Sản xuất rượu bia, nước giải khát

Chương 2: Nguyên liệu sản xuất rượu - bia - nước giải khát Chương 1: GIỚI THIỆU RƯU - BIA - NƯỚC GIẢI KHÁT ************* VAI TRÒ CỦA RƯU - BIA- NƯỚC GIẢI KHÁT 1.1 Vai trò nhu cầu nước thể Bất kỳ thể sống cần đến nước, nước yếu tố thiếu để trì phát triển sống Ngoài việc tham gia vào thành phần cấu tạo thể, nước môi trường thiếu cho trình: lý, hóa, sinh học xảy nhằm thực trình trao đổi chất, trao đổi lượng thành phần thể thể với môi trường từ mức vi mô (phân tử, tế bào,…) đến mức vó mô trình đồng hóa dò hóa ngày thể Trong thể người nước chiếm từ 60-70% khối lượng, khoảng 50% nước chứa tế bào khoảng 20% nước chứa máu dòch ngoại bào Cơ thể người tiếp nhận nước từ bên ngòai nhiều đường khác thông qua ăn uống hít thở, thải nước sử dụng, nước dư thừa nhiều đường khác nhau: theo hệ thống tiêu hóa (phân, nước tiểu), theo mồ hôi hít thở (hô hấp) Ngoài thể nhận lượng lớn nước đáng kể oxy hóa chất dinh dưỡng bên thể (glucid, protit, lipit,…) Lượng nước thể khỏe mạnh, bình thường ổn đònh, hay nói cách khác tiếp nhận thải nước thể luôn trạng thái cân Nhu cầu nước hàng ngày thể phụ thuộc nhiều vào yếu tố: trạng thái sức khỏe, sinh lý thể, mức độ đồng hóa, dò hóa, mức độ sản sinh lượng (hay tình trạng mức độ lao động) thể, điều kiện môi trường sống thể….Bình thường nhu cầu trung bình 2÷3 lít/ngày Trong trường hợp đặc biệt: lao động lao động nặng nhọc, thời tiết hay điều kiện lao động khắc nghiệt (quá nóng, khô,…) bệnh lý,… nhu cầu nước ≥ -5 lít/ ngày Vì lý đấy, lượng nước thải khỏi thể lớn lượng nước tiếp nhận được, trạng thái cân nước thể bò phá vỡ gây nguy hiểm cho thể Sự nguy hiểm dẫn đến chết (do thiếu nước) thể  20÷ 25% nước 1.2 Vai trò rượu - bia - nước giải khát Nước uống loại nguồn cung cấp nước chủ yếu ngày cho thể, có vò trí đặc biệt quan trọng có ý nghóa cho thể Khi nước nhiều, phải lao động điều kiện khắc nghiệt, cường độ lao động lớn, hay điều kiện sống nóng nực khô khan,… qua nhu cầu sinh lý, bệnh lý….Ngoài việc bỗ sung nước giải nhiệt rượu - bia - nước giải khát có tác dụng quan trọng khác bỗ sung chất dinh dưỡng, muối khoáng, chất sinh lượng, chất có tác -6- Chương 2: Nguyên liệu sản xuất rượu - bia - nước giải khát dụng dược lý,… cho thể Đó nguyên nhân có nhiều loại rượu - bia -nước giải khát khác phục vụ cho nhu cầu, thò hiếu theo phong tục tập quán người PHÂN LOẠI RƯU - BIA - NƯỚC GIẢI KHÁT Nước uống có nhiều loại, nhiều dạng khác người ta dựa vào nguồn nguyên liệu, dựa vào phương pháp sản xuất, mục đích sử dụng để phân loại gọi tên 2.1 Rượu Có thể chia chúng làm nhóm chính: - Rượu pha chế (hay tổng hợp nhân tạo): pha chế từ nguồn nguyên liệu tự nhiên hay tổng hợp thông qua tác động ý muốn người thành thể đồng (rượu Quisky, rượu Rum,…) - Rượu lên men: Được tạo thành từ trình lên men rượu nguồn nguyên liệu có đường, có nguồn gốc khác nhờ hệ nấm men khác nhau, theo nhu cầu ý muốn người Rượu lên men chia làm loại + Rượu lên men chưng cất: (rượu trắng, rượu