Tìm Hiểu Quy Trình Kiểm Tra Chất Lượng Bia Thành Phẩm Của Công Ty Bia Vinaken

Trong thời gian thực hiện ñồ án tại công ty bia Vinaken có dây chuyền công nghệ sản xuất cao giúp cho tôi học tập ñược rất nhiều kiến thức thực tế về các công việc tại nhà máy, nhằm củng

MSSV: 107111145

Lớp: 07DSH4

PHIẾU GIAO ðỀ TÀI ðỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên ñược giao ñề tài: Diệp Kỳ Tâm

2 MSSV: 107111145 Lớp: 07DSH4

3 Ngành: Công Nghệ Sinh Học

Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học

4 Tên ñề tài : Tìm hiểu quy trình kiểm tra chất lượng bia thành phẩm của công ty bia

Vinaken

5 Các dữ liệu ban ñầu :

6 Các yêu cầu chủ yếu :

7 Kết quả tối thiểu phải có: 1)

2)

3)

4)

Ngày giao ñề tài: ……./…… /……… Ngày nộp báo cáo: ……./…… /………

Chủ nhiệm ngành (Ký và ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày … tháng … năm ………

Giảng viên hướng dẫn chính

(Ký và ghi rõ họ tên)

GIẤY CAM ðOAN

Tôi tên là Diệp Kỳ Tâm, sinh viên trường ðại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp

Hồ Chí Minh, Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, lớp 07DSH4

Tôi xin cam ñoan tất cả các dữ liệu ñược trích dẫn trong bài làm của tôi là trung thực, có ñược trong quá trình làm ñồ án tại công ty bia Vinaken ( 32/21 Ấp Tiền Lân – Bà ðiểm – Hóc Môn, TP.HCM ) Tôi ñã thực hiện tất cả các nội dung trong ñồ án của mình, không sao chép bất cứ ñồ án nào dưới bất kỳ hình thức nào Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước ban chủ nhiệm Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, trước Ban Giám Hiệu trường ðại Học Kỹ Thuật Công Nghệ

Tp Hồ Chí Minh về lời cam ñoan của mình

Tp.Hồ Chí Minh,ngày 10 tháng 7 năm 2011

Người viết

Diệp Kỳ Tâm

ðể hoàn thành ñược ñề tài này ngoài sự nỗ lực, cố gắng của bản thân, tôi còn ñược sự hỗ trợ giúp ñỡ rất nhiều từ nhiều người, sau ñây tôi xin chân thành gửi lời cám ơn tới tất cả mọi người ñã giúp ñỡ tôi trong thời gian qua

Ban Chủ Nhiệm Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, các thầy cô giảng dạy trong khoa Công Nghệ Sinh Học của trường ðại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh ñã cung cấp cho tôi những kiến thức cơ bản, làm nền tảng cho tôi thực hiện tốt ñề tài này cũng như công việc sau này

PGS.TS Nguyễn Xích Liên, ñã tận tình hướng dẫn và cung cấp cho tôi những

tư liệu quý giá ñể có thể hoàn thành ñược ñề tài này

Ban giám ñốc, cán bộ kỹ thuật và anh chị em nhân viên công ty bia Vinaken

ñã tạo ñiều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành ñợt thực tập ñạt kết quả một cách mỹ mãn

Các bạn trong tập thể lớp 07 DSH3,4 ñã ñộng viên giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình làm ñề tài này

Gia ñình, bạn bè ñã ñộng viên giúp ñỡ không những về vật chất mà còn cả về tinh thần ñể cho tôi có thể hoàn thành tốt ñồ án tốt nghiệp này

