QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA

7000 năm trước công nguyên, người dân Babilon ñã biết sản xuất bia từ ñại mạch và các hạt ngũcốc

phanquangthoai@yahoo binhdinh Trang - 1 - Phần I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BIA phanquangthoai@yahoo binhdinh Trang - 2 - Phần II- GIỚI THIỆU VỀ BIA 7000 năm trước cơng ngun, người dân Babilon đã biết sản xuất bia từ đại mạch và các hạt ngũ cốc. Cơng nghệ sử dụng các ngun liệu này để nấu bia được truyền dần đến Ai Cập, Ba Tư và một số lận cận, rồi số vùng ở Etiopia vẫn sản xuất bia theo phương pháp của người Babilon cổ xưa. Người Hy Lạp đã học được phương pháp sản xuất bia từ đại mạch của người Ai Cập. 4000 năm trước công nguyên Hy lạp đã là một nước có ngành công nghiệp bia hùng mạnh. Công nghệ nấu bia đã du nhập qua các nươc phương tây : Ý, Pháp, Đức, Tây Ban Nha… Cuối thế kỷ XIX nhà bác học người Pháp Lusipasteur sau một thời gian nghiêm cứu , ông đã tìm ra được chính nấm men là vi sinh vật duy nhất mà họat động sống của chúng làm nên quá trình len men bia. Một số nhà khoa học Nga và Đức mới chứng minh được cơ chế họat động của nấm men. Đó là nấm men đả tạo racác enzym và chính các enzym này đã chuyển hóa thành rượu và CO 2 I- Thành Phần Của Bia Trong bia nước chiếm 80%. Bia có độ rượu nhẹ (hàm lượng độ rượu khoảng 3-6%v), có gas ( hàm lượng CO 2 khoảng 3-4g/l), có bọt mịn xốp, có hương vị thơm ngon rất đặc trưng. Hương và vị của bia là do các hợp chất chiết từ ngun, cồn CO 2 và các thành phần lên men khác tạo nên. Trong bia có chứa một số chất bổ dưỡng:  Chất đạm: đặc biệt là đạm hồ tan chiếm 8-10% chất tan, bao gồm: protein, peptid, và amino acid.  Glucid: glucid tan (70% là dextrin, pentosan- sản phẩm caramel hố).  Vitamin: chủ yếu là vitamin nhóm B (vitamin B 1 , vitamin B 2 , PP).  Lupulin trong bia và hoa houblon có tính an thần, dễ ngủ.  ðặc biệt CO 2 hồ tan trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát cho người uống bia, giúp tiêu hố nhanh thức ăn và ăn uống ngon miện, giảm mệt mỏi, tăng phần tỉnh táo nếu như người uống sử dụng một liều lượng thích hợp. II – Nguyên Liệu Sản Xuất Bia Nguyên liệu sản xuất bia gồm: • Malt phanquangthoai@yahoo binhdinh Trang - 3 - • Hoa bia • Men bia • Nước Ngòai ra còn các chất phụ gia khác. 1.Nước Nước là ngun liệu cơ bản nhất khơng thể thay thế được trong cơng nghệ sản xuất bia. Trong bia thành phẩm hàm lượng nước chiếm 80-90%. . Thành phần hố học chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp tới cả q trình cơng nghệ và chất lượng của bia thành phẩm. Với một lượng nước được sử dụng rộng rãi như vậy thì việc xử lý nước để có thành phần và tính chất thích hợp với từng mục đích sử dụng trong sản xuất bia là điều hết sức cần thiết. -u cầu kỹ thuật nước dùng trong sản xuất bia  Màu Sắc: trong  Mùi: Khơng mùi, vị lạ, khơng chứa các chất gây mùi khó chịu như, H 2 S, Cl 2 , NH 3 .  