Công nghệ sản xuất Bia

Công nghệ sản xuất Bia

 Bia đồ uống lâu đờiQUAN mà lồi người tạo ra, có niên đại Phần 1: TỔNG VỀ BIA từ thiên niên kỷ thứ trước công nguyên ghi chép lại thư tịch cổ Ai Cập cổ đại lưỡng hà (Mesopotamia) Khái niêm  Giống phần lớn chất chứa đường khác bị lên men cách tự nhiên, cóBia thểlàlàmột loại đồ uống tự biađược phát minh mộttrình cáchlên độcmen lập nước tương uống chứa cồn sản xuất đường văn minh toàn Việc kiểmđược địnhchưng hóa học gốmmen cổ phát lơ lửng mơi trường lỏnggiới khơng cấtcác saubình lên Nói cách bia (tương tự rượu vang) sản xuất khoảng 7.000 năm trước khu vực ngày khác, bia loại nước giải khát có độ cồn thấp, bọt mịn xốp có hương vị đặc trưng nayhoublon Iran vàĐặc số sinh đãgiải biết, sinh hoa biệttrong CO2 hịa tan cơng trongnghệ bia có táchọc dụng nhiệt nhanh, hỗquy trợ trình cho q học lênngồi men áp dụng trình tiêusự hóa, bia cịn chứa lượng vitamin phong phú (chủ yếu vitamin  Tại nhó Lưỡng B Hà, vitamin chứng Bcứ 1, lâu B2, PP đời ) Nhờ bia ưucho điểm này,vẽ bia6.000 đượcnăm sử dụng tuổi rộng rãi hầu hết cácmiêu nướctảtrên người giới với sản uống lượngmột ngày tăng.bằng Đối với người Sumeria thứ đồ uống cácnước cần ta hútbia trở thành đồ uống với sản lượng ngày ngành công nghiệp sậy từloại thùng công quen cộng thuộc Bia đề cập tới trongtăng thiênvà sửđã thitrở Gilgamesh, mũi trường nhọn catrong 3.900ngành năm tuổi côngcủa nghiệp ngườinước Sumeria ta để tỏ lịng tơn kính nữ thần Ninkasi, vị thần bảo trợ cho bia, chứa cơng thức làm bia cổ cịn sót lại miêu tả việc sản xuất bia trình sảnqua xuấtbánh bia gọiđã trở nấuthành bia Do cácyếu thành để sản từ lúaQuá mạch thơng mì Bia thiết đối phần với tấtsửcảdụng vănxuất minh bia có khác biệtởtùy khuTây vực, đặc trưng nhưvà hương vị Hà màu sắc trồng ngũ cốc thếtheo giới phương cổcác xưa, đặc biệt bia Ai Cập Lưỡng thay đổi khác đóbiết có khái loại bia loại đen, chí  Người Thracia đãniệm sử dụng bia hay sản xuấtsự từphân lúa mạch khác từ kỉ trước công nguyên, Hellanicos viết opêra Tên gọi cho bia Lịch họ sử brutos hay brytos  Sự bổ sung hoa bia vào bia để tạo vị đắng, bảo quản hương vị cho bia phát đối mới: Trong thời trung cổ nhiều hỗn hợp khác loại thảo mộc thông kiến tương thường cho vào bia hoa bia Các hỗn hợp thông thường gọi “gruit “ Hoa bia trồng Pháp sớm vào khoảng kỷ Văn cổ cịn sót lại có ghi chép việc sử dụng hoa bia bia có niên đại vào năm 1067 nữ tu viện trưởng kiêm nhà văn Hildegard: "Nếu người ta định làm bia từ yến mạch, chuẩn bị hoa bia."  