MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 8 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 17 2.1. Giới thiệu các nguyên liệu 17 2.1.1.Malt đại mạch 17 2.1.1.1 Phân loại đại mạch 17 2.1.1.2 Cấu tạo của hạt đại mạch 18 2.1.1.3 Thành phần hóa học trong malt 19 2.1.1.4. Yêu cầu của malt 21 2.1.2. Hoa houblon 24 2.1.2.1.Thành phần hóa học và tính chất các cấu tử của hoa houblon 25 2.1.2.2. Chế phẩm hoa houblon 27 2.1.3. Nước trong sản xuất bia 28 2.1.3.1.Thành phần hóa học của nước 29 2.1.3.2 Yêu cầu chung của nước trong sản xuất bia 30 2.1.4. Nấm men 30 2.1.5. Một số phụ gia 31 2.1.6. Nguyên liệu thay thế 32 CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀNG SMILER 34 3.1. Kiểm tra nguyên liệu 35 3.1.1. Nguyên liệu 35 3.1.2. Yêu cầu nguyên liệu đưa vào sản xuất 35 3.2. Nghiền nguyên liệu 36 3.2.1. Mục đích 36 3.2.2. Cơ sở lý thuyết 36 3.2.3. Yêu cầu của nguyên liệu sau khi nghiền 38 3.2.3. Tiến hành nghiền 38 3.3. Nấu nguyên liệu 42 3.3.1. Hòa malt – hòa bột 42 3.3.1. Hòa malt – hòa bột 43 3.3.1.1. Mục đích 43 3.3.1.2. Yêu cầu 43 3.3.1.3. Cơ sở lý thuyết 43 3.3.1.4. Thiết bị hòa trộn 44 3.3.2. Hồ hóa-dịch hóa nguyên liệu 46 3.3.2.1. Mục đích 46 3.3.2.2. Yêu cầu 46 3.3.2.3. Cơ sở lý thuyết 47 3.3.2.4. Thiết bị hồ hóa 47 3.3.3. Đường hóa-Đạm hóa 49 3.3.3.1. Mục đích 49 3.3.3.2. Yêu cầu 49 3.3.3.3. Cơ sở lý thuyết 50 3.3.3.4. Các biến đổi chính trong quá trình đường hóa 51 3.3.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình đường hóa 55 3.3.3.6. Thiết bị đường hóa 56 3.4. Lọc tách bã 59 3.4.1. Mục đích 59 3.4.2. Yêu cầu 59 3.4.3. Cơ sở lý thuyết 59 3.4.4. Thiết bị lọc 60 3.6.1. Mục đích 62 3.6.2. Yêu cầu 63 3.6.3. Cơ sở lý thuyết 63 3.6.4. Các biến đổi xảy ra trong quá trình houblon hóa 64 3.6.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình houblon hóa 66 3.6.6. Yêu cầu kỹ thuật của dịch đường sau houblon hóa 67 3.7. Lắng trong 69 3.7.1. Mục đích công nghệ và cơ sở lý thuyết 69 3.7.2.Thiết bị whirpool 69 3.8. Làm lạnh nhanh 70 3.8.1. Mục đích 70 3.8.2. Thiết bị làm lạnh nhanh 70 3.9. Quá trình Lên men 72 3.9.1.Mục đích của quá trình lên men 73 3.9.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men 73 3.9.3. Lên men chính 79 3.9.3.1. Mục đích của quá trình lên men chính 79 3.9.3.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với quá trình lên men chính 79 3.9.3.3. Thực hiện quá trình lên men 80 3.9.4. Lên men phụ và tàn trử bia non 85 3.9.4.1. Mục đích 86 3.9.4.2. Yêu cầu kỹ thuật của quá trình lên men phụ 86 3.9.4.3. Cách thực hiện 87 3.9.5. Thiết bị lên men 89 3.10. LỌC BIA 90 3.10.1. Mục đích 90 3.10.2. Cơ sở lý thuyết 90 3.10.3. Thiết bị lọc tinh FILLTROX 92 3.11. Thu hồi và xử lý CO2 95 3.11.1. Mục đích 95 3.11.2. Cơ sở lý thuyết 95 3.12. Bão hòa CO2 98 3.12.1. Mục đích 98 3.12.2. Yêu cầu 99 3.12.3. Cơ sở lý thuyết 99 3.12.4. Quá trình bão hòa CO2 100 CHƯƠNG 4: HOÀN THIỆN SẢN PHẨM 101 4.1. Rửa chai 101 4.1.1. Mục đích của quá trình rửa chai 102 4.1.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình rửa chai 102 4.1.3. Nguyên tắc cấu tạo của máy rửa chai 103 4.2.Kiểm tra chai sau rửa 103 4.3. Chiết chai 104 4.3.1 Mục đích 104 4.3.2. Yêu cầu 104 4.3.4. Cơ sở lý thuyết 104 4.3.5. Các giai đoạn chiết bia 106 4.4. Đóng nắp 107 4.5. Thanh trùng 108 4.5.1. Mục đích 108 4.5.2. Yêu cầu 108 4.5.3. Máy thanh trùng (máy hấp) 109 4.6. Kiểm tra, dán nhãn 110 CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 111 5.1 Phương pháp kiểm tra sản phẩm 111 5.1.1. Xác định độ độ đường: 111 5.1.2. Xác định hàm lượng etanol (cồn). 111 5.1.3. Xác định hàm lượng CO2. 112 5.1.4. Đo độ pH 113 5.1.5. Xác định độ màu 113 5.1.6. Xác định độ đắng 114 Nguyên tắc: 114 5.1.7. Xác định độ chua của bia 115 5.1.8. Xác định hàm lượng diacetyl 115 5.2. Các chỉ tiêu của bia thành phẩm: 117 KẾT LUẬN 132 TÀI LIỆU THAM KHẢO 133