nếp gò đen,…) + Rượu lên men không chưng cất: (Các lọai rượu trái cây, rượu vang,…) 2.2 Bia Dựa vào nguồn nguyên liệu malt để sản xuất bia, chia bia làm loại - Bia vàng: Được sản xuất từ malt vàng - Bia đen: Được sản xuất từ malt thẫm 2.3 Nước giải khát Có thể chia chúng làm nhóm chính: - Nước giải khát pha chế (hay tổng hợp nhân tạo): Là nước giải khát pha chế từ nguồn nguyên liệu tự nhiên hay tổng hợp thông qua tác động ý muốn người thành thể đồng nhất, có hay gaz - Nước giải khát lên men: Là nước giải khát tạo thành từ trình lên men rượu chưa kết thúc nguyên liệu có đường từ nguồn gốc khác nhờ hệ nấm men khác nhau, theo nhu cầu ý muốn người Nước giải khát lên men có CO2 (gaz) alcool thành phần mức độ khác Trong nhóm lại có nhiều loại với tên gọi khác nhau: gọi theo tên nguyên liệu (như nước giải khát pha chế hương dứa, nước dứa lên men, nước cam pha chế, nước cam lên men, bột cam giải khát, viên giải khát hương cam,…) Về loại nhóm sau: Các loại nhóm nước giải khát pha chế + Nước bão hòa CO2 hay gọi “Nước Soda” + Nước giải khát pha chế loại có gaz (khí CO 2) (như xá xò, pessi, coca-cola,…) + Nước giải khát pha chế loại gaz (như nước bí đau, nước dừa lon,…) + Nước giải khát pha chế chữa bệnh (như loại nước khoáng, suối,…) + Nước giải khát pha chế dinh dưỡng (các loại bỗ sung thêm sinh tố, acid amin,…) -7- Chương 2: Nguyên liệu sản xuất rượu - bia - nước giải khát Các loại nhóm nước giải khát lên men: + Nước giải khát lên men từ nước loại (như mật dâu tầm, mật nho,…) 2.4 Tình hình sản xuất rượu - bia - nước giải khát Vì nhu cầu người ngày tăng, điều kiện kỹ thuật, sở vật chất ngày phát triển tác dụng đa dạng rượu bia - nước giải khát,… Nên tình hình sản xuất nước giải khát năm gần phát triển mạnh mẽ ạt Chưa có thống kê hết loại rượu – bia - nước giải khát với số lượng, tiêu chất lượng cụ thể loại ( Thế Giới Việt Nam vậy) Bộ Công Nghiệp ban hành Quyết đònh 18/2007/QĐ - BCN vào ngày 8/5/2007 việc quy hoạch tổng thể phát triển ngành biarượu - nước giải khát Việt Nam đến năm 2010 Theo xây dựng ngành bia- rượu - nước giải khát thành ngành kinh tế mạnh; phấn đấu hạ giá thành, nâng cao khả cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu nước đẩy mạnh xuất khẩu, tăng nguồn thu ngân sách, hội nhập vững kinh tế khu vực giới Mục tiêu cụ thể đến năm 2010, sản xuất 3.500 triệu lít bia, 145 triệu lít rượu 1.650 triệu lít nước giải khát Quy hoạch phát triển sản phẩm tập trung đầu tư nhà máy có công suất lớn, thiết bò, công nghệ đại, sản xuất kinh doanh có hiệu quả, đáp ứng yêu cầu môi trường, điều kiện vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP), đảm bảo chất lượng giá thành người tiêu dùng chấp nhận QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯU – BIA – NƯỚC GIẢI KHÁT 3.1 Qui trình công nghệ sản xuất rượu 3.1.1 Qui trình công nghệ sản xuất rượu pha chế Đườn g Nước Cồn Nấu xirô Xử lý, làm Pha lỏng cồn Lọc xirô Phối trộn Lọc Chai Rửa, sát trùng Làm khô Chất màu Chất mùi Chiết chai