Báo cáo thực tập tìm hiểu về bia viniken

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. 1.2 Địa điểm xây dựng ĐC : 3221 Ấp Tiền Lân, xã Bà Điểm, huyện Hóc Môn, Tp. HCM ĐT: (08) 425 4519. Fax: (08) 425 4520. Email: vinakenhcm.fpt.vn Trụ sở chính: 554 Cộng Hòa – P. 13 Quận Tân Bình, Tp. HCM ĐT: (08) 810 4192. Fax: (08) 810 0456.

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 chất lượng.Ông Dương Vương Hải (Giám đốc công ty) đã sang nước ngoài tìm hiểu dâychuyền 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 vàongày 25/4/2005 với diện tích 3000m2 để sản xuất bia với thương hiệu la BIG MANBIA Ngày 15/5/2008, Nhà máy chính thức hoạt động 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

- 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 ranhững mục 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

- 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 vụcho sản xuất và tìm hiểu phát triển thị trường, cung cấp hàng cho thị trường có nhucầu tiêu thụ

Hình 1.1: Bia Big Man msjihiohsdhiohfisdhmmMan man beer

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

1.5 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 đồdùng bảo hộ Mỗi công nhân còn được trang bị kiến thức về các thao tác vận hànhthiết bị và làm 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 vậnhành Các máy móc được kiểm tra và bảo trì theo định kì Đội ngũ nhân viên tổ cơđiện có kinh nghiệm nên mọi sự cố xảy ra đều được xử lý kịp thời, nhanh chóng đảmbảo tiến độ của sản xuất

- Các hóa chất sử dụng trong nhà máy được bảo quản an toàn đúngnơi 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 chữa cháy để kịp thời giải quyết các vụ cháy nổ xảy ra Dụng cụ phải thườngxuyên được 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 cáckhu vực trọng điểm

- Các công nhân được huấn luyện về công tác phòng cháy chữa cháytheo định kỳ

- Hệ thống điện được bố trí an toàn bằng hệ thống cầu dao dùng rơle

tự động, rào chắn 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 nên đượcnhà máy bán làm thức ăn gia súc Bã hoa houblon sau quá trình đun sôi thường đượcnhà máy loại bỏ, và được xe rác thành phố vào gom như rác thải sinh hoạt

- Bã chất trợ lọc: Gom vào bể xử lí nước thải chung với nước thải và được lắng sau đóloại bỏ theo bùn

- Nhãn mác: Tái sử dụng rất khó nên được gom thành đống và được xe gom rác vàothu gom

- Chai vỡ: Được gom vào khu vực riêng, thường những chai này được gửi về nhà máythủy tinh để tái chế

- Lon bia: Được thu hồi, rửa sạch tái sử dụng lại hoặc loại bỏ với những lon không đạtchất lượng

1.6.2 Xử lý nước thải

Hình 1.4: Bể xử lý nước thải

- Nước thải trong nhà máy được chia thành 2 loại: Nước thải sinh hoạt, nước thảitrong sản xuất bia

+ Nước thải sinh hoạt: Đây là loại nước thải do sinh hoạt của con người trong nhàmáy 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 chứa lượnglớn 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 vi sinh vật (VSV)gây thối hoạt động phát triển gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường Vì vậycần phải được xử lí nước để đạt tiêu chuẩn dòng thải, tránh gây ô nhiễm môisinh

 Nước làm lạnh: Đây là loại nước thải thường ít bị ô nhiễm có thể tái sử dụng

 Nước thải từ phân xưởng nấu: Chủ yếu là nước dùng để rửa nồi nấu, nồi lọc,nồi đun sôi, sàn nhà… Chủ yếu chứa bã malt và bã hoa houblon, tinh bột cònsót 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 Nướcthải vệ sinh các thiết bị: bồn nấu, bồn lọc, bồn lên men, đường ống chứa bãhèm, tinh bột bã hoa bia, bã men

 Nước thải từ phân xưởng chiết: Nước thải từ máy rửa chai, rửa bock, chaiđược rửa bằng dung dịch kiềm loãng nóng (1 – 3% NaOH) Sau đó được rửalại bằng nước sạch và thanh trùng Nước thải có pH cao, chứa nhiều chất ônhiễm 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 nước ngưng 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

