Đồ án tốt nghiệp tìm hiểu công nghệ sản xuất bia và quy trình kiểm nghiệm chất lượng bia thành phẩm tại nhà máy bia

Với truyền thống lâu đời 100 năm trong ngành sản xuất bia chất lượng sản phẩm của Công ty Bia Sài Gòn không ngừng được nâng cao nhờ sự kết hợp đồng bộ giữa công nghệ truyến thống, thiết

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

VÀ QUY TRÌNH KIỂM NGHIỆM

CHẤT LƯỢNG BIA THÀNH PHẨM

TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN

Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

GVHD: TS NGUYỄN THỊ HAI

KS NGẠC BẢO LÂN SVTH: HUỲNH HƯƠNG TẦN MSSV: 10711148

LỚP : 07DSH4

TP HỒ CHÍ MINH – 2011

Huỳnh Phương Tần 1 MSSV: 107111148

LỜI MỞ ĐẦU

Bia là một ngành công nghiệp thực phẩm có truyền thống lâu đời Bia là một

loại nước giải khát có độ cồn thấp, có giá trị dinh dưỡng cao, có mùi vị thơm ngon

hấp dẫn Bia giúp cho người ta giải nhanh cơn khát trong những ngày nắng nóng,

bớt đi mệt mỏi trong những lúc làm việc căng thẳng, giúp cho ăn uống ngon miệng

hơn nhờ vào lượng enzyme khác nhau trong bia Đất nước ta ngày càng phát triển,

thị hiếu của người tiêu cũng ngày càng cao, do đó ngoài thị trường cũng có nhiều

chủng loại bia khác nhau tạo điều kiện cho người tiêu dùng có nhiều cơ hội để lựa

chọn hơn Với nhiều thương hiệu như vậy người tiêu dùng cũng có yêu cầu cao hơn

về số lượng lẫn chất lượng

Nhờ vào thành phần dinh dưỡng như chứa nhiều vitamin B1, B2, PP… và một

lượng lớn CO2 nên bia đã cung cấp cho chúng ta một năng lượng tương đối lớn

Chính vì thế mà bia đã trở thành một loại thức uống không thể thiếu của những buổi

tiệc và trong những buổi ăn của người phương Tây

Đề đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng ngày càng cao thì có nhiều công ty

sản xuất bia ra đời, nhưng hiện nay cung ứng cho thị trường một khối lượng bia lớn

có công ty bia Sài Gòn Công ty bia Sài Gòn với nhiều chủng loại bia có hương vị

đặc trưng đậm đà nên đã thu hút một lượng khách hàng rất lớn Hiện nay, sản phẩm

công ty đã có mặt ở nhiều nước trên thế giới và được mọi người ưa chuộng như các

sản phẩm: Sài Gòn Speccial, Sài Gòn Export, Sài Gòn 333…

Trong những năm gần đây, nhu cầu uống bia của con người ngày một tăng

nhanh, cùng với sự phát triển của ngành công nghệ sinh học, công nghệ sản xuất bia

đã có những bước tiến nhảy vọt Nhiều cải tiến về công nghệ đã được áp dụng vào

sản xuất bia, đã nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị,

và mang lại hiệu quả kinh tế cao Ngày nay ngành sản xuất bia Việt Nam cũng như

các nhà máy bia liên doanh hay các hãng bia nước ngoài luôn không ngừng mở

rộng, cải tiến, xây dựng các nhà máy mới phù hợp và nâng cao chất lượng nhằm

đáp ứng nhu cầu chung, với xu hướng cạnh tranh và chiếm lĩnh thị trường

Bên cạnh đó, bia thì có nhiều loại nhưng vấn đề về chất lượng sản phẩm bia

hiện nay luôn được người tiêu dùng quan tâm và chú ý đến, chính vì thế chúng tôi

chọn đề tài: “Tìm hiểu công nghệ sản xuất bia và quy trình kiểm nghiệm chất

lượng bia thành phẩm tại Công ty bia Sài Gòn” một công ty uy tín và luôn quan

tâm đến sức khỏe người tiêu dùng

Trong thời gian thực hiện đồ án tại công ty bia Sài Gòn có dây chuyền công

nghệ sản xuất cao giúp cho chúng tôi học tập được rất nhiều kiến thức thực tế các

công việc tại nhà máy, tổng hợp tài liệu liên quan là nền tảng kiến thức lớn cho

chúng tôi sau này khi bước vào môi trường làm việc cụ thể

Đối vối một sản phẩm bia đạt chất lượng và đưa ra thị trường thì phải qua các

bước kiểm nghiệm sau:

Giá trị cảm quan bia thành phẩm

Kiểm nghiệm hóa lý

Kiểm nghiệm vi sinh

Huỳnh Phương Tần 3 MSSV: 107111148

CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NGÀNH BIA

1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới

Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia

được sử dụng như một thứ nước giải khát thông dụng HIện nay trên thế giới có trên

25 nước sản xuất bia với sản lượng trên 100 tỷ lít/năm, trong đó, Mỹ, Đức, mỗi

nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm, Trung Quốc 7 tỷ lít/năm

Thống kê bình quân mức tiêu thụ hiện nay ở một số nước công nghiệp tiến

tiến trong năm 2004 như sau: Cộng hòa Czech hơn 150 lít/người/năm, Đức 115

lít/người/năm, Úc khoảng 110 lít/người/năm

Tổng lượng tiêu thụ trên thế giới năm 2003 khoảng 144,296 triệu kl, năm 2004

khoảng 150,392 triệu kl (tăng 4,2%) Lượng bia tiêu thụ tăng hầu khắp các vùng,

ngoại trừ vùng Địa Trung Hải, đẩy lượng tiêu thụ trên toàn thế giới tăng lên Nhưng

lượng tăng đáng kể nhất là Trung Quốc, Thái Lan, Philipin với tốc độ tăng đến

11,2%

Biểu đồ 1: Phân chia lượng bia tiêu thụ theo vùng (2004)

(Nguồn từ Kirin news – Nhật Bản)

1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam

a Tình hình sản xuất bia trong nước

Năm năm trở lại đây, do tác động của nhiều yếu tố như tốc độ tăng trưởng

GDP, tốc độ tăng dân số, tốc độ đô thị hóa, tốc độ đầu tư mà ngành công nghiệp

bia đã phát triển với tốc độ tăng trưởng cao Chẳng hạn như năm 2003, sản lượng

bia đạt 1290 triệu lít, tăng 20,7% so với năm 2002, đạt 79% so với công suất thiết

kế, tiêu thụ bình quân đầu người đạt 16 lít/năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng

3650 tỷ đồng

b Số lượng cơ sở sản xuất

Số lượng cơ sở sản xuất giảm xuống so với những năm cuối thập niên 1990,

đến năm 2003 chỉ còn 326 cơ sở sản xuất so với 469 cơ sở tính từ năm 1998 Điều

này là do yêu cầu về chất lượng bia, về mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm ngày

càng cao, đồng thời do sự xuất hiện của nhiều doanh nghiệp bia lớn có thiết bị hiện

đại, công nghệ tiên tiến nên có sự cạnh tranh gay gắt, nhiều cơ sở sản xuất quy mô

nhỏ, chất lượng thấp không đủ khả năng cạnh tranh đã phá sản hoặc chuyển sang

sản xuất sản phẩm khác Trong các cơ sở sản xuất bia đó, có Sabeco chiếm năng

suất trên 200 triệu lít/năm, Habeco năng suất trên 100 triệu lít/năm, 15 nhà máy bia

có năng suất trên 15 triệu lít/năm và khoảng 165 cơ sở sản xuất có năng lực dưới 1

triệu lít/năm

Hai tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội và Sài Gòn là hai đơn

vị đóng góp tích cực và giữ vai trò chủ đạo trong ngành bia Theo báo cáo của các

tỉnh thành phố trực thuộc trung ương và của hai tổng công ty, riêng năm 2003,

doanh thu của ngành Bia Rượu Nước giải khát đạt 16.497 tỷ đồng, nộp ngân sách

nhà nước 5000 tỷ đồng, tạo điều kiện việc làm và thu nhập ổn định cho trên 20.000

lao động Sản lượng bia tiêu thụ toàn quốc đạt 1290 triệu lít, đạt 78,8% công suất

thiết kế, trong đó Habeco và Sabeco đạt 472,28 triệu lít (chiếm 36,61% toàn ngành

bia) Hai tổng công ty đã phát huy hết năng suất, phải gia công tại một số địa

phương nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng

1.3 Giới thiệu tổng quan về Nhà máy bia Sài Gòn

Huỳnh Phương Tần 5 MSSV: 107111148

1.3.1 Giới thiệu chung

Công ty bia Sài Gòn là một công ty trực thuộc Tổng công ty Bia - Rượu - Nước giải

khát Sài Gòn

 Tên tiếng Anh: Saigon Beer Alcohol – Beverage Corporation

 Tên viết tắt: SABECO

 Địa chỉ: số 187 - Nguyễn Chí Thanh, Quận 5, TP.HCM

 Điện thoại: 088.559595

 Fax: 088.577095

 Email: saigonbeer@hcm.vnn.vn.

