TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM CÔNG NGHỆ sản XUẤT BIA ĐEN

1.Lịch sử sản xuất biaTừ “Bia” bắt đầu từ tiếng Do Thái cổ: Ngũ cốc= “Bre”Từ 7000 năm trước Công Nguyên, người dân Babilon đã biết sản xuất bia từ hạt đại mạch và các hạt ngũ cốc. Sau đó, công nghệ này được truyền đến Ai Cập, Ba Tư, một số nước lân cận và xuống các nước phía Nam. Người Hy Lạp đã học phương pháp sản xuất bia từ đại mạch của người Ai Cập. Người Ý cũng sản xuất nhưng không theo phương pháp truyền thống mà có cả các hạt ngũ cốc khác. Sau đó, người Pháp, Đức, Tây Ban Nha, … Nhưng trong suốt thời gian dài, sản xuất bia chưa đùng đến hoa houblon mà chỉ sử dụng một số cây như: lupin, ngải cứu, … để tạo nên hương cho bia. Khoảng thế kỉ IX, từ vùng được coi là xứ xở của hoa houblon Xibiri Đông Nam nước Nga bia được sản xuất giống công thức ngày nay: malt đại mạch, hoa houblon và nước. Năm 1857, nhà bác học người Pháp Luis Pasteur đã nghiên cứu tìm được chính nấm men là vi sinh vật duy nhất mà hoạt động sống của chúng đã làm nên quá trình lên men bia nhưng vẫn chưa làm sáng tỏ được cơ chế. Đến thế kỉ XIX, một số nhà bác học người Nga và Đức mới chứng minh được cơ chế hoạt động của nấm men. Nấm men đã tạo ra các enzyme và chính các enzyme này chuyển hóa đường thành rượu và CO2.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC- THỰC PHẨM TIỂU LUẬN Đề tài: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA ĐEN Năm học: 2019- 2020 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA ĐEN PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.Lịch sử sản xuất bia Từ “Bia” tiếng Do Thái cổ: Ngũ cốc= “Bre” -Từ 7000 năm trước Công Nguyên, người dân Babilon biết sản xuất bia từ hạt đại mạch hạt ngũ cốc Sau đó, cơng nghệ truyền đến Ai Cập, Ba Tư, số nước lân cận xuống nước phía Nam - Người Hy Lạp học phương pháp sản xuất bia từ đại mạch người Ai Cập Người Ý sản xuất không theo phương pháp truyền thống mà có hạt ngũ cốc khác Sau đó, người Pháp, Đức, Tây Ban Nha, … Nhưng suốt thời gian dài, sản xuất bia chưa đùng đến hoa houblon mà sử dụng số như: lupin, ngải cứu, … để tạo nên hương cho bia - Khoảng kỉ IX, từ vùng coi xứ xở hoa houblon Xibiri- Đông Nam nước Nga bia sản xuất giống công thức ngày nay: malt đại mạch, hoa houblon nước - Năm 1857, nhà bác học người Pháp Luis Pasteur nghiên cứu tìm nấm men vi sinh vật mà hoạt động sống chúng làm nên trình lên men bia chưa làm sáng tỏ chế - Đến kỉ XIX, số nhà bác học người Nga Đức chứng minh chế hoạt động nấm men Nấm men tạo enzyme enzyme chuyển hóa đường thành rượu CO2 Giới thiệu chung bia Bia loại đồ uống có chứa cồn sản xuất trình lên men đường khơng chưng cất sau trình lên men Bia loại đồ uống có độ cồn thấp, bọt mịn xốp, có hương vị đặc trưng, giàu dinh dưỡng Ngoài việc cung cấp calo lớn, bia chứa hệ enzyme phong phú Đặc biệt, nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylaza Gía trị dinh dưỡng tác động bia người Bia thức uống giải khát giàu chất dinh dưỡng Nếu sử dụng với hàm lượng thích hợp giúp thể thoải mái, dễ chịu tốt cho sức khỏe Trong bia, nước