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 8 CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀNG 24 CHƯƠNG 4: HOÀN THIỆN SẢN PHẨM 78 CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 86 LỜI MỞ ĐẦU Cùng với quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, các ngành công nghiệp Việt Nam đang từng bước chuyển mình nhằm tìm ra hướng đi mới để tăng khả năng hòa nhập với các nước trong khu vực và trên thế giới. Không nằm ngoài xu hướng chung đó, ngành sản xuất bia cũng đang từng bước đổi mới công nghệ, thiết bị. Bên cạnh đó không ngừng gia tăng lực lượng cán bộ kỹ thuật giỏi, năng động sáng tạo và đào tạo đội ngũ công nhân tay nghề cao. Để sản phẩm sản xuất ra không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và có thể xuất khẩu ra nước ngoài. Ngày nay công nghệ lên men chiếm một vị trí rất quan trọng trong đời sống của con người. Nó góp phần thúc đẩy nền kinh tế đi lên cùng với sự phát triển của các nước trong khu vực và vươn mình ra thế giới. Trong đó ngành sản xuất bia đã cho ra đời những sản phẩm có chất lượng cao. Bia là loại thức uống có độ cồn thấp, giàu giá trị dinh dưỡng. Được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính như: malt đại mạch, hoa houblon, nấm men và nước…với một quy trình công nghệ sản xuất đặc biệt đã tạo nên một loại đồ uống được nhiều người ưa thích với hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu tạo nên sự khác biệt so với các loại đồ uống khác. Do điều kiện khí hậu nước ta không thuận lợi cho việc trồng đại mạch và hoa houblon nên nguyên liệu chủ yếu phải nhập khẩu, bên cạnh đó để hạ giá thành sản phẩm người ta thường dùng nguyên liệu thay thế như: gạo, ngô, tiểu mạch… Chất lượng bia phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và kỹ thuật sản xuất. Báo cáo đồ án 1 Với những đặc tính nổi trội bia đã trở thành loại nước giải khát không thể thiếu trong nhu cầu hằng ngày của con người, thị trường tiêu thụ của nó khá rộng trên khắp thế giới như: Mỹ, Đức, Đan Mạch, Anh…Trong đó có Việt Nam chúng ta bia đang dần có mặt ở khắp nơi trong các bữa tiệc, nhà hàng, picnic…Ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và ngành sản xuất bia nói riêng ở nước ta đã có những diện mạo mới. GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Quyền Trang 2 Báo cáo đồ án 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NGÀNH BIA 1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia được sử dụng như một thứ nước giải khát thông dụng. Hiện nay, trên thế giới có trên 25 nước sản xuất bia với sản lượng trên 100 tỷ lít/năm, trong đó, Mỹ, Đức mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm, Trung Quốc 7 tỷ lít/năm… Thống kê bình quân mức tiêu thụ hiện nay ở một số nước công nghiệp tiên tiến trong năm 2004 như sau: Cộng Hòa Czech hơn 150 lít/người/năm, Đức 115 lít/người/năm, Úc khoảng 110 lít/người/năm… Tổng lượng tiêu thụ trên thế giới năm 2003 khoảng 144,296 triệu kl, năm 2004 khoảng 150,392 triệu kl (tăng 