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn những sự giúp ñỡ ñó

Sinh viên thực hiện

Diệp Kỳ Tâm

Danh mục bảng

Danh mục hình

Lời mở ñầu 1

Chương I: GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY BIA VINAKEN 3

I.1 ðịa chỉ 3

I.2 Lịch sử hình thành công ty 3

I.3 Cơ cấu tổ chức và sơ ñồ mặt bằng chung của nhà máy bia Vinaken 4

I.3.1 Cơ cấu tổ chức 4

I.3.2 Sơ ñồ mặt bằng chung nhà máy bia Vinaken 5

I.4 An toàn lao ñộng và phòng cháy chữa cháy 5

I.5 Xử lý chất thải 6

Chương II: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA 11

II.1 Malt 11

II.2 Hoa houblon 15

II.3 Nước 17

II.4 Nấm men 18

II.5 Phụ gia 19

II.6 Gạo 20

CHƯƠNG III: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA 21

III.1 Quy trình sản xuất bia 21

III.2 Thiết minh quy trình sản xuất 23

III.2.1 Bia tươi 23

III.2.1.1 Nghiền malt 23

III.2.1.2 Nấu dịch nha 24

III.2.1.6 Làm lạnh trước khi lên men 30

III.2.1.7 Lên men 31

III.2.1.8 Lắng 33

III.2.1.9 Sản phẩm 33

III.2.2 Bia chai 33

III.2.2.1 Lọc trong bia 34

III.2.2.2 Bão hòa CO2 34

III.2.2.3 Thanh trùng bia 34

III.2.2.4 Chiết bia vào chai 36

CHƯƠNG IV: MÁY VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT BIA 37

IV.1 Thiết bị nghiền malt 37

IV.2 Thiết bị nghiền gạo 37

IV.3 Nồi nấu 37

IV.4 Thùng lọc 39

IV.5 Thiết bị làm lạnh 42

IV.6 Tank lên men 43

CHƯƠNG V: KIỂM TRA SẢN PHẨM 45

V.1 Phương pháp kiểm tra sản phẩm 45

V.1.1 Kiểm tra nước dịch nha 45

V.1.2 Kiểm tra mật ñộ men trong dịch ñường, men sống, men chết, tạp nhiễm bằng phương pháp vi sinh vật 45

V.1.3 Kiểm tra bia trước lọc 45

V.1.4 Kiểm tra bia thành phẩm 46

Cách tiến hành các phân tích ñánh giá 46

CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66

Bảng 1: Chỉ tiêu ñánh giá chất lượng malt khô 11

Bảng 2: Chỉ số chất lượng malt vàng 13

Bảng 3: Thành phần hóa học của malt dùng sản xuất bia 15

Bảng 4: Thành phần hóa học của houblon 16

Bảng 5: Chỉ tiêu chất lượng trong nước 18

Bảng 6: Bảng thành phần nguyên liệu và phụ gia cho một mẻ nấu bia 24

Bảng 7: Chỉ tiêu cảm quan bia hơi 61

Bảng 8: Chỉ tiêu hóa lý bia hơi 62

Bảng 9: Hàm lượng giới hạn kim loại nặng bia hơi 62

Bảng 10: Chỉ tiêu vi sinh vật bia hơi 63

Bảng 11: Chỉ tiêu cảm quan trong bia chai 63

Bảng 12: Chỉ tiêu hóa lý bia chai 64

Bảng 13: Chỉ tiêu vi sinh vật bia chai 65

Hình 1: Cơ cấu tổ chức nhà máy bia Vinaken 4

Hình 2: Sơ ñồ mặt bằng chung của nhà máy 5

Hình 3: Quy trình xử lý nước thải 7

Hình 4: Sơ ñồ bố trí các bể xử lý nước thải 8

Hình 5: Malt vàng 12

Hình 6: Malt ñen 14

Hình 7: Houblon 16

Hình 8: Nấm men 18

Hình 9: Quy trình sản xuất bia 22

Hình 10: Màu sắc các loại chai 36

Hình 11: Máy chiết, ñóng nắp bia chai 36

Hình 12: Nồi nấu 38

Hình 13: Thiết bị làm lạnh 42

Hình 14: Tank lên men 43

HÌnh 15: Kết quả kiểm tra tinh bột sót 50

Hình 16: ðo ñộ ñường cuối 51

Hình 17: Chưng cất cồn và ño ñộ cồn 52

Hình 18: Kiểm tra Coliforms 56

Hình 19: Kiểm tra nấm men, nấm mốc 58

Hình 20: Kiểm tra tổng vi khuẩn kỵ khí sinh H2S 61

LỜI MỞ ðẦU

Công nghiệp bia là một ngành công nghiệp thực phẩm có truyền thống lâu ñời Bia là một loại nước giải khát có ñộ cồn thấp giá trị dinh dưỡng cao, có mùi vị ñặc trưng tạo cảm giác hưng phấn cho người sử dụng ðất nước ta có một thị trường tiêu thụ bia rất lớn, nhu cầu của người tiêu dùng cũng ngày càng cao, ngoài thị trường thì

có rất nhiều chủng loại bia khác nhau tạo ñiều kiện cho người tiêu dùng có nhiều cơ hội ñể lựa chọn hơn Với các thương hiệu như vậy thì ñiều quan tâm của người tiêu dùng là về chất lượng

Vinaken tuy là một công ty bia mới ra ñời gần ñây, nhưng cũng thu hút ñược sự chú ý của khách hàng trong nước và ngoài nước ðể có ñược sự tin cậy của khách hàng thì công ty phải ñảm bảo ñược chất lượng của sản phẩm trong suốt thời gian qua

Cùng với sự phát triển của ngành công nghệ sinh học, công nghệ sản xuất bia ñã

có những bước tiến nhảy vọt Nhiều cải tiến về công nghệ ñã ñược áp dụng vào sản xuất bia, ñã nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị, và mang lại hiệu quả kinh tế cao

Trên thị trường hiện nay, bia có nhiều loại, nhiều thương hiệu nhưng vấn ñề về chất lượng sản phẩm bia hiện nay luôn ñược người tiêu dùng quan tâm và chú ý ñến,

chính vì thế tôi chọn ñề tài: “ Tìm hiểu quy trình kiểm tra chất lượng bia thành phẩm của Công ty bia Vinaken” một công ty mới nhưng uy tín ñược ñặt lên hàng