chiếm 80% Bia thường có hàm lượng cồn khoảng 3- 6%, CO2 0,45% Ngồi ra, bia cịn chứa số chất khác như: khoáng, hydrocacbon, polyphenol, … Bia cung cấp cho người số giá trị dinh dưỡng định Một lít bia cung cấp 500- 600 kcal cho thể (khoảng 100g bánh mì), cịn gọi “bánh mì lỏng” CO2 có bia có khả kích thích tiêu hóa giả nhanh khát Bia giúp phận tiết nước tiểu nhanh lọc cặn bã hoạt động tốt Lupulin bia hoa houblon có tính an thần dễ ngủ Đồng thời, bia chứa lượng vitamin phong phú: chủ yếu vitamin nhóm B, B1, B2, PP, Tuy nhiên, uống nhiều khiến thể khơng đủ khả hóa giải dẫn đến hại gan, tổn thương hệ thần kinh Thực trạng tiêu thụ bia giới Việt Nam (Báo cáo ngành bia 7/2017, Câu chuyện thoái vốn nhà nước diện mạo ngành bia Việt Nam, Chuyên viên phân tích Đỗ Phương Thảo, Fpt Securities) *Thế giới - Tính đến năm 2015, tỉ trọng tiêu thụ bia Châu Á chiếm 35% tổng sản lượng iêu thụ bia giới - Giai đoạn 2015- 2020, Châu Phi dự kiến khu vực có tốc độ tiêu thụ bia nhanh khoảng 5,2% Châu Á tiếp tục thị trường tiêu thụ bia lớn giới với lượng tiêu thụ kỳ vọng tăng từ 63,3 tỷ lít lên 90 tỷ lít vào năm 2020 - Thời điểm năm 2015, Trung Quốc quốc gia có sản lượng sản xuất bia lớn giới, tiếp đến Mỹ Brazil Việt Nam lọt vào danh sách 10 nước có sản lượng sản xuất bia lớn giới với vị trí thứ 8, chiếm 2,42% tổng sản lượng bia toàn cầu - Năm 2015, Trung Quốc quốc gia tiêu thụ bia lớn giới Việt Nam vị trí thứ Tuy nhiên, mức tiêu thụ bình qn đầu người thuộc quốc gia Tây Âu: Cộng Hịa Séc, Đức, Áo,… vào khoảng 100 lít/ người/ năm *Việt Nam - Năm 2015, Việt Nam thị trường sản xuất bia lớn thứ Châu Á, sau Trung Quốc Nhật Bản với sản lượng 4,6 tỷ lít - Năm 2015, bia sản phẩm lựa chọn nhiều nhất, chiếm 97% tổng sản lượng đồ uống có cồn tiêu thụ - Bia trung cấp sản phẩm tiêu thụ nhiều Việt Nam Giai đoạn 2015- 2020, bia trung cấp kỳ vọng tăng trưởng mức CAGR 7,1% Tuy nhiên, bia cao cấp lại có tốc độ tăng nhanh nhất, với hãng bia ngoại với Heineken vị trí dẫn đầu dự báo tăng trưởng CAGR (tỉ lệ hoàn vốn) 2015- 2020 7,2% Bia bình dân bội địa có CAGR 20152020 3,7%, thấp so với bia trung cấp cao cấp PHẦN 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA ĐEN Sự khác bia vàng bia đen (Cơng ty Bia Sài gịn Đồng Nai) -Ngun liệu: Bia vàng bia đen có nguyên liệu khác Bia vàng chủ yếu sản xuất từ mạch nha vàng, bia đen từ mạch nha đen trình nấu bia phải sử dụng nhiệt độ cao - Nồng độ cồn: Bia đen bia vàng tương đối giống - Tỉ lệ hoa houblon: Bia vàng có tỉ lệ hoa houblon nhiều bia đen, nên uống bia vàng có cảm giác đắng bia đen - Nồng độ chất hịa tan: Bia đen có nồng độ chất hòa tan chất đạm ban đầu cao so với bia vàng Vì vậy, uống bia đen có sảm giác béo, ngậy nhiều vị bia vàng Tại Việt Nam bia nâu loại bia trộn lẫn malt vàng malt đen (malt đen chiếm 15- 20%) Nguyên liệu sản xuất bia đen 1.1 Malt đại mạch 1.1.1 Đặc tính đại mạch Đại mạch gieo trồng thuộc nhóm thực vật có hạt , lớp mầm, họ lúa mì loại thực vật năm Chúng chia thành nhóm: đại mạch mùa đơng mùa xn, có chu kì sinh trưởng 100- 120 ngày Trong đó, có: -Đại mạch hai hàng: dùng cho