1.3.2 Lịch sử hình thành và phát triển

Tiền thân Tổng công ty Bia Rượu Nước giải khát Sài Gòn trước đây là một

nhà máy của tư bản Pháp được xây đụng từ những năm 1875

Đến tháng 6/1977 Nhà máy đổi tên thành Nhà máy Bia Sài Gòn

Năm 1993 Nhà máy đổi tên thành Công ty Bia Sài Gòn và trở thành một

trong những Công ty bia có thiết bị hiện đại nhất Việt Nam

Với truyền thống lâu đời 100 năm trong ngành sản xuất bia chất lượng sản

phẩm của Công ty Bia Sài Gòn không ngừng được nâng cao nhờ sự kết hợp đồng bộ

giữa công nghệ truyến thống, thiết bị hện đại, nguyên liệu ngoại nhập từ những

nước nổi tiếng trên thế giới với việc đổi mới phương thức quản lý Một trong những

yếu tố quan trọng góp phần ổn định chất lượng sản phẩm là hệ thống phương tiện

kỹ thuật kiểm tra tiên tiến được đánh giá đạt đẳng cấp quốc gia và hệ thống đảm bảo

chất lượng cho sản phẩm bia chai, bia lon phù hợp với tiêu chuẩn ISO 9001 : 2000

Từ năm 1992 với uy tín trong nước Sản phẩm của Công ty Bia Sài Gòn đã

vươn ra có mặt trên thị trường khó tín nhất như: Nhật, Autralia, Mỹ, Singapore,

EU

Năm 2000, Công ty Bia Sài Gòn là doanh nghiệp sản xuất bia đầu tiên của

Việt Nam đã đạt và vượt mốc sản lượng 200 triệu lít/năm

Tháng 7/2003, Công ty bia Sài Gòn đã phát triển lớn mạnh thành Tổng công

ty Bia - Rượu - Nước giải khát Sài Gòn (SABECO) và trở thành doanh nghiệp hàng

đầu trong ngành sản xuất bia Việt Nam Công ty đã tạo cho mình một nền tảng

vững chắc, đạt trình độ của một nhà quản lý hiện đại, cùng cả nước bước những

bước phát triển của thời đại mới

Năm 2004, SABECO đạt sản lượng hơn 403 triệu lít bia các loại trong đó có

268 triệu lít bia sản xuất tại Nhà máy Bia Sài Gòn Nguyễn Chí Thanh, số còn lại thì

nhà máy gia công tại khoảng 10 địa phương

Hiện nay nhà máy đã được Cổ phần hóa thành Tổng công ty cổ phần Bia -

Rượu - Nước giải khát Sài Gòn (SABECO)

1.3.3 Các đơn vị thành viên của SABECO

1.Công ty TNHH 1 thành viên TMDV Bia - Rượu - NGK Sài Gòn

2 Công ty cổ phần Nước giải khát Chương Dương

3 Công ty cổ phần Rượu Bình Tây

4 Công ty cổ phần Cơ khí & Xây lắp Công Nghiệp – IMECO

5 Công ty cổ phần bia Sài Gòn - Nghệ Tĩnh

6 Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Phú Yên

7 Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Miền Tây

8 Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Hà Nam

9 Công ty cổ phần Bia - Rượu Sài Gòn - Đồng Xuân

10 Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Daklak

11 Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Bình Tây

12 Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Sông Lam

13 Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Quảng Ngãi

14 Công ty TNHH Một Thành Viên Cơ khí SA BE CO(Mesab)

Huỳnh Phương Tần 7 MSSV: 107111148

15 Cơng ty cổ phần Bia Sài Gịn - Vĩnh Long

CƠNG TY LIÊN DOANH - LIÊN KẾT

1 Cơng ty TNHH Crown Sài Gịn

2 Cơng ty TNHH Thủy tinh Malaya - Việt Nam

3 Cơng ty TNHH Mê linh Point

4 Cơng ty TNHH Bao Bì SanMiguel - Phú Thọ

5 Cơng ty TNHH Sản xuất rượu và cồn Việt Nam

6 Cơng ty cổ phần Bao bì - Kho bãi Bình Tây

7 Cơng ty cổ phần Vận tải và giao nhận bia Sài Gịn

8 Cơng ty cổ phần Nước khống ĐaKai

9 Cơng ty cổ phần Bao bì Sabeco Sơng Lam

1.3.4 Sơ đồ bố trí mặt bằng

1 Phân xưởng nấu 14 Bồn vôi 27 Phân phối gió

2 Hầm nước 15 Thiết bị PCCC 28 Phòng lọc bia

3 Lò hơi 16 Xử lý nước 29 Phòng lạnh

4 Tổ mộc-hồ 17 Xử lý nước 30 TBF

5 Tổ xe súc 18 Bia chai 1 31 Tank out door

6 Tổ nước giải nhiệt 19 Bia lon 1 32 Cabin điện

7 Tổ máy động lực 20 Bia chai 2 33 Máy phát điện

8 Bồn dầu DO 21 Bia lon 2 34 Phân xưởng cơ khí

9 VP kho vận 22 Bia chai 3 35 Tổ điện

229

1.4 Các sản phẩm chính của công ty

1.4.1 Sản phẩm bia chai “ Sai Gon Export”

Chủng loại sản phẩm: Bia Lager

Độ cồn: 4.9% thể tích

Dung tích: 355ml

Thành phần: Nước, Malt, Gạo Hops

Bao bì: đóng trong chai thủy tinh màu nâu, 20

chai/két nhựa

Hướng dẫn sử dụng: Ngon hơn khi uống lạnh, tốt

nhất ở 10 – 12 độ C Hình 1.1: SaigonExport

Hướng dẫn bảo quản:

 Bảo quản nơi khô ráo và thoáng mát

 Tránh tiếp xúc trực tiếp với nguồn nóng hoặc ánh sáng mặt trời

Số công bố chất lượng: Tiêu chuẩn TCCS 2 : 2008

1.4.2 Sản phẩm bia chai “ Sai Gon Lager Beer”

Thương hiệu : SAI GON LARGER BEER ( Sài Gòn xanh )

Hình 1.2: Saigon Lager – Bia của người Việt Nam

Hướng dẫn bảo quản: nơi khô ráo thoáng mát, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh

nắng mặt trời

Số công bố chất lượng: Tiêu chuẩn TCCS 1 : 2008

1.4.3 Sản phẩm bia lon “ Bia 333”

Thương hiệu: SAI GON 333

Hướng dẫn sử dụng: ngon hơn khi uống lạnh, tốt nhất 10 – 12oC

Hướng dẫn bảo quản: nơi khô ráo thoáng mát, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh

nắng mặt trời

Số công bố chất lượng: Tiêu chuẩn TCCS 4 : 2008

1.4.4 Sài Gòn Special

Sản phẩm đặc biệt với 100% malt (không có gạo) được sản xuất theo dây

chuyền công nghệ tiên tiến bậc nhất hiện nay trong khu vực và lên men theo công

nghệ truyến thống dài ngày, tạo nên một hương vị ngon và độc đáo khác hẳn với

các sản phẩm khác ngoài thị trường

Chủng loại sản phẩm: Bia Lager

Độ cồn: 4.9% thể tích

Dung tích: 330ml

Thành phần: Nước, Malt, Hops

Bao bì: đóng trong chai thủy tinh màu

xanh, 20 chai/két nhựa và 24 chai/thùng carton

Hướng dẫn sử dụng: Ngon hơn khi uống

lạnh, tốt nhất ở 10 – 12oC

Hướng dẫn bảo quản:

 Bảo quản nơi khô ráo và thoáng mát

 Tránh tiếp xúc trực tiếp với nguồn

nóng hoặc ánh sáng mặt trời

Số công bố chất lượng: Tiêu chuẩn TCCS

3 : 2008

Hình 1.4: Saigon Special

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 2.1 Malt đại mạch

Malt là tên gọi chung của các loại ngũ cốc nảy mầm (đại mạch, tiểu mạch )

Hiện nay thì ở Việt Nam chưa trồng được đại mạch, vì vậy chúng ta phải nhập malt

từ nước ngoài nên chi phí sản xuất tăng lên Do vậy giá thành của từng loại bia

tương ứng với hàm lượng malt nguyên chất, từ đó mà ta có thể nhận thấy bia có

ngon hay không

Là nguyên liệu chính của quá trình sản xuất bia, nó ảnh hưởng trực tiếp đến

quy trình và chất lượng của bia

Hạt đại mạch là nguồn cung cấp tinh bột cho quá trình đường hóa, chuyển

hóa đường thành rượu cho sản phẩm sau này Đồng thời trong quá trình nảy mầm

của đại mạch sẽ tích tụ nhiều enzyme cũng như tăng hoạt tính của nhiều enzyme có

trong hạt như amylase, protease, maltase…Vì vậy đại mạch cho sản xuất bia là đại

mạch nảy mầm Ngoài ra malt còn cung cấp nguồn đạm cho quá trình sinh trưởng,

phát triển của nấm men, cung cấp những chất đặc trưng tạo nên hương vị, độ bền

của bọt sau này

2.1.1 Yêu cầu về chất lượng đối với đại mạch:

 Yêu cầu về cảm quan

Tất cả các hạt thóc phải thuộc một loại đại mạch, đồng nhất về kích thước,

không lẫn cát đá, rơm rác và những hạt thuộc loại thóc khác

Hạt phải có vỏ mỏng, màu vàng nhạt óng ánh, không có vết trên vỏ

Đại mạch tốt phải có mùi thơm của rơm rạ, khi cắn hạt thóc thấy có mùi tinh

 Yêu cầu về thành phần hóa học

Vỏ: không vượt quá 7 – 9% trọng lượng hạt

Hàm lượng protid 8 – 14% chất khô của hạt

Hàm lượng glucid chiếm 55 – 62% trọng lượng hạt (khoảng 63 – 65% trọng

Độ hòa tan trên chất khô xay nhuyễn

Chênh lệch giữa xay khô và xay nhuyễn

oEBC

%

3 - 5

>80 1.2 – 1.8

290 – 320

10 – 12

>85 ; <1 2.5

<15 3.0 – 4.5 5.6 – 6

 Vỏ hạt: từ ngoài vào trong được chia làm 3 lớp (vỏ lụa, vỏ trấu và vỏ alơron),

phần này thường chiếm từ 8 – 15% trọng lượng hạt

 Phôi: là cơ quan hô hấp của hạt, thường chiếm 2 – 5% trọng lượng hạt

Thành phần chất khô là nitơ : chiếm 37 – 50%

Chất béo khoảng 7%

Saccharose: 5 -6%

Pentozan: 7 – 7,5%

Chất tro: 6 – 6,5% và một ít thành phần khác

 Nội nhũ: chiếm 45 – 68% trọng lượng hạt, phần này chiếm vai trò quan trọng

quyết định đến phẩm chất của bia

Hình 2.1: Hạt đại mạch hai hàng

Thành phần chính của hạt nội nhũ là tinh bột hình tròn, có kích thước rất lớn

hoặc rất bé (rất ít hạt có kích thước trung bình), nếu hàm lượng protein trong tinh

bột càng cao thì càng nhiều hạt tinh bột có kích thước nhỏ

Tinh bột không hòa tan được trong nước, kể cả những dung môi hữu cơ trung

tính Trong lượng riêng của hạt khá cao nên lắng xuống đáy thùng rất nhanh

Tinh bột đại mạch có nhiệt độ hồ hóa 75 – 80oC, tính chất này cần phải lưu ý

khi nấu bia, tinh bột đã qua hồ hóa thì khi đường hóa sẽ nhanh và thuận lợi hơn

Tinh bột gồm hai dạng polysaccharide là amylose và amylosepectin

Các enzyme tác dụng xúc tác lên tinh bột của hệ enzyme amylase (gồm 𝛼 –

amylase và 𝛽 – amylase) hiệu quả nhanh hay chậm phụ thuộc và nhiệt độ và pH nó

quyết định nhất đến quá trình nấu bia

 Thành phần hóa học của hạt đại mạch

Bảng2.2: Thành phần hóa học của malt tính theo phần trăm trọng lượng

chất khô

Thành phần % chất khô

Tinh bột

Đường khử

Đường Saccharose

Pentose hòa tan

Pentose và hectose không hòa tan

Chất chứa nitơ không đông tụ

Dạng hòa tan tinh thể muối albumin,

2

2 0,2 – 0,3

6 – 8 2,2

Trong nhóm glucide của hạt đại mạch, ngoài tinh bột tập trung ở nội nhũ còn

có các thành phần :

 Cellulose : chủ yếu nằm trong vỏ trấu của hạt đại mạch, chiếm khoảng 20%

chất khô của vỏ, xenllulose có ý nghĩa lớn trong quá trình lọc dịch đường hóa

 Hemicellulose : chiếm phần lớn chất khô của vỏ trấu, gồm những

polysaccharide khác nhau, sự phân giải hemicellulose dưới tác dụng của enzyme

Sitoase có ý nghĩa lớn trong quá trình nảy mầm, tao điều kiện thuận lợi cho các

enzyme khác vào bên trong nội nhũ hạt

 Pentozan: có trong thành phần của hemicellulose, đặc biệt có nhiều trong vỏ

trấu (2%), không tan trong nước Nếu bị thủy phân cho ra đường arabinose và

xylose

 Các glucide cao phân tử: trong dại mạch còn chứa các chất ở dạng gom, những

chất này tan trong nước sẽ tạo nên những dung dịch nhớt Khi chuẩn bị thủy phân sẽ

cho galactose và xylose, hoặc như pectin Những hợp chất này khi đi vào dịch

đường hoặc bia sẽ gây trở ngại cho quá trình lọc, song chúng cũng có khả năng tạo

bọt cho bia và có mùi vị được cải thiện hơn

 Các chất đường trong hạt đại mạch có chứa một lượng nhỏ mono-, di-,

tri-saccharide, trong đó nhiều nhất là đường saccharose, chiếm khoảng 1,8% chất khô

của hạt Các chất này có ý nghĩa lớn trong quá trình sản xuất malt, đặc biệt là trong

giai đoạn đầu

 Chất chát và chất đắng : có nhiều trong vỏ trấu của hạt đại mạch, một phần chất

chát sẽ liên kết với protid tạo thành acid textinoic có mùi đắng và vị khó chịu,

chúng không hòa tan trong nước nhưng chúng hòa tan trong dung môi kiềm loãng

(0,2 – 0,4%)

 Chất đắng chát, màu có tác dụng xấu đến thành phần của bia Vì vậy chúng ta

cần có biện pháp xử lý trong công nghệ để loại bỏ chúng

 Các hợp chất chứa nitơ trong đại mạch

Protide : khối lượng và chất lượng của protid có ý nghĩ rất quan trọng trong

công nghệ sản xuất bia Người ta cho rằng hàm lượng các hợp có chứa nitơ trong

đại mạch so với hàm lượng tinh bột trong đại mạch có tỷ lệ cân đối nhất (tỷ lệ N :C)

là tối ưu đối với công nghệ sản xuất bia Tuy thành phần của chất hòa tan trong dịch

