Khảo sát quy trình sản xuất bia tại công ty bia sài gòn sóc trăng

Được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là đại mạch ươn mầm, hoa houblon, nấm men và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có tính chất cảm khá hấp dẫn có hương

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

MSSV: LT11626 Lớp: CB1108L1

Năm học : 2013

LỜI CẢM TẠ



Được sự chấp nhận của Ban lãnh đạo công ty, Ban Giám hiệu Trường Đại Học Cần Thơ, chủ nhiệm khoa, các thầy cô giáo đã tạo điều kiện cho em được tìm hiểu thực tế để có thể bổ sung vào phần kiến thức mà em đã học, nắm vững thêm về hệ thống và dây chuyền công nghệ, tìm hiểu và nắm vững nhiệm vụ của người kỹ sư trong tương lai

Qua thời gian thực tập tại công ty, được sự giúp đỡ tận tình của cô PGS TS Nguyễn Minh Thủy và Ban lãnh đạo công ty đã giúp em hoàn thành bài báo cáo thực tập tốt nghiệp này

Tuy đã cố gắng hết sức mình, nhưng với khả năng và năng lực còn hạn chế nên bài viết của em vẫn còn nhiều thiếu sót, rất mong cô PGS TS Nguyễn Minh Thủy và Ban lãnh đạo công ty, thông cảm và góp ý cho em

Em xin chân thành cám ơn cô PGS TS Nguyễn Minh Thủy, Ban lãnh đạo công ty, các thầy cô giáo bộ môn đã giúp em hoàn thành đợt thực tập tốt nghiệp trong suốt thời gian vừa qua

Em xin chân thành cám ơn !

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM TẠ i

NHẬN XÉT CỦA CÔNG TY ii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii

DANH SÁCH BẢNG iv

DANH SÁCH HÌNH v

CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY 2

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 2

2.2 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY 2

2.3 CƠ CẤU TỔ CHỨC CỦA NHÀ MÁY 3

CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN 4

3.1 NGUYÊN LIỆU DÙNG TRONG SẢN XUẤT BIA 4

3.1.1 Nước 4

3.1.2 Malt đại mạch 5

3.1.3 Hoa houblon 7

3.1.4 Nấm men 10

3.1.5 Nguyên liệu (gạo) 11

3.1.6 Phụ gia 12

3.1.7 Một số chỉ tiêu và phương pháp đánh giá nguyên liệu trước khi đưa vào chế biến 12

3.2 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA EXPORT 15

3.2.1 Thuyết minh quy trình 16

3.2.1.1 Sơ đồ quy trình tổ nấu 16

3.2.1.2 Xử lý (Malt và gạo) 17

3.2.1.2.1 Làm sạch 17

3.2.1.2.2 Cân và nghiền nguyên liệu 17

3.2.1.3 Hồ hóa-dịch hóa 18

3.2.1.4 Đường hóa 19

3.2.1.5 Lọc dịnh đường 22

3.2.1.6 Nồi chờ 24

3.2.1.7 Đun dịch đường với hops 24

3.2.1.8 Lắng 27

3.2.1.9 Làm lạnh nhanh 27

3.2.1.10 Sục khí – bổ sung nấm men 28

3.2.1.11 Sơ đồ quy trình tổ lên men 29

3.2.1.12 Lên men chính 29

3.2.1.13 Lên men phụ 33

3.2.1.14 Lọc bia 33

3.2.1.15 Pha bia 35

3.2.1.16 Bão hòa CO 2 và tàng trữ 35

3.2.1.17 Sơ đồ quy trình tổ chiết 36

3.2.1.18 Rửa chai – kiểm tra chai rỗng 36

3.2.1.19 Chiết – đóng nắp 35

3.2.1.20 Thanh trùng-kiểm tra 38

3.2.1.21 Dán nhãn-in date 38

3.2.1.22 Vô két-lưu kho 39

3.3 TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG VÀ YÊU CẦU CỦA BIA THÀNH PHẨM 39

3.3.1 Tiêu chuẩn chất lượng của bia thành phẩm 39

3.3.2 Yêu cầu của bia thành phẩm 40

3.4 MỘT SỐ BIẾN ĐỔI SINH HÓA TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN 40

3.4.1 Quá trình hình thành rượu và CO2 40

3.4.2 Quá trình tạo thành các sản phẩm phụ 41

3.4.2.1 Các rượu bậc cao 41

3.4.2.2 Các acid hữu cơ 41

3.4.2.3 Sự tạo thành các ester 41

3.4.2.4 Sự tạo thành aldehyde và các dẫn xuất 41

3.4.2.5 Các hợp chất lưu huỳnh 42

3.4.2.6 Sự tạo thành bọt 42

3.4.6.7.Quá trình kết bông của nấm men 42

3.4.2.8 Một số biến đổi khác 41

3.4.2.9 Sử dụng chất chiết còn lại 41

3.4.2.10 Hoà tan CO 2 42

3.4.2.11 Hoàn thiện hương vị của bia 43

3.4.2.12 Làm trong bia 43

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO vii

DANH SÁCH BẢNG

Trang

Bảng 1 Thành phần hóa học của malt 6

Bảng 2 Thành phần hóa học của hops 8

Bảng 3.Thành chính của gạo 11

Bảng 4 Tiêu chuẩn nước dùng trong sản xuất bia 13

Bảng 5 Tiêu chuẩn malt dùng trong sản xuất bia 13

Bảng 6 Tiêu chuẩn hoa hops khi đưa vào sản xuất 13

Bảng 7 Tiêu chuẩn nguyên liệu gạo 14

Bảng 8 Nguyên liệu cho mẽ nấu 17

Bảng 9 Tiêu chuẩn chất lượng dịch nha trong quá trình đun sôi 20

Bảng 10 Nhiệt độ và pH hoạt động tối thích của một số enzyme trong malt đại mạch 22