BùnKhử trùng

Phơi bùn

Lọc rác

Xử lí kị khí( trong 24h )

Lắng( 1-2h )

Xử lí hiếu khí(4-5h)

Nước thải loại B

Nước thải

Trung hòa

pH = 6.5-8.5

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, nướcrửa thiết bị) theo các đường ống tập trung tại bể thu gom, nước từ đây sẽ đượcbom 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 đượcbơm qua hệ thống tách rác có nhiều tầng với kích thước lỗ sàng khác nhau, nhỏdần từ trên xuống Nước sẽ được bơm chảy từ trên xuống dưới đi vào bể trunghòa Hệ thống tách rác này giữ lại các rác có kích thước 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 sao cho:

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 ứng với dòngnước 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 tạo thành dạng lơlửng Bùn tiếp xúc được với các chất hữu cơ có trong nước thải và quá trình

phân hủy xảy ra tích cực Các loại khí tạo ra trong quá trình phân hủy (chủ yếu

là CH4 và CO2) sẽ tạo ra dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho việc hình thành nhữnghạt bùn hoạt tính và giữ cho chúng ổn định Một số bọt khí và bùn có khí bámvào sẽ nổi lên trên mặt bể Khi va chạm phải lớp lưới chắn bên trên các bọt khí

bị vỡ, hạt bùn được tách ra và lại lắng xuống dưới Thời gian lưu trong bể18÷24h Bể có ống để khí bay lên, bên trên có bộ phận đánh lửa để đốt CH4 baylên

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

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

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 trộn nhiềuhơn Trong hệ thống xử lí bằng bùn hoạt hóa, VSV sinh trưởng và phát triển ởtrạng thái lơ lửng trong nước thải Không khí được cấp liên tục nhằm đảm bảoyêu cầu của hai quá trình: bão hòa oxy giúp cho VSV thực hiện quá trình oxy hóacác chất hữu cơ và duy trì “bùn” VSV) ở trạng thái lơ lửng trong dịch xử lí, tạohỗn hợp lỏng - huyền phù, giúp cho VSV tiếp xúc liên tục với chất hữu cơ hòa tantrong 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 nước tách thànhhai 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 bùn bằngbom, nước chứa bùn được lắng nhanh lại

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 van hơivào nồi gạo gia nhiệt đến sôi

- Tắt cánh khuấy, đóng van hơi, bơm nước sôi sang nồi malt, mở cánh khuấy nồimalt, 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 2 phút

- Tắt bơm tuần hoàn, tắt cánh khuấy nồi lọc, bơm tất cả nước trong nồi lọc sangnồi cô Bổ sung nước vào nồi cô đến 2/3 nồi, mở van hơi gia nhiệt cho đến 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 về trạngthái 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 XUẤT2.1 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 kiện bắtbuộc, là một nguyên liệu chính để sản xuất bia Sử dụng malt chính là sử dụng nguồnenzyme protease, amylase, phục vụ cho quá trình thủy phân tinh bột, protein… các sảnphẩm thủy phân tinh bột là cơ chất cơ bản cho quá trình lên men

Malt đen và malt vàng là những hạt đại mạch đã được ươm mầm với sự kiểm soátchặt 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 đãxác định được rằng hàm ẩm của đại mạch tăng 1% thì hiệu suất chất chiết giảm0,76% Hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa đại mạch vào bảo quản là 13%

Bảng 2.2: Thành phần của đại mạch theo % trọng lượng chất khô

- Các hợp chất chứa nitơ:

Hàm lượng các hợp chất chứa nitơ trong đại mạch khoảng 9 – 11% so với trọnglượng chất khô của hạt, ở chừng mực nào đó, chúng quyết định chất lượng ở sảnphẩm cuối cùng Phần lớn các hợp chất này tồn tại dưới dạng cao phân tử, chúngđược gọi là protein

- Các hợp chất chứa nitơ phi protein:

Các đại diện tiêu biểu của hợp chất này là : pepton, peptide, polypeptide, và acidamin

- 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 tiêu biểutrong nhóm này là : polyphenol, chất đắng, fitin, acid hữu cơ, vitamin và các chấtkhoáng