Tại châu Âu, thời Trung cổ, bia chủ yếu sản xuất gia đình Vào kỷ 14 15, việc sản xuất bia chuyển từ hoạt động gia đình sang hoạt động thủ công, với quán bia tu viện sản xuất bia hàng loạt để tiêu thụ  Trong kỷ 15, Anh loại bia khơng có hoa bia biết đến ale, cịn việc sử dụng hoa bia đồ uống gọi bia Bia có chứa hoa bia nhập vào Anh từ Hà Lan sớm từ năm 1400 Winchester, hoa bia trồng quốc đảo từ năm 1428 Tính phổ biến hoa bia ban đầu hỗn hợp — Công ty bia rượu London xa tới mức thông báo "không hoa bia, không thảo mộc khác tương tự cho vào ale hay rượu (mùi) sản xuất — mà có liquor (nước), mạch nha, men bia" Tuy nhiên, vào kỷ 16, ale dùng để loại bia mạnh (nồng độ cồn cao) bất kỳ, tất ale bia sử dụng hoa bia Hình 2.1 Một vại bia lager, có màu vàng óng bọt phía Hình 2.2 Một số loại bia sử dụng rộng rãi Việt Nam  Năm 1516,WilliamIV ,Công tước xứ Bavaria , thơng qua Reinheitsgebot (Luật tinh khiết), có lẽ quy định thực phẩm cổ áp dụng đến Gebot quy định thành phần bia bao gồm nước, lúa mạch hoa bia, với men bia bổ sung sau phát kiến Louis Pasteur vào năm 1857 Luật người Bavaria áp dụng nước Đức phần nước Đức thống năm 1871 thành đế chế Đức thời Otto von Bismarck , kể từ cập nhật để phản ánh xu hướng đại sản xuất bia rượu Cho đến nay, Gebot coi tiêu chuẩn độ tinh khiết cho bia, điều gây tranh cãi  Phần lớn loại bia thời gian gần thực chất thứ mà ngày gọi ale Bia lager phát cách tình cờ vào thê kỷ 16 sau bia lưu trũ hầm lạnh thời gian dài; kể từ sản xuất nhiều ale  Với phát minh động nước năm 1765, cơng nghiệp hóa sản xuất bia trở thành thật Các cải tiến công nghệ sản xuất bia xuất với đời nhiệt kế tỷ trọng kế vào kỷ 19, cho phép nhà sản xuất bia tăng tính hiệu kiểm soát nồng độ cồn Cho đến cuối kỷ 18,mạch nha chủ yếu làm khô lửa đốt gỗ, than củi, trấu, sau năm 1600 từ than cốc Nói chung, khơng có loại mạch nha số che chắn tốt khỏi khói sinh lị sấy, loại bia thời kỳ có thành phần khói hương vị chúng; chứng nhà sản xuất mạch nha bia thường xuyên phải cố gắng giảm thiểu ám khói bia thành phẩm Sự phát minh lị nướng hình trống năm 1817 Daniel Wheeler cho phép tạo mạch nha mạch nha nướng chín kỹ tạo tiền đề cho sản xuất loại bia đen(porter stout) Sự phát minh vai trò men bia trình lên men vào năm 1857 Louis Pasteur giúp cho nhà sản xuất bia phương pháp ngăn chặn vị chua bia loại vi sinh vật không mong muốn  Năm 1953, Morton W Coutts , người New Zealand phát triển kỹ thuật lên men liên tục Morton lấy sáng chế cơng nghệ ơng cách mạng cơng nghiệp bia làm giảm thời gian ủ sản xuất bia trước tháng xuống cịn chưa đầy 24 Cơng nghệ ông sử dụng nhiều nhà sản xuất bia lớn giới ngày nay, bao gồm Guinness  Ngày nay, công nghiệp bia công việc kinh doanh khổng lồ toàn cầu, bao gồm chủ yếu tổ hợp đời từ nhà sản xuất nhỏ Trong bia chủ yếu đồ uống chứa cồn số biến thái tồn tại, xuất phát từ giới phương Tây, loại bia qua công đoạn xử lý để loại bỏ bớt cồn, sản xuất gọi bia không cồn 3 Các loại bia Các phương pháp đểnhau, sản xuất đượcGabriel Anton Có nhiều loại bia đại khác bia loạilager bia coi thuộcSedlmayr kiểu bia cụ Dreher thể khai phá Gabriel người hoàn thiện nâulàsẫm nhà Kiểu bia làSedlmayr mác dántrẻ miêu tả hương vị tổng thểbia lager thôngmàu thường nguồn gốcmáy