Bảng 11 Tiêu chuẩn dịch nha lạnh 28

Bảng 12 Tiêu chuẩn bia sau khi lên men phụ 32

Bảng 13 Nhiệt độ của khoang thanh trùng 38

Bảng 14 Tiêu tiêu bia thành phẩm 39

DANH SÁCH HÌNH

Trang

Hình 1 Nhà máy bia sóc trăng 2

Hình 2 Sơ đồ tổ chức của nhà máy 3

Hình 3 Đại mạch hai hàng 5

Hình 4 Malt 5

Hình 5 Các sản phẩm từ các loại malt 6

Hình 6 Hoa hops 7

Hình 7 Hops cao 8

Hình 8 Hops viên 8

Hình 9 Tế bào nấm men 10

Hình 10 Các chất đắng trong hoa hops 9

Hình 11 Một số loại bia sự dụng rộng rãi ở Việt Nam 14

Hình 12 Sơ đồ quy trình sản xuất bia 15

Hình 13 Sơ đồ quy trình tổ nấu 16

Hình 14 Giản đồ nấu 20

Hình 15 Thùng lọc đáy bằng 24

Hình 16 Nồi đun dịch đường với hops 25

Hình 17 Thùng lắng 26

Hình 18 Sơ đồ quy trình tổ lên men 29

Hình 19 Máy lọc khung 34

Hình 20 Thiết bị pha bột trợ lọc 34

Hình 21 Sơ đồ quy trình tổ chiết 36

Hình 22 Bia export 40

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Bia là loại thức uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng Ngoài việc cung cấp năng lượng khá lớn, trong bia còn chứa hệ enzyme phong phú, đặc biệt là enzyme kích thích tiêu hóa amylase

Được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là đại mạch ươn mầm, hoa houblon, nấm men và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có tính chất cảm khá hấp dẫn có hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, hàm lượng CO2 khá cao giúp cơ thể giải nhiệt nhanh

Bia là loại thức uống được ưa chuộn khắp thế giới, được đưa vào Việt Nam từ năm

1890 Bia trở thành thức uống phổ biến, dần dần chiếm một thị phần lớn trên thị trường thức uống điều này làm cho ngành thực phẩm nói chung, ngành sản xuất bia nói riêng có những bước phát triển mạnh mẽ

Nhằm tìm hiểu một cách hoàn thiện hơn công nghệ sản xuất bia đóng chai, đề tài

“Khảo sát quy trình sản xuất bia tại nhà máy bia Sài Gòn- Sóc Trăng” sẽ giới thiệu quy

trình sản xuất bia trong thực tế

CHUƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY

2.1 GIỚI THIỆU

Nhà máy bia Sài Gòn – Sóc Trăng (hình1) trực thuộc

“Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Miền Tây” Địa chỉ 483

quốc lộ 1A, khóm 5, phường 2, Tp Sóc Trăng, tỉnh Sóc

Trăng, có diện tích 13.382 m2

Tên giao dịch: SOCTRANG BREWERY

Đầu năm 1992 UBND tỉnh Sóc Trăng đã chấp nhận cho công ty lương thực nghiên cứu

và lập dự án xây dựng một nhà máy bia với công suất nhưng có khả năng mở rộng cho những năm tiếp theo

Ngày 20/09/1995 Nhà máy Bia Sóc Trăng chính thức được thành lập theo quyết định

số 752/QĐ.TCCB.95 của UBND tỉnh Sóc Trăng

Đầu năm 1996, cùng các chuyên gia người Đức, các kỹ sư và công nhân Việt Nam cùng tiến hành sản xuất những mẻ thử đầu tiên để điều chỉnh các thông số kỹ thuật của máy móc thiết bị Ngày 27/02/1996 đã được chọn là ngày ra mắt sản phẩm mang thương hiệu ISENBECK cũng là ngày kháng thành nhà máy, dòng bia mang nhãn hiệu ISENBECK sau tháng 06 tháng ra mắt đã kết thúc tại Việt Nam, như vậy hợp đồng liên doanh giữa Nhà máy Bia Sóc Trăng và hãng WARSTEIKER xem như chấm dứt

Giai đoạn tháng 08/1997 đến tháng 01/2001

Để giải quyết sự phân biệt sản phẩm bia Sài Gòn sản xuất tại Sóc Trăng và sản xuất tại Sài Gòn nên ngày 01/01/2001 Công ty Bia Sóc Trăng chính thức sáp nhập vào công ty Bia Sài Gòn theo quyết định số 26/QĐ-HĐQT của Chủ tịch hội đồng quản trị tổng công ty Rượu-Bia-NGK Việt Nam Công ty Bia Sóc Trăng được đổi tên thành Nhà máy Bia Sóc Trăng - một đơn vị trực thuộc công ty Bia Sài Gòn

