KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH NẤU VÀ LÊN MEN BIA CHAI TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – QUY NHƠN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH NẤU VÀ LÊN MEN BIA CHAI TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – QUY NHƠN Họ tên sinh viên: NGUYỄN VƯƠNG QUỐC Ngành: BẢO QUẢN CHẾ BIẾN NÔNG SẢN VÀ VI SINH THỰC PHẨM Niên khóa: 2007 – 2011 Tháng 07/2011 KHẢO SÁT Q TRÌNH NẤU VÀ LÊN MEN BIA CHAI TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – QUY NHƠN Tác giả Nguyễn Vương Quốc Khóa luận đệ trình để đáp ứng u cầu cấp Kỹ Sư ngành Bảo Quản Chế Biến Nông Sản Vi Sinh Thực Phẩm Giáo viên hướng dẫn: Th.S Lâm Thanh Hiền Tháng 7/2011 i LỜI CẢM ƠN Đầu tiên cho xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến bà Trịnh Thị Hồng Huệ - Giám đốc điều hành nhà máy Bia Sài Gòn – Quy Nhơn ban lãnh đạo nhà máy tạo điều kiện cho thực tập Cảm ơn Nguyễn Bá Phước anh chị phòng kỹ thuật tận tình bảo, hướng dẫn giúp đỡ suốt thời gian thực tập Tập thể giáo viên Khoa Công Nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Nơng Lâm TP.HCM tận tình dạy truyền đạt kiến thức cho tơi suốt q trình học tập, xin chân thành cảm ơn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thạc sĩ Lâm Thanh Hiền trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ tơi thực khóa luận Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình bạn bè giúp đỡ tạo điều kiện cho thời gian Tôi xin chân thành cảm ơn Quy Nhơn, ngày 16 tháng năm 2011 Sinh viên Nguyễn Vương Quốc ii TĨM TẮT Được cho phép Khoa Cơng Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh nhà máy bia Sài Gòn – Quy Nhơn, tiến hành thực đề tài: “KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH NẤU VÀ LÊN MEN BIA CHAI TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – QUY NHƠN” từ ngày 14/3 đến 16/7/2011 Quy trình sản xuất nhà máy thực sau: Nguyên liệu  Xử lý  Sản xuất dịch đường houblon hóa  Lên men  Làm  Chiết chai  Thanh trùng  Hồn thiện sản phẩm Qua q trình khảo sát theo dõi tiêu hóa lý cơng đoạn: Sản xuất dịch đường houblon hóa, lên men theo dõi tiêu hóa lý bia thành phẩm chúng tơi nhận thấy: Q trình sản xuất dịch đường houblon hóa, lên men tạo dịch nha lạnh đạt yêu cầu nhà máy Quy trình sản xuất bia nhà máy Sài Gòn – Quy Nhơn tạo bia thành phẩm có chất lượng đạt theo yêu cầu nhà máy Các thiết bị phương pháp kiểm tra tiêu hóa lý phòng thí nghiệm đáp ứng u cầu kiểm tra cơng đoạn, góp phần đảm bảo chất lượng bia Công việc soi chai phân xưởng chiết góp phần loại bỏ sản phẩm không đạt yêu cầu sản xuất iii MỤC LỤC Trang Trang tựa i Lời cảm ơn ii Tóm tắt iii Mục lục iv Danh sách chữ viết tắt vii Danh sách hình viii Danh sách bảng ix Chương MỞ ĐẦU 1.1.