Nước dùng trong sản xuất phải có độ cứng tạm thời <7mg đương lượng/ Lít.  ðộ cứng vĩnh cửu: 0,4-0,7mg đương lượng /lít  ðộ pH: 3,5-7  Hàm lượng muối Ca:<100mg/l  ðộ cứng, mềm: 4-8 o ð, độ cứng trung bình 8-12 o ð.  Hàm lượng muối Mg :<80mg/l  Hàm lượng muối Cl:< 75-150mg/l  Hàm lượng CaSO 4 : 150-200mg/l  Các kim loại nặng : khơng có  Vi sinh vật:<100 tế bào/ml.  Vi sinh vật gây bệnh : khơng có Để bảo đảm cho bia đạt được sự ổn đònh thì cần phải sử lí để đạt được những tiêu chuẩn nhất đònh. - Những phương pháp làm tăng chất lượng nước a- Lắng trong và lọc cơ học Thơng thường cho nước chảy vào các bể chứa lớn và cho chảy ra với vận tốc nhỏ, chậm hoặc lọc qua cát. Nếu nước chứa nhiều chất bẩn hữu cơ ở dạng keo thì dùng những chất kết tủa như Al 2 (SO 3 ) hay FeCl 3 . Những hydrat khi kết tủa sẽ kéo theo bẩn lắng xuống b- Các phương pháp làm mềm nước (dùng trong nấu bia) phanquangthoai@yahoo binhdinh Trang - 4 -  Phương pháp nhiệt ñộ: ðun nóng nước ñể hạ ñộ cứng tạm thời. Do ñắt tiền nên phương pháp này không còn thông dụng.  Phương pháp nguội: ðây là phương pháp cũ, song vẫn còn có thể ứng dụng. Dựa trên cơ sở chuyển các bicacbonat (Ca và Ma) về các cacbonat tương ứng với dung dịch Ca(OH) 2 bão hoà.  Phương pháp vôi-soda: Cùng lúc cho vào nước hỗn hợp Ca(OH) 2 và Na 2 CO 3 vôi sẽ loại bỏ bicacbonat (Ca và Mg); Na 2 CO 3 sẽ loại bỏ các muối gây nên ñộ cứng vĩnh viễn. Phương pháp này thường hạ ñộ cứng vĩnh cửu của nước, do ñó không dùng ñể làm mềm nước nấu bia.  Phương pháp trung hoà bằng acid: Trong nấu bia thường dùng acid lactic acid này sẽ chuyển bicacbonat (Ca và Mg) về những lactac tương ứng.  Phương pháp trao ñổi ion: Phương pháp này có nhiều tiến bộ, ñem lại hiệu quả cao Dựa trên khả năng trao ñổi ion (cation và anion của một số nhựa tổng hợp ñặc biệt ở dạng vô cơ hoặc hữu cơ. c-Sát trùng nước rửa nấm men và thiết bị  Phương pháp lý học: Nước ñược lọc qua các màng siêu lọc, rất hiệu quả song rất ñắt tiền .  Phương pháp hoá- lý: dùng tia quan tuyến chiếu qua nước; phương pháp tác dụng diệt khuẩn mạnh, hiệu suất cao và không gây mùi vị gì cho nước.  Phương pháp hoá học: -Clo hoá: Cl 2 + H 2 O = 2 HCl + H 2 2HCl =2HCl +2O 2 Oxy nguyên tử có khả năng diệt khuẩn rất mạnh - Ozon hoá: với liều lượng từ 1-2g/cm 3 diệt hầu hết vi sinh vật có trong nước. Dùng dòng ñiện có ñiện thế lớn và tần số cao ñi qua không khí, O 2 sẽ chuyển về O, sau ñó xông vào nước bằng những bơm hơi 2. Malt ñại mạch 2.1. ñại mach a)phân loại ñại mạch Theo mục ñích sử dụng:  Trong công nghiệp:Dùng ñại mạch ñể chế biến bia hoặc các ngành thực phẩm phải dùng malt ñại mạch. Thường dùng giống ñại mạch 2 hàng (gọi là H.Distichum).  Trong nông nghiệp: dùng ñể chăn nuôi hoặc chế biến các loại thức ăn cho gia súc, gia cầm…Thường dùng giống ñại mạch nhiều hàng (gọi là H.Polystychum). (b) phanquangthoai@yahoo binhdinh Trang - 5 - Nếu trong một bông ñại mạch chỉ có một nhánh ñược thụ phấn sẽ hình thành hai hàng ñại mạch ñối xứng nhau, loại ñại mạch này ta gọi là ñại mạch 2 hàng.