4,2%). Lượng bia tiêu thụ tăng hầu khắp các vùng Địa Trung Hải, đẩy lượng tiêu thụ trên toàn thế giới tăng lên. Nhưng lượng tăng đáng kêt nhất là Trung Quốc, Thái Lan, Philipin với tốc độ tăng đến 11,2% Châu á là một trong những khu vực có lượng bia tiêu thụ đang tăng nhanh, các nhà nghiên cứu thị trường bia của thế giới nhận định rằng Châu Á đang dần giữ vị trí dẫn đầu về tiêu thụ bia trên thế giới. Trong khi sản xuất bia ở Châu Âu có giảm, thì Châu Á, trước kia nhiều nước có mức tiêu thụ trên đầu người thấp, đến nay đã tăng bình quân 6,5% năm. Thái Lan có mức tăng bình quân cao nhất 26,5% năm, tiếp đến là Philipin 22,2%/năm, Malaysia 21,7%/năm, Indonesia 17,7%/năm. Đây là những nước có tốc độ tăng nhanh trong khu vực. Các nước xung quanh ta như Singapore đạt 18 lít/người/năm, Philipin đạt 20 lít/người/năm… (theo số liệu của Viện rượu – bia – nước giải khát Việt Nam). Công nghệ bia của Trung Quốc phát triển là nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy sự tăng trưởng của ngành công nghệ bia Châu Á. Từ năm 1980 đến năm 1990 sản lượng bia tăng từ 69,8 triệu lít lên 1230 triệu lít, tức là tăng 17 lần. Thời kỳ từ 1981 đến 1987, mức tăng trưởng trên 20% (theo số liệu của Viện rượu – bia – nước giải khát Việt Nam). Đến năm 2004, tổng lượng bia tiêu thụ ở Trung Quốc là 28.640 triệu lít, xếp thứ hạng đầu tiên trên Thế giới. Tổng lượng bia tiêu thụ của các nước khu vực Châu Á trong năm 2004 đạt 43.147 triệu lít, tăng 11,2% so với năm 2003. GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Quyền Trang 3 Báo cáo đồ án 1 Do thị trường bia trên thế giới đang phát triển một cách năng động, các hang bia sử dụng các chiến lược kinh doanh khác nhau. Tại Mỹ và Châu Âu, do thị trường bia đã ổn định, chiến lược kinh doanh bia là giành thị phần giảm chi phí sản xuất. Ngược lại, tại Trung Quốc là nơi thị trường đang tăng trưởng (nhất là đối với các loại bia chất lượng cao) chiến lược là phát triển sản xuất, tăng sản lượng và nâng cao chất lượng. 2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam Bia được đưa và Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của nhà máy Bia Sài Gòn và Nhà máy Bia Hà Nội, như vậy ngành bia Việt Nam đã có lịch sử trên 100 năm. 2.1. Tình hình sản xuất bia trong nước Năm năm trở lại đây, do tác động của nhiều yếu tố như tốc độ tăng trưởng GDP, tốc độ tăng dân số, tốc độ đô thị hóa, tốc độ đầu tư…mà ngành công nghiệp bia đã phát triển với tốc độ tăng trưởng cao. Chẳn hạn như năm 2003, sản lượng bia đạt từ 1290 triệu lít, tăng 20,7% so với năm 2002, đạt 79% so với công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầu người đạt 16 lít/năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng 3650 tỷ đồng. 2.1.1. Số lượng cơ sở sản xuất Số lượng cơ sở sản xuất giảm xuống so với những năm cuối thập niên 1990, đến năm 2003 chỉ còn 326 cơ sở sản xuất so với 469 cơ sở tính từ năm 1998. Điều này là do yêu cầu về chất lượng bia, về mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm ngày càng cao, đồng thời do sự xuất của nhiều doanh nghiệp bia lớn có thiết bị hiện đại, công nghệ tiên tiến… nên có sự cạnh tranh gay gắt, nhiều cơ sở sản xuất quy mô nhỏ, chất lượng thấp không đủ khả năng cạnh tranh đã phá sản hoặc chuyển sang sản xuất sản phẩm khác. Trong các cơ sở sản xuất bia đó, có Sabeco chiếm năng suất trên 200 triệu lít/năm, Habeco năng suất trên 100 triệu lít/năm, 15 nhà máy bia có năng