Giai đoạn từ 01/2001 đến 11/2004

Năm 2001 là cột mốc đáng nhớ cho toàn thể các bộ công nhân viên Nhà máy Bia Sóc Trăng là xây dựng hoàn chỉnh hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9002: 1994

và được tổ chức BVQI cấp giấy chứng nhận

Hình 1 Nhà máy bia SÀI GÒN-SÓC TRĂNG

Tháng 08/2003 nhà máy Bia Sóc Trăng chính thức đổi tên thành Nhà máy Bia Sài Gòn

- Sóc Trăng

Giai đoạn từ tháng 05/2006 đến nay

Căn cứ Điều lệ của công ty cổ phần Bia Sài Gòn – Miền Tây được đại hội cổ đông hợp nhất thông qua 27/05/2006; công ty Bia Sài Gòn – Sóc Trăng được chuyển đổi thành Nhà máy Bia Sài Gòn - Sóc Trăng trực thuộc công ty cổ phần Bia Sài Gòn-Miền Tây

CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

3.1 CÁC NGUYÊN LIỆU DÙNG TRONG SẢN XUẤT BIA

3.1.1 Nước

Nước dùng trong sản xuất bia gồm nước sinh hoạt và nước nấu:

- Nước sinh hoạt dùng sử dụng trong công đoạn rửa chai, thành trùng, vệ sinh nhà xưởng, lò hơi

Nước từ giếng bơm lên  phun mua  qua bể lắng  lọc sỏi lần 1 bể lọc sỏi lần 2 lọc than hoạt tính khử mùi và vị  vào bình trung gian lọc tinh lần 1 hệ trao đổi ion  lọc tinh lần 2 phối chlorine vào đường ống dễ khử trùng  bể chứa  cấp cho xưởng sản xuất

- Đối với nước dùng trong nấu

Sau khi ra bể được bơm trở lại lọc than  khử chlorine (0-0,003) trao đổi ion bơm lên bồn và cấp cho xưởng sản xuất

 Ảnh hưởng thành phần muối của nước đến tiến trình công nghệ và chất lượng sản

phẩm

Hàm lượng các muối trong nước rất khác nhau, do đó khả năng tác động và ảnh hưởng của chúng đến tiến trình công nghệ cũng khác nhau phụ thuộc vào hàm lượng các ion trong nước mà dẫn đến những ảnh hưởng khác nhau

Đối với công nghệ sản xuất malt và bia, sắt là nguyên tố có ảnh hưởng rất lớn Trong dịch đường, với hàm lượng cao sắt sẽ rút ngắn chu kỳ sinh trưởng của nấm men, và gây cho bia có mùi vị lạ, ngoài ra nó còn xúc tác quá trình oxy hóa trong bia, làm giảm độ bền keo

và dễ dàng gây đục cho bia

Ion Ca2+có mặt trong các loại nước ngầm Nó tồn tại nhiều nhất ở các dạng CaHCO3, CaSO4, hai muối này ảnh hưởng trái ngược nhau khi tác dụng với muối photphat của malt Muối CaHCO3 thì có hại vì nó làm giảm độ chua của dịch đường hoá, hiệu suất thuỷ phân cũng giảm

Muối CaSO4 làm tăng độ chua của dịch cháo Tác động này rất có lợi cho quá trình đường hoá

Ion Mg2+ chúng có ảnh hưởng tương tự như ion Ca2+.Tuy nhiên nếu hàm lượng MgSO4 cao sẽ gây vị đắng khó chịu cho bia

Ion Na+ tồn tại trong nước dưới dạng Na2CO3, NaHCO3, Na2SO4 Nếu hàm lượng cao sẽ có vị đắng – chát khó chịu nhưng muối ăn với hàm lượng khoảng 200mg/l sẽ tạo vị đậm đà cho bia

Ion K+ trong nước không nhiều, tác động của nó tương tự như Na+

Ngoại trừ nitrat của canxi và magie, tất cả các muối nitrit và nitrat còn lại không ảnh hưởng đến các quá trình ở phân đoạn sản xuất dịch đường Còn ở giai đoạn lên men nitrit cao, chúng sẽ ức chế rất mạnh sự phát triển của nấm men

Axit silic nếu hàm lượng cao, chúng cản trở quá trình lên mem, gây đục bia

Anion clo với hàm lượng vừa phải, chúng tạo cho bia có vị hài hòa, dễ chịu

Chính vì thế, nước sử dụng trong sản xuất bia không những đòi hỏi có đầy đủ các tiêu chuẩn của nước uống mà cần phải có những yêu cầu riêng đáp ứng với công nghệ sản xuất bia

- Cấu tạo hạt malt đại mạch gồm 3 phần chính: vỏ hạt, nội nhũ và phôi

+Vỏ hạt: hầu hết các loại đại mạch đều có vỏ trấu, một số loại đại mạch không có lớp

vỏ này, nhưng loại đại mạch đó không dùng được trong công nghiệp sản xuất bia

o Vỏ đại mạch có thể chia làm 3 lớp chính: lớp vỏ trấu, vỏ lụa, vỏ alơron

o Mặt bất lợi là vì trong vỏ có chứa các chất màu, chất đắng và chất chát Nếu các chất này hòa tan vào dịch đường sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm

Hình 3 Đại mạch hai hàng Hình 4 Malt

o Mặt lợi của lớp vỏ là đóng vai trò tạo thành màng lọc trong quá trình tách bã khỏi khối cháo