(a) Nếu trong một bông ñại mạch cả ba nhánh ñều ñược thụ phấn thì loại ñại mạch này ñược gọi là giống sáu hoặc 4 hàng ( vì có một nhánh thụ phấn nhưng yếu hơn hai nhánh còn lại). b) Cấu trúc và thành phần hoá học hạt ñại mạch: Cấu trúc hạt ñại mạch: gồm ba bộ phận chính: vỏ hạt , phôi và nội nhũ. Vỏ hạt từ ngoài vào trong chia làm ba lớp: Vỏ trấu, vỏ lụa và vỏ arolon. Phần này chiến 8-15% trọng lượng hạt.  Phôi: là cơ quan sống, hô hấp của hạt, phôi thường chiếm 2.5-5% trọng lượng hạt. Trong phôi có từ 37-50% chất khô là thành phần nitơ, khoáng 7% chất béo, 5-6% ñường sacaroza, 7-7.5% pentozan, 6- 6.5% chất tro và một số ít thành phần khác. Riêng tinh bột hầu như rất ít.  Nội nhũ: chiếm từ 45-48% trọng lượng hạt. Phần này của hạt ñại mạch giữ vai trò quyết ñịnh chất lượng của ñại mạch trong sản xuất bia. -Thành phần chính của nội nhũ là những hạt tinh bột hình tròn. Nếu hàm lượng protein trong hạt càng cao thì càng nhiều hạt tinh bột kích thước nhỏ -Trong bột ñại mạch có nhiệt ñộ hồ hoá là 75-80 o c ( của gạo 75 o c, khoai tây 60 o c). Tính chất này cần lưu ý khi nấu bia. Tinh bột ñã qua hồ hoá thì khi ñường hoá sẽ nhanh và thuận lợi hơn nhiều. -Những hạt tinh bột ngoài thành phần là tinh bột, còn chứa một số tạp chất khác như nitơ:0.5-1.5%; tro:0.2-0.7%; acid béo: 06%. -Cấu tạo của tinh bột gồm hai dạng polisacrait: amilo và amylopectin. -Tinh bột sẽ chịu tác ñộng xúc tác của hệ enzym amylaza ( gồm α và β ). Hiệu quả xúc tác sẽ tuỳ thuộc vào nhiệt ñộ và pH. ðiều này quyết ñịnh kết quả quá trình nấu bia. c)-Thành phần hoá học của ñại mạch: Tính theo % trọng lượng chất khô Thành phần ðại mạch Malt Tinh bột ðường sacaroza ðường khử Những ñường khác Chất dạng gom 63-65 1-2 0.1-0.2 1 1-1.5 58-60 3-5 3-4 2 2-4 phanquangthoai@yahoo binhdinh Trang - 6 - Hemixenlulo Xenlulo Lipit Protein thơ Dạng hồ tan thể muối: albumin, globulin Hordein-protein Glutein-protein Acid amin và peptit Acid mucletit Tro Những chất còn lại 8-10 4-5 2-3 8-11 0.5 3 3-4 3-4 0.5 2 5-6 6-8 5 2-3 8-11 2 - 2 3-4 1-2 0.2-0.3 6-7 2.2Malt đại mạch Malt đại mạch là ngun liệu chính để sản xuất các loại bia. Q trình quan trọng nhất mà qua đó hạt đại mạch trở thành Malt là sự nảy mầm ( mục tiêu chủ yếu của q trình sản xuất malt). a)Quá trình tạo malt Đại mạch tưới nước làm ẫm nảy mầm Malt Sấy khô Đối với bia Heineken 100% lúa mạch, bia Tiger 80% lúa mạch và 20% gạo Điều kiện nảy mầm của đại mạch : nảy mầm ở nhiệt độ 15 – 20 C, trong quá trình ủ hạt, cầ tiến hành đảo để hạ bớt nhiệt độ. Thời gian ủ khỏang 8 – 10 ngày. Giai đoạn cuối cùng của q trình malt hóa đại mạch là sấy malt tươi. Mục đích của q trình sấy malt tươi : - Tách thật triệt để độ ẩm tự do trong malt. - Bảo tồn được hoạt tính enzym. phanquangthoai@yahoo binhdinh Trang - 7 - - Thơng qua các chế độ sấy malt khác nhau ta thu được những loại malt có u cầu khác nhau, để đáp ứng cho việc sản