ñầu và luôn quan tâm ñến sức khỏe người tiêu dùng

Trong thời gian thực hiện ñồ án tại công ty bia Vinaken có dây chuyền công nghệ sản xuất cao giúp cho tôi học tập ñược rất nhiều kiến thức thực tế về các công việc tại nhà máy, nhằm củng cố lại những kiến thức căn bản ñã ñược học ở trường,

ñó chính là nền tảng vững chắc giúp cho tôi trong công việc sau này

ðối vối một sản phẩm bia ñạt ñược chất lượng và ñưa ra thị trường thì phải qua các bước kiểm nghiệm sau:

- Chất lượng cảm quan bia thành phẩm

- Các thành phần hóa lý

- Mức ñộ nhiễm vi sinh vật

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY BIA VINAKEN I.1 ðịa chỉ

32/21 Ấp Tiền Lân – Bà ðiểm – Hóc Môn, TP.HCM

Gần ñây Vinaken cho ra ñời thương hiệu BIG MAN BEER chất lượng cao và nổi tiếng ðến nay BIG MAN BEER ñược sự tín nhiệm của nhiều khách hàng khắp

cả nước

BIG MAN BEER và VINAKEN BEER ñược nổi tiếng ở cả sự phong phú về màu sắc và hương vị, không sử dụng bất kì một loại hoá chất ñộc hại nào trong quá trình sản xuất và bảo quản, vì vậy nó ñã hấp dẫn quí khách, mọi giới, làm hài lòng người sử dụng

Xuất phát từ nhiều người Việt ñang ñịnh cư ở ðức và từ những chuyến ñi công tác của các chuyên gia cùng các doanh nhân Việt Nam, họ ñều có cảm nhận, suy nghĩ và thấy rằng CHLB ðức có nhiều nhãn nhiệu bia nổi tiếng thế giới như: Yeast, Barley và mong ước Việt Nam sớm có những thương hiệu nổi tiếng như vậy

Từ mong muốn ựó, năm 2003 ông Dương Vương Hải ựã quyết ựịnh ựưa toàn bộ dây chuyền , thiết bị và nhận sự chuyển giao công nghệ sản xuất bia tươi nguyên chất BIG MAN BEER về Việt Nam tại số 4 Ờ Phan đình Giót- Q Tân Bình TP.HCM ựể phục vụ khách trong nước , thoã lòng mong ước của người uống bia Việt Nam

Sau một thời gian hoạt ựộng BIG MAN BEER ựã phát triển và mở rộng chiếm lĩnh thị trường ựến cả khu vực miền Trung Từ Huế trở vào ựã có hơn 30 nhà hàng BIG MAN và hơn 1000 ựại lắ VINAKEN, như:

Nhà hàng điện Ảnh phường II, ựường Phan đình Giót, Q Tân Bình, TP.HCM Nhà hàng điện Ảnh Tân Phú 254 Luỹ Bán Bắch, P4, Q Tân Phú, TP.HCM

Nhà hàng Mãi Mãi , 11 Tôn đức Thắng, Q.1, TP.HCM

Nhà hang 350 Trường Chinh, Q Tân Bình, TP.HCM

I.3 Cơ cấu tổ chức và sơ ựồ mặt bằng chung của nhà máy bia Vinaken

I.3.2 Sơ ñồ mặt bằng chung của nhà máy bia Vinaken

Hình 2 Sơ ñồ mặt bằng chung của nhà máy

I.4 An toàn lao ñộng và phòng cháy chữa cháy

I.4.1 An toàn lao ñộng

Các công nhân vận hành máy ñược hướng dẫn các thao tác và vận hành thiết bị

từ những kỹ sư có nhiều kinh nghiệm và khả năng thích ứng cao trong mọi trường

hợp

Nhà xe Bảo vệ

Kho chứa nguyên liệu và bia sau khi vào chai, block

Xử lý nước thải

Văn phòng

P KCS

P Men giống

Ng liệu Lưu trữ và chiết bia

Ở mỗi máy ñều có niêm yết cách vận hành, mọi sự cố ñều ñược các chuyên gia

xử lý kịp thời, các máy móc ñều ñược kiểm tra và bảo trì theo ñịnh kỳ

Các hoá chất sử dụng trong nhà máy ñều ñược dán nhãn khoa học, tránh sự nhầm lẫn khi sử dụng…

I.4.2 Phòng cháy chữa cháy

Các công nhân ñược huấn luyện về công tác phòng cháy chữa cháy, luôn chú trọng nâng cao ý thức của người công nhân về vấn ñề này

Hệ thống ñiện ñược bố trí hợp lý, an toàn bằng hệ thống cầu dao dùng rơle tự ñộng, giảm thiểu tới mức tối ña việc sử dụng lửa trong nhà máy, các khu vực sản xuất không ñược dùng lửa, kh6ng ñược ñể các vật liệu dễ bắt lửa Bên cạnh ñó bố trí các bình chữa cháy ở các bộ phận sản xuất