suất trên 15 triệu lít/năm và khoảng 165 cơ sở sản xuất có năng lực dưới 1 triệu lít/năm. Hai tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội và Sài Gòn là hai đơn vị đóng góp tích cực và giữ vai trò chủ đạo trong ngành bia. Theo báo cáo của các tỉnh thành phố trực thuộc TW và của hai tổng công ty, riêng năm 2003, doanh thu của ngành Bia – Rượu – Nước giải khát đạt 16.497 tỷ đồng, nộp ngân sách nhà nước 5000 tỷ đồng, tạo điều kiện việc làm và thu nhập ổn định cho trên 20.000 lao động. Sản lượng bia tiêu thụ toàn quốc đạt 11290 triệu lít, đạt 78,8% công suất thiết kế, trong đó Habeco và Sabeco đạt 472,28 triệu lít (chiếm 36,61% toàn ngành bia). Hai tổng công ty đã phát huy hết năng suất, phải gia công tại một số đia phương nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng. Nếu xét theo địa phương, năng lực sản xuất bia chủ yếu tập trung vào các thành phố lớn như Thành phố Hồ Chí Minh chiếm 23,2% tổng năng lực sản xuất bia toàn quốc, thành phố Hà Nội chiếm 13,44%, thành phố Hải Phòng chiếm 7,47%. Các nhà máy bia được phân bố trên 49 tỉnh thành của cả nước, trong đó có 24 tỉnh thành có sản lượng trên 20 triệu lít/năm. Đến nay còn một số tỉnh thành chưa có nhà máy bia như: An Giang, Bạc Liêu, Bến Tre, Đồng Tháp… 2.1.2. Thương hiệu bia Những thương hiệu bia sản xuất tại Việt Nam đang chiếm ưu thế, đứng vững trên thị trường và có khả năng tiếp tục phát triển mạnh trong quá trình hội nhập, đó là: Sài Gòn ,Sài Gòn special , 333,Hà Nội,Heineken,Tiger,Halida…Lượng bia thuộc các thương hiệu này đạt 713,8 triệu lít GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Quyền Trang 4 Báo cáo đồ án 1 chiếm 55,24% thị phần tiêu thụ.Mảng thị trường bia cao cấp cũng đã xuất hiện một số loại bia nhập khẩu và các nhà hàng bia (tại Hà Nội ,cũng như Thành phố Hồ Chí Minh có trên 10 nhà hàng bia tươi) với sản lượng nhỏ nhưng đang ngày càng được ưa chuộng. 2.1.3. Trình độ công nghệ và thiết bị Các nhà máy bia có công suất trên 100 triệu lít/năm đều có hệ thống thiết bị hiện đại,tiên tiến,nhập khẩu từ các nước có nền công nghiệp sản xuất bia phát triển mạnh như: Đức, Đan Mạch… Các nhà máy bia có công suất trên 20 triệu lít/năm cho đến nay đã đầu tư chiều sâu, đổi mới thiết bị, tiếp thu trình độ tiên tiến vào sản xuất. 2.1.4. Nguyên liệu cho ngành bia Năm 2003, kim ngạch nhập khẩu nguyên liệu cho ngành sản xuất sản bia (chủ yếu nhất là malt và hoa houblon) khoảng 76 triệu USD. Tổng công ty Habeco đã thử nghiệm trồng thử đại mạch ở một số nơi nhưng chưa có kết quả do sự không phù hợp về thổ nhưỡng và về khí hậu. Hiện tại đã có một nhà máy sản xuất malt đại mạch với công suất trên 50.000 tấn/năm và có khả năng mở rộng lên 100.000 tấn/năm (trích dẫn từ báo cáo tổng kết hoạt động nhiệm kỳ II từ 3/2001 đến 3/2005 của Hiệp hội Rượu – Bia – Nước giải khát Việt Nam). 2.2. Định hướng phát triển nền công nghiệp bia Việt Nam đến năm 2020 Do mức sống ngày càng tăng, mức tiêu thụ ngày càng cao. Không kể các nước Châu Âu, Châu Mỹ có mức tiêu thụ bia theo đầu người rất cao do có thói quen uống bia từ lâu đời, các nước Châu Á tiêu dùng bình quân 17 lít/người/năm. Truyền thống văn hóa dân tộc và lối sống tác động đến mức tiêu thụ bia, rượu. Ở các nước có cộng đồng dân tộc theo đạo hồi, không cho phép giáo dân uống rượu bia nên tiêu thụ bình quân đầu người ở mức thấp. Việt Nam không bị ảnh hưởng của tôn giáo trong tiêu thụ bia nên thị trường còn phát