xuất ra các loại bia có chất lượng khác nhau. Q trình sấy malt được thực hiện nhanh chóng trong 24 giờ và nhiệt độ ở giai đoạn cuối khơng q 85 o C . Căn cứ vào các biến động lớn trong tồn bộ q trình sấy malt, ta có thể chia làm 3 giai đoạn: Giai đoạn sinh lý: nhiệt độ tăng dần đến 45 o C , hàm ẩm hạ về khoảng 30%, hạt nảy chồi và sinh trưởng nhanh, một số các enzym thủy phân cũng bắt đầu hoạt hóa trở lại. Giai đoạn sinh hóa: nhiệt đọ tăng dần từ 45-70 o C , hàm ẩm còn 10%. Ở giai đoạn này, q trình sinh lý bắt đầu dừng lại, các enzym thủy phân hoạt đọng yếu lại. Giai đoạn hóa học: nhiệt độ tăng dần từ 75- 105 o C, hàm ẩm giảm về tối thiểu. Các q trình tác động của enzym bị hấp phụ bởi các chất keo của hạt malt; chúng chuyển dần sang dạng liên kết với các phân tử khác của hạt malt trở về trạng thái “ nghỉ tĩnh”. Một số các enzym kém chịu nhiệt sẽ bị biến tính như:(peptidaza, sitaza, .). Các biến đỏi hóa học chủ yếu xảy ra ở giai đoạn này là : tạo thành các hợp chất gây màu, mùi thơm và vị đặc trưng cho malt. b)Thành phần óa học của malt c)Chỉ tiêu của malt : • Màu : có mùa vàng ống như rơm • Mùi : có mùi thơm đặt trưng của malt • Vò : ngọt • Trạng thái : malt phải xốp và khô Sau khi malt đã sấy khô thì phải tiến hành nghiền malt : Thành phần Tỷ lệ(%) Tinh bột Pentoza Sacharosa ðường khử Chất khống Lipid Cellulose Protid Enzym và các vitamin 58 8 5 4 2.5 2,5 6 10 còn lại phanquangthoai@yahoo binhdinh Trang - 8 - Malt máy nghiền malt tước nước nóng trộn 3. Men Bia : 3.1ðặc tính của nấm men: • Nấm men đóng vai trò hết sức quan trọng trong cơng nghiệp sản xuất bia. Nhờ đặc tính sinh dưỡng của nấm men là q trình chuyển hóa dịch đường thành rượu và sinh ra khí CO 2 là thành phần chính của bia. • Nấm men được sử dụng trong cơng nghệ sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống Saccharomyces. Có 2loại nấm men: • Nấm men nổi: Saccharomyces cereviseae. Sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ cao, nằm lơ lửng trên bề mặt là chủ yếu, nhiệt độ lên men 10- 25 0 C. Khi q trình lên men kết thúc, cc tế bào kết chùm, chuỗi tạo thành lớp dày nổi lên bề mặt cùng với bọt bia, làm cho khả năng tự trong của bia rất chậm, khó kết lắng và khó lọc bia. • Nấm men chìm: Saccharomyces carlbergensis. Sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ lên men 0-10 0 C. Phân bố ở tầng sâu trong thiết bị. Dễ kết lắng và dễ tách lớp. Do đó lọc dễ hơn đồng thời tạo điều kiện sử dụng lại nấm men. Nấm men được sử dụng từ nấm men thuần chủng, men được giữ dưới dạng men khơ, sau đó nhân giống trung gian rồi đưa vào sử dụng trung sản xuất bia. 3.2.lên men bia: Dòch đường lạnh Bồn lên men Không khi’ Men (yest) Thời gian ủ men của bia Heineken 30 ngày,lọai men dùng để u là Men A,Tiger thời gian ủ là 14 ngày.  