Xuất xưởng thành phẩm Hình 1.1: Qui trình công nghệ sản xuất rượu pha chế 3.1.2 Qui trình công nghệ sản xuất rượu lên men (nguyên liệu chứa tinh bột, nguyên liệu chứa đường) -8- Chương 2: Nguyên liệu sản xuất rượu - bia - nước giải khát a Chưng cất Nấm men Lên men Nguyên liệu Chai Rửa, sát trùng Chưng cất Làm khô Chiết chai Xuất xưởng thành phẩm Hình 1.2: Qui trình công nghệ sản xuất rượu lên men qua chưng cất b Không chưng cất Nấm men Lọc Lên men Nguyên liệu Chai Đường Rửa, sát trùng Làm khô Bã Chiết chai Xuất xưởng thành phẩm Hình 1.3: Qui trình công nghệ sản xuất rượu lên men không qua chưng cất Ghi chú: Nguyên liệu chứa tinh bột cần phải nấu trước lên men 3.2 Qui trình công nghệ sản xuất bia Gạo Nấu cháo Bã (malt, gạo) Phụ Nước Xử lý, làm Lọc Dòch nha gia Houblon Malt Nấu cháo Lên men -9- Nấm men Chương 2: Nguyên liệu sản xuất rượu - bia - nước giải khát Bột trợ lọc Lọc Rửa, sát trùng Chai Làm khô Chiết chai Xuất xưởng thành phẩm Hình 1.4: Qui trình công nghệ sản xuất bia 3.3 Qui trình công nghệ sản xuất nước giải khát 3.3.1 Phương pháp trực tiếp Xử lý, khử trùng Nước Nấu xirô Đường CO2 Chai Làm lạnh, khí Lọc xirô Xử lý, tách tạp chất Rửa, sát Làm trùng khô Phối trộn Chất màu Chất mùi Làm lạnh, bão hòa CO2 Chiết chai Xuất xưởng thành phẩm 3.3.2 Phương pháp gián tiếp Nước Đường Xử lý, khử trùng Acid TP Nấu xirô Làm lạnh, khí Lọc xirô Bão hòa CO2 Pha chế xirô bán thành phẩm Chiết chai CO2 Làm khô Đóng nút, dán nhãn Xử lý, tách tạp chất Chất màu Chất mùi Rửa, sát trùng Xuất xưởng thành phẩm - 10 - Chai Chương 2: Nguyên liệu sản xuất rượu - bia - nước giải khát : Nguyên liệu, vật liệu ban đầu : Quá trình công nghệ : Sản phẩm thành phẩm Hình 1.5: Qui trình công nghệ sản xuất nước giái khát Chương 2: NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT RƯU- BIA NƯỚC GIẢI KHÁT *************** NƯỚC Trong công nghiệp sản xuất rượu - bia - nước giải khát, nước nguồn nguyên liệu thay thế, sử dụng rộng rãi, với nhiều mục đích khác nhau: Trên dây chuyền công nghệ chính, nước dùng trình nấu nguyên liệu, pha loãng dung dòch Ngoài nước dùng trình khác như: để xử lý nguyên liệu, vận chuyển nguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm, vệ sinh thiết bò, cấp nước cho lò hơi,…Nên thành phần , tính chất hóa lý, chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp tới kỹ thuật sản xuất chất lượng sản phẩm 1.1 Thành phần, tính chất tiêu nước - Thành phần, tính chất nước phụ thuộc vào nguồn cấp nước: Nước mạch chứa nhiều muối chất hữu Nước mưa chứa nhiều khí Nước đầm hồ, … chứa nhiều hợp chất hữu cơ, vi sinh vật, … 1.1.1 Thông thường hàm lượng có nước sau Bảng 2.1: + Cặn khô 200 ÷ 500 mg/l +Cl (dạng liên 10 ÷ 40 mg/l kết) + CaO 80 ÷ 100 mg/l + SiO2 ÷ 16 mg/l + MgO 20 ÷ 40 mg/l + N2O5 ≤ 10 mg/l + SO3 ÷ 80 mg/l + Các chất ≤ mg/l hữu a-Các dạng hợp chất tồn nước thường dạng muối Ca(HCO3)2, g(HCO3)2 Fe(HCO3)2, CaCl2, MgCl2, CaCO3, FeCO3, CaSO4, MgSO4, NaSO4, Na2SO4, Na2CO3, NaCl, K2CO3,….MgCO3 (hòa tan yếu) CaCO3, FeCO3 (khí hòa tan) dạng khác như: muối aluminat, silicat, phophat, nitrat, nitrit, NH3,… Các muối thường hòa tan dạng ion, nhiều Ca2+, Mg2+, H+, Na+, K+, Fe2+, Mn2+, Al3+ vaø OH-, HCO3-, Cl-, SO42-, NO3-, NO2-, SiO3- PO43-,… b-Các muối Ca2+, Mg2+ nguyên nhân gây nên độ cứng nước Độ cứng biểu thò miligam đương lượng (mg-E) ion canxi magie lít nước Độ cứng chia làm loại: - 11 - Chương 2: Nguyên liệu sản xuất rượu - bia - nước giải khát - Độ cứng tạm thời (hay gọi độ cứng cacbonat) gây nên có mặt bicacbonat cacbonat canxi magiê có nước, bò đun sôi kéo dài, CO bay ra, muối kết tủa theo phản ứng: A.(HCO3)2 ACO3 + CO2 + H2O (A: Ca hay Mg) - Độ cứng vónh cửu (hay gọi độ cứng sunfat) gây nên muối khác: ion Canxi magie kết hợp với gốc muối axit vô mạnh Các muối luôn hòa nước (không bò kết tủa đun sôi) ví dụ CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4, Ca(NO3)2, - Độ cứng chung tổng độ cứng tạm thời độ cứng vónh cửu Độ cứng biểu thò sau: 10 cứng tương đương 10mg CaO hay 7.19 MgO/1lít nước 1mg đương lượng (E) tương đương với: 20.04mg ion Canxi hay 12.46 mg ion Magie/1lít nước 1mg –E/lít = 2.80 hay 10 = 0.356 mg – E/lít.(Độ cứng thường đo theo thang độ cứng Đức) c- Dựa theo độ cứng chung nước chia ra: Bảng 2.2: Nước mềm ÷ 80 D hay 1.4 ÷ 2.8 mg – E/lít Nước mềm ÷ 40 D hay ÷ 1.4 mg – E/lít Nước cứng trung ÷ 12 D hay 2.8 ÷ 4.2 mg – E/lít bình 12 ÷ 180D hay 4.2 ÷ 6.4 mg – E/lít Nước tương đối 18 ÷ 300D hay 6.4 ÷ 10.7 mg – E/lít cứng 300D hay 10.7 mg – E/lít Nước cứng Nước cứng Để đơn giản thực tế chia gộp lại sau: Bảng 2.3: Nước > 10mg –E/l - Dùng giặt quần áo cứng có khó Nước cứng ÷ 10 mg – E/l có ÷ mg – E/l - Không dùng cho nồi Nước 1.5 ÷ mg –E/l - Dùng để pha chế rượu – cứng có bia- nước giải Nước mềm ÷ 1.5 mg – E/l khát nói chung có Nước mềm có Độ cứng số quan trọng nước dùng sinh hoạt ngành công nghiệp khác Với nước dùng để nấu nguyên liệu pha chế có độ cứng thấp nước uống thông thường, tiêu hao acid thực phẩm giảm 1.1.2 Độ cặn toàn phần Là tổng chất vô cơ, hữu (hòa tan hay không hòa tan), không kể chất khí có nước Được biểu thò mg/l Bao gồm cặn hòa tan cặn không hòa tan (tinh cặn hay cặn) vô Nước sinh hoạt độ cặn toàn phần phải < 1000mg/l Phương pháp xác đònh cặn sau: - 12 - Chương 2: Nguyên liệu sản xuất rượu - bia - nước giải khát -Nước  Đun cho bốc hết  Sấy 105 ÷ 1100C đến trọng lượng không đổi: cặn toàn phần -Nước  Loại bỏ cặn không hòa tan  Đun cho bốc  sấy 105 ÷ 1100C đến trọng lượng không đổi: cặn hòa tan -Nước  Đun cho nước bốc hết  Nung 8000C: tinh cặn tòan phần -Nước  Lọc bỏ cặn  Đun bốc  Nung 8000C: tinh cặn hòa tan 1.1.3 Độ pH Được đặc trưng nồng độ H+ có nước (pH = -lg[H+]) thể tính acid, kiềm hay trung hòa nước Nếu pH < 7: Nước có tính acid Nếu pH = 7: Nước trung hòa Nếu pH > 7: Nước có tính kiềm Độ pH số quan trọng sản xuất rượu - bia - nước giải khát, sản xuất rượu – bia –nước giải khát dùng nước có pH < (5 ÷ 6) 1.1.4 Độ kiềm Đặc trưng cho khả nước kết