sản xuất bia - Đại mạch đa hàng: + Đại mạch bốn hàng: dùng để sản xuất bia + Đại mạch sáu hàng: đa số dùng làm thức ăn gia súc, gia cầm 1.1.2 Cấu tạo hạt đại mạch Hạt đại mạch bao gồm phận chính: vỏ, nội nhũ phôi *Vỏ Trọng lượng vỏ chiếm từ 10, 5- 13% trọng lượng hạt - Lớp vỏ trấu: lớp bao bộc bên đại mạch, chủ yếu xelluloza kết chặt lại nhờ chất khoáng linhin Cấu tử chiếm nhiều trọng lượng vỏ Đại mạch hàng vỏ trấu chiếm 7- 8% trọng lương khô hạt, đại mạch đa hang 11% - Lớp vỏ quả: Cấu tạo từ lớp tế bào (một lớp xếp ngang tiếp đến lớp dọc) Vì vậy, lớp vỏ dai bền vững - Lớp vỏ hạt: gồm lớp tế bào, lớp ngồi có thành tế bào dày, lớp trong suốt Lớp vỏ hạt có vai trị màng bán thấm: cho nước thấm vòa bên hạt đồng thời giữ chất hịa tan hạt khơng cho thấm *Nội nhũ - Lớp alơron: lớp nội nhũ, gồm lớp tế bào hình lăng kính, có thành dày Lớp alơron giàu protein, chất béo, đường, xenlluloza, pentozan, vitamin chất tro - Phần nội nhũ thật hạt Cấu trúc nội nhũ gồm tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy hạt tinh bột, protein, xenlluloza, chất béo, tro đường *Phôi Phôi phần sống hạt chiếm khoảng 2,5- 5% trọng lượng hạt Qúa trình chế biến hạt đại mạch để trở thành hạt maltchủ yếu trình sinh học hoạt hóa tích lũy hoạt lực enzyme hạt Tiếp giáp phôi nội nhũ ngù Ngù màng bán thấm: cho phép chất hòa tan từ nội nhũ thấm qua để chyển phôi nước từ phía phơi vào nội nhũ Vỏ hạt ảnh hưởng đến sản xuất bia vỏ chứa chất màu, chất đắng chất chát, hòa tan vào dịch đường làm giảm chất lượng sản phẩm Nhưng mặt khác, lớp vỏ có vai trò xây dựng màng lọc tách bã khổi khối cháo Nội nhũ: chất dinh dưỡng tập trung nguồn cung cấp chủ yếu chất hòa tan cho dịch đường Phơi có vai trị trạm hoạt hóa nhà máy sẩn xuất enzyme tạo sở cho q trình sản xuất malt 1.1.3 Thành phần hóa học đại mạch Thành phần hóa học phức tạp, phụ thuộc vào giống, điều kiện đất đai, khí hậu , kĩ thuật canh tác bảo quản Các hợp phần có ý nghĩa cơng nghệ sản xuất bia: *Nước (thủy phần) Thủy phần đại mạch có ảnh hưởng lớn đến trình vận chuyển bảo quản hạt Thủy phân cao mức tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Đặc biệt, vi sinh vật hoại sinh, gây thối rữa cho hạt Hàm ẩm tối đa cho phép đưa đại mạch vào bảo quản 13% *Glucid Glucid chia thành nhóm: monosaccharid, disaccharid, trisaccharid polysaccharide -Monosaccharid gồm glucoza, fructoza (C6H12O6) xiloza (C5H10O5) - Disaccharid chủ yếu saccharoza maltoza (C12H22O11) - Trisaccharid: thành phần đường rafinoza - Polysaccharid thành phần chiếm nhiều thành hần glucid gồm: tinh bột, xenlluloza, hemixelluloza, pentozan, amilan hợp chất dạng keo  Tinh bột Tinh bột cấu tử có vị trí lớn khối lượng ý nghĩa công nghệ sản xuất bia Hơn khối lượng khô đại mạch lên đến 70% chủng giống có chất lượng cao Đối với cơng nghệ sản xuất malt bia, tinh bột có chức năng: -Nguồn thức ăn dự trữ cho phôi - Nguồn cung cấp chất hòa tan cho dịch đường trước lên men Tinh bột không tan nước lạnh dung mơi hữu trung tính Nhiệt độ mà hệ số trương nở độ nhớt tinh bột đạt giá trị lớn nhất, gọi điểm hồ hóa Điểm hồ hóa tinh bột