Lên men chính phanquangthoai@yahoo binhdinh Trang - 9 - 3-5 ngày lọc men thu hồi con con men lại n đònh chất lượng bia lên men phụ lên bồn lớn (bia chính mùi) 4. Hoa Bia Hoa hoblon là ngun liệu cơ bản (thứ 2 sau malt đại mạch) của cơng nghệ sản xuất Bia. Hoa houblon có tác dụng :làm cho bia có vị đắng , vị thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữu bọt, làm tăng độ bền và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. 4.1.Phân loại: Theo màu sắc:có 3 loại • Loại 1: màu vàng đến vàng rơm. • Loại 2:có màu xanh lục • Loại 3: có màu đến xanh vàng Theo vị có : ðắng : tham gia vào sự tạo bọt ,bảo quản sản phẩm lâu gồm acid đắng và nhựa đắng Acid đắng α – cid đắng - humulon β – cid đắng-lupulon Nhựa đắng : α nhựa mềm và β nhựa cứ Trên thị trường hiện nay phổ biến 3 dạng: -Dạng hoa cánh khơ -Dạng hoa houblon hạt, viên -Dạng hoa cao trích ly 4.2- Thành phần của hoa houblon Hoa houblon có hoa đực và hoa cái riêng biệt cho từng cây. Trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn. Hoa đực khơng sử dụng bởi vì nó rất nhỏ, chứa ít lượng phấn hoa (lupulin), chất đắng cũng rất kém Thành phần hóa học trung bình của houblon phanquangthoai@yahoo binhdinh Trang - 10 - Trong các thành phần trên , các chất ñắng , tinh dầu phấn hoa ñóng vai trò quan trọng nhất trong sản xuất. Ngoài ra, những thành phần khác như tanin, protein, ñường khử . cũng có ý nghĩa nhất ñịnh trong các bước công nghệ. Hoa qua chế biến phải ñảm bảo các tiêu chuần sau: • ðộ ẩm :12,5%Chất xơ:13,3% • Các chất chứa nitrogen:17,5% • Ester:0,4% • Các chất có vị ñắng( humulone , lupulone )18,3%. Tannin :3% . VI. CÁC CHẤT PHỤ GIA Nhóm các chất phụ gia ñược sử dụng ñược sử dụng ñưới dạng nguyên liệu phụ nhằm khắc phục những yêu cầu cần thiết mà trong sản xuất chưa ñạt tới, ta có các chất phi gia sau: Nhóm phụ gia gián tiếp: Nhóm này tất cả nguyên liệu và hóa chất ñược sử dụng trong quá trình công nghệ, song không ñược phép có trong sản phẩm. Ví dụ: -Các loại bột trợ lọc: Kizelgua, Diatomit, Belogua 200-400-600 -Các loại hóa chất dùng ñể vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng sản xuất như H 2 SO 4 , NaOH, KMnO 4 hoặc etanol dùng như là tác nhân lạnh, dung dịch CIP. Nhóm phụ gia trực tiếp: gồm tất cả những nguyên liệu và hóa chất ñược phép có mặt trong thành phần của sản phẩm với sự kiểm soát chặt chẽ hàm lượng cho phép Ví dụ: Hóa chất xử lý ñộ cứng, ñiều chỉnh ñộ kiềm của nước công nghệ (nước nấu bia) như HCl, Na 2 SO 4 , KOH, CaCl 2 . Thành phần Tỷ lệ % Thành phần Tỷ lệ % Nước 10.0 Acid amin 0.1 Tổng chất ñắng 15.0 Protein 15.0 Tinh dầu phấn 0.5 Chất bóe 3.0 Tanin 4.0 Tro 8.0 ðường khử 2.0 Xenlulo, lignin, và những chất còn lại 40.4 Pectic 2.0 [...]