hợp với acid mạnh (thường dùng HCl) Biễu diễn mg-E ion OH -, CO32-, HCO3và số ion khác acid hữu yếu gumat, Hydrat có lít nước Độ kiềm chia ra: độ kiềm Bicacbonat, cacbonat hydrat Để xác đònh độ kiềm, dùng chất thò Phenolphtalcin metyl da cam theo sơ đồ: Chuẩn độ = Phenolphtalcin Chuẩn độ Metyl da cam Nước  màu hồng /1/  đến màu da cam /2/ Tương đương pH = 8.2 ÷ 8.4 Tương đương pH = ÷ 4.3 - Lượng acid tiêu hao/1/ cho biết hàm lượng OH - CO32- theo phản ứng: OH- + H+ (acid)  H2O CO32- + H+ (acid)  HCO3- Gọi độ kiềm tự (mg-E/l) - Lượng acid tiêu hao /2/ cho biết lượng HCO3- theo phản ứng: HCO3- + H+ (acid)  CO2 +H2O Độ kiềm chung = [OH-] + [CO32-] + [HCO3-] (mg-E/l) Độ kiềm chung = [OH-] + [CO32-] + [HCO3-] (mgE/l) Đây số quan trọng chất lượng nước Nếu lớn sẻ ảnh hưởng xấu tới trình sinh học đường hóa, lên men, … tiêu tốn nhiều acid thực phẩm thực trình pha chế 1.1.5 Độ oxy hóa (chỉ số oxy hóa) Đặc trưng cho hàm lượng tạp chất hữu hòa tan số chất vô dễ oxy hóa có nước, (chất nhầy, keo, acid hữu cơ, …) biễu diễn mg KMnO4 hay O2 Khi oxy hóa chất lít nước đun sôi dư 10 phút dư KMnO4 KMnO4 +3 H2SO4  5O2 +2 MnSO4 + K2SO4 + 3H2O (1mg O2 tương đương với 3.95 mg KMnO4) - 13 - Chương 2: Nguyên liệu sản xuất rượu - bia - nước giải khát Chỉ số cao, chứng tỏ nước bò nhiễm bẫn nhiều (nhất nước ao, đầm lầy:  400 mgO2/l hay nước sông: ÷ mg O2/l) Đối với nước pha chế, số nhỏ tốt (< 2mg O 2/l) Nước uống thường không >3mgO2/l 1.1.6 Một số thành phần số khác nước a Độ màu: Màu chất gumid, hợp chất keo sắt phát triển số vi sinh vật, thực vật (như rong, tảo gây nên) Nước (độ màu thấp) chất lượng cao b Mùi vò: Phụ thuộc vào thành phần chất có nước chủ yếu tạp chất hòa tan nước đònh Vò nước có: mặn, chua, hay cay nhẹ Mùi nước mùi tự nhiên tạo nên ( mùi bùn đất, vi sinh vật, phù du, cỏ dại, hay xác sinh vật, ) mùi nhân tạo khác mùi clo, phenol, khai thác xử lý nước gây nên Mùi vò xác đònh cảm quan (thử nếm) thường chia cấp: Rất yếu – yếu – rõ – rõ nhẹ –rất rõ c Nồng độ sắt: Thường tồn dạng Fe 2+, Fe3+, nước nguồn thường dạng Fe2+ hòa tan, nước mặt (lộ thiên) thường dạng keo hay hợp chất dạng oxid – gumid – sắt Hàm lượng sắt nước ít, chất lượng nước cao (Fe nguyên nhân chủ yếu gây nên ảnh hưởng xấu tạo màu, mùi khó chòu, đục, cho nước) Thường biểu thò mg/l d Nồng độ mangan, acid Xilicic: Mangan thường có nhiều nước ngầm dạng bicacbonat 2+ (Mn ) Acid Xilicic: thường có nhiều nước thiên nhiên tồn nhiều dạng khác (từ dạng keo đến dạng ion) Thường biểu thò mg/lít e Các hợp chất chứa Nitơ: HNO3, HNO2, NH3, có mặt hợp chất chứng tỏ nước bò nhiễm bẩn (ví dụ có NH 3: bò nhiễm bẩn, có HNO2: bò nhiễm bẩn HNO 3: bò nhiễm bẩn lâu, ) Đồng thời hợp chất vô gây f Các clorua Sunfat: Thường gặp nước dạng muối Na, Ca, Mg biểu thò mg/l g Iod Fluo: Thường gặp nước dạng ion, chúng ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe gây bệnh cho người tiêu dùng Nước uống cho phép: Iod: 0.005 ÷ 0.007 mg/l Fluo:1mg/l (nếu fluo >1: dễ hỏng men