triển. Theo một số nghiên cứu của người nước ngoài, bia hiện nay chiếm khoảng từ 50% đến 96% tổng mức tiêu thụ các loại đồ uống có cồn trên thị trường các nước Đông Nam Á. Năm 1995 dân số Việt Nam là 74 triệu người, năm 2000 có khoảng 81 triệu người và đến năm 2005 có thể là 89 triệu người. Do vậy dự kiến mức tiêu thụ bình quân theo đầu người vào năm 2005 cũng chỉ đạt 13 lít/người/năm, sản lượng bia đạt khoảng 1300 triệu lít, bình quân tăng 18% năm. Năm 2005 mức tiêu thụ bình quân 17 lít/năm, sản lượng 1,5 tỷ lít và năm 2020 đạt mức tiêu thụ 25 lít/người/năm. 2.3. Tình hình sản xuất bia nồng độ cao trên thế giới và ở Việt Nam a) Tình hình sản xuất trên thế giới Công nghệ lên men bia nồng độ cao là quá trình sản xuất và lên men dịch đường có nồng độ cao hơn so với các phương pháp sản xuất bia truyền thống. Bia nồng độ cao có thể được pha loãng sau khi lên men bằng nước vô trùng đã được khử oxy hoặc pha trộn với các loại nước quả để tạo ra nhiều loại bia khác nhằm đáp ứng thị hiếu ngày càng tăng của người tiêu thụ. Bảng 1: Sản phẩm bia được sản xuất bằng công nghệ lên men bia nồng độ cao ở một số nước trên thế giới STT Tên thương mại Hàm lượng Cồn (%v/v) Nhiệt độ lên men Men( o C) Xuất xứ 1 Janne dare Belrebuth 12,0 10 Pháp 2 Eldri Pope Thomas Hardys 9,6 13 Anh GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Quyền Trang 5 Báo cáo đồ án 1 Ale 3 Bush 12% 9,6 10 Bỉ 4 Kloster Irseer Abt’s Trunk 9,6 9 Đức 5 Les Harvest Alse 9,8 10 – 13 Anh 6 Kasteel Bier 9,2 12 – 13 Bỉ 7 Eku 28 8,8 9 Đức 8 Whibread Gold Label 8,8 10 – 13 Anh 9 Schaffbrau Feuerfest Edel Bier 8,7 9 Đức 10 Borve Ale 8,1 10 – 13 Scotlen 11 Haire of the Dog Adam 8,0 10 – 14 Mỹ 12 Hertig Jan Grand Prestige 8,0 13 Thụy Điển 13 Courage Imperial Russian Stout 8,0 13 – 18 Anh 14 Bridge port Old Knucklehead 7,3 13 Mỹ 15 Echigo Land braurei Abbey Style Tripel 7,2 10 – 14 Nhật 16 Huyghe Dehinum tremenh 7,2 10 Bỉ 17 North Coast Old Rasputin Russian Impercial Stout 7,1 13 - 18 Mỹ 18 Celis Grand Cru 7,0 7 – 10 Mỹ Hầu hết các châu lục trên thế giới đều đã và đang áp dụng nghệ lên men bia nồng độ cao. Ở Bắc Mỹ (Mỹ và Canada) đã nấu và lên men dịch đường 18 – 20 o Bx. Ở Châu Úc (Úc và Newzealand) lên men bia nồng độ cao là phương pháp sản xuất phổ biến hiện nay. Ở các châu lục khác lên men bia nồng độ cao cũng được áp dụng ngày càng rộng rãi như ở Trung Mỹ, Nam Mỹ và Châu Phi. Không chỉ ở các nước có ngành công nghiệp bia phát triển lâu đời mới sản xuất bia nồng độ cao mà tại Châu Á cũng áp dụng công nghệ này để sản xuất bia như Chosun của Hàn Quốc và Hohlor của Trung Quốc. Sản xuất bia nồng độ cao được áp dụng ngày càng nhiều trên thế giới, bởi bia nồng độ cao ưu điểm vượt hơn hẳn bia nồng độ thường: Tăng hiệu quả sử dụng thiết bị nấu, thiết bị lên men, tăng sản lượng của nhà máy từ 15 – 25% mà không cần đầu tư them thiết bị bằng việc tăng nồng độ chất chiết. Tiết kiệm được nguồn đầu tư cơ bản ban đầu. Giảm chi phí vận hành: do cùng một chi phí vận hành cho một đơn vị sản phẩm như điện, nước, hơi, nhân công nhưng sản xuất bia nồng độ cao lại thu được những sản phẩm cao hơn từ 25 – 30%. Với những nhà máy mới lắp đặt, đầu tư ban đầu thì tất cả các hệ thống như nồi hơi, thiết bị bơm, van đều có thể chọn lưu lượng, thể tích nhỏ hơn so với các nhà máy bia thông thường. Các chi phí vận hành các thiết bị phụ trợ cũng thấp hơn. Sản xuất bia nồng độ cao có thể sử dụng nguyên liệu thay