khác khác nhau: ngô đại mạch 800C, gạo 750C, khoai tây 650C, … Trong công nghệ sản xuất bia, tính chất hồ hóa có ý nghĩa quan trọng: tinh bột hồ hóa đường hóa nhanh triệt để Tinh bột gồm amylaza amylopectin Tỷ lệ amyloza: amylopectin khoảng 1: Amyloza có dạng tinh thể dạng mạch thẳng Dễ hịa tan nước nóng tạo thành dung dịch khơng bền vững với độ nhớt thấp Mạch amylaza phân cawtsthanhf đường đơn maltoza glucoza, nhờ xúc tác enzyme amylaza Amylopectin chất vơ định hình mạch phân nhánh Khơng tan nước nóng mà tạo thành hồ, chuyển màu tím với dung dịch iod Trong môi trường giàu nước, tinh bột bị thủy phân hệ enzyme amylaza tạo thành dextrin, đường kép maltoza, lượng glucoza số oligosaccharide ( maltorioza, mal- totetraoza, maltopentaoza, maltohecxaooza maltoheptaoza) Oligosaccharide kết hợp với dextrin phân tử thấp hòa tan vào nước trở thành chất hòa tan dịch đường trước lúc lên men Trong công nghệ sản xuất malt bia, thủy phân enzyme amylaza có vai trị quan trọng Nền tảng xây dựng nên trình ngâm, ươm mầm, sấy malt đường hóa nguyên liệu  Xenlluloza Xenlluloza hạt đại mạch chủ yếu vỏ trấu chiếm khoảng 20% chất khô vỏ Xenlluloza không tan nước, không thay đổi thành phấn cấu trúc trình sản xuất bia Nó đống vai trị quan trọng q trình lọc dịch đường có lớp vỏ trấu màng lọc phụ lí tưởng  Hemixelluloza Là thành phần chủ yếu tạo nên thành tế bào Nó phức hệ pentozan hexozan acid uronic Hemixelluloza bị thủy phân thành hexoza (galactoza amoza) pentozan (arabinoza xiloza), nhờ xúc tác nhóm ezyme sitaza Những đường đơn này, hòa tan vào dịch đường tạo thành chất chiết, nguông cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho nấm men Qúa trình phá vỡ thành tế bào nhóm enzyme sitaza gọi sitoliza Đây bước “đột phá” để enzyme xâ nhập vào bên tế bào giai đoạn ươm mầm  Các hợp chất pectin chất dạng keo Các chất dạng keo có chất hydratcacbon bị thủy phân tạo thành đường đơn galactoza xilozan Các hợp chất pectin thành tế bào tạo thành màng trung gian, chiếm tỉ lệ nhiều protopectin Các hợp chất pectin chất dạng keo tạo cho bia có vị đậm đà, làm tăng khả tạo vag giữ bọt lại làm cho dịch có độ nhớt cao khó lọc  Saccharid thấp phân tử Saccharid đơn giản hạt đại mạch chủ yếu đường đơn đường kép, chiếm nhiều saccharoza Lượng glucoza fructoza đại mạch không đáng kể glucoza cao fructoza Lượng đường đơn giản trng đại mạch khơng nhiều có vai trò quan trọng phát triển phơi giai đoạn đầu q trình ươm mầm *Các hợp chất chứa nitơ Hàm lượng chất chứa nitơ chiếm tỉ lệ thấp quan trọng công nghệ sản xuất bia, chúng định sản phẩm cuối Phần lớn chất tong dạng protit, phần nhỏ tồn dạng phân tử thấp, dễ hịa tan, tính chất khác với nhóm cao phân tử Tuy vật liệu kiến tạo hợp chất thấp phân tử không mang đặc thù protit nên gộp vào nhóm “các hợp chất chứa nitơ phi protit”  Protit Là số quan trọng thứ hai sau tinh bột sản xuất bia - Hàm lượng cao, bia bị đục, khó bảo quản - Hàm lượng thấp, q trình lên men khơng triệt để, bị bọt, vị đậm đà kéo theo nhiều số non yếu khác Hàm lượng protit tốt 8- 10% Sự thủy phân protit q trình quan trọng cơng nghệ sản xuất malt bia Đặc biệt sản phẩm tạo thành trình tương tác sản phẩm thủy phân hợp phần nội nhũ: melanoid- hỗn hợp màu vàng óng, vị thơm dịu, nhân tố định hương vị bia đen Khả tạo bọt giữ bọt bia độ bền keo phụ thuộc vào mức độ thủy phân protit tỉ lệ cấu tử sản phẩm tạo thành trình thủy phân Protit chia thành nhóm: protit đơn giản (protein) protit phức tạp (proteid) Nhóm protein có đại diện levkozin, edes- tin, hodein glutelin Chúng hòa tan vào dịch đường tồn bia, cấu tử khác kết lắng bị thải ngồi theo bã malt cặn lắng Proteid tạo thành từ ột phân tử có chất protein phân tử khác có chất phi protein Đại diện nucleoprotein, lipoprotein, glucoprotein phosphoprotein Proteid hòa tan hịa tan khơng bền vững, gây ảnh hưởng trực tiếp đén chất lượng sản xuất bia Cần loại bỏ khỏi dịch đường khó khăn  Các hợp chất chứa nitơ phi protit Đại diện là: albumoza, pepton, peptit, polypeptide vad acid amin Albumoza pepton có vai trị tạo giữ bọt, làm tăng vị đậm đà bia Nhưng hàm lượng cao giảm độ bền keo gây đục Peptit tạo thành từ gốc acid amin dễ hòa tan vào dịch đường tạo thành dung dịch bền vững tồn thành phần dinh dưỡng Acid amin chiếm tỉ lệ nhỏ nguồn cung cấp nito cho nấm men, tác nhân tạo melanoid, tham gia tạo bọt tồn thành phần dinh dưỡng *Các hợp chất không chứa nitơ  Polyphenol chất đắng Polyphenol hòa tan vào dịch đường làm xấu hương vị bia Chất chát chất đắng gây vị đắng khó chịu bia Để loại trừ dùng biện pháp ngâ hạt môi trường kiềm nhẹ  Fitin Là uối đồng thời canxi magie với acid inozit- phosphoric C 6H6O6(H2PO3)6 Thủy phân tạo inozit C6H6(OH)6 acid phosphoric, nguồn cung cấp phosphor cho nấm men, làm tăng độ chua dịch cháo giai đoạn đường hóa- nâng cao hiệu suất thủy phân  Vitamin Chứa loại vitamin B1, B2, B6, C, PP, tiền vitamin A, E, … Hàm lượng nhân tố điều hịa sinh trưởng mầm  Chất khống Các chất khống đóng vai trị quan trọng cơng nghệ sản xuất bia Đặc biệt ngun tố phospho, đóng vai trị chủ yếu việc hình thành hệ thống đệm dịch đường *Chất béo lipid Chất béo lipit dầu béo màu vàng- cà phê nhạt, có mùi thơm nhẹ, dễ chịu Thành phần chủ yếu dầu béo este glyxerin với acid bậc cao Chất béo lipit tồn bia làm giảm độ bền keo sản phẩm *Enzyme Là hợp chất hữu cơ, có hoạt tính sinh học cao, cấu tạo phân tử phức tạp giữ vai trị quan trọng cơng nghệ sản xuất bia  Hydrolaza (thủy phân) -Cacbonhydraza: thủy phân glucid + Heoidaza thủy phân disaccharide, trisaccharid số glucozid + Polyaza thủy phân diastaza (amylaza) sitaza • Diastaza thủy phân tinh bột thành đường dextrin   Lên men phụ Bia sau lên men gọi bia non, thành phần lại lượng chất hòa tan (khơng nhiều) có khả lên men Lượng chất hòa tan lên men tiếp tục trình lên men phụ - ủ chin - điều kiện nhiệt độ thấp từ 0÷2oC, thời gian kéo dài thực thùng kín Đặc biệt lên men phụ lên men chậm với lượng đường không đáng kể, song trình “chín” bia tiếp tục Điều có ý nghĩa lớn việc hình thành hương, vị, bọt định độ bền vững bia Mục đích: Tiếp tục lên men phần chất khơ cịn sót lại sau lên men chính, bão hịa CO2 tăng cường mùi vị cho bia, thực trình ủ chín bia (ổn định