- Polypenol và các chất đắng:

Hầu hết chất đắng, chất chát, polyphenol và các chất màu của hạt được phân bố chủyếu ở lớp vỏ Để loại trừ chúng, biện pháp dễ dàng nhất là ngâm hạt trong môitrường 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 (củavỏ), khi bị thủy phân sẽ tạo thành inozit C6H6(OH)6 và acid phosphoric Hợp chấtcuối cùng này là nguồn cung cấp phospho cho nấm men, đồng thời làm tăng độchua 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, tuy hàmlượng rất ít nhưng quan trọng trong công nghệ sản xuất malt vì chúng là nhân tốđiều 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 nó đóng vaitrò 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 enzym lipaze.Một số sản phẩm thủy phân được chuyển đến phôi để nuôi cây non, số còn lại hoặctồn 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 vàphân giải yếm khí glucid (thực chất là quá trình lên men rượu), nghĩa là chúng thamgia 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

 Màu: Có màu vàng rơm, malt đen có màu sẫm hơn, vỏ malt phải óng ánh, kích

thước và hình dáng phải giống như hạt đại mạch khô

 Mùi và vị: Phải đặc trưng cho từng loại malt, không có mùi lạ, nếu có mùi 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 thì chấtlượng kém

 Độ sạch: Không lẫn tạp chất, không vỡ vụn (lượng hạt vỡ tối đa là 15%), 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, nhằmtạo cho bia có hương và vị đặc trưng Với một số loại bia vàng, liều lượng dùngmalt 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 tăng cường độmàu của sản phẩm Malt caramel có vị ngọt rất đặc trưng, có màu sẫm hơn màu

cà phê, có hàm ẩm từ 5-8% và hàm lượng chất chiết hoà tan khoảng 60-70%

 Còn gọi là melan, là loại malt đen, cò mùi thơm rất mạnh chứa nhiều melalanoid,được sản xuất từ đại mạch có hàm lượng protein cao Melan được sử dụng trongsản xuất bia đen vì chúng làm cho sản phẩm có vị ngọt đậm đà, hương thơm đặctrưng và cải thịện khả năng tạo và giữ bọt Liều lượng sử dụng melan là 10-12%( so với lượng nguyên liệu chính).

Bảng 2.3: Chỉ tiêu kiểm soát malt của công ty

β Acid đắng (3%)

Nhựa mềm (5%)

Chất đắng (tan trong ete dietyl)

Nhựa đắng

Nhựa cứng (2%)

mm Hạt lupulin này có nguồn gốc sinh ra vị đắng, tinh dầu thơm của hoa houblon

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 hoạttính sinh học cao tạo ra sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt rất lâu, ứcchế 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-hydroxyl hexandienon Humulon là chất có giá trị nhất trong hoa houblon đối với công nghệsản xuất bia Khoảng 80-95% chất đắng trong bia là do humulon và các đồng phâncủa nó gây ra

xiclo- Có dạng tinh thể hình khối, nhiệt độ nóng chảy 650C, hòa tan kém trong nước lã,hòa tan tốt trong ete, etylic, hexan… có vị đắng mạnh, có hoạt độ bề mặt lớn giúpbia 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 phân hóasau 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 lăng kínhhoặc hình que dài, nóng chảy 920C So với humulon thì lupulon kém đắng hơnnhưng lại có tính kháng khuẩn cao hơn Dễ hòa tan trong ete, hexan, rượu etylicgiống như α – Acid đắng Khả năng hòa tan trong nước trong dịch đường của βAcidAcidđắng 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 dung dịch đườngcao hơn acid đắng Vì chúng tạo ra được lực đắng khá lớn cho bia, đây là hợp chấtrất 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 chúng không tantrong nước và dịch đường Đây là phần không thay thế trong công nghệ sản xuấtbia

2.2.2.2 Tinh dầu thơm

- Tinh dầu thơm của hoa houblon hòa tan vào dịch đường tạo ra một mùi thơm đặctrưng, rất nhẹ nhàng và dễ chịu Chúng là những chất lỏng lẻo trong suốt màu vàngnhạt hoặc không màu, tỷ trọng là 0.88, dễ hòa tan trong rượu etylic nồng độ cao,bay hơi nhanh ở nhiệt độ thường

