acid alkyl-hydroxylxiclo-hexandienon Humulon là chất có giá trị nhất trong hoa houblon đối với

công nghệ sản xuất bia Khoảng 80-95% chất đắng trong bia là do humulon vàcác đồng phân của nó gây ra.

• Có dạng tinh thể hình khối, nhiệt độ nóng chảy 650C, hòa tan kém trongnước lã, hòa tan tốt trong ete, etylic, hexan… có vị đắng mạnh, có hoạt độ bềmặt lớn giúp bia có khả năng tạo bọt tốt, có tính kháng sinh mạnh

• Khi đun sôi dịch đường với hoa houlon các hợp chất humulon bị đồng phânhóa sau đó hòa tan và bị thủy phân thành các sản phẩm có độ đắng cao

• β – Acid đắng: Nhóm acid này gồm 4 hợp chất: lupulon, colupulon, adluplon,

prelupulon Lupulon (C26H3804) là hợp chất tinh thể kim màu trắng, dạng lăngkính hoặc hình que dài, nóng chảy 920C So với humulon thì lupulon kém đắnghơn nhưng lại có tính kháng khuẩn cao hơn Dễ hòa tan trong ete, hexan, rượuetylic giống như α – Acid đắng Khả năng hòa tan trong nước trong dịch đườngcủa βAcid đắng thấp hơn nhiều so với α-Acid đắng.Acid đắng thấp hơn nhiều so với α-Acid đắng

• Nhựa đắng

• Nhựa mềm: Là các polymer của các acid đắng, là chất vô định hình chưa được

xác định về thành phần hóa học, khả năng hòa tan của nhựa mềm vào dungdịch đường cao hơn acid đắng Vì chúng tạo ra được lực đắng khá lớn cho bia,đây là hợp chất rất có giá trị cho chất đắng

• Nhựa cứng: Là polymer của acid đắng nhưng ở mức độ cao hơn so với nhựa

mềm Chúng được hình thành trong quá trình nấu và bảo quản, hầu như chúngkhông tan trong nước và dịch đường Đây là phần không thay thế trong côngnghệ sản xuất bia

2.2.2.2 Tinh dầu thơm

• Tinh dầu thơm của hoa houblon hòa tan vào dịch đường tạo ra một mùi thơmđặc trưng, rất nhẹ nhàng và dễ chịu Chúng là những chất lỏng lẻo trong suốtmàu vàng nhạt hoặc không màu, tỷ trọng là 0.88, dễ hòa tan trong rượu etylicnồng độ cao, bay hơi nhanh ở nhiệt độ thường

• Tinh dầu phấn hoa houblon chiếm 0,17 – 0,65% trọng lượng hoa, các dạng tinhdầu có nhóm–OH dễ tác động vào các thành phần acid béo thành este phức tạp

• Tinh dầu hoa houblon không phải đơn nhất mà có 200 hợp chất chứa trong tinhdầu houblon, chúng được chia thành 3 nhóm: hydratcacbon, các chất chứa lưuhuỳnh, các hợp chất chứa oxy

• Trong thời gian đun sôi dịch đường với houblon có tới 98% lượng tinh dầu bayhơi theo nước, 2% còn lại tồn tại trong bia và quyết định hương thơm trong bia

• Dầu este của hoa houblon có chứa chất thơm thuộc dãy cacbontecpen (C5H8)

dễ bay hơi khi đun sôi dịch đường malt Vì vậy khi nấu phải cho hoa và dịchđun sôi thành nhiều lần

2.2.2.3 Chất chát – Tanin:

• Công thức phân tử C25H24O13 hàm lượng trung bình chiếm 4% trọng lượng hoa,hòa tan trong nước, axeton, etanol…, không hòa tan trong cồn tuyệt đối este

• Tanin có những đặc tính quan trọng trong sản xuất bia :

• Vị gắt (làm se môi)

• Kết hợp và tạo kết tủa với các protein phức hợp

• Bị oxi hóa thành hợp chất màu nâu đỏ

• Chúng kết hợp với muối sắt hình thành các hợp chất màu đen

• Tanin ảnh hưởng tốt đến quá trình công nghệ, giúp dịch đường trong nhanh vàkết tủa với các thành phần protein không bền, làm tăng độ bền vững keo củabia Mặt khác, tannin cũng làm kết tủa những phần protein bền dẫn đến giảmkhả năng tạo bọt của bia Nếu hàm lượng tannin vừa phải (0,012 – 0,028%) thìgây cho bia vị chát và đắng dễ chịu

2.2.3 Các chế phẩm của hoa houblon:

• Nhà máy bia Vineken sử dụng chế phẩm hoa houplon ở dạng cao, viên, aroma

• Ưu điểm khi sử dụng các chế phẩm hoa houblon:

• Lược bỏ được hệ thống lọc bã hoa trong nhà máy bia

• Giảm bớt được chất màu antoxianogen và các cấu tử bất lợi khác cho chấtlượng của bia tốt hơn

• Khi sử dụng chế phẩm của hoa houblon bia có độ đắng ổn định

• Thời gian bảo quản các chế phẩm của hoa houblon khá dài nên điều kiện sửdụng linh hoạt hơn, không bị phụ thuộc vào số lượng cũng như chất lượnghoa trồng hằng năm

• Độ đắng của chế phẩm hoa houblon cao hơn

• Chế phẩm của hoa houblon chia làm 2 nhóm: Hoa viên và cao hoa

• Hoa viên: Một cách bảo quản có hiệu quả các thành phần trong hoa

houblon là tạo thành viên Trong quá trình chế biến này hoa houblon đãsấy khô được nghiền thành bột, sau đó ép thành viên ở dạng viên hoahoublon có thể định lượng và bổ sung dễ dàng Có 2 loại hoa viên:

• Hoa viên loại 90: Có nghĩa là 90 kg có chứa tất cả các thành phẩm

trong hoa gốc được chế biến từ 100 kg hoa tươi Cách sản xuất loạihoa viên 90: đầu tiên sấy khô hoa tươi bằng không khí 20 - 25°C, rồibằng không khí nóng 40 - 50°C tới độ ẩm 7 – 9%, sau chuyển thànhbột có kích thước 1 – 5mm, trộn và ép thành viên trong máy ép

hoa viên giàu lupulin trong đó có chứa toàn bộ nhựa và tinh dầu cótrong hạt lupulin Khi sử dụng loại chế phẩm này sẽ giảm lượng bãthải do đã loại bỏ một phần cuống hoa, cánh hoa và hàm lượng củapolyphenol trong chế phẩm này giảm đáng kể Hoa viên có độ đắnglớn hơn 10% so với hoa cánh Chủ yếu do sự hòa tan nhanh của các

thành phần hoa vào dịch đường và làm tăng diện tích bề mặt củachúng dẫn đến tăng nhanh chiết suất và đồng phân hóa.

Hình 2.4: Houblon viên

Bảng 2.4: So sánh các thành phần của các loại hoa viên

• Cao hoa: Người ta sử dụng nhiều loại dung môi hữu cơ (hexan, methanol,

etanol…) để trích ly nhựa đắng và tinh dầu thơm của hoa houblon, sau đólàm bay hơi dung môi Trong quá trình tách dung môi này, phần lớn cáctinh dầu thơm bị mất theo Cao hoa thu được nhớt và có màu xanh, đượcbảo quản trong các hộp hoặc chai và rất bền trong quá trình bảo quản.Nhược điểm chủ yếu của cao hoa hàm lượng tinh dầu thơm thấp

• Ngoài 2 dạng cao và viên ra để tăng tinh dầu thơm nhà máy còn sử dụng aromadạng hoa thơm

• Các chế phẩm từ hoa houblon được bảo quản trong môi trường mát khoảng từ10-15oC để lưu giữ hương thơm tốt nhất và kéo dài thời gian bảo quản

2.2.4 Tác dụng của hoa houblon trong sản xuất bia

• Tạo vị đắng đặc trưng cho bia

• Tạo hương thơm cho bia

• Cân bằng độ bền keo và ổn định thành phân sinh học của bia.

2.2.5 Yêu cầu chất lượng của hoa Houblon

Bảng 2.5: Yêu cầu chất lượng của hoa Houblon

2.3 Nấm men

2.3.1 Vai trò của nấm men

Nấm men dùng trong sản xuất bia thường là các chủng giống Saccharomyces,

được nhà bác học Đan Mạch và Hansen sử dụng vào sản xuất công nghiệp từ cuối thế

kỷ thứ XIX, ông đã phân lập men và cho ra các chủng rất đa dạng của men bia và dùngcho tới ngày nay

Chúng có khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng trong môi trường nước nhanhư các loại đường hòa tan, các hợp chất nitơ ( các axit amin, peptit), vitamin và cácnguyên tố vi lượng…thông qua màng tế bào Sau đó xảy ra hàng loạt các phản ứngsinh hóa mà đặc trưng là quá trình trao đổi chất để chuyển các chất này thành nhữngdạng cần thiết cho quá trình phát triển và lên men của nấm men