Đặt vấn đề 1.2.Mục đích 1.3.Yêu cầu Chương TỔNG QUAN 2.1 Lịch sử hình thành phát triển nhà máy 2.1.1 Giới thiệu công ty 2.1.2 Q trình hình thành phát triển Cơng ty 2.1.3 Cơ cấu tổ chức máy quản lí cơng ty 2.2 Nguyên liệu dùng sản xuất bia 2.2.1 Nước 2.2.2 Malt 2.2.3 Thế liệu 2.2.4 Nấm men 2.2.5 Houblon 2.2.6 Các chất phụ gia 10 2.3 Quy trình sản xuất bia 11 2.3.1 Quy trình cơng nghệ sản xuất bia tổng quát 11 2.3.2 Thuyết minh quy trình 12 2.3.2.1 Sản xuất dịch đường houblon hóa 12 iv 2.3.2.2 Lên men 15 2.3.2.3 Làm bão hòa CO 16 2.3.2.4 Chiết bia 17 2.4 Chất lượng bia thành phẩm 20 Chương VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 21 3.1 Thời gian địa điểm 21 3.2 Nguyên vật liệu 21 3.3 Thiết bị dụng cụ hóa chất sử dụng 21 3.4 Phương pháp khảo sát 23 3.4.1 Khảo sát trình nấu 23 3.4.2 Quá trình lên men 23 3.4.3 Xác định số tiêu bia thành phẩm 24 3.5 Các phương pháp áp dụng đề tài 24 3.6 Xử lý số liệu 24 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 4.1 Quy trình sản xuất nhà máy Bia Sài Gòn – Quy Nhơn 26 4.2.Nguyên liệu xử lý nguyên liệu 28 4.2.1.Malt 28 4.2.2.Gạo 29 4.2.3.Hoa houblon 30 4.2.4.Men bia 31 4.2.5.Nước 31 4.2.6.Các chất phụ gia 32 4.3.Sản xuất dịch đường houblon hóa 32 4.3.1.Đường hóa 33 4.3.2.Lọc thu dịch đường 34 4.3.3.Đun sôi với hoa houblon 35 4.3.4.Kết số tiêu theo dõi trình nấu 36 4.4.Lên men 36 4.4.1.Lên men 37 4.4.2.Lên men phụ tàng trữ bia 38 v 4.4.3.Kết theo dõi sau trình lên men Error! Boo 4.5.Xác định tiêu bia thành phẩm 40 4.5.1.Kết kiểm tra độ cồn, Ext BK, Ext NT máy Alcolyzer Plus Beer 40 4.5.2.Kết xác định độ màu 42 4.5.3.Phân tích hàm lượng CO 42 4.5.4.Phân tích độ acid 43 4.5.5.Kết kiểm tra hàm lượng Diacetyl 43 4.6.Làm việc phân xưởng 44 4.6.1.Công việc soi chai rỗng sau máy rửa 44 4.6.2.Công việc soi chai trùng 45 4.6.3.Tình hình thực tế 46 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 47 5.1.Kết luận 47 5.2 Đề nghị 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT CIP Clearn In Place EBC European Brewery Convention Ext BK Nồng độ chất hòa tan biểu kiến Ext NT Nồng độ chất hòa tan nguyên thủy hl hecto lít LMC Lên men LMP Lên men phụ độ Plato PE PolyEthylen PTDQTLM Phiếu theo dõi trình lên men QĐ – UB Quyết định - Ủy ban QĐ – HĐTV Quyết định – Hội đồng thành viên TNHH Tránh nhiệm hữu hạn UBND Uỷ ban nhân dân Opt Optimum P vii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Sản phẩm bia nhà máy Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn chế độ trùng 20 Hình 3.1: Máy Alcolyzer Plus Beer 23 Hình 3.2: Máy phân tích quang phổ Jasco 23 Hình 3.3: Máy so màu AVM 23 Hình 4.1: Giản đồ nấu bia nhà máy bia Sài Gòn – Quy Nhơn 34 Hình 4.2: Đồ thị mơ tả mối quan hệ độ đường mật độ tế bào nấm men 41 Sơ đồ 2.1: Cơ cấu tổ chức máy công ty Sơ đồ 2.2: Quy trình cơng nghệ sản xuất bia chung 12 