I.5 Xử lý chất thải

Xử lý nước thải

Nước thải trong nhà máy ñược chia làm các thành phần chính là : nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt

Do ñặc tính của nước thải trong sản xuất bia có hàm lượng chất thải hữu

cơ cao ở trạng thái hoà tan và lơ lửng, trong ñó chủ yếu là hydrocacbon, protein và các acid hữu cơ ðây là các chất có khả năng lên men phân huỷ sinh học Mặt khác, trong nước thải sản xuất bia hay nước thải sinh hoạt trong nhà máy ñều không có chứa chất ñộc

Do ñó nhà máy bia Vinaken xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

• Quy trình xử lý nước thải

Hình 3 Quy trình xử lý nước thải

• Giải thích quy trình

Nước thải từ các phân xưởng khác nhau cùng nước thải sinh hoạt theo hệ thống

ống dẫn ñược ñưa về bể thu gom Trước khi ñưa về bể thu gom, nước thải ñược ñi

qua hệ thống song chắn rác, lưới chắn ñể loại bỏ các chất rắn thô như: giấy nhãn,

Từ ñây nước thải ñược bơm ñến bể ñiều hoà ñể ổn ñịnh lưu lượng và nồng ñộ, từ

ñó ñưa vào bể Upflow Anaerobic Sluge Blanket ( UASB) ñể xử lý kị khí

Sau khi xử lý kị khí nước thải sẽ ñược ñưa ñến bể xử lý hiếu khí Aerotank ñể

ñược vi sinh vật hiếu khí phân huỷ các chất hữu cơ ðể bể Aerotank hoạt ñộng tốt ta

cần cung cấp ñủ oxy thông qua máy thổi khí

Nước sau khi qua bể Aerotank có nhiều cặn lơ lửng có kích thước lớn nên ñưa

qua bể lắng ñể thu ñược nước ñủ tiêu chuẩn thải ra cống Tuy nhiên, trong thành

phần nước thải vẫn còn rất nhiều vi sinh vật gây bệnh nên ñược ñưa qua bể khử

trùng ñể tiêu diệt vi sinh vật trước khi thải ra

Hình 4 Sơ ñồ bố trí các bể xử lý nước thải

Sau khi xử lý chất lượng nước thải phải ñạt loại A: TCVN 5945-1995 theo qui

ñịnh

Xử lý chất thải rắn trong sản xuất bia

Trong nhà máy không chỉ có nước thải mà còn có nhiều loại chất thải khác cũng

ñược thải ra:

• Bã malt

Bã malt chứa nhiều thành phần dinh dưỡng Tuy nhiên, hiện nay chưa có ứng

dụng nào khác ngoài việc sử dụng ñể chế biến làm thức ăn cho gia súc

UASB

UASB UASB

Aerotank Aerotank

Aerotank Aerotank

Khử trùng

Bể lắng Bùn

• Cặn nóng

ðược tách ra ở thiết bị lắng xoáy và chứa ở các thùng lắng trong cặn nóng chứa một phần dịch ñường cần ñược thu hồi lại Tuy nhiên việc thu hồi cặn nóng ñể làm nước rửa bã có ñặc ñiểm là tăng các chất không mong muốn vào bia thành phẩm Ảnh hưởng ñến chất lượng bia Vì vậy, nhà máy không thu hồi và sử dụng cặn nóng cho mục ñích rửa bã

• Nấm men thừa

Lượng nấm men giống sau lên men bia rất lớn, như ta ñã biết trong xác nấm men

có nhiều protein và các thành phần dinh dưỡng khác Vì vậy nếu không xử lý tốt sẽ dẫn ñến thối rửa và gây ô nhiễm môi trường

Mỗi năm nhà máy thải ra gần 500 tấn bã men Hiện tại nhà máy chỉ sử dụng bã men ñể bán cho các công ty chế biến thức ăn gia súc

• Bã trợ lọc

Trong bùn trợ lọc có một số chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng Vì vậy nhà máy ñã sử dụng ñể ép bùn cùng với bã bùn sau khi xử lý nước ñể cung cấp cho các nhà vườn

• Nhãn mác từ các chai bia cũ

Nhãn mác có thể ñược hoà tan nếu dùng kiềm có nồng ñộ cao Tuy nhiên vấn ñề này không an toàn trong quá trình thực hiện Chính vì vậy, nhà máy ñã chọn phương pháp thải bỏ

• Vỏ chai bia

Vỏ chai bia rất dễ dàng bị hỏng do chúng rất mỏng và rỗng, các vỏ chai không

sử dụng ñược thì thu gom lại và xử lý ở nhà máy tái chế

- Giấy thải từ phòng quản lý và sản xuất

- Kim loại và chai nhựa

- Dung môi

Các thành phần này ñược phân loại riêng ra ñể bán cho các vựa thu gom phế thải

CHƯƠNG II NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA II.1 Malt

_ Bảo quản malt:

Malt khô sau khi tách mầm, rễ cần ñược bảo quản ở nhiệt ñộ thấp (<20 ñộ C), thoáng và thông khí khô Thời gian bảo quản tối thiểu là 4 tuần và tối ña là 2 năm Phải theo dõi thường xuyên và nhiệt ñộ và không khí trong kho ñê theo dõi biến ñổi chất lượng malt trong thời gian bảo quản

Bảng 1: Bảng chỉ tiêu chất lương của malt ñại mạch

2 ðộ hòa tan trên chất

khô xoay nhuyễn

>75%

thô và xoay nhuyễn

Hình 5: Malt vàng

( Tài liệu: CNSX malt và Bia, Hoàng Đình Hoà, NXB KHKT, 1998)

Bảng 2: Các chỉ số chất lượng của malt vàng

bình

1 Khối lượng 1000 hạt không lựa chọn (gam) 55-58

•Malt đen

Đặc điểm của malt đen là có màu nâu sẫm, có hương và vị ngọt Nguyên nhân của đặc điểm này là do malt đen có hàm lượng chất chiết hoà tan cao, hàm lượng melanoid nhiều Tất cả những tính chất của bia đen là màu nâu sẫm, độ nhớt cao, khả năng tạo bọt và giữ bọt lớn đều do thành phần hoá học của malt đen Những phẩm chất công nghệ của malt đen được hình thành ở giai đoạn ngâm, ươm mầm, đặc biệt là giai đoạn sấy Ngoài ra còn có Malt đỏ

Hình 6: Malt đen

Bảng 3: Thành phần hoá học của Malt dùng cho sản xuất bia

(tính theo % trọng lượng)

Hình 7: Viên houblon

Cây hoa bia được trồng ở nhiều nước trên khắp thế giới với nhiều giống khác nhau, nhưng nĩ chỉ được sử dụng trong sản xuất bia là chủ yếu Hoa houblon cĩ thể được đem dùng ở dạng tươi, nhưng để bảo quản được lâu và dễ vận chuyển,

houblon phải sấy khơ và chế biến để gia tăng thời gian bảo quản và sử dụng

Bảng 4: Thành phần hoá học của houblon (Tính theo % chất khô)

(Tài liệu: CNSX malt và Bia, Hoàng Đình Hoà, NXB KHKT, 1998)

8 Các chất khác 26-28

Trong các thành phần hĩa học của hoa houblon có giá trị nhất là chất đắng, tiếp đến là tinh dầu thơm, thứ 3 là polyphenol Tại nhà máy sử dụng các loại Houblon sau :

Tóm lại, trong quá trình sản xuất Bia, nước đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành vị của sản phẩm Thành phần hoá học và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn quá trình và đặc biệt ảnh hưởng rất lớn đến đặc điểm tính chất bia thành phẩm Do đó, nước sử dụng để sản xuất bia có chất lượng cao hơn nước dùng trong sinh hoạt

Yêu cầu của nước dùng trong sản xuất bia có độ cứng từ mềm đến trung bình ( nước mềm 4-8 oĐ; trung bình 8-12 oĐ)

Hiện nay nhà máy sử dụng nguồn nước giếng tự khoan Nguồn nước này được xử lý bằng than hoạt tính để khử màu mùi, sau đó qua hệ thống tia cực tím để tiêu diệt vi sinh vật

Bảng 5: Các chỉ tiêu chất lượng của nước trong sản xuất bia

II.4 Nấm men

Là loài nấm đơn bào, sinh sản bằng phương

pháp nảy chồi hoặc tự phân đôi tế bào Nấm men

là loài hô hấp hiếu khí tuỳ tiện cả trong môi

trường có hoặc không có Oxy

Hình 8: Nấm men

Nấm men dùng cho sản xuất bia là chủng Saccharomyces Chúng có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong dung dịch nước mạch nha như dung dịch các

loại đường , các hợp chất Nitơ (peptide, acid amin), vitamin và các nguyên tố vi lượng qua màng tế bào

Các giống nấm men lên men bia được chia làm 2 nhóm: nhóm nấm men

nổi và nấm men chìm Tại nhà máy sử dụng giống nấm men chìm Saccharomyces

carlsbergensis với các đặc tính sau:

+ Nhiệt độ lên men 0 - 100C

+ Lên men mạnh nhưng đầm, quá trình xảy ra trong lòng môi trường

+ Khi lên men xong, các tế bào nấm men kết chùm hoặc chuỗi, lắng xuống đáy thùng lên men rất nhanh Nhờ vậy, bia nhanh chóng trở thành dung dịch trong hơn so với lên men bia sử dụng nấm men nổi

+ Khả năng lên men đường đa tốt

II.5 Phụ gia

• CaCl2 : ion Ca2+ giúp làm tăng độ chua (giảm pH) của dịch đường, làm bền enzyme amylase

