tìm hiểu về công nghệ sản xuất bia

PHẦN 1: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Thực phẩm thứ thiếu đời sống ngày người, đồ uống thứ thực phẩm đặc biệt Hiện điều kiện kinh tế, xã hội phát triển không ngừng kéo theo nhu cầu thức uống người ngày tăng cao Rượu – Bia –Nước giải khát chiếm vị trí đáng kể ngành công nghiệp thực phẩm, bia thứ đồ uống giải khất thông dụng Bia loại đồ uống có độ cồn nhẹ khoảng 50 giàu dinh dưỡng chứa nhiều acid amin thành phần dinh dưỡng khác Nước ta với dân số khoảng 80 triệu người, khí hậu nóng mùa hè đòi hỏi mức tiêu thụ đồ uống lớn, đặc biệt bia Trong năm gần đây, với xu hướng hội nhập phát triển kinh tế khu vực giới, tốc độ công nghiệp hóa Việt Nam ngày tăng Nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất đời, nhiều ngành nông nghiệp, công nghiệp phát triển mạnh, đặc biệt ngành công nghệ sản xuất bia Hiện Việt Nam có khoảng 350 sở sản xuất bia có trụ sở hầu hết khắp tỉnh thành nước tiếp tục tăng số lượng Thực tế cho thấy, tốc độ gia tăng dân số nhanh, sản lượng bia Việt Nam tăng theo, từ 1.9 tỷ lít năm 2007 lên 2.1 tỷ lít năm 2008, 2.4 tỷ lít năm 2009 Cho đến năm 2010 tổng sản lượng bia nước đạt 2.7 tỷ lít, tăng 45% so với năm 2007 Tuy nhiên sách mở nhà nước bia nước tràn ngập vào thị trường Việt Nam nhiều gây nên sức cạnh tranh lớn thương hiệu bia nước nước Vấn đề cải thiện chất lượng bia câu hỏi lớn thương hiệu bia nước ta Muốn cải thiện chất lượng bia thiết phải hiểu rõ quy trình sản xuất Đó lí em chọn đề tài “Tìm hiểu quy trình sản xuất bia” Mục đích nghiên cứu: Tìm hiểu quy trình sản xuất bia Phạm vi đối tượng nghiên cứu: Quy trình sản xuất bia nước Phương pháp nghiên cứu: Tìm hiểu qua sách báo PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIA Khái niệm: Bia (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp: bière) nói cách tổng thể, loại đồ uống chứa cồn sản xuất trình lên men đường lơ lửng môi trường lỏng không chưng cất sau lên men Dung dịch đường không bị lên men thu từ trình ngâm nước gọi hèm bia hay "nước ủ bia" Hạt ngũ cốc, thông thường lúa mạch ủ thành mạch nha Các đồ uống chứa cồn làm từ lên men đường có nguồn ngũ cốc — chẳng hạn nước hoa hay mật ong — nói chung không gọi "bia", chúng sản xuất từ loại men bia-dựa phản ứng hóa sinh học Quá trình sản xuất bia gọi nấu bia Do thành phần sử dụng để sản xuất bia có khác biệt tùy theo khu vực, đặc trưng bia hương vị màu sắc thay đổi khác có khái niệm loại bia hay phân loại khác Tình hình sản xuất bia xu hướng phát triển Việt Nam: Theo thống kê Bộ Kế hoạch - đầu tư, bốn tháng đầu năm 2011 doanh nghiệp nước sản xuất 714,6 triệu lít bia loại, tăng 9,2% so với kỳ năm ngoái Tốc độ tăng trưởng ngành bia Việt Nam, ước tính đạt 15%/năm VN có khoảng 350 sở sản xuất bia có trụ sở hầu khắp tỉnh thành nước tiếp tục tăng số lượng Trong số này, có 20 nhà máy đạt công suất 20 triệu lít/năm, 15 nhà máy có công suất lớn 15 triệu lít/năm, có tới 268 sở có lực sản xuất triệu lít/năm Trong quy hoạch Bộ Công Thương phê duyệt mục tiêu tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất toàn ngành bia, rượu, nước giải khát Việt Nam giai đoạn 2006-2010 đạt 12%/năm, giai đoạn 2011-2015 đạt 13%/năm giai đoạn 2016-2025 đạt 8%/năm Đến năm 2015, sản lượng sản xuất đạt tỷ lít bia Kim ngạch xuất từ 140-150 triệu USD Dự kiến đến năm 2025, sản lượng sản xuất đạt tỷ lít bia, 440 triệu lít rượu công nghiệp, 11 tỷ lít nước giải khát Đối với ngành bia, tập trung cải tạo, mở rộng, đồng hóa thiết bị để nâng cao hiệu sản xuất Xây dựng nhà máy có quy mô công suất 100 triệu lít/năm kết hợp mở rộng hợp tác quốc tế, liên doanh, liên kết để sản xuất bia cao cấp,đáp ứng nhu cầu nước xuất Bên cạnh phải xây dựng phát triển thương hiệu nhằm tăng lực cạnh tranh Mục tiêu việc quy hoạch ngành bia - rượu - nước giải khát nhằm phát triển theo hướng bền vững, trọng đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm môi trường sinh thái, phát triển ngành dựa sở huy động nguồn lực từ tất thành phần kinh tế, hình thức đáp ứng nhu cầu ngày cao xã hội; áp dụng công nghệ, thiết bị tiên tiến, tập trung xây dựng số thương hiệu mạnh quốc gia để cạnh tranh hiệu tiến trình hội nhập kinh tế quốc tế Phân loại bia: Có nhiều loại bia khác nhau, loại bia coi