Trong công nghệ sản xuất bia, tác nhân gây lên men là nấm men Nấm men

thường được sử dụng là một trong 2 loại men : men nổi ( Saccharomyces cerevisia ) và men chìm ( Saccharomyces carbergensis), nhưng trong nhà máy bia Vinaken sử dụng

chủ yếu là nấm men chìm

2.3.2 Đặc điểm của nấm men

Bảng 2.6 Đặc điểm của nấm men

Saccharomyces cerevisia

Nấm men chìm

Saccharomyces carbergensis

Đường lên men

Glucose,fructose,maltose, saccarose, 1/3rafinose, dextrin đơngiản

Glucose,fructose,maltose, saccarose, toàn

bộ rafinose, không lênmen dextrin đơn giản

Quá trình lên men

Khi lên men các tế bào lơlửng, tập trung trên bềmặt, tốc độ trong củadịch bia chậm

Khi lên men các tế bàothường kết dính với nhau

ở dạng bụi hay bông, dễkết lắng, dịch bia trongnhanh

Ứng dụng Sản xuất bia đen, bia cónồng độ cao, sản xuất bia

ngắn ngày

Sản xuất bia vàng, bia cónồng độ thấp, sản xuấtbia dài ngày

2.4 Nước

2.4.1 Vai trò

Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản suất bia Thànhphần và tính chất của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ vàchất lượng thành phẩm Trong quá trình sản xuất malt và bia cần một lượng nước rấtlớn như ngâm đại mạch, hồ hóa, đường hóa, rửa men, rửa thiết bị… Do đó, nước làmột trong những nguyên liệu cần thiết cho quá trình sản xuất bia

• Nước phải trong suốt, không màu, không mùi và không có vị lạ

• Yêu cầu của nước sử dụng trong sản xuất bia có độ cứng từ mềm đến trungbình

Bảng 2.1: Chỉ tiêu hóa học của nước trong sản xuất bia

Sự tồn tại của các muối chứa Ca và Mg sẽ quyết định đến độ cứng của nước

• Ca 2+ : Thường tồn tại dưới dạng muối Ca(HCO3)2 CaSO4 Muối bicacbonat tácdụng với các muối photphate của malt gây ảnh hưởng bất lợi vì chúng làmgiảm độ chua định phân của dịch cháo Ngược lại, muối sunfat của canxi lạilàm tăng độ chua định phân của dịch cháo, tác động này rất có lợi cho quá trìnhđường hóa Muối này có ảnh hưởng xấu đến quá trình nấu bia, do làm giảm độacid của hồ malt và dịch đường hóa

• Mg 2+: Magie có trong các nguồn nước mặt với lượng ít hơn canxi Các muốicủa magie gây ảnh hưởng xấu hơn canxi và thường có vị đắng (MgSO4) Do

đó, nó ảnh hưởng đến chất lượng bia

• Hàm lượng magie có trong malt đủ cho dịch đường: 130 mg/l

• Magie không ảnh hưởng tới vị của bia nếu hàm lượng MgSO4= 7,1meq, ngượclại với hàm lượng Mg(HCO3)2 >7,1meq sẽ khiến bia có vị đắng khó chịu

• Fe 2+: Nếu hàm lượng sắt khá lớn sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bia,

do đó người ta cho phép nồng độ Fe2+ có trong nước là không quá 0,2 – 0,5mg/l

• Sắt ở dạng Fe2+ sẽ chuyển thành Fe3+ tạo tủa không tan, gây ảnh hưởng xấu tớichất lượng của bia

• Nếu dùng nước có chứa sắt để ngâm malt sẽ làm cho malt có màu xám

• Trong quá trình lên men, Fe2+ chỉ với nồng độ 1mg/l cũng đã làm thoái hoámấm men.

• Sunfat (SO

2-4 ): Nếu hàm lượng sunfat quá cao sẽ làm cho bia có vị đắng khó

chịu không đặc trưng

• Nếu hàm lượng sunfat quá cao trong nước sản xuất malt thì sẽ giảm tốc độthấm ướt và làm cho quá trình nẩy mầm xảy ra không đồng đều

• Các muối sunfat ảnh hưởng tới thủy phân protein, phân hủy tinh bột, tăngcường việc làm trong dịch đường

• Clorua (Cl - ) : Có thể ức chế khả năng lắng của mấm men.