đường hóa protid chiếm một tỷ lệ khá nhỏ (4 – 5%), song chúng lại tham gia rất tích

cực trong quy trình công nghệ và góp phần quyết định đến chất lượng sản phẩm

Sự oxy hóa protid gây ra những biến đổi xấu về chất lượng sản phẩm Hiện

tượng này là một trong những nguyên nhân chính làm giảm tính ổn định của bia

Thường những kim loại nặng (như Fe và Cu) là những chất xúc tác cho quá trình

oxy hóa protid, làm cho bia nhanh bị đục hơn

Trong đại mạch có đủ protid đơn giản (protein) và protide phức tạp

(proteit)

Quá trình phân giải protid dưới tác dụng của enzyme là một trong những

giải protid thường có phân tử lượng thấp hơn, chúng sẽ tham gia tác dụng tương hổ

với những thành phần khác dẫn đến chỗ thay đổi thành phần và tính chất của

nguyên liệu ban đầu cũng như các sản phẩm về sau Đặc biệt đáng quan tâm hơn là

sự tạo thành melanoic, chất này gây cho bia có mùi thơm, vị ngọt và khả năng tạo

bọt của bia về sau (đặc tính này phụ thuộc vào sự phân giải protid có tối ưu không)

Edectin thuộc phân nhóm globulin không hòa tan trong nước, bắt đầu kết

tủa ở nhiệt độ lớn hơn 90oC, khó tách hơn ra khỏi thành phần của dịch đường vì vậy

đây là một trong những yếu tố gây đục bia

Hordein thuộc phân nhóm prolamin, không tan trong nước nhưng tan trong

dung dịch acid hoặc kiềm Hàm lượng hordein trong hạt đại mạch từ 3,5÷3,7%

trọng lượng chất khô

Glutelin chiếm khoảng 3% chất khô trông đại mạch, thường bị thải cùng bã

malt sau khi nấu

 Các chất chứa Nitơ phi protide

Tập hợp những sản phẩn phân giải protide với mức độ phân giải khác nhau

cho ra những sản phẩn khác nhau:

Albumoza và pepton có cấu tạo gần giống protein song có số gốc acid amin ít

hơn có khả năng tan trong nước, không bị kết tủa trong quá trình chế biến sẽ đi vào

thành phần nước đường hóa làm tốt khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia

Peptide có số gốc acid amin ít hơn pepton, gồm có di-tri và polypeptit, hòa tan

dễ dàng trong nước và đi vào thành phần của bia

Acid amin chiếm khoảng 0,1% chất khô trong hạt đại mạch kín Do tác động

của enzyme trong thời gian sản xuất malt hàm lượng acid amin tăng lên trong dịch

đường và bia Đặc biệt chúng có vai trò quan trọng trong việc hình thành menadione

ở thời kỳ sấy malt

 Các nhóm enzyme trong đại mạch

Enzyme là chất xúc tác sinh học trong quá trình lên men, bản chất của nó là

protein chúng tham gia các phản ứng sinh hóa trong hạt đại mạch Từ đó biến đổi

hạt đại mạch dần thành hạt malt Trong quy trình công nghệ enzyme chịu nhiều yếu

tố khách quan, song thì ảnh hưởng mạnh đến hoạt tính của enzyme là nhiệt độ, pH,

và nồng độ của dung dịch

Trong hạt đại mạch luôn có hai nhóm enzyme chính

 Nhóm enzyme xúc tác cho quá trình oxi hóa - khử

Ở giai đoạn đầu của việc tạo malt chúng tăng cường hoạt động nhanh, trong

quá trình sấy malt chúng hầu như bị phá hủy

 Nhóm enzyme thủy phân: tùy cơ chất enzyme xúc tác cho quá trình thủy phân, ta

phân thành hai nhóm nhỏ:

Nhóm thủy phân các hợp chất glucide:

 Diastase (amylase): thủy phân các gluxit có mạch polymer tương đối đơn

giản (như tinh bột)

 Sitaza: thủy phân các gluxit có mạch polymer tương đối phức tập hơn

(như hemicelluloses) Tác dụng của enzyme là phá hủy màng ngăn giữa hạt gạo và

vỏ trấu khi hạt bắt đầu nảy mầm, nhờ vậy các enzyme khác mới dễ dàng xâm nhập

vào bên trong hạt của nội nhũ của hạt, làm biến đổi dần những thành phần hóa học

của nội nhũ Đây chính là quá trình chuyển hóa hạt đại mạch thành hạt malt

Nhóm enzyme thủy phân protide: trong nhóm này tiêu biểu có

 Proteinase xúc tác chuyển hóa protid thành albumoza và pepton rồi

chuyển thành polypeptit và peptit (to :50oC, pH = 5)

 Peptidaza: chuyển hóa polypeptit và peptit thành acid amin (gồm

polypeptidaza và dipeptidaza) (to < 50oC; pH = 7,5)

 Amydasa tác dụng deamin hóa các acid amin, tạo thành các acid hữu cơ

và nitơ Đồng thời chúng còn phá vỡ các mối liên kết amid (- CO – NH) của các

muối amid

Nhóm enzyme esteraza tham gia làm vỡ các các mối liên kết ester giữa các

hợp chất ester hoặc giữa các hợp chất hữu cơ và vô cơ

 Lippase thủy phân ester của glycerin và một số loại rượu với một số acid

béo bật cao

 Phosphatase: tách acid phosphoric ra khỏi những hợp chất hữu cơ có

chứa phosphor, tiêu biểu là amylophosphotase và bytase

2.2 Hoa Houblon

Cây Houblon có tên khoa học là ‘‘Hamulus Lupulus’’, là một loài thân leo

thuộc hàng urticaceé, họ moracé

Houblon sống lâu năm (30 – 40 năm ), có chiều cao trung bình 10 – 15m

Hiện nay trên thế giới đang trồng trên 100 giống hoa houblon khác nhau Nó được

trồng nhiều nhất ở Đức, Mỹ, cộng hòa Crech và hiện nay có trồng ở Trung Quốc

Hoa houblon có hoa đực và hoa cái riêng biệt cho từng cây, trong sản xuất

bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn Hoa đực không sử dụng được vì nó rất nhỏ,

chứa ít lượng phấn hoa, chất đắng cũng rất kém

Hoa Houblon là nguyên liệu chính thứ hai (sau đại mạch) trong công nghệ

sản xuất bia Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng

làm tăng khả năng tạo và giữ bền bọt, làm tăng độ bền keo và độ ổn định thành

phần sinh học của sản phẩm Do những đặc tính cực kì đặc biệt như vậy nên hoa

houblon vẫn giữ vai trò độc tôn và là nguyên liệu không thể thay thế trong công

nghệ sản xuất bia

Bảng 2.3 : Sản lượng thu hoạch hoa Houblon của các nước trên thế giới

Quốc gia Sản lượng (x 1000 tấn) năm 2005

Có khá nhiều giống hoa houblon và sản lượng của chúng trong năm cũng rất

khác nhau

Bảng 2.4: Các giống hoa Houblon

Giống hoa Sản lượng (tấn)