thuộc kiểu bia cụ thể Kiểu bia mác dán miêu tả hương vị tổng thể thông thường nguồn gốc bia, phù hợp với hệ thống tiến hóa qua lần thử sai số qua nhiều kỷ Yếu tố để xác định loại bia men bia sử dụng trình lên men Phần lớn kiểu bia thuộc hai họ lớn: ale- sử dụng lên men đỉnh, lager- sử dụng lên men đáy Bia có đặc trưng pha trộn ale lager gọi bia lai Ngoài có bia lên men tự nhiên bia hỗn hợp Bia lager Bia ale Tác dụng bia: - Ướp thịt Bạn dùng bia để ướp thịt thay cho rượu Cách không giúp thịt có - vị ngon mà khiến ăn mềm thơm Giúp cỏ tươi tốt: Nếu bạn trồng thảm cỏ xanh trước nhà có bụi cỏ tàn lụi, đổ chút bia lên Cỏ hấp thụ chất dinh dưỡng, đường lượng cần thiết từ bia để phát triển - - - - Giết sên loại ốc: Đổ vào hộp hay chai miệng rộng khoảng 1/4 đến nửa bia Sau chôn chúng vườn Ốc sên hay loại ốc khác bị hấp dẫn đến chết đuối Diệt chuột: Nghe lạ cách hữu hiệu Đổ vào vật chứa loại bia rẻ tiền Chuột bị hấp dẫn mùi bia trèo tới, ngã vào trèo Làm dịu đau bụng Khi bị đau bụng rối loạn tiêu hóa, cần ngồi xuống uống chút bia Thức uống có ga giúp dày bạn dịu lại Chất cồn giúp giảm đau tốt Đừng dùng bạn có vết loét viêm dày Đánh bóng đồ vàng Thấm ướt miếng vải với chút bia chà xát lên đồ vàng (không lẫn đá) để giúp đồ vật sáng bóng trở lại Sau đó, dùng miếng vải mềm khác để lau khô Tắm dưỡng da: Thêm vài lon bia vào nước tắm bạn Cách giúp làm mềm dịu cho da bạn Đánh bóng đồ nội thất gỗ: Bia chất đánh bóng đồ gỗ tốt đến ngạc nhiên Hãy đổ chút bia lên khăn lau mềm, sau dùng khăn lau đồ gỗ cuối lau lại với miếng vải khô Bạn chắn ngạc nhiên với vẻ sáng bóng đồ gỗ sau lau bia Dùng hấp thức ăn, tôm, cá Khi đun tôm sôi lên, thêm bia vào nấu Bạn ngạc nhiên thực phẩm thơm ngon, đậm đà mà không mùi bia CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT Nguyên liệu: 1.1 Nước: Do thành phần bia nước nên nguồn nước đặc trưng có ảnh hưởng quan trọng tới đặc trưng bia Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng chí xác định theo đặc trưng nước khu vực sản xuất bia Nước dùng trình nấu, lọc, chiết rút tất chất hòa tan sót lại bã malt, nâng cao lượng chất hòa tan dịch đường Trong trình đường hóa hồ hóa, nước làm hòa tan chất chiết làm loãng dịch hồ tinh bột tạo thuận lợi cho việc đảo trộn Trong dịch lên men, 88-90% thành phần nước ● Thành phần hóa học nước chứa ion sau : – Cation: H+, Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Al3+,… – Anion: OH-, Cl-, HCO3-, CO32-, NO2-, NO3-, SO42-, PO43-, SiO32-,… – Ngoài ra, nước chứa hợp chất hữu dạng keo vô hữu SiO2 chất khí O2, N2, CO2,… Mặc dù ảnh hưởng tác động tương hỗ loại khoáng chất hòa tan nước sử dụng sản xuất bia phức tạp, theo quy tắc chung nước mềm phù hợp cho sản xuất loại bia sáng màu Do đó, để đảm bảo ổn định chất lượng mùi vi sản phẩm, nước cần xử lý trước tham gia vào trình sản xuất bia nhằm đạt tiêu chất lượng định Chỉ tiêu nước sản xuất bia: Nước sử dụng nấu bia có độ cứng từ mềm đến trung bình loại bỏ ion kim loại chúng gây ảnh hưởng không tốt đến trình sản xuất (Ca2+ làm giảm độ axit malt dịch đường, Mg 2+ làm cho bia có vị đắng, gắt ) Loại bỏ muối cacbonat bicacbonat chúng hòa tan chất đắng, chất chát vỏ malt gây cho bia có vị đắng khó chịu Qua thực tế kết nghiên cứu ta thấy rằng: Nếu ta cho thêm lượng CaSO4 vào nước dùng để nấu bia loại bỏ ảnh hưởng xấu cacbonat bicacbonat, đồng thời làm tăng hiệu suất chất hòa tan tăng chất lượng loại bia vàng Song lượng CO nhiều làm ảnh hưởng bia, phản ứng tạo nhiều K 2SO4 có vị đắng khó chịu, tác dụng tương hỗ CaSO4 MgHPO4 tạo MgSO4 gây vị đắng khó chịu: CaSO4 + MgHPO4 = CaHPO4 + MgSO4 (vị đắng) Đối với nước rửa nấm men cần phải sạch, không chứa nhiều hợp chất hữu đặc biệt không chứa vi sinh vật Nước rửa thiết bị nên có độ cứng thấp trung bình, đặc biệt không chứa NH3 muối nitrit Bảng 1: Chỉ tiêu nước sản xuất bia (Nguồn: Công ty bia Vinaken) Chỉ tiêu nước sản xuất bia Thông số Hàm lượng muối cacbonat 50 mg/l Hàm lượng muối magie 100 mg/l Hàm lượng muối clorua 75 - 150 mg/l Hàm lượng muối CaSO4 130 - 200 mg/l Hàm lượng Fe2+ 0,3 mg/l Khí NH3 Các muối có gốc –NO3 -, –NO2 2Vi sinh vật pH Độ kiềm tổng TAC Độ cứng tổng Độ đục không có 100 tế bào/1cm3 6,5 – 7,5 40F 50F 20NP Nước phải Về cảm quan Không có vị lạ 1.2 Malt đại mạch: 1.2.1 