+ Nội nhũ: chiếm phần lớn trọng lượng của hạt là phần giá trị nhất của hạt, cung cấp chủ yếu chất hoàn tan trong dịch đường Nội nhũ chứa các hạt tinh bột, một ít protein, xelluloza, chất béo, tro và đường

+ Phôi: phôi chiếm tỷ lệ không đáng kể so với trọng lượng của hạt và thành phần trong phôi hòa tan rất ít vào dịch đường Tuy nhiên có vai trò to lớn của nó là ở chỗ đây là trạm hoạt hóa và sản xuất enzyme

Từ đại mạch để sản xuất malt tiến hành các bước như sau:

Một số loại malt và sản phẩm bia tương ứng được thể hiện hình 5

Thành phần hóa hoc của malt thể hiện bảng 1

Bảng 1 Thành phần hóa học của malt

(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv., 2007)

Lúa mạch (đại mạch) Làm sạch, phân loại Ngâm

Nảy mầm Malt Xử lý Sấy

Hình 5 Một số loại malt và sản phẩm bia tương ứng

3.1.3 Hoa houblon (còn gọi là Hops)

* Đặc tính thực vật của hoa hops

Hoa hops (hình 6) có tên khoa học là Humulus lupylis, thuộc họ dây leo, sống lâu năm (30-40 năm), có chiều cao trung bình 10-15m Hiện nay trên thế giới đang trồng trên 100 giống hoa hops khác nhau Hops có hoa đực và hoa cái riêng biệt, trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn

Hoa Hops được thu hoạch vào tháng 9 khi đạt độ chín kỹ thuật, thì cánh hoa từ màu vàng – xanh, chuyển sang màu vàng hoa cao Khi đó cánh hoa ở trạng thái đóng kín hoàn toàn, ở bên trong các cánh hoa, và đặc biệt là ở nhị hoa xuất hiện các hạt màu vàng, rất dẻo,

đó là hạt lupulin, hoa có mùi thơm rất mạnh, rất sắc nhưng dễ chịu Những hạt này sinh ra chất đắng và tinh dầu thơm của hoa hops

* Vai trò của hoa hops trong sản xuất bia

 Tạo vị đắng dịu cho bia

 Tạo cho bia có hương thơm đặc trưng

 Làm tăng khả năng tạo và giữ bọt

 Làm tăng độ bền keo và ổn định sản phẩm

* Các dạng hops sử dụng trong sản xuất bia: dạng sấy khô, hops viên, hops cao

Nhà máy Bia Sài Gòn- Sóc Trăng đang sử dụng 2 loại hops trong quy trình công nghệ: hops cao và hops viên

+ Hops cao (hình 7) cung cấp vị đắng dịu cho bia, dạng sệt Hops cao là sản phẩm được trích ly bằng các dung môi hữu cơ

+ Hops viên (hình 8) tạo mùi thơm đặc trưng cho bia ở dạng viên nhỏ màu xanh

Hình 6 Hoa hops

* Ưu điểm khi sử dụng chế phẩm hops

 Giảm được hao phí chất đắng trong thời gian bảo quản

 Lược bỏ được hệ thống thiết bị lọc bã hoa trong các nhà máy bia

 Tiết kiệm chí phí trong bảo quản và vận chuyển

 Tăng được hệ số sử dụng hữu ích của chất đắng và các cấu tử khác, đồng thời giảm bớt các cấu tử bất lợi

* Thành phần hóa học của hops thể hiện bảng 2

Bảng 2: Thành phần hóa học của houblon (tính theo % chất khô)

(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv., 2007)

 Chất đắng

- Vai trò của từng thành phần chính:

+ Chất đắng là những hợp chất có hoạt tính sinh học cao, tạo ra sức cân bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt lâu

+ Có khả năng ức chế vi sinh vật khá mạnh, vì vậy chúng có tính kháng khuẩn rất cao

và nhờ đó làm tăng độ bền bảo quản cho bia thành phẩm

Thành phần Tỉ lệ (% )

Chất đắng 15÷21 Polyphenol 2,5÷6 Tinh dầu thơm 0,3÷1

Protein 15÷21 Cellulose 12÷14 Chất khoáng 5÷8

Các hợp chất khác 26÷28

Hình 8 Hops cao Hình 9 Hops viên

Thành phần của chất đắng được phân loại được thể hiện hình 9

Hình 9 Các hợp chất đắng trong hoa hops

(Nguồn: Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2009)

 α - acid đắng (humulon)

Ở giai đoạn đun dịch đường với hoa houblon, các hợp chất humulon không trực tiếp hoà tan mà chúng phải trải qua một giai đoạn trung gian là quá trình đồng phân hoá Sau đó các chất đồng phân này hoà tan và bị thuỷ phân thành các sản phẩm có độ đắng cao hơn rất nhiều so với các hợp chất nguyên thuỷ

 β - acid đắng (lupulon)

So với humulon thì lupulon kém đắng hơn nhưng lại có tính kháng khuẩn cao hơn Lupulon dễ dàng hòa tan trong ete, methanol, khả năng hòa tan trong nước, trong dịch đường của lupulon thấp hơn rất nhiều so với humulon Khi đun sôi với dịch đường, lupulon cũng bị đồng phân hóa sau đó mới bị phân cắt nhưng với tốc độ rất chậm Nếu bị oxy hóa lupulon chuyển thành hulupon, nếu phản ứng kéo dài hulupon sẽ polyme hóa và trở thành nhựa mềm và sau đó là nhựa cứng