• NaCl: để điều vị, tăng độ đậm đà cho sản phẩm

• Caramel: tạo màu vàng cho bia, tăng nồng độ đường trong nước nha khi nguyên liệu thay thế có chất lượng xấu

• H2SO4: điều chỉnh pH hỗn hợp trong quá trình đường hoá

• Bột trợ lọc (Diatomit 700, 500): nhằm lọc các chất không hoà tan trong bia, tạo ra lớp áo trên bề mặt lọc để cố định dòng bia khi đi qua lớp lọc làm trong bia

• Bột trợ lắng (BF3150): tăng khả năng kết lắng của cặn trong dịch đường

• Maturex : nhằm làm giảm hàm lượng diacetyl hình thành trong quá trình lên men phụ, vì diacetyl có mùi khó chịu, uống vào bị nhức đầu

• Termamyl: bổ sung enzyme α-amylase

Ngoài ra còn sử dụng một số phụ gia khác: xử lý nước (than hoạt tính), vệ sinh công nghiệp (NaOH 10%), cồn 600

II.6 Gạo

ðây là loại hạt cĩ hàm lượng tinh bột khá cao cĩ thể được sử dụng sản xuất

được các loại bia cĩ chất lượng hảo hạng Gạo được đưa vào chế biến dưới dạng bột nghiền mịn để dễ tan trong quá trình hồ hố, sau đĩ được phối trộn cùng với bột malt sau khi đã đường hố Cần chú ý, hạt trắng trong cĩ hàm lượng protein nhỏ hơn hạt trắng đục Do đĩ, trong sản xuất bia, các nhà sản xuất thường chọn loại hạt gạo cĩ độ trắng đục cao hơn

CHƯƠNG III QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA III.1 Quy trình sản xuất bia:

Nghiền Malt

Nước

Phối trộn

Phối trộn Nghiền Gạo

Bia lon, chai

Hình 9: Quy trình sản xuất bia

III.2 Thuyết minh quy trình:

III.2.1 Bia tươi:

III.2.1.1 Nghiền malt

Làm giảm kích thước nguyên liệu, tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu với nước, làm cho sự xâm nhập vào các thành phần chất nội nhủ của hạt nhanh hơn, thúc ñẩy quá trình ñường hóa và các quá trình thủy phân khác xảy ra nhanh hơn và triệt ñể hơn

Có 3 phương pháp nghiền: nghiền malt ở trạng thái khô, nghiền có phun hơi nước vào hạt, và nghiền malt cùng với nước Ở nhà máy bia Vinaken thì sử dụng trạng thái nghiền khô

ðối với malt :

Cấu tạo của hạt malt gồm vỏ và nội nhủ, hai hợp phần này khác nhau về thành phần hóa học, tính chất vật lý, cũng như chức năng và vai trò trong công nghệ sản xuất dịch ñường

Vỏ hạt malt gồm: cellulose, lignin, các hợp chất polyphenol, các chất ñắng Cellulose và lignin không tan trong nước, không bị biến ñổi dưới tác dụng của các enzyme trong malt Các hợp chất còn lại có thể hòa tan vào trong nước và ñi vào thành phần dịch ñường sẻ làm cho bia có vị ñắng chát, khó chịu ðây là những thành phần không mong muốn trong bia nên không cần phải nghiền mịn malt ñể tận thu các chất này Ngoài ra, khi vỏ trấu không bị nghiền nát nó sẻ tạo thành lớp lọc rất hiệu quả, hổ trợ quá trình lọc Vì vậy không nên nghiền mịn mà còn bảo toàn nguyên vỏ bao nhiêu cang tốt bấy nhiêu

Thành phần nội nhủ gồm: tinh bột, dextrin, ñường, protein, vitamin và nhiều hợp chất khác Các thành phần này cung cấp chất hòa tan chủ yếu cho dịch ñường nên

phần nộii nhủ cần ñược nghiền mịn nhưng nếu quá mịn thì dễ làm tắc lớp lọc, cản trở việc lọc

Phương pháp thực hiện:

Phương pháp nghiền malt là nghiền khô Sau khi nghiền, bột malt ñược cho vào bồn nước ñể làm tăng ẩm malt, nước hòa trôn với malt khô tạo thành hổn hợp ( tỉ lệ malt : nước là 1 : 1,5) Sau ñó sẻ ñược bơm lên nồi nấu malt

•ðối với gạo:

Do hạt gạo không qua quá trình ươm mầm nên tinh bột trong gạo chưa bị phân hủy, cấu trúc hạt tinh bột còn rất cứng nên muốn tăng hiệu suất trích ly thì gạo cần ñược nghiền tốt Sau ñó hỗn hợp bột gạo và nước ñược hồ hóa ở nhiệt ñộ cao Tương tự malt, sau khi hòa trộn với nước gạo cũng ñược bơm lên nồi hồ hóa (tỉ lệ gạo : nước là 1: 3)

III.2.1.2 Nấu dịch nha

Bảng 6:Bảng thành phần nguyên liệu và phụ gia cho 1 mẻ nấu bia tươi

Mục ñích của quá trình nấu :