Đại mạch: 1.2.1.1 Khái niệm phân loại: - Đại mạch nguyên liệu truyền thống để sản xuất bia Đại mạch ngũ cốc khác bao gồm glucis protein đại mạch có hàm lượng cao loại ngũ cốc khác quan trọng tỉ lệ glucid/protein cân đối thích hợp với việc sản xuất bia Phân loại giống đại mạch: Đại mạch xếp vào họ hordeum gồm có: Hordeum Sativum; Hordeum.Murinum; Hordeum.Jubatum Theo mục đích sử dụng, đại mạch chia làm nhóm chính: + Đại mạch dùng công nghiệp: dùng để chế biến bia ngành thực phẩm dùng malt đại mạch Thường dùng giống đại mạch hai hàng (gọi H.Distichum) Đại mạch hai hàng + Trong nông nghiệp dùng để chế biến cho loại thức ăn cho gia súc, gia cầm.Thường dùng giống đại mạch nhiều hàng (gọi H.Polystychum) Đại mạch nhiều hàng 1.2.1.2 Cấu trúc thành phần đại mạch: - Cấu trúc: - Gồm phận chính: vỏ hạt, phôi nội nhũ Trong nội nhũ chiếm 45÷68% trọng lượng hạt, phần hạt đại mạch giữ vai trò định chất lượng đại mạch sản xuất bia + Thành phần nội nhũ hạt tinh bột hình tròn, có kích thước lớn (20÷30µ bé 2÷10µ) hạt có kích thước trung bình Nếu hàm lượng protein đại mạch cao nhiều hạt tinh bột có kích thước nhỏ + Trọng lượng riêng hạt tinh bột cao (1,5÷1,6) nước chùng lắng xuống nhanh, tinh bột không hòa tan nước, kể dung môi hữu trung tính o o o + Tinh bột đại mạch có nhiệt độ hồ hóa 75÷80 C (của gạo 75 C, khoai tây 65 C) tính chất cần phải lưu ý nấu bia Tinh bột qua hồ hóa đường hóa nhanh thuận lợi + Cấu tạo hạt tinh bột gồm hai dạng polysaccharide amylose amylopectin Amlose chiếm 17÷24% trọng lượng hạt tinh bột , amylopectin chiếm 76÷83% + Tinh bột chịu tác dụng xúc tác hệ enzim amylaza (gồm α – amylaza β -amylaza) hiệu xúc tác phụ thuộc vào nhiệt độ PH Điều định kết trình nấu bia Thành phần hóa học đại mạch: Bảng 2: Tính theo phần trăm trọng lượng chất khô Thành phần Đại mạch (%) Malt Tinh bột 63÷35 58÷60 Đường saccharose 1÷2 3÷5 Đường khử 0.1÷0.2 3÷4 Những đường khác Chất dạng gom 1÷1.5 2÷4 Hemicellulose 8÷10 6÷8 Cellulose 4÷5 Lipide 2÷3 2÷3 Protein thô (N*6,25) Dạng hòa tan tinh thể muối albumin, globulin Hordein – protein (prolamin) Glutelin – protein Acid amin & pectin Acid lucleic Tro Những chất lại 8÷11 0.5 3÷4 3÷4 0.5 0,2÷0,3 8÷11 2 3÷4 1÷2 0.2÷0,3 2,2 - Những yêu cầu chất lượng đại mạch dùng sản xuất bia + Yêu cầu cảm quan:  Tất hạt thóc phải thuộc loại đại mạch, đông kích cỡ, không lẫn cát đá, rơm rác hạt thuộc loại thóc khác  Hạt thóc phải có vỏ mỏng, màu vàng nhạt óng ánh, vết vỏ  Đại mạch tốt phải có mùi thơm rạ rơm, cắn hạt thóc thấy có mùi tinh bột + Sinh lý:  Lực nảy mầm phải đạt 80÷85%  Trọng lượng tuyệt đối thường 35 ÷ 45 g/1000 hạt  Khả nảy mầm 90÷95 % +Yêu cầu thành phần hóa học:  Vỏ: không vượt 7÷9% trọng lượng hạt  Hàm lượng ẩm: w = 10÷15%  Hàm lượng protid 8÷14% chất khô hạt  Hàm lượng glucid chiếm 55÷62 % trọng lượng hạt (hoặc 63 ÷ 66 % trọng lượng chất khô) 1.2.2 Malt: Malt sản phẩm nảy mầm sấy khô từ hạt đại mạch Trong bia Malt nguyên liệu chính, quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Tuy nhiên Việt Nam chưa trồng đại mạch, phải nhập malt từ nước phí sản xuất tăng lên Do giá thành loại bia tương ứng với hàm lượng malt nguyên chất, từ phần định xem bia có ngon hay không Tách mầm, rễ malt Malt Sấy Đại mạch Ngâm/làm ướt Nước Ươm mầm Rễ, mầm Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất malt  Nghiền búa Máy nghiền búa thường dùng để nghiền nguyên liệu thay gạo, ngô tạo bột mịn.Với loại máy lọc đại có sử dụng vải lọc polypropylene, lỗ vải lọc có kích thước nhỏ vớ độ dày khoảng cm, không cần vỏ trấu làm lớp lọc nghiền malt máy nghiền búa Nguyên lý hoạt động : Malt trộn lẫn với nguyên liệu thay với tỉ lệ xác định, trục phân phối nguyên liệu đưa hạt vào buồng Các búa quay xung quanh trục rôto với vận tốc 60100 vg/phút, mà hạt bị đập nhỏ ra, có quạt gió thổi mạnh Buồng nghiền đặt đứng nằm ngang Malt trước vào buồng nghiền cần đảm bảo tạp vật sỏi, đá, mảnh kim loại Hạt nghiền thành bột mịn cho hạt bột chui qua lỗ sang vào dọc theo chiều dài trục quay Theo thời gian chiều quay trục đảo ngược tự động để tránh bị mòn bên Khi sử dụng máy nghiền búa, xuất đường hóa tăng,cặn tạo thành hơn, bột bị nghiền mịn nên tạo β-glucan dịch đường gây khó lọc  Nghiền khô mịn Kỹ thuật đối lập với ý kiến có trước dựa