Sơ đồ 2.3: Quy trình chiết rót 19 Sơ đồ 4.1: Quy trình sản xuất bia nhà máy bia Sài Gòn – Quy Nhơn 28 Sơ đồ 4.2: Quy trình xử lý malt 29 Sơ đồ 4.3: Quy trình xử lý gạo 31 Sơ đồ 4.4: Quy trình sử lý nước nhà máy 32 Sơ đồ 4.5: Quy trình sản xuất dịch đường houblon hóa 34 viii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Yêu cầu nước dùng để sản xuất bia Bảng 2.2: Thành phần hóa học hoa Houblon Bảng 4.1: Kết kiểm tra độ cồn 37 Bảng 4.2: Kết số tiêu theo dõi sau trình nấu 38 Bảng 4.3: Kết kiểm tra men giống 43 Bảng 4.4: Kết kiểm tra lên men 43 Bảng 4.5: Kết kiểm tra lên men phụ 43 Bảng 4.6: Kết kiểm tra độ cồn 44 Bảng 4.7: Kết kiểm tra độ hòa tan BK 45 Bảng 4.8: Kết kiểm tra độ hòa tan NT 45 Bảng 4.9: Kết phân tích độ màu 46 Bảng 4.10: Kết phân tích hàm lượng CO 46 Bảng 4.11: Kết phân tích độ acid 47 Bảng 4.12: Kết phân tích hàm lượng Diacetyl 47 ix 0,1: thể tích dịch tế bào ( tính mm3) chứa ô trung tâm 103: số chuyển mm3 thành ml (1000 mm3 = ml) 10n: nồng độ pha loãng B Phương pháp xác định tỷ lệ tế bào chết (Tài liệu nội nhà máy) - Nguyên tắc: Các tế bào sống chứa enzyme có khả chuyển xanh methylen thành chất khơng màu Khi ngâm tế bào vào dung dịch xanh methylen chất qua màng tế bào enzyme tế bào sống làm màu xanh Các tế bào chết enzyme khơng hoạt động nên khơng thể làm màu xanh, tế bào bị nhuộm màu xanh - Hóa chất: Xanh methylene, Nước cất vô trùng - Thiết bị: Buồng đếm, kính kính hiển vi - Tiến hành: Trộn dung dịch xanh methylen với mẫu (cho giọt mẫu giọt xanh methylen) Pha loãng cho nồng độ nấm men nằm khoảng 40 - 60 tế bào trường quan sát Quan sát kính hiển vi Đếm số tế bào nấm men chết (màu xanh) số tế bào nấm men sống (không màu) kính trường - Tính kết quả: D = (d / l) * 100 D: Tỷ lệ nấm men chết d: Số tế bào chết kính trường l: số tế bào sống kính trường C Phương pháp xác định khả nảy chồi tế bào nấm men (Tài liệu nội nhà máy) - Dụng cụ, hóa chất: o Kính hiển vi o H SO 10% - Phương pháp thực hiện: Đuổi CO có mẫu dịch lên men cách khuấy dịch mẫu Cho giọt canh trường nấm men giọt H SO 10% lên phiến kính, đậy kính lại tránh có bọt khí, quan sát kính hiển vi Đếm số tế bào nảy chồi kính trường Tế bào coi nảy chồi tế bào 27 phải dùng nước cất pha loãng o Cho dung dịch cần đo vào Cuvet chọn o Ấn giữ công tắc cho đèn sang, dùng ngón tay trỏ xoay đĩa màu màu dung dịch mắt phải tương ứng với màu đĩa màu mắt trái Đọc kết tròn phía o Khi đo xong mẫu, Cuvet phải rửa nước máy, tráng lại nước cất Hàng tuần ngâm Cuvet vào dung dịch Axit - 3% 30 phút, rửa nước cất o Khi thay đổi đĩa màu, đĩa màu không sử dụng phải cất vào hộp - Chuẩn bị mẫu đo: o Mẫu bia Fecmentank, dịch malt, wort… lẫn men hay số tạp chất phải lọc qua giấy lọc o Cuvet phải sạch, trước đo dùng mẫu tráng Cuvet vài lần - Thực hiện: o Mẫu sau xử