- Tinh dầu phấn hoa houblon chiếm 0,17 – 0,65% trọng lượng hoa, các dạng tinh dầu

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 tinh dầuhoublon, chúng được chia thành 3 nhóm: hydratcacbon, các chất chứa lưu huỳnh,các hợp chất chứa oxy

- Trong thời gian đun sôi dịch đường với houblon có tới 98% lượng tinh dầu bay hơitheo 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 bayhơi khi đun sôi dịch đường malt Vì vậy khi nấu phải cho hoa và dịch đun sôi thànhnhiều lần

 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 và kếttủa với các thành phần protein không bền, làm tăng độ bền vững keo của bia Mặtkhác, tannin cũng làm kết tủa những phần protein bền dẫn đến giảm khả năng tạobọt của bia Nếu hàm lượng tannin vừa phải (0,012 – 0,028%) thì gây cho bia vịchát 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 lượng hoatrồng 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 đã sấy khô đượcnghiền thành bột, sau đó ép thành viên ở dạng viên hoa houblon có thể địnhlượng 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 loại hoa viên 90:đầu tiên sấy khô hoa tươi bằng không khí 20 - 25°C, rồi bằng không khínóng 40 - 50°C tới độ ẩm 7 – 9%, sau chuyển thành bột có kích thước 1 –5mm, trộn và ép thành viên trong máy ép

 Hoa viên loại 45 (nồng độ cao): Là loại hoa viên giàu lupulin trong đó có

chứa toàn bộ nhựa và tinh dầu có trong hạt lupulin Khi sử dụng loại chếphẩm này sẽ giảm lượng bã thải do đã loại bỏ một phần cuống hoa, cánhhoa và hàm lượng của polyphenol trong chế phẩm này giảm đáng kể Hoaviên có độ đắng lớn hơn 10% so với hoa cánh Chủ yếu do sự hòa tannhanh của các thành phần hoa vào dịch đường và làm tăng diện tích bề mặtcủa chúng 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 đó làmbay hơi dung môi Trong quá trình tách dung môi này, phần lớn các tinh dầuthơm bị mất theo Cao hoa thu được nhớt và có màu xanh, được bảo quảntrong các hộp hoặc chai và rất bền trong quá trình bảo quản Nhược điểm chủyếu 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 từ

10-15oC 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 thứXIX, ông đã phân lập men và cho ra các chủng rất đa dạng của men bia và dùng cho tớingày nay

Chúng có khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng trong môi trường nước nha nhưcác loại đường hòa tan, các hợp chất nitơ ( các axit amin, peptit), vitamin và các nguyên tố

vi lượng…thông qua màng tế bào Sau đó xảy ra hàng loạt các phản ứng sinh hóa mà đặctrưng là quá trình trao đổi chất để chuyển các chất này thành những dạng cần thiết cho quátrình 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

Đặc điểm Nấm men nổi

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 biangắn 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 Thành phần vàtính chất của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượngthành phẩm Trong quá trình sản xuất malt và bia cần một lượng nước rất lớn như ngâm đạimạch, hồ hóa, đường hóa, rửa men, rửa thiết bị… Do đó, nước là một trong những nguyênliệu cần thiết cho quá trình sản xuất bia

2.4.2 Phân loại

Trong tự nhiên có nhiều loại nước với thành phần và tính chất khác nhau như:

 Nước mặt bao gồm: Nước sông, suối, nước mưa, nước biển, nước hồ, nướctuyết tan…

- 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 trung bình

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 tác dụngvới các muối photphate của malt gây ảnh hưởng bất lợi vì chúng làm giảm độ chuađịnh phân của dịch cháo Ngược lại, muối sunfat của canxi lại làm tăng độ chuađịnh phân của dịch cháo, tác động này rất có lợi cho quá trình đường hóa Muốinày có ảnh hưởng xấu đến quá trình nấu bia, do làm giảm độ acid của hồ malt vàdịch đường hóa

 Mg 2+: Magie có trong các nguồn nước mặt với lượng ít hơn canxi Các muối củamagie gây ảnh hưởng xấu hơn canxi và thường có vị đắng (MgSO4) Do đó, nó ảnhhưởng 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, ngược lạivới 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 – 0,5 mg/l