việc sử dụng máy nghiền búa với sàng có kích thước 2,3 mm Thế hệ lọc ép (Meura 2001) dùng cho bột nghiền mịn: vỏ trấu 6%, 51%, bột 42% Ưu điểm: + Thu dịch đường + Hiệu suất hòa tan với hiệu suất phòng thí nghiệm + Thời gian nghiền mẻ 2h + Bã khô (35% chất khô)  Kiểm tra bột nghiền Độ mịn bột nghiền kiểm tra nhờ máy plansichter Đa số máy plansichter trang bị sàng xếp chồng lên Trong nghiền người ta quan tâm đến thành phần: vỏ - - bột Tỉ lệ loại bột nghiền sau: Đối với nồi lọc: + Vỏ: 20 - 25% + Tấm: 45 - 55% + Bột: 20 - 30% Đối với máy lọc ép: + Vỏ: 12 -1 5% + Tấm: 40 - 45% + Bột: 40 – 45% Mỗi tuần phải kiểm tra hàm lượng thành phần bột nghiền lần Tỷ lệ thay đổi tùy thuộc vào chất lượng malt kiểu máy lọc sử dụng - Các thiết bị nghiền ướt:  Thiết bị nghiền ướt có ngâm Nguyên liệu hạt ngâm phễu chứa Nước sử dụng để ngâm hạt có nhiệt độ 30 - 50oC thời gian ngâm 10-30 phút Sau ngâm rút khỏi malt thu hồi để tái sử dụng Thời gian ngâm nước tùy thuộc giống đại mạch để nước thấm vào hạt Malt cần làm trước ngâm Malt sau ngâm có độ ẩm 30% nên thành phần hạt trở nên mềm,vỏ trấu dai Sau khối hạt ướt nghiền nhẹ nhàng đôi trục nghiền to ( đường kính 400mm ,vận tốc quay 440 vg/phút, khoảng cách hai trục 0.3-0.45 mm)  Nghiền ướt không ngâm Kỹ thuật phát triển nhằm kết hợp ưu điểm hai phương pháp nghiền khô nghiền ướt giảm bớt hạn chế phương pháp nghiền ướt Những đặc trưng máy nghiền sau: Malt khô chứa phễu, malt xuống ống hình trụ đặt máy nghiền phun nước nóng 800C khoảng 40 giây.Vỏ trấu làm ẩm tới 20%, nội nhũ khô Khoảng cách hai trục thu hẹp từ 0.4 xuống 0.2 mm 2.2 Quá trình đường hóa (nấu malt) : 2.2.1 Mục đích: Quá trình thuỷ phân nguyên liệu nhằm chuyển hoá chất có cấu tạo hoá học phức tạp có nguyên liệu sang dạng đơn giản Trong chủ yếu thuỷ phân tinh bột (C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6 Cơ sở lý thuyết trình thuỷ phân: tạo điều kiện thích hợp nhiệt độ, pH, O2, H2O… để hệ Enzyme Malt hoạt động mạnh Chúng xúc tác phân cách hợp chất cao phân tử có nguyên liệu thành sản phẩm có cấu tạo phân tử đơn giản, hoà tan nước làm thức ăn cho nấm men Thành phần dịch thuỷ phân thu gồm: đường, dextrin bậc thấp, acid amin, sản phẩm protein phân tử thấp hợp chất chứa phosphor khoáng vi lượng 2.2.2 Quá trình nấu: - Nồi gạo:  Hoà trộn: Bật cánh khuấy nồi gạo máy hoà trộn bột gạo, cho nước vào máy hoà trộn bột cho vừa ngập trục, khoá bột van nước lại, mở cho gạo xuống từ từ liên tục Bật bơm nạp dịch vào nồi, thực hết số gạo mẻ nấu Thêm 50kg Malt lót vào nồi gạo, tiếp tục bơm thêm nước Dung tích nồi gạo khoảng 1800-2000 lít Tắt bơm sau nạp nguyên liệu gạo vào Tại nhiệt độ 32 0C gạo hoà với nước bổ sung Malt lót, phụ gia CaCl2 cho vào mẻ với mục đích phá huỷ liên kết gluten, hạn chế khê cháy nồi  Dịch hoá lần 1: Nâng nhiệt độ từ 320C lên 72oC 20 phút,bột gạo bị trương nở, enzyme amilaza Malt thuỷ phân làm giảm bớt độ nhớt  Hồ hoá: Nâng nhiệt độ từ 72 0C lên 830C 30 phút để hồ hoá tinh bột làm phá vỡ hạt tinh bột dịch hồ nóng  Dịch hoá lần 2: hạ nhiệt độ từ 83 0C -720C cho thêm lượng Malt lót lại giữ 72 0C 30 phút Quá trình làm giảm độ nhớt dịch hồ hoá Vì tác dụng amylaza chuỗi amilopeptit tiếp tục phân cắt nhỏ lại làm giảm độ nhớt dịch cháo  Hồ hoá triệt để: nâng nhiệt độ từ 720C lên 1000 C 20 phút, hạt tinh bột lại bị trương nở hoàn toàn - Nồi Malt:  Hoà trộn: Sau thực nấu nồi gạo 70 phút tiến hành khởi động nồi Malt Tại thời điểm dịch hoá lần hai, bơm bột Malt hoà trộn với nước có kết hợp với khuấy theo tỉ lệ Malt nước 1:3 theo thể tích Dung tích cuối khoảng 25002600 lít  Đạm hoá: Thời gian gia nhiệt cho nồi Malt: Từ 30 0C-500C 15 phút Cứ phút lên 0C, giữ 500C khoảng 20 phút để thực đạm hoá dịch Malt Thời điểm kết thúc đạm hoá nồi Malt phải tính toán cho trùng với thời điểm kết thúc hồ hoá triệt để nồi gạo  Đường hoá: Tại thời điểm kết thúc đạm hoá hồ hoá triệt để tiến hành bơm chuyển dịch hồ hoá từ nồi gạo sang nồi Malt kết hợp bơm nước lạnh hoà trộn vào nồi Malt tạo thành hỗn dịch cho kết thúc bơm nồi dịch phải đạt 65 0C, dung tích hỗn hợp khoảng 5500-6000 lít Giữ 20 phút để đường hoá hỗn hợp dịch Dextrin hoá: Sau đường hoá xong nâng nhiệt lên 750C, phút nâng lên 10C giữ 750C khoảng 20 phút để dextrin hoá, số tinh bột lại dùng Iod để