bia Spaten Bavaria Anton Dreher người sảncác xuất có lẽthế màu đỏ bia, phùtại hợp với hệcịn thống tiến hóalàqua cácbắt lần đầu thử saibia số lager, qua nhiều kỷ phách Wien khoảng năm 1840-1841 Với việc kiểm sốt q trình lên men hổ hoàn thiện hơn, lớn sản xuất bia sử dụng thời gian lưu trữ Yếu tố đểphần xác định loạinhà bia men bia sửlager dụngchỉ trình lên men Phần lạnh ngắn, thông thường từ đến tuần lớn kiểu bia thuộc hai họ lớn: ale- sử dụng lên mem lager- sử dụng lên men chìm Bia có đặc trưng pha trộn ale lager gọi bia lai Đồ uống Phần lớn bia từ lager dựa kiểu Pilsener sản xuấtphải lần năm chứa cồn sản xuất việcngày lên men đường thu từ các, nguồn không ngũ cốc nói 1842 thành phốgọi Plzen, Cộng hịa Cáccũng loại bia lager ngày có phản màu chungtại không "bia", mặc dùSéc chúng sản Pilsener xuất sáng ứng hóa Mật nồngong độ lên cao,men với hương vị mạnh hoa bianước nồng độ men cồn 3-6% sinh học cacbonat gốc men bia gọi rượucủa mạt ong, táo lên theo thề tích Các thương hiệu bia Pilsner Urquell hay Heineken ví dụ điển hình gọi rượu táo, nước lê lên men gọi rượu lê, nước nho lên men gọi rượu bia pilsener vang Loại hợp: bia lai hay bia hỗn hợpbằng sử dụng nguyên liệuthông công nghệđược Ale: bia Ale hỗn Kiểu loại bia sản xuất lên men nổi, thường lên men nhiệt độ cao so với bia lager (15-23 o c) Các men bia ale nhiệt độ đại thay (hoặc bổ sung cho) khía cạnh truyền thống sản xuất bia Mặc dù cónày số tháilượng nguồn khác nhau, chung bia hỗn hợp cóphẩm thể tạo mùi tạobiến đáng kể ester , cácnhưng hươngnói liệu thứ cấp sản khác, kết bia tạo có mùi vị hoa hay tương tự (nhưng khơng có thế) rau biachuối rau cỏ hỗn sốkhác loại phụ hoa quảcác hay rau củlà táo, lê,Bia dứa ,cỏ, cỏvà khơ, mận hay hợp mậnvới khô Các biệtgia từ kiểu loại ale lên men trình lên men, chất hòaloại cách rõ nhiều so với loại lager, nhiều loạitạo biara ale lượng khó đểhài phân nét  Bia thảo mộc bia gia vị bổ sung chất chiết từ rễ, hạt, lá, hoa hay thảo chúng cácbia loạiđược tiêu gia vị thay (hoặc bổ sung hoa bia Lager:mộc Lager loại thụ nhiều cho) giới Chúng có nguồn gốc từ vùng  Các loạitên biagọi tồnnày trữlàtrong thùng loại bia Đức truyền thống hay thực nghiệm Trung Âu, có từ lagern ("lưu gỗ trữ") tiếng Men bia lager loại lên đượcthông lưu trữthường thùng gỗ xúc (45-55°F) với gỗ (trong dạng mảnh men chìm, lên men nhiệt độtiếp 7-12°C ("pha lên men"), sau nhỏ, khoảng thời("pha gian (gỗ sồihóa") phổ biến giai nhất) Thơng lênmẩu menhay thứ hạt) cấp lâu 0-4°C (30-40°F) lager Trong đoạn lên men thường, thùnglàm gỗ hay gỗ đầu lý loại rượu mạnh thứ cấp, lager vàmiếng chín Các điềutiên kiệnđược lạnhxử kiềmmột chế số việc sản xuất tự hay đồ uống chứa cồn khác việc sử dụng rượu bourbon, scotch shrry phổ nhiên ester phụ phẩm khác, tạo hương vị "khô lạnh hơn" bia biến  Bia hun khói loại bia mà mạch nha hun khói Thơng thường loại bia có mùi