chất lượng bia) Tiến hành  Quá trình lên men phụ thực kiểm tra dịch có nồng độ chất tan 2,6-3o Bx bắt đầu hạ nhiệt độ thiết bị lên men xuống nhiệt độ Tuy nhiên trình hạ nhiệt độ khối dịch lên men tiến hành cách từ từ, tránh tưọng gây sốc nhiệt tế bào nấm men làm đặc tính sinh lí tế bào nấm men Những biến đổi ảnh hưởng  - Sự hòa tan liên kết CO2 bia  CO2 thành phần quan trọng bia giúp cho bia có khả tạo bọt tốt, đồng thời chất bảo quản, ức chế phát triển vi sinh vật bia Độ hòa tan CO2 phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ áp ủ chín bia  Độ hịa tan CO2 bia thấp nước, phụ thuộc vào hàm lượng etanol chất hòa tan bia Hàm lượng etanol cao khả CO2 hòa tan tốt, chất hòa tan nhiều khả hịa tan CO2 yếu   Sự thay đổi oxy hóa – khử  Khi ta bơm chuyển bia non từ thùng lên men chín qua thùng lên men phụ hiệu oxy hóa - khử bia có tăng lên ít, sau đó, q trình lên men phụ xảy ra, hiệu giảm dần; hàm lượng O2 từ 1,0 ÷ 1,5mg/l hạ xuống cịn 0,3 ÷ 0,4mg/l Hàm lượng O2 bia liên quan chặt chẽ với hàm lượng diaxetyl - thành phần có ảnh hưởng lớn đến độ chín bia Thơng thường giới hạn cho phép diaxetyl phải ≤ 0,2mg/l gọi chín Q trình phân hủy diaxetyl phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ: lạnh chậm   Sự lắng bia lên men chín Khi bia non từ thùng lên men bơm qua thùng lên men phụ dịch bia bị xáo trộn, trình lắng chưa xảy được, mặt chênh lệch nhiệt độ lên men lên men phụ CO2 bị tách Mặt khác giai đoạn đầu, trình lên men tiếp diễn (dù yếu) lớp bia chưa ổn định Vì non lúc cịn mang nặng mùi nấm men vị đắng hoa huplông Sang giai đoạn thứ hai trình ủ, thời gian kéo dài, nhiệt độ hạ thấp dần, lớp bia dần ổn định Do vậy, trình lắng phần xảy ra, dẫn đến số kẹo protit nắm men lắng xuống, kéo theo lượng nhựa đắng hoa huplông lắng xuống đáy thùng, bia dần mùi vị bia nhẹ không đắng mạnh trước  *Làm  Màu đục bia diện nấm men, hạt phân tán có học, hạt keo, phức protein polyphenol, nhựa đắng nhiều loại hạt ly ty khác Vì vậy, cần phải loại bỏ cấu tử gây đục bia Có hai phương pháp làm bia: lọc ly tâm  Nguyên tắc lọc bia xây dựng hai trình:  -Giữ chặt lực học tát hạt có kích thước lớn kích thước lỗ hỗn vật liệu lọc  - Hấp phụ hạt có kích thước bé hơn, chí hạt hịa tan dạng keo hạt hòa tan phân tử  Lọc bia Mục  đích Mục đích q trình:  Lọc bia nhằm loại bỏ xác tế bào nấm men tạp chất khác nhằm làm tăng giá trị cảm quan bia tăng thời gian bảo quản cho bia  Cơ sở qua trình  Việc lọc bia dực sở hai trình:  Qúa trình học: nhằm giữ phần tử rắn có kích thước lớn chiều rộng lỗ vật liệu lọc  Qúa trình hấp phụ: nhằm giữ thành phần có kích thước nhỏ chiều rộng lỗ vật liệu lọc ,những thành phần keo hòa than dạng phân tử  phương pháp  Để lọc bia người ta áp dụng riêng lẽ kết hợp nhiều loại máy lọc: lọc khung (lọc ép), lọc đĩa, lọc nến, lọc thùng lọc ly tâm  lọc khung  Sau lên men phụ bia cho qua thiết bị lọc khung thiết bị lọc ống với chất trợ lọc lọc máy lọc khung có lọc   Q trình lọc bia tiến hành nhiệt độ 0oC – 1oC chất trợ lọc sử dụng trình diatomit làm cho chất lượng hiệu xuất trình lọc tăng lên đáng kể Trước lọc