kiểm tra tới thấy màu vàng rơm sau nâng nhiệt lên 760C/5 phút 2.3 Hòa bột với nước: 2.3.1 Lượng nước phối trộn: Xác định tỉ lệ bột/ nước tiến hành đường hóa quan trọng định nồng độ dịch ban đầu Lượng nước định nồng độ dịch chiết loại bia sản xuất Đồi với bia vàng thường dùng tỷ lệ nước/bột 400-500lit/100kg bột tỉ lệ phản ứng enzym thủy phân nhanh Với bia đen tỷ lệ nước/ bột 300-350 lit/100kg bột tỷ lệ hợp chất thơm dung dịch tăng lên 2.3.2 Nhiệt độ phối trộn: Nhiệt độ phối trộn liến quan tới nhiệt độ enzym cần kích thích từ đầu Các hạt tinh bột malt bao bọc mạng lưới protein, hemixenluloza β-glucan nội nhũ xoắn vào với giống thịt với Để tác động vào tinh bột phải phá vỡ mạng lưới Quá trỉnh thủy phân tinh bột xảy protein, hemixeluloza β-glucan phải phân cắt Các hợp chất phải thủy phân nhiệt độ 45-50 0C chất enzym hòa tan dung dịch 3035 0C.do mà độ lên men cao đạt nhiệt độ thấp Tuy nhiên nhiệt độ thấp không nhà sản xuất lựa chọn lí do: - Thời gian đường hóa kéo dài - Sử dụng lượng cao - Độ bền bọt chất keo protein bị phân hủy 2.4 Tiến hành đường hóa: 2.4.1 Các phương pháp đường hóa: 2.4.1.1 Phương pháp ngâm chiết (không đun sôi): Phương pháp cổ điển sử dụng nhiểu Anh Đây phương pháp đơn giản không cần đầu tư lớn phân xưởng nấu Có kiểu ngâm chiết - Ngâm chiết dần : bột nhào trộn với nước 75 0C cách cho dần bột vào nước đến nhiệt độ cuối khối bột nhão 70 0C sau đảo trộn 15 phút giữ yên 30 phút để trình đường hóa xảy trước đem lọc - Ngâm thông thường : thường sử dụng dùng malt có chất lượng cao nhiệt độ hòa bột 520C, bật cánh khuấy 30 phút Sau tăng nhiệt độ đến 57 0C giữ 15 phút Sao nâng nhiệt độ lên 620C giữ yên 60 phút lên đến 72 0C để trình đường hóa diễn kết thúc Nhiệt độ cuối trình đường hóa là 76oC 2.4.1.2 Phương pháp đun sôi phần: Là phương pháp cổ điển lâu đời châu Âu - Phương pháp đun sôi lần: dùng sản xuất bia sáng màu Hòa bột nhiệt độ tương đối thấp 350C người ta lấy khoảng 1/3 lượng dịch hèm (phần lắng phía dưới) để nấu.Phần giữ yên 15 phút 65-700C để dịch hóa tinh bột, nâng lên 1000C,  - - 2.5 thường đun sôi 15 phút bia vàng 45 phút bia đen sau bơm toàn dịch đun sôi quay trở lại dịch hèm để nâng nhiệt độ khối dịch lên tới 50-53 0C Lần đun sôi thứ lấy di 1/3 lượng dịch hèm lắng phía dưới, lần đun sôi bỏ qua thời gian giữ nhiệt độ 650C , bơm dịch nóng trở lại khối dịch hèm lần thứ để nâng nhiệt độ toàn khồi dịch lên 65-700C lần đun sôi cuối tăng nhiệt độ khối dịch lên 760 C giữ thời gian ngắn trước chuyển sang thiệt bị lọc dịch thường Phương pháp tương đối kéo dài thời gian,giá đầu tư cao lượng tốn kém, thường dùng cho bia độ co, không dùng cho bia có màu nhạt Phương pháp đun sôi lần: quy trình đun sôi hay lần nhanh kinh tế phương pháp đun sôi lần Ví dụ hòa bột 350 30 phút nâng lên 520C lần đun sôi phần tư lượng dịch hèm (phần lắng phía dưới) để nâng nhiệt toàn hỗn hợp đến 65-70 0C 760 C Toàn dung dịch đường hóa 4,5 h Nghiên cứu cho thấy khoảng thời gian giữ nhiệt độ 50 0C cần phải ý nhiệt độ này, protien β-glucan bị phân hủy làm cho bia thành phẩm trở nên nhạt nhẽo.để trách điều xảy ra, sau giữ nhiệt độ 50 0C, nâng nhiệt độ dịch hèm tới 620C để điều chỉnh lượng protein lại Đun sôi lần: phương pháp nấu đơn giản Để sản xuất bia sẫm màu, ngâm malt nhiệt độ thấp 350C thời gian dài để vi sinh vật không muốn sinh trưởng phát sinh hương không muốn sau nâng nhiệt lên 50-52 0C 65-670C sau lấy khoảng 1/3 lượng dịch hèm để đun sôi, sau có thời gian giữ 70 0C Sau bơm dung dịch đun sôi trở lại hỗn hợp đạt 75 0C để đường hóa Đây phương pháp phổ biến 2.4.1.3 Phương pháp đường hóa dùng nguyên liệu thay thế: Phương pháp sử dụng để nấu loại bia đăc biệt Dùng hạt chưa nảy mầm (lúa mì, gạo, ngô) thay phần malt đại mạch Nguyên liệu thay đun sôi nồi nấu phụ, sau làm nguội cách thêm nước lạnh, tiếp đến bổ sung enzyme để đường hóa tinh bột nguyên liệu Đồng thời, malt đường hóa nhờ enzym nồi đường hóa, sau tiến hành lọc dịch hèm, phần dịch nấu hat chưa nảy mầm bơm vào bã malt để lọc 2.4.2 Các yếu tố tác động tới trình đường hóa: Khi lựa chọn phương pháp đường hóa, cần xem xét mọt loạt yếu tố ảnh hưởng tới trình đường hóa để thu dịch đường có chất lượng tốt phù hợp với yêu cầu nhà sản xuất Các yếu tố tác động đến trình đường hóa: Chất lượng