thế với tỷ lệ cao do vậy giảm lượng matl nhập ngoại, tiết kiệm được ngoại tệ. Không những vậy, khi sản xuất theo phương pháp này sẽ có sự linh động trong việc lựa chọn nguyên liệu thay thế như các loại siro khác nhau tạo ra bia có vị riêng. Trong quá trình lên men bia nồng độ cao thì các loài đường có khả năng lên GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Quyền Trang 6 Báo cáo đồ án 1 men được sữ dụng vào quá trình tạo cồn nhiều hơn tạo sinh khối nắm men do đó làm lượng cồn thu được trên một đơn vị cồn tăng lên. Sản xuất bia nồng độ cao sẻ giảm lượng phế thải nên chi phí cho quá trình xử lý nước thải giảm, đều này rất có ý nghĩa trong việc bảo vệ môi trường. Khi lên men bia nồng độ cao sẽ nâng cao hương vị của bia thành phẩm do tăng hàm lượng ctyl axctat giảm lượng diaxetyl do môi trường trong dịch đường nồng độ cao, áp suất thẫm thấu lớn, tỷ lệ giống cao do đó hạn chế khả năng nhiễm khuẩn. Vào cuối giai đoạn lên men chính thì lượng nấm men lơ lửng trong bia non nhiều nên thúc đẩy quá trình khử diaxetyl thành axeton nhanh do đó mà lượng diaxetyl trong bia thành phẩm thấp. b) Tại Việt Nam Ở Việt Nam tuy sản lượng bia tăng nhanh nhưng công nghệ lên men bia nồng độ cao chưa được phát triển. Phần lớn các nhà máy bia của Việt Nam chỉ lên men dịch đường có nồng độ 10_12oBx, với tỷ lệ gạo làm nguyên liệu thay thế là 30%, nên sản xuất ra bia có độ cồn 3_5%v/v. Như vậy việc nghiên cứu sản xuất dịch đường cho lên men bia nồng độ cao không chỉ đáp ứng nhu cầu về bia ngày càng tăng mà còn nâng cao tỷ lệ nguyên liệu thay thế, hiệu quả sử dụng thiết bị, tạo ổn định cho bia thành phẫm, đem lại hiệu quả kinh tế và góp phần đa dạng hóa sản phẩm. GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Quyền Trang 7 Báo cáo đồ án 1 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 2.1. Giới thiệu các nguyên liệu 2.1.1.Malt đại mạch Malt là nhóm thực vật có hạt, lớp 1 lá mầm, thường được gọi là ngũ cốc đã nảy mầm (đại mạch, tiểu mạch, thóc, nếp, tẻ…). Hiện nay, trong sản xuất bia người ta dùng chủ yếu là đại mạch nảy mầm, do vậy danh từ Malt được gọi cho đại mạch nảy mầm. Đại mạch cung cấp tinh bột cho quá trình đường hóa, tạo đường cho sự lên men bia về sau này, đồng thời trong quá trình nảy mầm hạt đại mạch sẽ tích tụ rất nhiều enzyme cũng như tăng hoạt tính của enzyme trong hạt như: protease, maltase, amylase… Vì vậy nguyên liệu cho sản xuất bia phải dùng hạt đại mạch nảy mầm. Trong sản xuất bia người ta không dùng Malt tươi mà dùng Malt đã sấy khô, vì bản thân Malt tươi có mùi vị tươi sống không thích hợp cho làm bia. Hơn nữa Malt sấy khô dễ bảo quản với số lượng lớn. 2.1.1.1 Phân loại đại mạch Đại mạch được chia thành 2 loại : hai hàng và sáu hàng. Đại mạch sáu hàng có 3 hoa nhỏ có thể thụ tinh được ở mỗi đốt trên cuống. Mỗi hoa sau khi thụ phấn phát triển thành hạt hoặc bông đại mạch. Hạt đại mạch sáu hàng có kích cỡ không đồng nhất. Đại mạch hai hàng chỉ có một hạt phát triển ở mỗi đốt vì các hoa nhỏ mọc ở mỗi đốt không sinh sản. Đại mạch hai hàng to, đầy đặn, vỏ trấu có nếp nhăn đều, mỏng, các hạt rất đồng đều có hàm lượng chất hòa tan tương đối cao GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Quyền Trang 8 Báo cáo đồ án 1 2.1.1.2 Cấu tạo của hạt đại mạch Hạt đại mạch bao gồm 3 bộ phận chính: Vỏ, nội nhũ, và phôi. Vỏ đại mạch bao gồm nhiều lớp khác nhau, được chia thành 3 phần chính: Vỏ trong cùng sát lớp Alơron