hương vị khói Các ví dụ điển hình kiểu bia truyền thống bia Rauchbiers Bamberg, Đức Tuy nhiên, nhiều nhà sản xuất bia nước Đức, chủ yếu nhà sản xuất bia thủ công Mỹ bổ sung mạch nha bia hun khói vào bia đen, ale Scotland loạt kiểu bia khác  Bia đặc biệt cách gọi chung để loại bia sản xuất mà sử dụng nguồn đường, hạt ngũ cốc tinh bột lên men khơng thơng dụng Bia vàng Hoavener Bia đen porter Żywiec Hình 2.3 Loại bia Lager Phần 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU I – NƯỚC : I.1 – Khái niệm tính chất nước - Nước cần thiết cho sông, dung mơi phân cực mạnh, có khả hịa tan nhiều chất Trong điều kiện bình thường: nước chất lỏng khơng màu, khơng mùi, khơng vị Khi hóa rắn tồn dạng tinh thể khác Nước hợp chất chiếm phần lớn trái đất (3/4 diện tích trái đất nước) - Tính chất vật lí:  Khối lượng phân tử: 18 dvc  Khối lượng riêng: g/ml ( 0oC, 1atm)  Nhiệt độ nóng chảy: 0oC  Nhiệt độ sôi: 100oC I.2 – Ảnh hưởng thành phần hóa học muối có nước đến quy trình cơng nghệ - Sự tồn muối chứa Ca Mg định độ cứng nước + Ca: thường tồn dạng muối Ca(HCO 3)2 ảnh hưởng đến trình nấu bia làm giảm độ acid hồ malt dịch đường hóa + Mg: hàm lượng nước Ca, tác dụng xấu Ca MgCO hịa tan được, MgSO4 có vị đắng chát Cả hai làm ảnh hưởng đến chất lượng bia + Na: tồn dạng NaHCO3 , Na2CO3, Na2SO4 hay NaCl Na2CO3 , NaHCO3 làm giảm độ acid hồ malt NaSO4 với hàm lượng cao tạo cho bia có vị đắng NaCl 200mg/l ảnh hưởng tốt đến mùi, vị bia + Fe: thường tồn dạng Fe(HCO 3)2 hàm lượng cao gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia Vì cho phép từ 0,2 ÷ 0,5 mg/l + Ngồi nước chứa hợp chất hữu dạng keo vô hữu (như SiO2) chất khí (O2, N2, CO2 ) I.3 - Yêu cầu nước dùng sản xuất bia - Hàm lượng muối cacbonat không 50mg/l - Hàm lượng muối Mg không 100mg/l - Hàm lượng muối Clorua 75÷150 mg/l - Hàm lượng muối CaSO4 130÷200mg/l - Hàm lượng Fe2+ khơng q 0,3mg/l - Khí NH3 muối NO3 -, NO2-: khơng có - Vi sinh vật không 100 tế bào /ml - E.coli, coliform: khơng có - Độ cứng: 4÷12 0Đ - PH: 6.5÷ I.4 - Sử dụng nước công nghệ sản xuất bia Nước tham gia trực tiếp vào quy trình cơng nghệ ( gâm đại mạch, nấu malt, lọc dịch nha, lên men, công đoạn hiết rót…), tạo nên sản phẩm cuối Có thể nói nước ngun liệu để sản xuất bia bia hàm lượng nước chiếm đến 90÷92% trọng lượng bia Thành phần hàm lượng chúng ảnh hưởng lớn đến quy trình cơng nghệ chất lượng bia thành phẩm Nước công nghệ sử dụng quy trình nấu malt, nấu gạo, rửa bã, gâm đại mạch - Nước dùng ngâm đại mạch để sản xuất malt: yêu cầu quan trọng nước không chứa nhiều tạp chất vi sinh vật - Nước dùng để nấu bia: + Các muối cacbonat bicacbonat hòa tan chất đắng, chất chát vỏ malt (nhất Na2CO3) gây cho bia có vị đắng khó chịu + Những cacbonat bicacbonat nước làm hạ độ acid hồ malt làm cản trở hoạt động hệ enzim malt 2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 = CaHPO4 + K2HPO4 + 2H2O + 2CO2 nước Malt từ phản ứng ta nhận thấy hai phân tử có tính acid thu phân tử kết tủa phân tử có tính kiềm + Na2CO3 muối làm giảm độ acid mạnh vì: 2KH2PO4 + Na2CO3 = K2HP04 + Na2HPO4 + 2H2O + 2CO2 nhận thấy từ hai phân tử có tính acid KH 2PO4 thu phân tử có tính kiềm K2HPO4 , Na2HPO4 - Nước dùng để rửa nấm men thiết bị: + Nước dùng để rửa nấm men cần phải sạch, không chứa nhiều hợp chất hữu cơ, đặc biệt không chứa vi sinh vật + Nước rửa thiết bị nên có độ cứng thấp đến trung bình, đặc biệt khơng chứa muối NH3 muối nitrit I.5 - Nước phi công nghệ Khơng trực tiếp có mặt thành phần sản phẩm cần thiết quy trình sản xuất ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối Nước sử dụng vào nhiều mục đích khác như: nước nồi hơi, nước vệ sinh thiết bị, nước vệ sinh nhà xưởng, nước trùng Mỗi mục đích địi hỏi chất lượng riêng, nước sử lý theo yêu cầu sử dụng II – ĐẠI MẠCH Là ngun liệu có tính chất truyền thống để sản xuất bia (có thể thay phần nguyên liệu khác nguyên liệu chủ yếu đại mạch nảy mầm ) Đại mạch giống ngũ cốc khác bao gồm hai thành phần glucid protein đại mạch có hàm lượng cao so với loại ngũ cốc khác quan trọng tỷ lệ glucid/protein cân đối thích hợp cho việc sản xuất bia II.1 –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 + 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) Hình 3.1 Đại mạch 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 ) Hình 3.2 Đại mạch nhiều hàng II.2 – Cấu trúc thành phần hóa học đại mạch 2.1 – Cấu trúc hạt đại mạch: Hình 3.3 hạt đại mạch hai hàng Gồm phận chính: vỏ hạt, phơi nội nhũ Vỏ hạt: từ ngồi vào chia làm lớp: vỏ trấu, vỏ lụa vỏ alơron Phần thường chiếm 8÷15% trọng lượng hạt Phôi: quan sống hô hấp hạt Phơi có từ 37÷50% chất khơ thành phần nitơ, khoảng 7% chất béo, 5÷6% saccharose, 7÷7,5% pentozan, 6÷6,5% chất tro thành phần khác Riêng tinh bột Phơi thường chiếm 2,5÷5% trọng lượng hạt 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 bt hỡnh trũn, cú kớch thc rt ln (20ữ30à hoc rt 2ữ10à) rt ớt nhng ht cú kớch 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 khơng hịa tan nước, kể dung mơi hữu trung tính + Tinh bột đại mạch có nhiệt độ hồ hóa 75÷80 oC (của gạo 75oC, khoai tây 65oC) 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% ... 16 sau bia lưu trũ hầm lạnh thời gian dài; kể từ sản xuất nhiều ale  Với phát minh động nước năm 1765, cơng nghiệp hóa sản xuất bia trở thành thật Các cải tiến công nghệ sản xuất bia xuất với... thần bảo trợ cho bia, chứa cơng thức làm bia cổ cịn sót lại miêu tả việc sản xuất bia trình sảnqua xuấtbánh bia gọiđã trở nấuthành bia Do cácyếu thành để sản từ lúaQuá mạch thông mì Bia thiết đối... Tây, loại bia qua công đoạn xử lý để loại bỏ bớt cồn, sản xuất gọi bia không cồn 3 Các loại bia Các phương pháp đểnhau, sản xuất đượcGabriel Anton Có nhiều loại bia đại khác bia loạilager bia coi