malt Nhiệt độ tỉ lệ nước với bột Điều kiện tiếp xúc enzym thành phần malt Sự oxy hóa trình đường hóa Khuấy Thiết bị nấu :  Khi nấu ta dùng tới thiết bị nấu tùy theo quy trình công nghệ Nếu dùng 100% malt đại mạch dùng quy trình ngâm cần thiết bị đường hóa Nếu sử dụng quy trình đun sôi phần cần thiết bị nấu Về cấu tạo thiết bị hồ hóa đường hóa giống nhau, thiết bị hồ hóa nhỏ lượng dịch hồ cần hồ hóa hay đun sôi tổng dịch hèm Một điều cần lưu ý kích cỡ cánh khuấy phải phù hợp với đường kính thiết bị Hệ thống cấp nhiệt cho thiết bị quan trọng Hệ thống cấp nhiệt theo kiểu truyền thống đáy không đảm bảo sử dụng lâu dài Ngày truyền nhiệt thực qua ống hình bán nguyệt đáy hay thân thiết bị, khả truyền nhiệt tăng lên gần 20% Thay dùng ống đồng có khả dẫn nhiệt cao để chế tạo thiết bị nấu, người ta sử dụng thép rẻ Thép đen có tính chất truyền nhiệt tốt nên dùng làm phần cần truyền nhiệt phần phủ lớp thép crom –niken có hệ số ruyền nhiệt thấp phía Hơi nước có áp suất từ 2-3bar đưa vào vùng truyền nhiệt với vận tốc 30-50m/s ngưng tụ sau truyền nhiệt qua thiết bị Do ống bán nguyệt có cấu trúc rắn nguy bị cong bẹp xả Nước ngưng tụ xả qua van xả nước ngưng, mà áp suất giữ nguyên ống truyền nhiệt nước ngựng tụ tháo áp suất thường Lọc nước malt – rửa bã: Quá trình lọc nước malt – rửa bã chia làm giai đoạn: Giai đoạn – Lọc dịch đầu Giai đoạn – Rửa bã 3.1 Một số lưu ý trình lọc nước malt – rửa bã: Áp suất lọc: phải điều chỉnh từ từ, áp suất cao làm vải lọc bị bịt kín gây trở ngại cho trình lọc  Phải sử dụng nước rửa có nhiệt độ kỹ thuật (75 – 78 0C), không dùng nước nóng làm cho nước nha bị đục, có mùi vị đắng chát làm giảm chất lượng bia  Khi lắp vải lọc, không bịt kín lỗ lọc làm dịch không vào lọc được, gây cản trở cho trình lọc 3.2 Thiết bị: - Thùng lọc: Thường chế tạo thép không gỉ, có dạng hình trụ đáy phẳng nắp hình cầu, nắp nối liền với ống thông có van điều chỉnh nắp có cửa để công nhân vào vệ sinh quan sát bên tron nồi cần thiết  Máy lọc ép khung bản: Thiết bị gồm khung gang dày có đường rãnh mặt khung Bề mặt tráng lớp đồng đỏ mỏng Khung giữ vai trò chứa bã lọc nơi nhập huyền phù vào Bản tạo bề mặt lọc với rãnh dẫn nước lọc Khung xếp liên tiếp giá đỡ, khung vách ngăn lọc Đun sôi với hoa houlon: - Mục đích:        Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, hợp chất chứa nitơ thành phần khác hoa houblon vào dịch đường để biến đổi thành dịch đường có vị đắng hương thơm dịu hoa - đặc trưng tính chất cảm quan bia sau Vô hoạt enzyme Kết tủa protein bền nhiệt, làm tăng độ bền keo ổn định thành phần dịch đường Điều chỉnh nồng độ chất khô dịch đường Thanh trùng dịch đường, góp phần tiêu diệt vi sinh vật cho dịch đường trước lên men Tách số hợp chất dễ bay ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia Hình thành số hợp chất có lợi cho bia thành phẩm như: melanoidin - Các biến đổi quan trọng trình houblon hóa:           Sự keo tụ protein: Là trình quan trọng đun sôi dịch đường với hoa houblon Sự có mặt protein hòa tan dịch lên men nguyên nhân làm đục bia nhiều dạng khác làm giảm độ bền sinh học bia Sự tăng độ màu dịch lên men: màu sắc dịch đường trước sau houlon hóa yếu nguyên liệu (malt) định.Tuy nhiên trình nấu houlon hóa làm tăng thêm độ màu dịch đường phản ứng melanoidin, caramel chất màu hoa tạo nên Dịch đường đặc đun sôi màu đậm, pH cao màu đậm thời gian đun lâu cường độ màu tăng Trích ly hòa tan: Trích ly hòa tan chất đắng vào dịch đường: Chất đắng hoa houblon có độ hòa tan nước thấp, dịch đường lại thấp hơn.Trong hai cấu tử axit đắng α-axit có độ hòa tan nguồn tạo vị đắng cho bia Khi tăng nhiệt độ dung môi khả hòa tan axit đắng tăng khả hòa tan chúng nhạy cảm pH môi trường Trích ly hòa tan thành phần khác: Tinh dầu thơm hoa houblon cấu tử có tầm quan trọng việc tạo hương thơm đặc trưng cho bia Polyphenol hoa houblon hợp chất thuộc nhóm flavonoid Có ý nghĩa nhóm công nghệ sản xuất bia hợp chất antoxianogen Các hợp chất chứa nitơ: hoa houblon đưa vào đun nấu khối lượng chất lượng cao Vì hầu hết chúng hợp chất phân tử thấp dễ hòa tan, nguồn bổ sung dinh dưỡng nitơ quan trọng cho phát triển nấm men sau Lắng làm lạnh dịch đường: 5.1 Lắng trong: Mục đích: Tách cặn lắng sau trình đun sôi dịch đường với hoa houblon Phương