là vỏ hạt. Lớp vỏ kế bên ngoài là vỏ quả, vỏ này sát với vỏ hạt. Nó bao bọc vỏ hạt và bản thân nó được lớp vỏ trấu bên ngoài bao bọc và bảo vệ. Nội nhũ: Bao bọc bởi lớp Alơron có chứa tế bào giàu protein, lớp này là điểm khởi đầu quan trọng nhất cho sự tạo thành enzyme trong quá trình sản xuất Malt. Các hợp chất khác như Lipit, polyphenol và các chất tạo màu nằm trong cấu trúc protein. ` Phôi: Là phần sống của hạt thường chiếm 2,5 – 5 % trọng lượng của hạt. Quá trình chế biến hạt đại mạch để trở thành hạt malt, được đặt nền tảng trên sự nảy mầm của hạt, tức là sự phát triển của phôi. Trong giai đoạn này, quá trình sinh học chủ yếu xảy ra là do sự hoạt hóa và tích lũy hoạt lực của hệ enzyme trong hạt. Phôi nằm phía dưới gần đế của hạt. Tiếp giáp với phôi và nội nhũ là ngù. Ngù là một màng bán thấm chỉ cho phép các chất hòa tan từ nội nhũ thấm qua phôi và nước từ phôi đi về nội nhũ. Malt là nguyên liệu thiết yếu không thể thiếu được trong công nghệ sản xuất bia. Malt là một bán thành phẩm nhưng giàu chất dinh dưỡng chứa 16 -18 % các chất thấp phân tử dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn giản dextrin bậc thấp, các acid amin, các chất khoáng , các nhóm vitamin và đặc biệt có hệ enzyme đa dạng chủ yếu là α- amylaza , β - amylaza và proteaza. Malt đại mạch là yếu tố quyết định hương vị, màu sắc, khả năng tạo bọt và độ bền của bia. GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Quyền Trang 9 Báo cáo đồ án 1 2.1.1.3 Thành phần hóa học trong malt STT Thành phần Tỉ lệ % 1 Tinh bột 50 – 63% 2 Lipid 1,5 – 2 % 3 Đường 1,8 – 2% 4 Các hợp chất nitơ 8 – 16 % 5 Protein 10 – 11,5 % 6 Cellulose 5 – 6 % 7 Chất khoáng 2 -3 % 8 Pentosan không hòa tan 9% 9 Nito formon 0,7 – 1 % Ngoài ra trong malt còn có các loại enzyme, vitamin, nước, polyphenol. Trong thành phần của malt ta chú trọng đến hàm lượng tinh bột, enzyme, protein và nước. Nước Thủy phần của đại mạch có ảnh hưởng lớn đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt. Thủy phần cao quá mức cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển gây thối rửa cho hạt. Đại mạch có thủy phần cao sẽ làm tăng chi phí vận chuyển, người ta xác định được rằng hàm ẩm của đại mạch tăng 1% thì hiệu suất chất chiết giảm 0,76%. Hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa đại mạch vào bảo quản là 13%. Tinh bột Trong công nghệ sản xuất Malt và bia, tinh bột cho hai chức năng: Thứ nhất là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi. Thứ hai là nguồn cung cấp chất hòa tan cho dịch đường trước khi lên men. GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Quyền Trang 10 [...]... trưng của nước trong khu vực sản xuất bia Mặc dù ảnh hưởng của nó cũng như là tác động tương hỗ của các loại khoáng chất hòa tan trong nước được sử dụng trong sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước cứng là phù hợp hơn cho sản xuất các loại bia sẫm màu như bia đen, trong khi nước mềm là phù hợp hơn cho sản xuất các loại bia sáng màu, chẳng hạn như bia pilsener của Cộng hòa Séc... quá trình sản xuất bia, trong tất cả các khâu Nước chiếm trong thành phần bia 80 – 90%, góp phần hình thành nên hương vị của bia, bởi vậy nước dùng trong sản xuất bia phải có chất lượng tốt, đáp ứng được các chỉ tiêu quan trọng Chất lượng nước được quy t định bởi các chỉ tiêu: Độ pH, hàm lượng chất rắn và các chỉ tiêu sinh học Độ cứng của nước được quy t định bởi Ca ++, Mg++ có