 Nhựa mềm

Khả năng hòa tan của nhựa mềm vào dịch đường cao hơn β - acid đắng, vì vậy chúng tạo được lực đắng cho bia

 Nhựa cứng

Không hòa tan trong nước và dịch đường Chúng bị thải ra ngoài theo cặn lắng

 Tinh dầu thơm

Có tác dụng tạo ra cho bia mùi thơm đặc trưng, rất nhẹ và dễ chịu cho bia

Thành phần: gồm 103 hợp chất khác nhau Chủ yếu là những xenton, este và acid Là chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu Dễ hoà tan trong rượu etylic nồng độ cao Tinh dầu thơm bay hơi khá nhanh ở nhiệt thường

Nhựa mềm (2%)

Nhựa cứng (2%)

Polyphenol trong hops rất phong phú về chủng loại, đa dạng về cấu trúc và khác nhau

về tính chất Tất cả các hợp chất này thuộc nhóm flavonoid

Ngưng tụ để tạo thành oligome và dễ dàng polime hoá để tạo thành polime Oligome tạo thành, dễ dàng kết hợp với protein cao phân tử để tạo thành các phức chất không hoà tan Vì

lý do đó, polyphenol của hops được dùng để loại trừ các cấu tử protein khó biến tính và kết lắng ra khỏi dịch đường

3.1.4 Nấm men

* Cấu tạo của nấm hình men 10

Hình cầu, hình bầu dục, hình trứng, kích thước 4-7 µm, hoặc 10 µm, sinh sản nảy chồi

- Cấu tạo gồm những thành phần chủ yếu sau: vách tế bào, màng tế bào chất, tế bào chất

+ Vách tế bào: cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau Trong đó chủ yếu là glucan protein, lipid và một số thành phần nhỏ khác như kitin, volutin

+ Màng tế bào chất: nằm sát vách tế bào, có cấu tạo chủ yếu là lipoprotein, giữ vai trò điều hòa vận chuyển các chất dinh dưỡng cho tế bào

+ Tế bào chất gồm có mạng lưới nội chất là vị trí của nhiều hệ thống enzyme khác nhau, đảm bảo sự vận chuyển vật chất cho tế bào và các cấu tử khác nhau như bộ máy golgi, riboxom, không bào Trong tế bào chất có nhân chứa thông tin di truyền cho tế bào và các thành phần liên quan trong quá trình sinh tổng hợp và sinh sản của tế bào Năng lượng cung cấp cho tế bào qua những phản ứng xảy ra trong ty thể cũng nằm trong tế bào chất Ngoài ra

còn có hạt glycogen, hạt mỡ dự trữ chất dinh dưỡng cho tế bào

Nấm men được sử dụng trong công nghệ sản xuất bia là loài vi sinh vật đơn bào thuộc

giống Saccharomyces, gồm có nấm men chìm và nấm men nổi:

- Lên men nổi: Saccharomyces cerevisiae

+ Khó quan sát hiện tượng nảy chồi, chồi không tách khỏi tế bào mẹ khi trưởng thành, thường kết thành chuổi

+ Chỉ có khả năng lên men 1/3 đường trisaccharide

+ Lên men trên bề mặt, cần nhiều O2 hơn

Hình 10 Tế bào nấm men

men

+ Khả năng kết lắng chậm

- Lên men chìm: Saccharomyce carlsbergensis

+ Dễ quan sát hiện tượng nảy chồi, chồi tách khỏi tế bào mẹ khi trưởng thành

+ Có khả năng lên men hoàn toàn đường trisaccharide vì có enzyme spectrum Lên men dưới đáy thiết bị, nhu cầu O2 ít hơn so với lên men nổi Kết lắng nhanh khi kết thúc quá trình lên men Nhiệt độ lên men thấp hơn lên men nổi

3.1.5 Thế liệu dạng hạt (gạo)

Các loại ngũ cốc dùng để thay thế malt đại mạch như hạt gạo, ngô, kê…các hạt này được sử dụng ở trạng thái chưa nảy mầm và đưa vào chế biến dưới dạng bột nghiền mịn, phối trộn cùng với bột malt Về khả năng thay thế malt đại mạch trong sản xuất bia thì gạo được dùng nhiều hơn cả Vì gạo có hàm lượng tinh bột khá cao, proterin ở mức vừa phải còn chất béo và cellulose thì ở giới hạn thấp Với chỉ số này, có thể nói rằng, gạo là một loại nguyên liệu khá lý tưởng cho việc sản xuất bia

Sử dụng nguyên liệu thay thế nhằm mục đích:

- Hạ giá thành sản phẩm

- Tận dụng được nguồn liệu dồi dào sẵn có

- Tăng cường độ bền keo

- Hàm lượng protein cao phân tử và tanin trong gạo rất thấp, hạn chế ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia

- Sản xuất bia nhẹ hơn và sáng màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằng malt

Phụ gia được chia thành 2 nhóm chính:

- Nhóm phụ gia gián tiếp: gồm những nguyên liệu và hóa chất được sử dụng trong quy trình công nghệ nhưng không được phép tồn tại trong sản phẩm