• Nếu nồng độ Cl- nằm trong khoảng 75 – 150mg/l thì khả năng làm trong bia làtốt nhất, chúng tạo vị hài hòa cho bia, dễ chịu Nhưng nếu nồng độ Cl- <300mg/

l thì có có khả năng làm tăng độ trong bia, độ bền keo và độ dịu được tăng lênnồng độ NaCl không được vượt quá 400mg/l nếu không bia sẽ trở nên sánh.Nếu NaCl quá nhiều sẽ gây khát khi uống bia

• Nếu nồng độ Cl- >500 mg/l sẽ làm kéo dài thời gian nhân giống mấm men vàgây khó khăn trong quá trình làm trong bia

2.5 Nguyên liệu phụ

Ngoài các nguyên liệu chính trong sản xuất bia, còn phải kể đến nhiều nguyênliệu phụ khác có vai trò không kém phần quan trọng, đặc biệt là công nghiệp bia sảnxuất ngày nay

Các nguyên liệu phụ này có thể kể đến là các hóa chất sử dụng trong công nghệtẩy rửa hay sử dụng để tăng hiệu quả của các công đoạn sản xuất như các loại bột trợlọc, các chất ổn định và đặc biệt là các enzym sử dụng trong công đoạn sản xuất dịchđường lên men và lên men

2.5.1 NaOH:

• Dùng trung hòa, vệ sinh, tẩy rửa (CIP), NaOH > 96%

• Ngoài ra còn có một số hóa chất phục vụ cho phân tích nguyên liệu, bán thànhphẩm và thành phẩm bia ở phòng thí nghiệm, chuẩn bị môi trường nuôi cấynấm men như các loại đường, peptone…khử trùng nhà xưởng, thiết bị, đườngống như Javen, Cloranin… nhóm các chất cho quá trình thu hồi CO2, than hoạttính, KMnO4, CaCl2 khan

2.5.3 Muối

• CaCl2 : Làm bền enzyme α – amylase ở nhiệt độ cao

• ZnCl2 : Cung cấp chất khoáng cho nấm men hoạt động

2.5.4 Chất trợ lọc

• Trong sản xuất bia người ta sử dụng các chất lọc phổ biến: Diatomit và peclitnhưng tại nhà máy Vinaken loại chất trợ lọc được sử dụng là diatomite

Bảng 2.7: Thông số hóa lý của bột trợ lọc diatomite

Thông số hóa lý Diatomite (kích thước 1 - 300μm)m)

• Enzym sử dụng trong quá trình sản xuất bia:

• Termamyl 120L: Enzym α - amylase, Topt = 90oC dạng lỏng chịu nhiệt cao,

được sản xuất từ vi sinh vật Bacillus lichenromic, pHopt = 6, đây là loại endo

amylase có tác dụng thủy phân liên kết α - 1,4 – glucoside, thực hiện dịch hóatinh bột, chúng cắt ngẫu nhiên chất nền tinh bột, qua đó tạo các dãy dextrinkhác nhau không có khả năng lên men được Các dextrin này không tác độngđến đường hóa và hầu như không ảnh hưởng tới khả năng lên men sau cùng

• AMG 300L: amylo – glucoside, một loại enzyme exoglucoside, tác động liên

kết α-1,4 và α-1,6 chủ yếu tạo ra glucose, Topt= 65oC, pHopt= 4, enzyme được

sản xuất từ chủng nấm mốc Aspergillus Niger bằng lên men chìm.

• Fugamyl 800L: một loại enzyme amylase, tác động lên mối liên kết 1,4

α-glucozit, sản phẩm chính là maltose, Topt= 55oC, pHopt= 5

2.6 Thế liệu

• Trong quá trình sản xuất bia tại nhà máy, gạo tấm được sử dụng làm nguyênliệu thay thế cho malt nhằm mục đích giảm giá thành cho sản phẩm

Hình 2.7: Cây lúa Hình 2.8: Cấu tạo hạt gạo

• Chỉ tiêu chất lượng gạo tấm: Hạt có màu trắng đục Kích thước khoảng từ 1

– 2,5 mm, hàm lượng đường: 12% kl, hàm lượng proteine:7% kl, độ ẩm:14%

kl, tỷ lệ tạp lẫn không quá: 0,5% kl

• Hướng dẫn sử dụng phụ gia, hương liệu trong nấu bia

2.7.1 CaCl 2

• Công đoạn sử dụng: Cho vào giai đoạn trước khi nấu.

• Cách sử dụng: Hòa tan khoảng 1 lít nước với lượng CaCl2 cho tan hoàn toàn,

sau đó cho từ từ hòa tan

2.7.2 NaCl, KCl, ZnCl 2

• Công đoạn sử dụng: cả 3 loại phụ gia trên sử dụng trước khi kết thúc giai

đoạn đun sôi ở nồi houblon (nồi đun sôi) khoảng 15’

• Cách sử dụng: hòa tan từng loại phụ gia trên với khoảng từ 1 – 2 lít dịch nha

đang sôi, đổ từ từ vào nồi

2.7.3 Caramel (chất tạo màu)