cần vệ sinh thiết bị cụ thể máy lọc đựơc rửa nước sau chạy dung dịch NaOH % Trước lọc bia cho nước chất trợ lọc vào thùng bật cánh khuấy cho thiết bị hoạt động khoảng thời gian 30 phút trước tiến hành mở van xả bia vào làm mục đích tạo màng lọc trước cho bia vào máy lọc Sau tạo màng lọc ta tiến hành mở van cho bia vào trình lọc điều chỉnh áp suất lọc cho phù hợp Trong nhà máy sử dụng áp suất lọc cho trình lọc kg/cm2  + Cấu tạo:  Cấu tạo, gồm: khung Khung: hình hộp vng rỗng, làm gang Trên khung có lỗ dẫn dịch vào đường dẫn dịch Bản: làm gang, có khe để dịch lọc qua lớp lọc qua Khung ép chặt vào nhờ ốc vít, khung xếp liên tục, treo giá đỡ nhờ gờ  Bão hòa CO2  - Bản chất: hòa tan CO2 vào chất lỏng áp suất cao  - Các yếu tố ảnh hưởng: nhiệt độ, áp suất, nồng độ chất hòa tan, diện tích tiếp xúc nước CO2…  - Phương pháp: phương pháp Postmix phương pháp premix  + Ưu điểm phương pháp Premix: • • • • Q trình bão hịa CO2 nước thực dễ dang fhown cho sản phẩm Thiết bị đơn giản nên đầu tư tốn Khắc phục nhược điểm phương pháp Postmix Sản phẩm đồng  - Các thiết bị bão hịa:  + Máy khí: • Tiết kiệm CO2 q trình bão hịa • Giúp cho q trình bão hòa bền vững, tăng chất lượng sản phẩm • Loại bỏ môi trường phát triển vi sinh vật  + Máy lạnh • Giúp sản phẩm đồng • Tiết kiệm CO2 • Giảm việc điều chỉnh máy bão hòa CO2  + Máy bão hịa CO2: Có dạng màng dạng phun • Dạng màng: nước chảy qua bảng • Dạng phun: Nước phun sương thành hạt nhỏ cánh khuấy • Phân loại bao bì đặc tính bao bì phù hợp với sản phẩm  Dựa vào vật liệu làm bao bì:  - Thủy tinh:  + Ngăn cản ánh sáng xâm nhập vào sản phẩm (thủy tinh màu),  + Có khả chịu nhiệt trơ mặt hóa học nhìn thấy màu sắc sản phẩm (thủy tinh tỏng suốt),  Đảm bảo độ kín thời gian dài  - Kim loại :  + Đảm bỏa độ kín  + Ngăn cản xuyên thấu ánh sáng  Dựa theo dạng sản phẩm bia: bia thành phẩm chiết rót vào dạng bao bì khác như: thùng bốc, bao thủy tinh, lon kim loại   Chiết rót bia loại bao bì  - Mục đích  Dễ dàng vận chuyển bia đến nhiều nơi với số lượng vận chuyển lớn mà đảm bảo chất lượng, hương vị đặc trưng bia tiêu cảm quan vi sinh khác  Trước chiết bia thường bão hòa CO2 (nạp gas) CO2 nạp vào trước chiết chai thùng phối trộn  Với bia (0◦C)+ CO2 (áp suất = 4-5kg/cm3) thời gian 12-24h (lắc khoảng vài giờ), sau qui trình chiết chai tiến hành  Trước chiết rót bia cần kiểm tra lại xem hàm lượng CO2 bia thành phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật hay chưa Nhiều trường hợp sản xuất bia hàm lượng chất hòa tan thấp tiến hành lên men theo phương pháp lên men có sai sót kỹ thuật dẫn đến kết bia chưa bão hịa đủ lượng CO2 cần thiết, ta cung cấp thêm CO2 cho bia phương pháp nhân tạo, việc tiến hành sau lên men chính, ủ chín tốt sau lọc Ta dùng máy bão hịa CO2 làm việc tuần hàn hay liên tục  - Nguyên tắc chiết rót bia  Bia chiết rót hệ thống kín theo nguyên tắc đẳng áp  Bia chứa trrong hệ thống kín để hạn chế tiếp xúc bia khơng khí, tránh phản ứng oxy hóa khử làm đục hư bia  Bia chứa điều kiện đẳng áp CO2 điều kiện ngược lại bia bị xao trộn tạo nhiều bọt tràn ngồi gây lãng phí Tổn thất