344 217,5 140,6

84

84

63

37,6

2.2.1 Yêu cầu chất lượng hoa houblon

Bảng 2.5: Giá trị chất lượng hoa Houblon

Chỉ số Loại 1 Loại 2 Loại 3

Màu hoa Vàng đến vàng óng Vàng lục Vàng xanh đến

vàng Màu hạt

Rách nhiều, có chấm đỏ cà phê

2.2.2 Cách bảo quản hoa

Hoa cần được bảo quản ở nơi khô ráo thoáng mát, nhiệt độ thấp và không có

ánh nắng mặt trời Trong khi bảo quản hàm lượng ẩm tối đa của hoa cho phép là

13%, còn nhiệt độ bảo quản tốt nhất là 0,5 – 2oC

Cũng qua nghiên cứu và thực tế sản xuất, người ta thấy rằng

Nếu bảo quản hoa ở 20oC, sau 7 – 8 tháng thì sẽ giãm hàm lượng chất đắng

2.2.3 Thành phần hóa học của hoa houblon

Bảng 2.6: Thành phần hóa học của hoa houblon

15 – 17

3

5 – 8

40 – 50

Trong các thành phần trên, các hợp chất đắng, tinh dầu phấn hoa đóng vai trò

quan trọng nhất trong sản xuất bia Ngoài ra, những thành phần khác như tanin,

protein, đường khử…cũng có ý nghĩa nhất định trong các bước công nghệ

2.2.3.1 Chất đắng

Vai trò trong công nghệ sản xuất bia là rất lớn Chất đắng tạo cho bia có vị đặc

trưng và dễ chịu, tạo ra một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia Khi hòa tan vào

dịch đường và tồn tại trong bia, chúng có hoạt tính sinh học cao tạo ra sức căng bề

mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt lâu Chúng còn có tính kháng khuẩn do đó

làm tăng độ bền sinh học của bia thành phẩm

𝛼-axit đắng (humulon): 90% độ đắng của bia là 𝛼-axit đắng, bao gồm

humulon và các đồng phân của nó 𝛼-axit đắng gây đắng mạnh nhưng kháng sinh

rất yếu

axit đắng (lupulon) bao gồm lupulon và các đồng phân đi kèm của nó

𝛽-axit đắng gốc đắng yếu hơn 𝛼-𝛽-axit đắng nhưng tính kháng sinh mạnh hơn Do đó,

phải sử dụng kết hợp cả 𝛼-axit đắng và 𝛽-axit đắng

Nhựa mềm: là các polyme acid đắng chúng có khả năng tạo ra lực đắng cao

hơn 𝛽-axit đắng đây là chất rất có giá trị của chất đắng

Nhựa cứng: là polyme của acid đắng nhưng mật độ cao hơn nhiều so với

nhựa mềm Chất này không tan trong nước và dịch đường do đó không có giá trị

trong sản xuất bia

2.2.3.2 Tanin

Với hàm lượng trung bình 4% trọng lượng hoa, tanin có một vai trò nhất định

trong quy trình công nghệ, từ đó có ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp chất lượng

bia

Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon Trước hết tanin được

chiết trích dưới dạng hòa tan, sau đó với điều kiện nhiệt độ cao và thời gian dài

chúng sẽ bị oxy hóa và trùng ngưng với các mức độ khác nhau, các phân tử trùng

ngưng sẽ hình thành mối liên kết đẳng điện với các phân tử protein trong dịch

đường hình thành những phức taninprotein, tạo ra kết tủa nóng trong quá trình này

Mặt khác, với một dạng phức tương tự nhưng với trọng lượng nhỏ hơn không kết

tủa với điều kiện nhiệt độ cao, khi hạ nhiệt độ xuống thấp chúng sẽ kết tủa lại, tạo ra

liên kết tủa nguội trong dịch đường

Từ đó ta nhận thấy rằng, tanin một mặt có ảnh hưởng tốt đến quá trình công

nghệ, giúp cho dịch đường trong nhanh và kết tủa các thành phần protein không

bền, làm tăng độ bền vững của keo bia Song mặt khác tanin cũng làm kết tủa cả

những phần protein bền, dẫn đến chỗ làm giảm khả năng tạo bọt của bia

2.2.3.3 Tinh dầu

Tinh dầu phấn hoa houblon chiếm 0,17÷0,65% trọng lượng hoa Tinh dầu hòa

tan trong dịch đường, tồn tại trong bia và tạo cho bia mùi thơm đặc trưng rất nhẹ

nhàng và dễ chịu

Tinh dầu thơm là chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu có mùi

thơm rất lạ nhưng hòa tan rất yếu trong nước (0,4mg/l), khó hòa tan trong cồn thấp

nhưng hòa tan hoàn toàn trong cồn nguyên chất và ester Đa phần cấu tử dễ bay hơi,

thậm chí ở nhiệt độ phòng

Do đó, trong thời gian đun sôi dịch đường với hoa houblon, có đến 98% lượng

tinh dầu thơm bay ra ngoài chỉ còn 2% tồn tại trong bia

2.2.4 Các dạng hoa houblon sử dụng

Dạng cánh: sử dụng trực tiếp hoa tươi Hoa có màu xanh hơi vàng, cánh hoa

có màu sáng ngà, hoa có càng nhiều lupulin càng tốt Cần phân biệt hoa thơm, hoa

có độ đắng cao, hoa có độ đắng thấp Các loại hoa thơm được đặc trưng bởi cường

độ và mùi thơm dễ chịu hơn, lượng tinh dầu cao hơn, nhưng hàm lượng acid của

chúng thấp hơn với loại hoa đắng Hoa thơm vẫn được bán với giá cao hơn so với

loại hoa đắng, các loại hoa đắng được đặc trưng bởi lượng acid cao hơn, tuy nhiên

các nhà máy sử dụng hoa houblon tươi giảm liên tục khi xuất hiện các chế phẩm

hoa houblon

Dạng viên: Để sử dụng thuận

tiện, đỡ tốn kém, có màu xanh, dạng

viên trụ có đường kính 5mm (hàm

lượng chất đắng 8%) Trong quá

trình nấu dạng hoa viên này thường

được dùng với lượng lớn và cho vào

nồi nấu (2 hoặc 3 lần tùy theo nơi

nấu) Có hai loại cao viên là: hoa

viên 90 và hoa viên 45

 Hoa viên 90: 90 có nghĩa là 90kg chứa tất cả các thành phần trong hoa gốc

được chế biến từ 100kg hoa tươi

 Hoa viên 45: là loại hoa viên giàu lupulin mà trong đó chứa toàn bộ nhựa và

tinh dầu có trong hạt lupulin

Bảng 2.7: So sánh thành phần hoa viên với cánh hoa

Hình 2.2: Hoa houblon

Các chỉ tiêu Loại 90 Loại 45

Dạng cao: có hàm lượng chất đắng thấp nhưng có hàm lượng tinh dầu cao vì

vậy cho cuối quá trình nấu hoa để tránh tổn thất hàm lượng tinh dầu Cao hoa có thể

bảo quản tốt từ 3 – 5 năm

2.3 Nước

Nước là một trong những nguyên liệu chính cho quá trình sản xuất bia Nước

không thể thiếu trong công nghệ sản xuất bia Nước ảnh hưởng đến quá trình ngâm

đại mạch, hồ hóa, đường hóa, rửa thiết bị, rửa nấm men và một lượng nước lớn cho

nồi hơi để cung cấp cho quy trình…Chất lượng nước ảnh hưởng rất lớn đến chất

lượng của bia sau này

Hiện nay nhà máy đang sử dụng nguồn nước từ nước máy của Thành Phố,

nguồn nước được xử lý và kiểm tra mỗi ngày nên chất lượng nước rất ổn định vì

nước là nguyên liệu ảnh hưởng và quyết định đến chất lượng bia rất cao

2.3.1 Yêu cầu của nước trong sản xuất bia

Hàm lượng muối cacbonat không quá 50mg/l

Hàm lượng muối Mg không quá 100mg/l

Hàm lượng muối Clorua 75 – 150mg/l

Hàm lượng muối CaSO4 130 – 200mg/l

Hàm lượng Fe2+ không quá 0,3mg/l

Khí NH3 và các muối NO3-, NO2- :không có

Vi sinh vật không quá 100 tế bào/l

E.Coli, coliform: không có

Độ cứng : 4 – 12oĐ

pH : 6.5 – 7

2.3.2 Sử dụng nước trong công nghệ sản xuất bia

Nước là thành phần quan trọng trong quá trình sản xuất bia, nó tham gia trực

tiếp vào quy trình công nghệ (như ngâm đại mạch, nấu malt, lọc dịch nha, lên men,

trong công đoạn chiết rót…) tạo ra các sản phẩm cuối cùng Trong bia nước chiếm

khoảng 90 – 92% trong lượng bia

Nước công nghệ được sử dụng nấu như sau:

 Nước dùng ngâm đại mạch để sản xuất malt: nước không có chứa nhiều tạp

chất và vi sinh vật

 Nước dùng để nấu bia:

Các muối cacbonat và bicacbonnat sẽ hòa tan chất đắng, chất chát trong vỏ

malt (nhất là Na2CO3) gây cho bia có vị đắng khó chịu

Những muối cacbonat và bicacbonat trong nước sẽ làm hạ độ acid của hồ

malt làm cản trở hoạt động của hệ enzyme trong malt

2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 = CaHPO4 + K2HPO4 + 2H2O + 2CO2