- Nhóm phụ gia trực tiếp: gồm những nguyên liệu và hóa chất được phép có mặt trong sản phẩm với sự kiểm soát chặt chẽ về hàm lượng cho phép

+ Acid lactic: tạo môi trường pH thuận lợi để các enzyme amylase hoạt động, đồng thời hạ pH của môi trường xuống điểm đẳng điện để kết tủa protein

+ Acid sulfuric: cho vào nồi gạo tạo pH môi trường thích hợp cho các enzyme α, amylase có trong malt lót hoạt động, giúp tăng khả năng thủy phân tinh bột

β-+ CaCl2: tăng độ bền vững và khả năng chịu nhiệt của các enzyme ở nhiệt độ cao, tăng khả năng trao đổi chất của nấm men trong quá trình tổng hợp

+ ZnCl2: cho vào nồi đun sôi, cung cấp ion Zn2+

kích thích sự phát triển của nấm men + Caramel: cho vào dịch nha khi đun sôi với houblon để tạo độ màu cho bia

+ Malturex-L (enzyme acetolactate decarboxylase): rút ngắn thời gian lên men, giảm lượng diacetyl tạo thành trong lên men chính

+ Harbolite, Hyflo, Standard: bột trợ lọc

+ PVPP (polyvinylpolypyrolidone): làm trong và ổn định thành phẩm tăng thời gian bảo quản cho bia

1.1.7 Một số chỉ tiêu và phương pháp đánh giá nguyên liệu trước khi đưa vào chế biến

Nước

Tiêu chuẩn nước dùng trong sản xuất bia thể hiện bảng 4

Bảng 4 Tiêu chuẩn nước dùng trong sản xuất bia

(Nguồn: Công ty bia Sài Gòn-Sóc Trăng)

Đánh giá chất lượng malt đại mạch

* Về cảm quan

Màu sắc: đối với malt vàng là màu vàng sáng, còn đối với bia đỏ là màu sẵm Vỏ malt phải có ánh

Hình dạng và kích thước: của phải tương ứng với hạt đại mạch nguyên thủy

Hương và vị: của phải đặc trưng

Độ sạch: là tỉ lệ các tạp chất, hạt gãy vỡ Tỷ lệ cho phép là 0,5% hạt gãy vỡ, và 1% các tạp chất khác

* Về lý học

Khối lượng hectolit nằm trong giới hạn 45-60 kg

Khối lượng tuyệt đối: là khối lượng 1000 hạt không lựa chọn khoảng 29-38g

* Về hóa học

Độ ẩm ≤5% (thông thường 3%) pH = 5.5-6.5

Hàm lượng chất chiết 78%

Cường độ màu 0.16-0.3 ml I2 0.1N/100ml nước

Đạm hòa tan: chỉ số Kolbach ≥ 41

Đạm khả kết: 13-18% (lượng chất N2 kết lắng sau đun sôi)

Hoạt lực amylase: 160-341o

WK

Tiêu chuẩn malt trong sản xuất bia thể hiện bảng 5

Bảng 5 Tiêu chuẩn malt dùng trong sản xuất bia

Các chỉ tiêu Thông số kiểm soát

Ngoại quan Không sâu mọt, mốc

Tiêu chuẩn hoa hops khi đưa vào sản xuất thể hiện bảng 6

Bảng 6 Tiêu chuẩn hoa hops khi đƣa vào sản xuất

Các chỉ tiêu Thông số kiểm soát

Bao bì Nguyên đay nguyên kiện

% chất đắng Kiểm tra thực tế

(Nguồn: Công ty bia Sài Gòn-Sóc Trăng)

Nấm men

- Chỉ tiêu lựa chọn nấm men bia

+ Khă năng sinh trưởng: mật số tế bào nấm men, tỉ lệ tế bào nảy chồi, tỉ lệ tế bào chết + Khả năng lắng

+ Hoạt lực lên men cao

Đánh giá chất lƣợng gạo

Tiêu chuẩn nguyên liệu gạo thể hiện bảng 7

Bảng 7 Tiêu chuẩn nguyên liệu gạo

Các chỉ tiêu Thông số kiểm soát

Ngoại quan Không sâu mọt, mốc

Tỷ lệ tấm (%) ≤ 25 %

(Nguồn: Công ty bia Sài Gòn-Sóc Trăng)

 Một số sản phẩm bia sử dụng rộng rãi ở Việt Nam thể hiện hình 10

Hình 11 Một số loại bia sử dụng rộng rãi ở Việt Nam

3.2 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA EXPORT

Sơ đồ quy trình trình sản xuất bia thể hiện hình 12

Phụ gia, bột

trợ lọc

Hops Caramel Acid, CaCl2

Thu hồi men

XỬ LÝ( MALT VÀ GẠO)