+ Trích ly các chất chiết từ malt và gạo vào nước

+ Góp phần tạo màu cho bia

+ Thủy phân một số chất có phân tử lượng lớn thành các phân tử lượng nhỏ ñể cung cấp chất dinh dưởng cho mấm men phát triển quá trình thủy phân này chủ yếu

nhờ vào hệ enzyme có sẳn trong malt, ngoài ra có bổ sung thêm một lượng nhỏ chế phẩm enzyme từ bên ngoài

•Thủy phân bởi enzyme:

Phân cắt amylose, amylopectin, dextrin bậc cao thành ñường ñơn giản, dextrin bậc thấp dể hòa tan vào nước trở thành chất hòa tan của dịch ñường, trong phản ứng này tinh bột ñóng vai trò cơ chất, còn chất xúc tác là nhóm enzyme amylaza có sẵn trong malt

Sản phẩm chính của quá trình này là: maltose, dextrin và một lượng ñáng kể glucose

•Thủy phân hemicellulose và một số chất khác:

Dưới tác dụng của cua hệ enzyme fitase của malt dẩn tới sự thủy phân hemicellulose và một số chất khác của nguyên liệu tạo thành glucose

•Sự thủy phân protein:

Khi ñường hóa dưới tác dụng của enzyme protease thì protein trong nguyên liệu bị thủy phân thành peptide và các acid amin

•Sự kết lắng và biến tính protein:

Ở ñiều kiện nhiệt ñộ cao các protein bị biến tính và một phần protein bi ñông

tụ, ñây là quá trình có lợi cho công nghệ sản xuất bia và protein bị biến tính và kết lắng thì chúng bi loại khỏi dịch ñường, sẽ làm tăng ñộ bền keo cuả bia, tức giảm khả năng gây ñục

•Sự tạo thành melanoidin:

Quá trình xảy ra mạnh mẻ ở giai ñoạn nấu malt và xảy ra ít ở giai ñoạn

ñường hóa( do ñiều kiện nhiệt ñộ và các yếu tố khác chưa tối ưu) nhưng cũng có một lượng ñáng kể melanoid ñược tạo thành

• Nấu gạo:

Gạo ñược bơm vào nồi nấu gạo, hỗn hợp gạo – nước chiếm thể tích khoảng 2/3

nồi nấu Hỗn hợp này ñược tăng nhiệt ñộ lên khoảng 70-720C và giữ trong thời gian khoảng 20 phút ñể thực hiện quá trình hồ hóa tinh bột Tiếp tục tăng nhiệt ñộ lên ñến 83-850C và giữ trong thời gian 15 phút ñể thực hiện quá trình ñường hóa Sau ñó nhiệt ñộ ñược hạ xuống 720C rồi bổ sung malt lót vào, giữ trong khoảng 15 -

20 phút ñể dịch hóa hoàn toàn tinh bột sau ñó tăng nhiệt ñộ lên 1000C trong 20 phút Nhiệt ñộ càng tăng sẽ làm cho các liên kết trong phân tử tinh bột càng yếu ñi giúp cho quá trình thủy phân của các enzyme sau này càng dễ dàng hơn Cuối cùng, nước lạnh ñược bơm vào ñể hạ nhiệt ñộ nồi gạo xuống 800C

•Nấu malt:

Sau khi malt ñược hòa vào với nước thì hỗn hợp ñược nâng nhiệt ñộ lên 520C, giữ ở nhiệt ñộ này khoảng 20 phút Cùng với việc bổ sung axit lactic ñể ñiều chỉnh

pH, thường thì pH lý tưởng cho enzyme protease hoạt ñộng là 5,2-5,6

Quá trình ñạm hoá làm cho protein bị thủy phân thành albumose, peptone, polypeptide, và các acid amin

Mặc dù sản phẩm thủy phân protein chiếm tỷ lệ không cao ( khoảng 6%), trong chất hòa tan của dịch ñường nhưng nó lại ñóng vai trò quan trọng quyết ñịnh ñến chất lượng của bia vì các sản phẩm thủy phân của protein có phân tử lượng thấp như peptid và các acid amin sẽ là nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho nấm men trong giai ñoạn lên men còn các sản phẩm thủy phân có khối lượng phân tử trung bình như albumose, peptone, polypeptide sẻ tham gia vào việc tạo vị, tạo bọt và làm bền bọt cho bia Tuy nhiên, các phân tử protein nếu chưa ñược thủy phân trong quá trình nấu sẻ là nguyên nhân làm ñục bia sau này