Malt Nước

Na2CO3 là muối giảm độ acid nhất vì:

2KH2PO4 + Na2CO3 = K2HPO4 + Na2HPO4 + 2H2O + 2CO2

 Nước dùng để rửa nấm men và thiết bị:

Nước dùng để rửa nấm men phải sạch, không chứa nhiều hợp chất hữu cơ

và đặc biệt là không chứa vi sinh vật

Nước rửa thiết bị có độ cứng từ thấp đến trung bình đặc biệt là không chứa

các muối NH3 và các muối nitrit

2.3.3 Ảnh hưởng của các thành phần hóa học và các muối trong nước đến quy

trình công nghệ

Sự tồn tại của muối chứa Ca và Mg sẽ quyết định độ cứng của nước

 Ca: thường tồn tại dưới dạng muối Ca(HCO3)2, ảnh hưởng đến quá trình nấu

bia do làm giảm độ acid của hồ malt và dịch đường hóa

 Mg: hàm lượng trong nước tuy ít hơn Ca nhưng tác dụng xấu hơn Ca vì

MgCO3 không tan được, MgSO4 có vị đắng chát Cả hai đều làm ảnh hưởng đến

chất lượng bia

 Na: tồn tại dưới dạng Na2CO3, Na2SO4, NaHCO3.( Na2CO3, NaHCO3 làm

giảm độ acid của hồ malt

Na2SO4 với hàm lượng cao sẽ tạo cho bia có vị đắng

NaCl nếu dưới 200mg/l sẽ ảnh hưởng đến mùi và vị bia

 Fe: (cho phép từ 0,2 – 0,5mg/l), thường tồn tại dưới dạng Fe(HCO3)2 hàm

lượng cao sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia

2.4 Nấm men

Nấm men được sử dụng trong sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc

giống Saccharomyces có nhiệt độ sinh trưởng là 25 – 30oC nhưng có thể phát triển

được ở 2 – 3oC Giai đoạn đầu lên men cần có oxy để sinh trưởng, phát triển tăng

sinh khối sau đó oxy cạn dần chuyển sang pha yếm khí

Từ xa xưa, trong ngành sản xuất bia thì người ta chia thành 2 nhóm lên men:

nhóm nấm men lên men nổi và nhóm nấm men lên men chìm

Chủng nấm men được nhà máy sử dụng để lên men ở đây là Saccharomyces

Carlsbergensis là loại nấm men hiếu khí tùy tiện Trong điều kiện hiếu khí được

cung cấp đầy đủ oxy chúng thực hiện quá trình hô hấp và tăng sinh khối, nếu trong

điều kiện yếm khí thì chúng sẽ lên men, loại nấm men này phát triển tốt ngay ở

nhiệt độ 6 – 7oC

Hiện nay nhà máy bia Sài Gòn sử dụng nấm men chìm Saccaromyces

carlsbergensis được Hansen phân lập năm 1883 với đầy đủ đặc tính của nhóm nấm

men chìm và nhiều ưu điểm vượt trội:

Lên men mạnh trong lòng môi trường, khi hết nguồn cacbon trong môi

trường, có xu hướng kết chùm, chuỗi và lắng xuống đáy thùng lên men, làm trong

bia nhanh

Lên men được: glucose, galactose, fructose, maltose, mannose,

saccharose

Không lên men được các đường: lactose, inulin, cellobiose…

Đặc biệt rafinose và các dextrin đơn giản, lên men tốt, thậm chí ở nhiệt

độ thấp từ 6 – 10oC (các giống khác không có khả năng này)

Ngoài ra chủng nấm men này còn tái sử dụng tốt 6 – 8 đời, tỉ lệ tế bào

chết < 10%

Hiện nay đang được sử dụng phổ biến trên thế giới

Khả năng kết lắng của nấm men phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

Cấu tạo thành tế bào nấm men

Hàm lượng nitơ hòa tan trong môi trường

Nhiệt độ, trị số diện tích điện của tế bào và pH (4.0 – 8.0) của môi

trường

Bảng 2.8: Một số yêu cầu đối với men sử dụng trong nhà máy:

Tính chất Yêu cầu Tính chất Yêu cầu

1 Màu

2 Mùi

3 Độ đặc

Trắng ngà Thơm đặc trưng

2.5 Nguyên liệu thay thế

Trong nhà máy bia Sài Gòn hiện nay đang sử dụng thế liệu là gạo (chiếm

25%), do gạo có những ưu điểm:

Có nhiều trong nước với giá rẻ và chất lượng cao

Do hàm lượng glucid và protein khá cao, khà năng chuyển hóa thành chất

hòa tan tốt, có thể đạt 90% chất khô Thực tế và thực nghiệm cho thấy có thể thay

 Chỉ tiêu chất lượng gạo dùng để sản xuất bia

 Hạt phải sạch, không có tạp chất, không có hạt mốc, mùi hôi

 Màu sắc phải đồng đều, w <12%

Bảng 2.9: Một số yêu cầu của gạo sử dụng để sản xuất bia tại nhà máy bia Sài

Gạo được nhập về nhà máy qua nhà cung cấp ở các tỉnh trong nước là chủ yếu,

được vận chuyển bằng xe tải gạo nhập về kho theo lô, bảo quản theo lô và xuất ra

theo phiếu yêu cầu của quản đốc phân xưởng nấu – lên men Gạo được kiểm tra

định kì để bảo đảm nguyên liệu đầu vào cho bia, chất lượng gạo nhập về do phòng

KCS kiểm tra

2.6 Các chất phụ gia

Chất phụ gia là chất được sử dụng làm nguyên liệu phụ để tăng giá trị cảm

quan và chất lượng của bia Có các nhóm chất phụ gia như sau:

Nhóm các chất phụ gia để xử lý nước: nhóm này có thể dùng các chất làm

mềm nước phục vụ cho quá trình sản xuất như các muối Na2SO3, Na2SO4, CaCl2

Nhóm sát trùng nước và điều chỉnh pH của nước và dịch lên men như Clorin,

axit clohydric, axit lactic

Nhóm các chất dùng sát trùng, tẩy rửa (vệ sinh đường ống, thiết bị rửa

chai ) gồm dung dịch Clo, axit HCl, NaOH, KMnO4

Nhóm các chất dùng trong quá trình thu hồi CO2 gồm: than hoạt tính, H2SO4,

KMnO4, CaCl2 khan

Nhóm các chất chống oxy hóa cho bia: axit ascorbic, H2O2, benzoat natri

(C7H5O2Na)

Nhóm các chất làm tăng màu, mùi vị cho bia: chất màu caramen và hương bổ

sung cho bia

Nhóm các chất trợ lọc: bột diatomit, bentomit

Nhóm các chất dùng cho sát trùng thiết bị lấy men, bổ sung men: dùng

cồn 70%

Huỳnh Phương Tần 31 MSSV: 107111148

CHƯƠNG 3: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

Đường hóa Lọc dịch đường

Lắng

Houblon hóa Lọc hoa houblon

Làm lạnh nhanh Lên men chính Lên men phụ

Gạo ( 75% ) Làm sạch Cân Nghiền

Hồ hóa

Bã

Bã hoa

Sơ đồ 3.1: Dây chuyền sản xuất bia của nhà máy 3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

3.2.1 Phân xưởng nấu

3.2.1.1 Nguyên liệu

Nhà máy được cung cấp nguyên liệu từ các tỉnh lân cận với tỷ lệ malt : gao =

7: 3 Hiện tại nhà máy có 6 hầm chứa malt với sức chứa 80 tấn/hầm và 3 hầm chứa

gạo với sức chứa 100 tấn/hầm Các nguyên liệu này được đưa vào nhà máy và được

hút vào các hầm chứa với tốc độ rất nhanh

3.2.1.2 Cân và phân phối vào silo

Nguyên liệu được cân trước khi đưa vào hầm chứa, rồi đi qua hệ thống cân tự

động để định lượng cho mỗi mẻ

Do nhà máy nấu bia với tỷ lệ 7 : 3 nên nguyên liệu cho vào ban đầu 7500 kg

malt và 2500 kg gạo cho mỗi mẻ, đối với gạo mỗi lần cân là 14 kg còn malt là 30

kg Sau khi cân nguyên liệu được đưa vào hệ thống để tách bụi và các tạp chất lẫn

trong nguyên liệu

3.2.1.3 Làm sạch

a.Máy tách rác

 Nguyên tắc hoạt động: nguyên liệu

được nhập vào ở đầu cao do lực rung

nguyên liệu sẽ lọt qua lớp lưới trên, còn

tạp chất sẽ bị giữ lại trên lớp dưới và được

đưa ra ngoài Khi xuống lớp dưới phía

dưới các tạp chất như cát, bột mịn sẽ lọt

qua lớp lưới này, sau đó nhờ hệ thống quạt

hút các tạp chất này sẽ được hút ra ngoài,

còn các nguyên liệu có đường kính tương

đương như malt, gạo sẽ nằm phía trên lớp

lưới Sau đó các nguyên liệu này sẽ được

tiếp tục đến sàn tách sạn ở tầng 3 Hình 3.1: Máy tách rác

 Sau khi nguyên liệu được hút lên bồn ở lầu 5 rồi chuyển sang bồn chứa trung

gian ở lầu bốn Ở đây nguyên liệu được sang, máy được đặt nghiêng 10o so với

phương nằm ngang nhằm tạo độ dốc cho nguyên liệu đi xuống được dễ dàng và

phần rác cũng được tách ra từ sàn Cấu tạo máy gồm có hai lớp lưới:

 Lớp trên: có 164 lưới hình tròn đường kính khoảng 5 mm đối với gạo và 8

mm đối với malt

 Lớp dưới: có lỗ hình vuông nhỏ hơn

 Giữa hai lớp lưới có những viên bi cao su chạy nhằm tránh cho rác và

nguyên liệu bị kẹt ở giữa hai lớp lưới, máy hoạt động nhờ hai mối điện khi hoạt

động lưới rung mạnh theo phương nằm ngang Máy hoạt động với năng suất 6

tấn/giờ với công suất 25 KW

b Máy tách sạn

 Nguyên tắc hoạt động: máy tách sạn hoạt động theo nguyên tắc khí động và

lắc phẳng, máy bố trí nghiêng với mặt đất khoảng 10o có môtơ điện gắn một đầu tạo

độ rung theo chiều dọc của sàn

 Nguyên liệu được đưa vào ở đầu cao, ở đây có khí thổi vào để nâng nguyên

liệu lên, còn sạn thì nằm dưới, khi sàn rung các hạt đi theo chiều thấp của sàn còn

các hạt sạn đi theo chiều ngược lại vào thùng chứa, ở đây những hạt bụi nhỏ li ti

được máy hút bụi thổi ra ngoài, ở đây máy hoạt động với công suất 5 tấn/giờ

3.2.1.4 Nghiền

Mục đích: phá vỡ cấu trúc tinh bột của hạt, nghiền hạt thành nhiều mảnh nhỏ để

tăng bề mặt tiếp xúc với nước, giúp cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần

nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình hồ hóa và các quá trình khác nhanh và triệt

để hơn

Nguyên tắc chung cho chế độ nghiền:

 Đối với gạo: do gạo chưa được nảy mầm nên cấu trúc tinh bột còn nhiều

nguyên vẹn Mặc khác enzyme amylase và protease có trong gạo lại rất nghèo lại

không được hoạt hóa nên chúng khó bị thủy phân Do đó gạo phải được nghiền

càng mịn càng tốt, khả năng tiếp xúc giữa các chất và enzyme càng cao, hiệu quả

thủy phân càng triệt để

Hình 3.2: Cấu tạo máy nghiền búa

 Đối với malt: ngoài việc quan tâm đến kích thước của bột nghiền thì độ

nguyên của vỏ trấu cũng rất là quan trọng Ở đây nhà máy tiến hành nghiền thô nên

quá trình lọc bã malt cũng dễ, lớp vỏ trấu cũng đóng vai trò là lớp vật liệu lọc rất

tốt, nhưng nếu nghiền quá thô thì độ đường hóa sẽ không hoàn toàn Ngược lại nếu

nghiền quá mịn thì vỏ trấu sẽ bị nát, không tạo được độ xốp cao, bề mặt lớp lọc dễ

bị bịt kín, khả năng lọc kém Ngoài ra nếu nghiền quá mịn thì trong quá trình nấu và

lọc, các chất trong vỏ trấu sẽ chiết vào dịch nha (tannin, polyphenol, lignin…) ảnh

hưởng xấu đến chất lượng của bia

Tiến hành: Nguyên liệu sau khi được phân phối vào silô thì được chuyển đến

máy nghiền ở lầu 4 Nguyên liệu sau khi đi qua máy nghiền nhờ động lực của quạt

hút dưới máy nghiền, nguyên liệu được hút vào qua cửa phân gờ hình tam giác, ở

đây gió được thổi vuông gốc với nguồn nguyên liệu Những hạt nguyên liệu nhẹ sẽ

thay đổi gốc rơi và rơi vào thùng nghiền còn những hạt nặng có kích thước lớn hơn

sẽ được giữ bên trên và cho vào thùng chứa tạp chất, trước khi đi vào máy nghiền

nguyên được đi qua những nam châm mạnh để hút những kim loại còn soát trong

nguyên liệu

Nguyên liệu xuống phía dưới bị nghiền nát bởi máy nghiền búa nằm ở lầu 3

với tốc độ dập của búa khoảng 3000 vòng/phút Máy có hộp đổi chiều để thay đổi

chiều quay của búa đập nhằm hạn chế búa đập bị mòn một phía, máy nghiền có tất

cả 71 búa được xếp thành 8 dãy, mỗi dãy có 9 búa Nguyên liệu được nghiền do va

đập của búa đập các nguyên liệu với nhau và do nguyên liệu va đập với thành và

lưới của máy nghiền, kích thước của nguyên liệu còn phụ thuộc vào tốc độ quay của

rôto

Bột malt và bột gạo sau khi nghiền được hút vào túi vải nhờ áp lực, không khí

qua vải theo đường hút ra ngoài, bột malt và bột gạo được giữ lại trong túi này và

theo định kỳ máy tự rũ bột xuống theo khí nén, sau đó bột nghiền sẽ được vít tải

đưa vào thùng chứa trung gian ở tầng 2 Thời gian xay 2000kg gạo khoảng 40 phút

và nghiền xong malt 3000 – 4000kg là 100 phút

3.2.1.5 Hồ hóa

Sau khi bột gạo được đưa vào thùng trung gian ở tầng 2 thì bột gạo được đưa

vào nồi nấu gạo và cho thêm vào nồi khoảng 18 lít nước nhằm chống cháy khét Sau

đó cho vào nồi lượng malt lót (bằng 10% trong lượng gạo) và chia làm 2 lần:

Ở đây nhà máy cho khoảng 140kg malt(giúp cho sự hồ hóa tinh bột được dễ

dàng hơn), vì trong malt có hệ enzyme amylaza, đặc biệt là ở giai đoạn đầu có 𝛼 -

amylaza, enzyme này cắt phân tử tinh bột thành những phần mạch ngắn hơn, làm

cho nồi gạo không bị vốn cục, khét Thời gian xuống malt lót khoản 1 phút Sau khi

xuống malt lót xong tiến hành nhập liệu 3000kg gạo, gạo và nước được xuống cùng

một lúc với áp lực mạnh nhằm hòa tan bột gạo trong nước, tránh hiện tượng vốn cục

(nhờ cánh khuấy đảo liên tục), thời gian bơm gạo và nước vào nồi cháo khoảng 15

phút Khi xong công đoạn nhập liệu gạo nhiệt độ khoảng 46oC Do công thức nấu

bột gạo chiếm 30% nên pH dịch bột tăng lên, do đó bổ sung thêm H2SO4 (2%) để

điều chỉnh pH = 5,2 – 5,6 làm giảm độ nhớt của cánh khuấy, khoảng pH này là tối

ưu cho enzyme amylase hoạt động, rút ngắn thời gian lọc, nâng cao hiệu suất đường

hóa và làm cho quá trình kết tủa protein sau này được triệt để hơn

Cách tiến hành:

 Nâng nhiệt độ lên khoảng 72oC trong thời gian khoảng 1 phút Trong

khoảng thời gian này hạt tinh bột sẽ bắt đầu hút nước và trương nở lên làm tăng độ

nhớt của dịch bột Giữ nhiệt độ 72oC trong khoảng 10 phút để tác dụng lên các phân

tử amylose và amylosepectin, kết quả là sau một thời gian ngắn, các phân tử

polymer của tinh bột sẽ bị cắt thành những phân tử có số gốc glucose ít hơn, tập hợp

thành những dạng dextrin khác nhau Lúc này tinh bột đã được dịch hóa một phần

 Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 83oC trong 13 phút và giữ ở nhiệt độ này trong 5

phút để tiếp tục hồ hóa tinh bột Kết thúc giai đoạn này phần lớn tinh bột đã được

hồ hóa, tuy nhiên ở nhiệt độ này phần lớn enzyme amylaza đã bị vô hoạt

 Thêm nước để hạ nhiệt độ xuống 72oC trong 4 phút, khi thời gian hạ nhiệt

độ xuống khoảng 2 phút (khoảng 72oC) thì đồng thời xuống malt lót lần 2 (khoảng

120kg bột malt lót) để cung cấp thêm enzyme 𝛼 - amylaza để giúp cho quá trình hồ

hóa được triệt để hơn vì nhiệt độ tối ưu của enzyme này là 70 – 75oC, nhằm giảm độ

nhớt của nồi cháo, hạn chế cháy khét

 Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 100oC trong thời gian 30 phút và giữ ở nhiệt độ

này trong thời gian 15 phút để hồ hóa hoàn toàn tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho

quá trình đường hóa và lọc sau này.( khi nhiệt độ nồi gạo lên 88oC thì nồi malt bắt

đầu hoạt động)

Hình 3.3 : Cấu tạo thiết nồi nấu

3.2.1.5 Đường hóa

Đường hóa là quá trình chuyển hóa tối đa những chất không hòa tan trong

malt, thông qua các hệ thống enzyme (amylaza, proteaza) có sẵn trong hạt malt

bằng con đường thủy phân

Mục đích quá trình đường hóa: là chiết tối đa các chất có thể hòa tan trong

nguyên liệu và thủy phân các chất có phân tử lượng cao, tạo thành những chất đơn

giản, hòa tan được với nước tạo thành dịch đường hóa

Quá trình đường hóa:

Khi nhiệt độ nồi gạo lên 88oC, đồng thời lúc này nồi malt hoạt động Bột malt

và nước đun được bơm vào cùng một ống dẫn với áp lực lớn, nhằm hòa tan bột gạo

vào nước, tránh hiện tượng vón cục, đồng thời cánh khuấy bắt đầu hoạt động để bột

malt không lắng xuống đáy, tránh hiện tượng cháy, khét và chóng vốn cục Cùng

lúc với quá trình pha bột malt tiến hành bổ sung thêm 0,07% CaCl2.2H2O 5,3kg

nhằm làm mềm nước và hạ nhiệt độ nước Ngoài ra Ca2+ còn có tác dụng làm tăng

tính bền và tăng tính hoạt động của enzyme amylaza, cải thiện sự kết lắng của nấm

men Ngoài ra còn bổ sung 5,6kg acid lactic để điều chỉnh pH của môi trường về

pH=5,2÷5,6, thích hợp cho enzyme amylaza hoạt động Thời gian để pha 7500kg

bột malt khoảng 18 phút, khi đó nhiệt độ nồi malt khoảng 45oC

11 Đường cấp nước

12 Đường hơi

 Nâng nhiệt độ lên 50oC trong 8 phút (tùy theo lượng acid amin trong malt

mà thời gian đạm hóa dài hay ngắn, nhưng thông thường thời gian này khoảng 0 –

30 phút) Trong giai đoạn này xảy ra sự thủy phân protein do tác động của enzyme

protease sẽ diễn ra theo trình tự sau:

Protein  albumose  polypeptide  peptone và acid amin

Quá trình thủy phân này có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong cộng nghệ sản

xuất bia Mặt dù lượng protid và các sản phẩm thủy phân của chúng chiếm một

lượng rất bé trong chất hòa tan của dịch đường (5 – 6%) song chúng đóng vai trò

quan trọng trong công nghệ, trực tiếp tham gia vào sự hình thành chất lượng bia

Các phân tử protid có phân tử lượng thấp (amino acid, peptide) là nguồn dinh

dưỡng không thể thiếu cho nấm men Nó giúp cho việc tạo vị, bọt và giúp cho bia

có khả năng tạo bọt bền, tuy nhiên protid có phân tử lượng cao thường là nguyên

nhân gây đục bia

Sự thủy phân protein trong malt bắt đầu lúc ươm mầm, trong quá trình đường

hóa lại tiếp tục Khi nảy mầm, sự thủy phân protein thường có sản phẩm bậc thấp

nhiều hơn (peptide và acid amin), còn ở giai đoạn đường hóa chủ yếu tạo nhiều sản

phầm trung gian như albumose, peptone, peptide bậc cao

Xúc tác cho sự thủy phân protein là hai thành phần chủ yếu của protease,

peptidase

Sau quá trình đạm hoá sẽ chuyển sang công đoạn hội cháo từ nồi malt sang

nồi gạo, thời gian hội cháo khoảng 7 phút, kết thúc quá trình hội cháo nhiệt độ

khoảng 65oC Giữ nhiệt độ này trong vòng 15 phút Đây là nhiệt độ tối ưu đối với

hoạt động của enzyme 𝛽 - amylase, enzyme sẽ phân cắt phân tử tinh bột thành từng

góc một, như vậy tạo một lượng lớn maltose và một lượng không đáng kể dextrin

Lượng maltose này nhiều hay ít tùy thuộc vào thời gian dừng lại ở nhiệt độ này

Thông qua nhiệt độ và pH tận dụng tối đa hoạt động xúc tác của enzyme

amylase được nhiều chất hòa tan nhất hay thay đổi độ acid để tăng độ trong cho bia,

tăng khả năng ổn định của bọt, chất lượng của bia Chính vì vậy, cần duy trì ở các

nhiệt độ 52oC, 65oC, 72oC và giữ pH = 5,2 – 5,6 thì các enzyme này đạt hoạt lực

cao nhất

Sau điểm dừng này thì quá trình đường hóa xem như kết thúc, tuy nhiên vẫn

còn một số glucid chịu ảnh hưởng của 𝛽 – amylaza nên tiếp tục tăng nhiệt độ lên

nhiệt độ tối ưu của enzyme 𝛼 − 𝑎𝑚𝑦𝑙𝑎𝑧𝑎 để phân cắt tinh bột cho quá trình đường

Bảng 3.1: Các enzyme hoạt động trong bia

Nâng nhiệt độ lên 75oC trong vòng 12 phút và giữ nhiệt độ này trong thời

gian 19 phút, đây là giai đoạn cho enzyme amylaza tác dụng lên amylase và

amylopeptin của tinh bột tạo thành gốc glucose và các gốc này sẽ tạo thành những

phân tử dextrin khác nhau, sản phẩm chủ yếu của công đoạn này là dextrin (chính

dextrin này sẽ tạo độ keo của bọt, độ bền và độ dày của bọt) Đến đây quá trình

đường hóa kết thúc

Nâng nhiệt độ lên 76oC với mục đích làm giảm độ nhớt của hồ malt, tạo điều

kiện thuận lợi cho quá trình lọc Khi nhiệt độ lên đến 76oC thì bơm ngay qua máy

lọc

Trong suốt quá trình nấu, ngoài hai quá trình thủy phân tinh bột và thủy phân

protein, do tác động của hai loại enzyme có nhiều trong malt là amylaza và

proteaza, cùng với sự hoạt động của enzyme khác đóng vai trò quan trọng trong

nguyên liệu:

 Enzyme phosphatase: enzyme này phân hủy các hợp chất phosphate tạo

thành acid phosphoric rất quan trọng trong việc hình thành tính đệm của môi

trường