pháp thực hiện: Thực trình lắng thiết bị lắng Whirlpool, thùng làm từ thép không rỉ, có dung tích khác thích hợp công suất nhà máy bia Thời gian lắng khoảng 20 phút 5.2 Làm lạnh nhanh: Mục đích: Làm lạnh nhanh để đưa dịch đường nhiệt độ thích hợp cho trình lên men tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men hoạt động đồng thời tăng khả hoà tan Oxy vào dịch đường phục vụ cho giai đoạn đầu tạo sinh khối nấm men Làm lạnh nhanh có tác dụng tránh vi sinh vật nhiễm vào dịch đường lên men Quá trình làm lạnh nhanh: Dịch đường từ thùng lắng bơm sang thiết bị làm lạnh có nhiệt độ khoảng 900C ta giải nhiệt nước có nhiệt độ 32 0C Sau giải nhiệt nước dịch đường có nhiệt độ khoảng 56 0C, ta tiếp tục giải nhiệt cồn lạnh có nhiệt độ -70C÷-100C để dịch đường đạt nhiệt độ 120C thích hợp lên men ban đầu Thiết bị làm lạnh  Các trình hóa lý xảy làm lạnh: Bảng 7: Các trình hóa lý xảy làm lạnh nhanh Sự hòa tan oxy vào dịch Sự tạo thành tách kết tủa lên men Dịch đường hấp thụ oxy Sự tách huyền phù khỏi dịch suốt trình làm lên men trình quan lạnh, nhiên dịch trọng làm lạnh dịch lên men đường nóng oxy liên kết Có hai loại huyền phù: huyền hóa học với chất có phù mảnh huyền phù thô dịch đường Còn Huyền phù thô sinh nhiệt độ thấp oxy hòa trình đun sôi dịch đường với tan vao dịch đường houblon phần lớn giữ Oxy không khí hòa lại thiết bị tách bã hoa, tan vào dịch đường phần lại kết tủa nhiệt độ dịch đường làm lạnh 40oC Sự hòa tan oxy Huyền phù mảnh xuất vào dịch đường phụ thuộc trình làm lạnh dịch vào nhiệt độ, bề dày lớp đường Khi có số chất dịch , chuyển động hòa tan trở thành chất không hòa nồng độ dịch đường tan tạo thành chất kết tủa Các huyền phù mảnh làm cản trở trình sinh lý sinh hóa nấm men sau Mặc khác, làm cho bia có vị đắng, làm giảm độ bền hóa lý bia 5.3 Sự bay nước Khi làm lạnh dịch đường có lượng nước định bay Do đó, thể tích dịch len men giảm nồng độ tăng.Nếu thiết bị kín nồng độ tăng 0,1%, thiết bị hở tăng 0,41,2% Sục khí: Giai đọan đầu trình lên men, nấm men cần lượng oxy hòa tan Hàm lượng oxy phụ thuộc vào lượng dịch đường Không khí oxy cho vào dịch đường từ dịch nóng vào máy lạnh nhanh vào dịch sau làm lạnh Việc bổ sung không khí vào dịch đường nóng ấm gây phản ứng oxy hóa thành phần dịch đường, làm biến đổi hương vị làm sẫm màu bia Tuy nhiên, dịch nóng đảm bảo vô trùng cho khí vi sinh bị tiêu diệt nhiệt độ cao Không khí oxy dùng để bổ sung vào dịch đường lạnh cần phải vô trùng Tốc độ hòa tan khí vào chất lỏng phụ thuộc vào áp suất, đảo trộn bề mặt tiếp xúc chất lỏng chất khí Do đó, cách hiệu nén dìng khí nhỏ vào dòng dịch đường chảy xóay Lên men chính: Giai đoạn đầu, nấm men hô hấp hiếu khí, tạo sinh khối Sau trình lên men yếm khí tạo ethanol CO2 C6H12O6  2C2H5OH + CO2 + Q  Để cung cấp oxy cho nấm men, oxy cấp vào dịch đường dòng chảy vào tank lên men  Nhiệt độ lên men 8-10oC  Thời gian 8-9 ngày  Khi cần lên men gấp theo yêu cầu sản xuất ta tiến hành ép men: bổ sung thêm nấm men vào tank, nâng nhiệt độ lên khoảng 14 OC để tăng cường hoạt động lên men Tuy nhiên làm chất lượng bia không đảm bảo - Các biến đổi trình lên men  Sinh học: Nấm men sinh trưởng mạnh trình lên men  Hóa sinh: Quá trình quan trọng lên men chuyển hóa đường có khả lên men tạo thành rượu CO Ngoài ra, xảy trình trao đổi chất hợp chất nito, lipit…  Hóa học: Các chất dịch lên men phản ứng với tạo chất  Hóa lý: Sự hòa tan CO2 dịch lên men, làm kết tủa số protein trao đổi pH  Vật lý: Sự tỏa nhiệt Quá trình lên men tạo nhiều sản phẩm phụ (andehyte, axit hữu cơ, este ) Các dẫn xuất andehyte diaxetyl, acetoine gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng bia - Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men  Chất lượng nấm men sản xuất  Lượng nấm men gieo cấy ban đầu  Nồng độ chất hòa tan dịch đường houblon hóa  Nhiệt độ lên men  Áp suất bề mặt  Hàm lượng oxy  Cường độ khuấy đảo dịch lên men  Nồng độ sản phẩm lên men Lên men phụ: - Mục đích: Lên men đường sót; làm bia; ổn định hoàn thiện màu sắc, hương vị bia; phân hủy diacetyl hình thành lên men - Nhiệt độ lên men phụ: 1-2oC áp suát dư khoảng 0,5-1.8 at - Thời gian: dao động từ 3-6 tháng, chí đến tháng - Các biến đổi trình lên men phụ:  Các biến đổi giống lên men với tốc độ chậm nhiệt độ thấp