ĐƯỜNG HÓA

LÊN MEN GIẢI NHIỆT NHANH LẮNG XOÁY ĐUN SÔI LỌC DỊCH ĐƯỜNG

NGUYÊN LIỆU

THANH TRÙNG

DÁN NHÃN – IN DATE

CHIẾT BIA- ĐỐNG NẮP CHỨA TANK LỌC BIA- BÃO HÒA CO2

VÔ KẾT- NHẬP KHO

Thu hồi CO2 Phụ gia

Hình 12 Sơ đồ quy trình sản xuất bia

3.2.1 Thuyết minh quy trình

3.2.1.1 Sơ đồ quy trình tổ nấu hình 13

Cân-Nghiền

Hồ hóa-dịch hóa Đường hóa

Lọc dịch đường

Đun dịch đường với hops

H2SO4 Malt lót

* Nguyên liệu cho mẻ nấu thể hiện bảng 8

Bảng 8 Nguyên liệu cho mẽ nấu

3.2.1.2 Xử lý (malt và gạo)

2.3.1.2.1 Làm sạch

Mục đích: loại bỏ các tạp chất có trong nguyên liệu như: rơm rác, cát đá, kim loại lẫn

vào nguyên liệu

Quá trình thực hiện: các nguyên liệu được đưa đến thiết bị sàng Trước khi đến máy

sàng nguyên liệu được đi qua thiết bị có nam châm để hút sắt ra khỏi nguyên liệu Dưới tác dụng của hệ thống sàng rung, các tạp chất có kích thước lớn như rơm rạ các hạt có khối lượng riêng lớn hơn malt, gạo như sỏi đá được giữ lại trên sàng và loại bỏ ra ngoài Trong quá trình sàn máy hút bụi cũng hoạt động hút hết bụi ra khỏi nguyên liệu, bụi này được đưa qua hệ thống xử lý bụi Còn malt, gạo thì rơi xuống dưới lỗ sàng xuống máy nghiền

3.2.1.2.2 Cân và nghiền nguyên liệu

Mục đích:

- Để xác định khối lượng của nguyên liệu của từng mẻ nấu khi đưa vào sản xuất

- Nghiền nhỏ hạt thành nhiều mảnh nhỏ để tăng bề mặt tiếp xúc với nước

- Tăng tốc độ thấm nước vào hạt

- Thúc đẩy quá trình đường hóa và quá trình thủy phân nhanh và triệt để hơn

Quá trình thực hiện: malt và gạo sau khi được cân định lượng (theo quy định từng

mẽ), sau đó đem malt và gạo đi nghiền khô

Đối với malt sử dụng máy nghiền trục có 2 cặp trục Khi hai cặp trục chuyển động ngược chiều, nguyên liệu đi từ trên xuống qua cặp trục thứ nhất và thứ hai rồi đi ra ngoài

Do lọc bằng thùng lọc đáy bằng, nên mức độ nghiền malt phải thô hơn thích hợp tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc

Đối với gạo sử dụng máy nghiền búa, bằng lực cơ học, khi gạo xuống, cách búa đập, những thành hạt bột mịn sao cho các hạt bột chiu qua các lỗ sàng

Nước phối liệu với gạo 49 hl

Nước phối liệu với malt 15 hl

Lưu ý: Trong quá trình nghiền malt là càng bảo toàn nguyên vỏ bao nhiêu càng tốt bấy

nhiêu, để tannin, linin, chất khoáng không tan vào trong dung dịch làm giảm chất lượng của bia

Nếu nghiền malt quá nhỏ thì lớp bã sẽ bít kín bề mặt lọc làm giảm khả năng lọc của thiết bị, giảm hiệu suất thu hồi các chất còn sót trong bã Độ nhớt của khối cháo cao, dễ bị khét khi nấu Nếu nghiền quá to thì mức độ đường hóa không hoàn toàn, hiệu suất thấp Không nên nghiền malt hoặc gạo trước khi nấu trong khoảng thời gian dài malt hoặc gạo sẽ hút ẩm làm giảm chất lượng

3.2.1.3 Hồ hóa - dịch hóa

Hồ hóa: khi ngâm với nước nóng, một lượng nước lớn ngấm vào các hạt tinh bột làm

thể tích hạt tăng lên hạt bột trương nở và phá vỡ (dịch trở nên nhớt), nhằm mục đích chuyển tinh bột từ dạng không hòa tan sang dạng hòa tan, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân cắt của hệ enzyme có trong malt và gạo sau này

Dịch hóa: dưới tác dụng của α - amylase các chuỗi dài amylose và amylopectin sẽ bị

cắt đứt thành những chuỗi nhỏ hơn, nhằm làm giảm độ nhớt dịch cháo

Quá trình thực hiện: nước được bơm trước vào nồi nhập malt lót lần 1vào vừa nhập

liệu vừa cho cánh khuấy hoạt động để bột hòa điều vào nước với mục đích cung cấp hệ enzyme amylase giúp quá trình hồ hóa nhanh hơn, giảm độ nhớt Sau đó bột gạo được hệ thống xích tải chuyển vào nồi nấu, (nhiệt độ lúc này khoảng 32oC), bổ sung vào H2SO4 ( khi bắt đầu xuống bột gạo) vào nồi để hạ pH = 5,3-5,8 tạo môi trường tối thích cho enzyme amylase (có trong malt lót) về sau hoạt động tốt, sau đó hỗn hợp được nâng dần lên 72oC

 Giai đoạn 72 o

C lần một

Nâng nhiệt: từ nhiệt độ 32o

C nâng lên 72oC mất 20 phút Khi mới gia nhiệt, tinh bột sẽ hút nước trương nở và bị hồ hóa ở nhiệt độ khoảng 60o