trong nước Trong quá trình. .. trước khi kết thúc quá trình đun sôi khoảng 15 phút, cho từ từ hoa viên vào Hàm lượng α -acid đắng: 8% w/w Hàm lượng β -acid: 5,0-7,0% w/w 2.1.3 Nước trong sản xuất bia Do thành phần chính của bia là nước (chiếm từ 80 - 90%) nên nguồn nước và các đặc trưng của nó có một ảnh hưởng rất quan trọng tới các đặc GVHD: Ths Nguyễn Hữu Quy n Trang 18 Báo cáo đồ án 1 trưng của bia Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng hoặc... dụng nguyên liệu thay thế là tinh bột với nhiều mục đích: Để hạ giá thành bia, tăng cường độ bền keo, những chất chứa nitơ và polyphenol trong phần lớn các nguyên liệu tinh bột thường không nhiều nhưng làm tăng tính bền keo Sản xuất các loại bia nhẹ hơn, sáng màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằng malt Khoảng 90% lượng bia sản xuất trên thế giới được làm từ malt và nguyên liệu thay thế là tinh bột Thường... CO2 tinh khiết Thanh trùng Cặn Dán nhãn Bia thành phẩm GVHD: Ths Nguyễn Hữu Quy n Trang 24 Báo cáo đồ án 1 3.2 Thuyết minh quy trình 3.2.1 Kiểm tra nguyên liệu 3.2.1 1 Mục đích Để đảm bảo nguyên liệu đưa vào sản xuất có chất lượng tốt, không ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia thành phẩm 3.2.1.2 Yêu cầu nguyên liệu đưa vào sản xuất Malt đại mạch Độ sạch: Không lẫn nhiều tạp chất, hạt không bị vỡ Lượng... này ra khỏi nước Nước đúng tiêu chuẩn cho sản xuất bia là nước mềm, rất mềm càng tốt 2.1.3.1.Thành phần hóa học của nước Thành phần Hàm lượng ( mg/l) Cặn khô 200 – 500 CaO 80 – 160 NO2 20 – 40 SO3 5 – 80 Cl ( dạng liên kết) 10 – 40 SiO2 5 – 16 N2 O5 ≤ 10 GVHD: Ths Nguyễn Hữu Quy n Trang 19 Báo cáo đồ án 1 MgO ≤2 2.1.3.2 Yêu cầu chung của nước trong sản xuất bia Nước phải trong, không mùi vị lạ Độ... rượu Từ lâu người ta đã biết sử dụng nấm men để lên men rượu, bia Nấm men sinh sôi nhanh, tế bào lại chứa nhiều vitamin, acid amin không GVHD: Ths Nguyễn Hữu Quy n Trang 20 Báo cáo đồ án 1 thay thế, hàm lượng protein chiếm tới 50% trọng lượng khô của tế bào, nên nhiều loại nấm men còn dùng để sản xuất protein Nấm men dùng trong sản xuất bia thường là các chủng thuộc giống Saccharomyces, chúng có khả... nguyên liệu phụ để tăng giá trị cảm quan chất lượng của bia, tạo điều kiện tối thích cho các enzim hoạt động GVHD: Ths Nguyễn Hữu Quy n Trang 21 Báo cáo đồ án 1 Caramel: Tăng độ màu cho bia, giữ cho bia có độ màu bền Caramel cho vào dịch nha khi đun sôi CaCl2: Điều chỉnh pH, giúp quá trình kết lắng của men tốt, đảm bảo tính chất ổn định của mùi vị bia tốt Acid lactic: Ưu tiên nhất để điều chỉnh pH giảm... Nguyễn Hữu Quy n Trang 14 Báo cáo đồ án 1 Thành phần hóa học Tinh bột Đường khử Hexose va pentose không tan Chất béo Chất tro Saccharose Cellulose Protein (Nx 6,25 ) Protein hòa tan Pentoza hòa tan % chất khô 57 4 9 2,5 2,5 5 6 10 3 1 2.1.2 Hoa houblon Hoa bia (tên khoa học Humulus, tiếng Pháp Houblon, tiếng Anh Hops) thường được sử dụng để tạo vị đắng cho bia kể từ thế kỷ 17 Trong sản xuất bia chỉ sử... CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀNG 3.1 Quy trình Malt Gạo Nghiền Nghiền Nước Hòa malt Hòa bột Đạm hóa Nấu dịch nha Lọc tách bã Nước 78oC Houblon hóa Bã Dịch cháo Houblon Lắng cặn Cặn Làm lạnh nhanh Nấm men Lên men chính 8oC-10oC Thu hồi nấm men Lên men phụ 0oC Xử lý nấm men O2 tinh khiết Thu hồi CO2 Xử lý CO2 Lọc bia Bão hòa CO2 Tái sử dụng nấm men Chiết chai CO2 tinh khiết Thanh trùng Cặn Dán nhãn Bia thành