lượng men  Nấm men lên men đường sót Tuy nhiên ta không cho lên men hết toàn đường sót mà giữ lại để tạo vị cho bia Bia thành phẩm có độ đường 2.3-2.6 o Plato  Các acid hữu tác dụng với ethanol tạo este  Khử aldehyde       Chuyển diacetyl ( có độc) thành acetoin ( không độc) Để rút ngắn thời gian lên ủ, sản xuất người ta dùng chế phẩm enzyme Maturex để tăng cường chuyển hóa diacetyl Quá trình tự phân nấm men: Trong trình số tế bào nấm men bị chết tự phân enzyme protease có sẵn tế bào nấm men Sản phẩm tự phân peptid, acid amin, vài thành phần acid nucleic Chính sản phẩm tự phân có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng bia Sự kết lắng xác men, protein, tanin làm cho bia - Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men phụ: Nhiệt độ thấp thời gian dài điều kiện quan trọng để thu nhận bia có bền keo chất lượng cao Kiểm tra trình lên phụ - Thiết bị lên men phụ: sử dụng phổ biến tank kim loại – chủ yếu thép không gỉ, thân tank lắp thiết bị đo lường (van nạp xả bia, cụm van liên thông, van an toàn, van lấy mẫu, áp kế ) - Thu hồi CO2: Việc thu hồi làm CO quan trọng CO sau sử dụng để bổ sung vào bia thành phẩm cho sản phẩm đồ uống có gas khác Nguyên tắc thu hồi: loại bỏ tạp chất sau: + Không khí: làm oxy hóa bia dùng CO2 để bão hòa không khí lúc có hại làm sủi bọt nhiều + Nước: bị động lại van giảm áp xả + Chất dễ bay tạo thành trình lên men Nguyên lý thu hồi CO2 Lọc:      - Mục đích: Tạo độ lóng lánh cho bia Loại bỏ đáng kể số lượng vi sinh vật bao gồm nấm men tồn sau trình lên men phụ tàng trữ có khả làm đục bia Loại bỏ phức chất protein, hạ keo polyphenol, polysaccharide protein tan, chất làm bia nhanh đục, nhờ làm cho bia ổn định - Các biến đổi trình lọc bia: Hiện tượng giảm tốc độ chất hòa tan bia: Do phần hạt dạng keo bị loại nên độ nhớt bia sau lọc bị giảm khả tạo bọt bị giảm Sự hao phí khối lượng hao phí CO2: Sự hao phí CO2 khắc phục cách trước lúc lọc, bia làm lạnh 0oC Hoàn thiện sản phẩm: - Rửa chai : nhiệt độ 60-85oC, 10-15 phút, thiết bị sử dụng: máy rửa chai Kiểm tra chai sau rửa: Kiểm tra miệng chai dịch dư đáy chai Rót bia vào chai Dập nắp chai Thanh trùng Dán nhãn : thiết bị dán nhãn để hoàn tất sản phẩm Máy rửa chai KẾT LUẬN Ngày công nghệ nấu Bia không công thức bí truyền dân tộc mà nhân rộng khắp giới Sản phẩm Bia trở thành thức uống phổ biến nơi giới đặc biệt nước phát triển Việt Nam Nếu sử dụng hợp lý Bia thức uống vô tốt cho sức khoẻ Người nước uống Bia từ lâu rồi, với họ uống Bia cách giải khát Người Việt Nam ta Uống Bia để trở nên đẳng cấp hơn, trở thành chuyên gia ngoại hay lý dân dã thường gặp uống cho vui, uống để giải sầu Vui uống, buồn uống, người có tiền uống nơi sang trọng, người tiền uống quán cóc vỉa hè vui… Thế việc lạm dụng Bia rượu nhiều không tốt cho sức khoẻ người uống mà vô tình kéo theo hàng loạt hậu không tốt gây trật tự không khống chế thân, gây tai nạn lái xe Chúng ta hay góp phần tôn lên vẻ đẹp chất việc uống Bia đừng lạm dụng nó, để Bia trở thành hình ảnh không đẹp tương lai Xin chân thành cảm ơn! Tài liệu tham khảo Ths Đinh Thị Đĩnh, “Giáo trình công nghệ sản xuất bia - rượu - nước giải khát”, Trường Đại Học Công Nghệ Đồng Nai, 2010 GS.TS Nguyễn Thị Hiền - PGS.TS Lê Thanh Mai – Ths Lê Thị Lan Chi – Ths Nguyễn Tiến Thành – Ths Lê Viết Thắng, “Malt Bia”, NXB khoa học kỹ thuật, 2009 Lê Ngọc Tú, “Giáo trình hoá sinh công nghiệp”, NXB khoa học kỹ thuật, 2010 Lê Thùy Linh, “Thực hành vi sinh”, trường Đại học Công nghiệp thực phẩm TPHCM, năm 2010 Nguyễn Thị Hiền, “Khoa học công nghệ malt bia”, nhà xuất khoa học kỹ thuật, năm 2007 Luận văn tốt nghiệp, năm 2010, Nguyễn Thị Hồng Thắm ... nhập kinh tế quốc tế Phân loại bia: Có nhiều loại bia khác nhau, loại bia coi thuộc kiểu bia cụ thể Kiểu bia mác dán miêu tả hương vị tổng thể thông thường nguồn gốc bia, phù hợp với hệ thống tiến... loại bia men bia sử dụng trình lên men Phần lớn kiểu bia thuộc hai họ lớn: ale- sử dụng lên men đỉnh, lager- sử dụng lên men đáy Bia có đặc trưng pha trộn ale lager gọi bia lai Ngoài có bia lên... chúng sản xuất từ loại men bia- dựa phản ứng hóa sinh học Quá trình sản xuất bia gọi nấu bia Do thành phần sử dụng để sản xuất bia có khác biệt tùy theo khu vực, đặc trưng bia hương vị màu sắc thay