C, do đó làm tăng độ nhớt dịch cháo

Giữ nhiệt: khi đạt 72oC giữ nhiệt trong 20 phút (dịch hóa lần 1), để tạo nhiệt độ tối thích

và thời gian thích hợp cho enzyme α-amylase có trong malt lót hoạt động phân cắt các liên kết 1,4-glucozit tạo thành glucose và các dextrin mạch ngắn hơn, có tác dụng làm giảm nhanh độ nhớt của dịch cháo

 Giai đoạn 83 o

C

Nâng nhiệt: từ nhiệt độ 72o

C nâng lên 83oC mất thời gian 10 phút

Giữ nhiệt: ở nhiệt độ 83o

C được giữ trong 5 phút Đây là nhiệt độ tối ưu để thúc đẩy quá trình hồ hoá diễn ra nhanh hơn, triệt để hơn Giai đoạn này các enzyme α – amylase đã bị

vô hoạt, độ nhớt tăng, khối cháo đặc sệt, vì thế cánh khuấy sẽ hoạt động liên tục tránh gây khét giúp quá trình hồ hóa diễn ra tốt hơn

 Giai đoạn 72 o C lần hai

Hạ nhiệt: để hạ nhiệt độ từ 83oC xuống 72oC mất thời gian 8 phút, khi nhiệt độ hạ xuống < 77o

C cho bột malt lót lần 2 vào để bổ sung enzyme amylase, nhằm giảm độ nhớt và tránh khét cho nồi gạo

Giữ nhiệt: khi nhiệt độ đạt 72oC giữ trong 25 phút, để enzyme amylase tiếp tục thực hiện quá trình dịch hóa lần 2 làm giảm độ nhớt của nồi cháo giúp quá trình đun sôi tiếp theo

dễ dàng hơn

 Giai đoạn 100 o

C

Nâng nhiệt: tiếp tục cấp hơi để nâng lên 100o

C (bắt đầu sôi đều) mất khoảng 15- 30 phút

Giữ nhiệt: khi đạt nhiệt độ sôi, giữ 15 phút Để các hạt tinh bột bị hồ hóa hoàn toàn, tạo điều kiện thuận lợi để khi hồi cháo qua nồi malt quá trình đường hóa diễn ra dễ dàng và nhanh chóng, pH lúc này ở mức 53,-5,8 là pH thích hợp cho quá trình hồ hóa, đồng thời ở nhiệt độ này dịch cháo được tiệt trùng

3.2.1.4 Đường hóa

Đường hóa: đường hóa là quá trình chuyển tinh bột thành đường lên men Phương

pháp đường hóa là sử dụng enzyme amylase của thực vật (có trong ngũ cốc nảy mầm)

Mục đích: chuyển hóa các thành phần chính có trong malt và gạo thành chất hòa tan

của dịch đường

Quá trình thực hiện

 Giai đoạn phối trộn

Khi nồi gạo bắt đầu sôi nhiệt độ khoảng 88oC trong quá trình nâng nhiệt lên 100o

C, thì cho bột malt vào nồi (nồi malt đã nhập nước và năng nhiệt) Khi bắt đầu xuống bột thì cánh khuấy hoạt động, lúc này bổ sung CaCl2 mục đích tăng tính bền nhiệt cho α-amylase và acid lactic điều chỉnh pH = 5,6 nhằm tạo môi trường thích hợp cho enzyme thủy phân tinh bột, đồng thời cải thiện tốc độ lọc bã, làm tăng tốc độ lắng nước nha và nấm men Nhiệt độ kết thúc khi pha bột malt < 44o

C, tiếp tục nâng nhiệt lên 50oC trong thời gian 50 phút

Hội cháo : khi nồi malt đạt 50oC, tiến hành bơm dịch cháo bên nồi gạo sang nồi malt (tỉ

lệ malt 75%, gạo 25%) Kết thúc nhiệt độ malt phải đạt 65o

Giữ nhiệt: tại nhiệt độ 75oC giữ trong 25 phút, là nhiệt độ thích hợp cho enzyme α- amylase hoạt động, enzyme này tác động mạnh lên các mạch amylose và amylopeptin của tinh bột, và bẻ gãy liên kết α-1,4 glucoside cho sản phẩm chủ yếu là dextrin, một ít glucose

và maltose Nhờ quá trình này độ nhớt giảm một cách nhanh chóng

Kiểm tra mức đường hóa xem có đạt hay không bằng cách thử màu với iod 0,1N Nếu dung dịch chuyển sang màu xanh tức là vẫn còn lượng tinh bột còn sót chưa được phân cắt hoàn toàn, nếu dung dịch iod không mất màu tức là quá trình đường hóa xảy ra hoàn toàn

 Giai đoạn 76 o

C

Nâng 76oC giữ trong 4 phút trước khi bơm sang thiết bị lọc nhằm bù trừ lượng nhiệt mất đi trong khi bơm dịch đường hóa qua nồi lọc, duy trì nhiệt độ thích hợp cho quá trình lọc để tiếp tục thuỷ phân lượng tinh bột còn sót lại trong bã

Tiêu chuẩn chất lượng dịch nha trong quá trình đun sôi thể hiện bảng 9

Bảng 9 Tiêu chuẩn chất lƣợng dịch nha trong quá trình đun sôi

Các chỉ tiêu đánh giá Thông số kiểm soát

(Nguồn: Công ty bia Sài Gòn-Sóc Trăng)

(Nguồn: Công ty bia Sài Gòn-Sóc Trăng)