lý cho vào Cuvet chọn, đặt vào buồng đo máy để thực phép đo Đọc kết - Tính tốn kết quả: Độ màu EBC-TCVN 6061:1995 o X = A×f×25;EBC o A: Độ hấp thu mẫu bước sóng 430nm o X : Độ màu,EBC o f: Hệ số pha loãng Phụ lục 2.6 Phân tích hàm lượng CO (Tài liệu nội nhà máy) - Chuẩn bị mẫu đo Bia chai (nút phải kín) đưa nhiệt độ 25oC cách ngâm chai vào nước nhiệt độ 25oC 30 phút 54 - Hướng dẫn sử dụng thiết bị Đưa chai điều nhiệt 25oC vào vị trí đục nắp chai thiết bị, Đóng van xả khí thiết bị, kéo đòn bẩy phía trước hết mức giữ nguyên vị trí Dùng khăn tay hay túi bọc chai, tay giữ chai, tay giữ thiết bị, lắc mạnh nhiều lần đến đồng hồ áp lực không tăng Đọc kết đồng hồ Mở van xả áp lực, đẩy đòn bẩy phía sau, lấy chai đo số ml khoảng trống phía chai Lưu ý: trình thao tác phải đảm bảo hệ thống kín Để kiểm tra độ kín, sau ngừng lắc, để yên áp kế gắn vào cổ chai khoảng - phút quan sát áp suất không giảm hệ thống kín - Bảo quản Sau đo xong mẫu, dùng bình tia đựng nước cất xịt rửa đường thông từ chai qua van xả áp Rửa tồn bên ngồi thiết bị, lau khơ - Tính kết quả: Kết quả: (x) hàm lượng CO bia tính % theo cơng thức: (x)% = (p + 1)×(0,122 + A) Nếu tính gam/lít: CO (g/l) = (x)%×10 Trong đó: p: áp lực đo đồng hồ đo (bar) A: hệ số quy đổi theo khoảng trống chai Bảng: Hệ số quy đổi theo khoảng trống chai Thể tích khí (ml) Hệ số A Đối với chai 0,5 lít Đối với chai 0,355 lít 8÷12 0,003 0,006 13÷17 0,005 0,009 18÷22 0,007 0,011 23÷27 0,009 0,013 28÷32 0,011 0,016 33÷37 0,013 0,019 55 38÷42 0,014 0,022 43÷47 0,016 0,024 48÷52 0,018 0,027 Bia sau lấy mẫu phòng thí nghiệm đưa nhiệt độ 25oC Đánh dấu khoảng trống chai Tiến hành đo Đọc kết đo Đổ dịch chai bia Đổ nước vào ngang vạch đánh dấu (V ml) Phụ lục 2.7 Phân tích độ Acid (Tài liệu nội nhà máy) - Thuốc thử dụng cụ, thiết bị: o NaOH 0,1N o Phenolphtalein 1% o Etanol 60o - Tiến hành thử: o Hút xác 10 ml mẫu, pha loãng đến 100 ml, thêm giọt thị màu Phenolphtalein 1%, đem chuẩn dung dịch NaOH 0,1N đến nhuộm màu hồng ngưng o Chuẩn đo: ghi thể tích NaOH 0,1N tiêu tốn - Tính kết quả: Xác định độ Acid theo TCVN 5564:1991 Trong đó: X = V × N × 100/V N: Nồng độ dung dịch NaOH 0,1N V : Thể tích mẫu thử (ml) V : Thể tích NaOH chuẩn mẫu (ml) Phụ lục 2.8 Hướng dẫn sử dụng máy đo quang phổ Jasco (V – 560) (Tài liệu nội nhà máy) Nguyên tắc: Bật máy để ổn định 15 phút trước đo - Vào hệ thống, cài đặt chế độ cần đo - Vào chế độ đo mật độ quang (kết nối máy) 56 - Vào Go to  Cài đặt bước sóng cần đo chất (đơn vị nm) - Ấn Auto Zero - Đặt Cuvet vào buồng đo (Cuvet có dịch) Phân tích hàm lượng Diacetyl máy quang phổ (Tài liệu nội nhà máy) - Nguyên tắc Tách chất Dicetone từ bia cách chưng cất Cho phản ứng phần chưng cất với dung dịch O-phenilenediamine tạo chất dẫn xuất Quinoxalin Acid hóa đo quang phổ chất thu từ phản ứng Tính nồng độ chất Dicetone nhờ hệ số xác định qua chất chuẩn - Thuốc thử o Axit Chlohydrit (HCl) nồng độ mol/l o O-phenilenediamine dung dịch có nồng độ 10 g/l axit Chlohydrit mol/l chuẩn bị ngày bảo quản chỗ tối O-phenilenediamine độc gây dị ứng nên cần phải đeo găng tay cao su o Dung dịch Diacetyl chuẩn (250 mg/l) pha loãng ml dung dịch gốc với nước bình định mức 100 ml Thời gian bảo quản tháng - Trang thiết bị o Dụng cụ chưng cất Parnas hay Markham để chưng cất nước chứa mẫu đến 100 ml o Ống nghiệm chia vạch 25 ml 100 ml o Cuvet silic 10 mm - Chuẩn bị mẫu o Quay li tâm lọc mẫu thử chứa nấm men * Mẫu thử: Lấy 100 ml mẫu ống nghiệm định cỡ vạch đưa mẫu vào dụng cụ chưng cất Chưng cất mẫu cho thu 25 ml dịch cất ống nghiệm định cỡ vạch Thời gian đun nóng khơng phút, thời gian chưng cất từ 8-10 phút Trộn đồng dịch cất Dùng pipet lấy 10 ml dịch cất cho vào ống nghiệm khô Thêm 0,5 ml dung dịch O-phenilenediamine vào ống thử 57 Hòa trộn hai dung dịch Để yên chỗ tối khoảng 20-30 phút Dùng pipet thêm ml Axit Chlohydrit mol/l vào hỗn hợp phản ứng * Mẫu trắng: Dùng pipet lấy 10 ml nước cất vào ống nghiệm khô thay cho 10 ml dịch cất, bước lại thực mẫu thử * Mẫu chuẩn Dùng pipet cho 9,9 ml nước vào ống nghiệm khô Thêm 0,1 ml dung dịch chuẩn Diacetyl lắc cho đồng Các bước lại thực mẫu thử - Thực đo mẫu Đo mẫu thử, mẫu trắng mẫu chuẩn quang phổ kế bước sóng hấp thụ 335 nm với cuvet silic 10 mm, so sánh với nước - Tính tốn kết quả: Hàm lượng Diacetyl TCVN 6058:1995 Tính hàm lượng chất Dicetone, biểu thị mg/l Diacetyl theo cơng thức sau: Trong đó: A 335 : Độ hấp thu quang mẫu thử bước sóng 335 nm A bl : Độ hấp thu quang mẫu trắng bước sóng 335 nm A c : Độ hấp thu quang mẫu chuẩn Diaxetyl bước sóng 335 nm X : Hàm lượng Diacetyl, mg/l Lưu ý: Mẫu số (A c - A bl ) phải gần số 0,230 trường hợp ngược lại tìm nguyên nhân cách chuẩn bị dung dịch chuẩn vào lúc bắt đầu chưng cất lại Diacetyl Phụ lục 2.9: Phương pháp đo Ext dịch chiết Ext BK Sacaromet kế (Tài liệu nội nhà máy) Dụng cụ: Sacaromet kế với vạch chia độ 0,05 % (Loại chuyên dùng công nghệ sản xuất bia).Silinder thủy tinh kim loại (Đường kính Silinder – lần đường kính Sacaromet) 58 Thực hiện: Đặc Silinder lên khay phẳng Cho dung dịch cần xác định vào đầy Silinder Thả nhẹ Sacaromet vào Silinder, giữ nhẹ đầu Sacaromet chìm xuống độ sâu ổn định thả Một phần dung dịch Sillinder tràn khay Sau – phút ta đọc kết nồng độ chất hòa tan cần xác định điều kiện chuẩn 200C PHỤ LỤC 3: CÁC YÊU CẦU CHẤT LƯỢNG CỦA NHÀ MÁY Phụ lục 3.1: Yêu cầu chất lượng malt nhà máy bai Sài Gòn- Quy Nhơn Chỉ tiêu cảm quan: Hạt đồng Màu malt sáng Ít tạp chất Malt khơng bị mốc meo Rây hạt: < 2,2: 0,8%, (2,2; 2,5; 2,8)>93,8% Chỉ tiêu hóa lý Bảng: Yêu cầu tiêu hóa lý Chỉ tiêu Yêu cầu Độ ẩm