Dịch hóa kết thúc ở nồi gạo cũng là thời ñiểm bước sang giai ñoạn ñường hóa ở nồi malt Toàn bộ dịch ở nồi gạo ñược bơm sang nồi malt tạo thành hỗn hợp

có nhiệt ñộ 650C, giữ ở nhiệt ñộ này trong khoảng 45 phút Cùng với pH ñược ñiều

chỉnh bằng acid lactic ( pH = 5,4_5,6) thì ñây là ñiều kiện tối ưu cho enzyme β_ amylase hoạt ñộng Enzyme này bắt ñầu cắt liên kết α_1.4glycoside của tinh bột trong quá trình dịch hóa từ ñầu không khử và cắt hai gốc glucose thành maltose Thời gian ñường hóa kéo dài khoảng 30 phút nhằm thu ñược nhiều ñường maltose Kết quả của quá trình ñưởng hóa là 50% maltose ñược tạo thành và là nguyên liệu cho quá trình lên men bia Ngoài ra còn có các ñường saccharose, glucose, fructose Sau ñó hỗn hợp malt ñược tăng nhiệt ñộ lên 720c, giử trong 30 phút, ñây

là ñiều kiện tối ưu cho quá trình dextrin hóa, dưới sự xúc tác của enzyme α- amylase thì các tinh bột còn sót sẻ bị thủy phân ñể tạo thành các ñường ñơn, các dextrin có khối lượng phân tử thấp Cuối cùng hổn hợp ñược tăng nhiệt ñộ lên 760C ñể thuận lợi cho quá trình lọc, giữ nhiệt ñộ này trong vòng 5 phút rồi bơm sang nồi lọc

III.2.1.3 Lọc dịch ñường và rửa bả

ñể bã kết lắng tạo thành lớp lọc phụ Kết lắng ñầu tiên là những phần tử nặng nhất, kết lắng cuối cùng là những phần tử nhẹ nhất, có kích thước nhỏ nhất vá lớp này ñược gọi là bùn trên

Dịch ñường xả ra lúc ñầu còn rất ñục, nên phải bơm hồi lưu trở lại nồi lọc quá trình bơm hồi lưu diển ra 15 phút, sau ñó thì dịch ñường bắt ñầu trong sau khi qua lớp lọc

Sau khi lọc xong , bã malt ñược rửa bằng nước nóng 75-780C ở nhiệt ñộ này thích hợp cho việc tiếp tục ñường hóa lượng tinh bột ñã ñươc hồ hóa ở giai ñoạn ñun sôi

Nếu nhiệt ñộ của nước rửa thấp hơn thì tốc ñộ chảy của dịch rửa bã chậm, kéo dài thời gian lọc và hiệu quả trích ly thấp nếu nhiệt ñộ của nước rửa cao thì sẻ hồ hóa tinh bột còn sót lại trong bã, làm tăng ñộ nhớt của dịch rửa bã, kéo dài thời gian rửa bã và ñây cũng là nguyên nhân chính làm ñục dịch ñường Dịch ñường trong ñược bơm ngay sang thiết bị ñun houblon

III.2.1.4 ðun sôi dịch ñường với houblon

+ Vô hoạt enzyme

+ Kết tủa protein kém bền nhiệt, làm tăng ñộ bền keo và ổn ñịnh thành phẩn của dịch ñường

+ ðiều chỉnh nồng ñộ chất khô của dịch ñường

+ Thanh trùng dịch ñường, góp phần tiêu diệt vi sinh vật trong dịch ñường trước khi lên men

+ Tách một số hợp chất dể bay hơi ảnh hưởng xấu ñến chất lượng bia

•Trích ly và hòa tan chất ñắng vào dịch ñường:

Chất ñắng của houblon có ñộ hòa tan ở trong nước rất thấp, trong dịch ñường thì càng lại kém hơn trong hai cấu tử acid ñắng thì α_ acid có ñộ hòa tan khá hơn và là nguồn ñắng tạo ra vị ñắng cho bia Khi tăng nhiệt ñộ của dung môi thì khả năng hòa tan acid ñắng và khả năng hòa tan của chúng rất nhạy cảm ñối với

•Sự keo tụ protein:

Là một quá trình quan trọng khi ñun sôi dịch ñường với houblon Sự có mặt protein hòa tantrong dịch lên men có thể là nguyên nhân làm ñục bia ở nhiều dạng khác nhau và giảm ñộ bền sinh học của bia

•Sự tăng ñộ màu của dịch lên men:

Màu sắc của dịch ñưởng trước và sau khi houblon hóa chủ yếu là do nguyên liệu malt quyết ñịnh Tuy nhiên trong quá trình nấu và houblon hóa ñả làm tăng thêm ñộ màu của dịch ñường do các phản ứng melanoidin, caramen và chất màu của hoa tạo nên Dịch ñường càng ñặc biệt khi ñun sôi màu của nó càng ñậm, pH càng cao màu cũng càng ñậm và thời gian ñun càng lâu thì cường ñộ màu càng tăng

Cách tiến hành:

+ Lúc dịch ñường bắt ñầu sôi cho toàn bộ lượng cao houblon 30% vào

+ ðến phút thứ 30 cho 1 kg cao houblon 8% vào ðun sôi mạnh dung dich 102-1030C

+ ðến phút thứ 60, cho toàn bộ houblon 8% còn lại vào ðun sôi nhẹ 1000C