... bia Chiết bia vào keg Cân kiểm tra phanquangthoai@yahoo Quy trình chiết lon Máy tháo lon Máy kiểm tra lon Máy rừa lon May kiểm tra mục bia Máy thanh trùng Máy đóng nấp Máy kiểm tra mực bia Đóng code lên lon Máy gấp thùng carton binhdinh Máy chiết bia Đóng khâu lên thùng Máy đóng nắp thùng Máy đóng thùng Cân kiểm tra Trang - 13 - Máy gấp thùng carton phanquangthoai@yahoo Quy trình sản xuất bia Malt +... BIA Quy trình chiết chai: Máy tháo chai Máy tháo kiện May kiểm tra mực bia Máy thanh trùng Dán nhãn / dóng code Máy rửa chai Máy rửa keg Kiểm tra chai xì Máy soi Máy đóng Máy đóng chai Máy kiểm tra mực bia Máy chiết Máy đóng kiện Cân kiểm tra Quy trình chiết keg ` Bồn bia tươi Vỏ keg từ thò trường Thanh trùng bia Rửa sạch keg Tiệt trùng keg Đóng kiện đưa vào kho binhdinh Trang - 12 - Làm lạnh bia Chiết... t bia • Khi s d ng th li u, ch t lư ng c a th li u s nh hư ng tr c ti p đ n ch t lư ng bia ( mùi, v , màu s c) Vì v y ph i quan tâm đ n thành ph n hố h c th li u 3-Th li u đư c s d ng V kh năng thay th Malt trong bia g o là lo i ngũ c c đư c dùng nhi u hơn c Đối với bia Heineken 100% là đại mạch Tiger 80% là đại mạch, 20% là gạo binhdinh Trang - 11 - phanquangthoai@yahoo III- QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA. .. men Bia trong Bồn lên men Bia chính mùi Thiết bò lọc bia Bồn chứa bia trong Bia trong binhdinh Trang - 14 - phanquangthoai@yahoo PH N III K T LU N Ngành Bia là m t ngành cơng nghi p th c ph m, s n xu t ra lo i đ u ng có ch t lư ng ph c v nhu c u xã h i, trong nhi u năm qua ngành bia có t c đ tăng trư ng nhanh, đáp ng nhu c u trong nư c thay th ph n nh p kh u trư c đây 1 S n lư ng Năm 1987 s n lư ng bia. .. q trình oxy hóa nhũng thành ph n trong bia như Cid ascocbic, H2O2, ho c K2S2O5+ Tác d ng m t s lo i ph gia Các ch ph m enzym Caramen: t o màu cho bia CaCl2 : tăng đ b n v ng (làm b n enzym α – Amylaza nhi t đ cao) Acid ascorbic: b o qu n, ch ng oxi hóa, c ch s bi n ch t c a bia Colluplie: ch ng hóa protein Maturex L: tác d ng rút ng n th i gian lên men ph , gi m lư ng diacetyl t o thành trong q trình. .. NaOH dùng đ t y r a sát trùng Nhóm các ch t thu h i CO2: than ho t tính V – PHẾ LIỆU 1- M c đích Trong s n xu t bia, vi c dùng th li u thay cho malt tuỳ thu c vào đi u ki n ch quan và khách quan, có th nh m: • H giá thành s n ph m • C i thi n m t vài tính ch t c a s n ph m • T o ra ch ng lo i bia có các m c đ ph m c p ch t lư ng khác nhau • Theo đơn đ t hàng c a ngư i tiêu dùng 2- u c u k thu t c a th... u; đ y m nh vi c c ph n hố đ i v i nh ng doanh nghi p nhà nư c khơng c n n m gi 100% v n c) V nghiên c u khoa h c và đào t o: Quy ho ch và xây d ng các phòng thí nghi m, Trung tâm nghiên c u; tri n khai th c nghi m g n v i vi c ng d ng khoa h c, cơng ngh vào s n xu t; đ ng th i quy ho ch và đào t o đ i ngũ cán b khoa h c, cơng nhân k thu t đáp ng u c u phát tri n c a ngành binhdinh Trang - 15 - ... : Hi n đ i hố cơng ngh , t ng bư c thay th cơng ngh thi t b hi n có b ng cơng ngh , thi t b tiên ti n, hi n đ i c a th gi i, đ m b o các tiêu chu n ch t lư ng, an tồn v sinh th c ph m, mơi trư ng theo quy đ nh c a Vi t Nam và qu c t đ s n ph m có kh năng c nh tranh ngày càng cao trên th trư ng trong và ngồi nư c b) V đ u tư: T p trung đ u tư các nhà máy có cơng su t l n; phát huy t i đa năng l c c a