- Sắt ở dạng Fe2+ sẽ chuyển thành Fe3+ tạo tủa không tan, gây ảnh hưởng xấu tới chấtlượng 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 hoá mấmmen

 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 độ thấmướt 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, tăng cườngviệc 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 là tốtnhất, 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 lên nồng độNaCl không được vượt quá 400mg/l nếu không bia sẽ trở nên sánh Nếu NaCl quánhiều sẽ gây khát khi uống bia

- Nếu nồng độ Cl- >500 mg/l sẽ làm kéo dài thời gian nhân giống mấm men và gâykhó 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 nguyên liệuphụ khác có vai trò không kém phần quan trọng, đặc biệt là công nghiệp bia sản xuất ngàynay

Các nguyên liệu phụ này có thể kể đến là các hóa chất sử dụng trong công nghệ tẩyrửa hay sử dụng để tăng hiệu quả của các công đoạn sản xuất như các loại bột trợ lọc, cácchất ổn định và đặc biệt là các enzym sử dụng trong công đoạn sản xuất dịch đường lênmen 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 cấy nấmmen như các loại đường, peptone…khử trùng nhà xưởng, thiết bị, đường ống nhưJaven, Cloranin… nhóm các chất cho quá trình thu hồi CO2, than hoạt tính,KMnO4, CaCl2 khan

H3PO4 Điều chỉnh pH cho nước, vệ sinh tẩy rửa.

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

- Với trường hợp sử dụng nguyên liệu thay thế, enzym trong malt không đủ để phá

vỡ tinh bột và các hợp chất khác như protein, βAcid-glucan, trong nguyên liệu thay thế.Việc sử dụng nguyên liệu thay thế với tỷ lệ cao thì cần thiết phải sử dụng enzym hỗtrợ cho quá trình đường hóa

 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 hóa tinh bột, chúngcắt ngẫu nhiên chất nền tinh bột, qua đó tạo các dãy dextrin khác nhau không cókhả năng lên men được Các dextrin này không tác động đến đường hóa và hầu nhưkhông 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 nguyên liệuthay 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 tạplẫn không quá: 0,5% kl

2.7 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)

- Công đoạn sử dụng: Caramel sử dụng ở giai đoạn sôi dịch nha.

- Cách sử dụng: Cho caramel vào rọ inox nhúng trong nồi ở giai đoạn đun sôi 98oC

2.7.4 Houblon (hương liệu)

- Houblon cao (Extrac – HOPS): Sử dụng ở công đoạn nồi đun sôi khi dịch nha bắtđầu sôi (ở to = 980C)

- Houblon viên (Pellet – HOPS): Sử dụng ở công đoạn nồi đun sôi houblon, trước khikết thúc quá trình đun sôi khoảng 15’, cho từ từ lượng houblon viên vào nồi, tránhvăng bắn vào người

2.7.5 Acid Phosphoric; Acid Lactic; Acid sunfurid

- Acid phosphoric: Công đoạn sử dụng tại nồi malt ở giai đoạn sau khi đạm hóa hoàntoàn (sau giai đoạn 520C).

- Acid sunfuric và acid lactic cho vào nồi malt ở giai đoạn 520C

Cách sử dụng:

 Pha loãng Acid lactic với khoảng từ 1 – 2 lít nước, cho từ từ vào nồi malt

 Acid Phosphoric – H3PO4: Sử dụng ở nồng độ đã pha loãng khoảng 20% cho từ

từ vào nồi malt

 Acid sunfuric: Pha loãng với khoảng 2 lít nước, cho từ từ vào nồi gạo

2.7.6 Enzyme termamyl

- Công đoạn sử dụng: Sử dụng trong công đoạn nâng nhiệt của nồi gạo ở nhiệt độ

(60oC)

- Cách sử dụng: Pha loãng 0,5kg Enzyme Termamyl với khoảng 10 lít nước sạch,

sau đó cho từ từ vào nồi gạo ở giai đoạn nhiệt độ khoảng 600C tại vị trí nồi gạo

PHẦN 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA TẠI

NHÀ MÁY