CO2 gây trở ngại cho bia đưa vào định mức chai  Trong thành phần bia có nhiều hợp chất hữu vơ hịa tan khác nhau, có nhiều chất keo đặc biệt khí CO2 tồn dạng liên kết khơng chặt chẽ Do mối liên kết cân bia phải giữ ổn định không gây trào bia tổn thất CO2 Bia chiết rót dựa nguyên tắc đối áp (đẳng áp) nghĩa phải đạt trạng thái cân áp suất bồn chiết bia bao bì chiết rót bia, để bia tự chảy vào bao bì lượng trọng lượng riêng cùa Nguyên tắc đảm bảo giảm tổn thất CO giảm thiểu thâm nhập O2 vào bia nhờ giữ ổn định chất lượng bia tốt   - Chiết rót bia vào loại bao bì  Tùy vào điều kiện cụ thể nhà máy yêu cầu tieu thụ thị trường, bia thành phẩm chiết rót vào dạng bao bì khác như: thùng bốc, bao thủy tinh, lon kim loại  - Chiết bia vào thùng bốc:  Thiết bị thùng chiết bốc gồm buồng cân bia vịi chiết rót  Buồng cân ống trụ mạ đồng bên mạ thiết, đặt đứng để tránh tiếp xúc với khơng khí, nói với đầu vịi chiết rót ống ngắn gắn với phao Buồng cân cịn có ống theo dõi mực bia, cửa để vệ sinh van an toàn gắn với đường ống khơng khí Tùy thuộc vào phận chiết rót nén tự động hay tay mà người ta gọi thiết bị thùng chiết tự động hay bán tự động Khi chiết rót đầu rót ép vào thùng, giữ kín chụp cao su, vòi chiết hạ xuống thùng, áp suất cân Bia tự chảy vào thùng theo vòi chiết, khơng khí bị đẩy theo ống dẫn khí Khi thùng chiết xong van bia đường ống dẫn khơng khí đóng lại vịi chiết nâng khỏi thùng trở vị trí ban đầu Thùng bốc chứa bia đóng nắp lại thất nhanh cho lăn cách đập cần bên giá đỡ Các thiết bị chiết đại cần trang bị cho khơng khí đẩy khơng cịn khả tiếp xúc với bia Năng suất trung bình máy chiết thùng bốc thường từ 1520hl/h (1hl=100l)  - Chiết bia vào chai thủy tinh  Một hệ thống chiết bia vào chai thủy tinh hịn thiện, tiên tiến thường có:  -Máy xúc rửa chai  -Bộ phận kiểm tra chai  -Máy chiết bia vào chai  -Máy đóng nắp  -Máy trùng  -Máy dán nhãn  -Máy kiểm tra mực bia chai  -Máy đóng két  -Hệ thống băng tải nối liền máy  - Một máy chiết bia vào chai gồm:  Bồn chứa bia chiết thường trùy áp suất bồn 2,2-2,8bar, kiểm sốt tử động thơng qua van chiều, van nối bồn chứa ba chiết nguồn cung cấp CO2 tinh khiết (từ bồn trữ CO2) áp suất từ 5-6bar  Hệ thống cung cấp bia từ bồn trữ bia đến bồn chứa bia chiết kiểm sốt tự động thơng qua van chiều Ap1 suất bồn chứa bia thông thường 4bar  Hệ thống bơm hút chân khơng để rút khí khỏi chai trước chiết bia Áp suất chân không thướng -0,85bar (hoặc 25”Hg)  Hệ thống van chiết (hoặc vòi chiết) cấu kèo theo  - Trình tự vận hành máy chiết bia sau:  Băng tải vận chuyển chai vào vị trí khớp với vịi chiết, chai đội nâng lên bịt kín chai vào van chiết vịng ép cao su Vịng ép cao su có hình nón cụt sau cho chiết , bia thả từ thành nón chai xuống tránh tạo bọt Tùy theo suất máy chiết, số vòi chiết (van chiết) từ 12-80 Khi chai vào vị trí, van chiết chuyển động đoạn ngắn qua hệ thống cam, cam tác động vào van hút chân không Lúc van khai thông bơm hút chân khơng hút khơng khí chai ra, qua khỏi cam, van chân không nhã Tiếp bồn chiết qua cam tác dụng vào cánh bướm ấn cần đẩy van khí CO2 để đưa CO2 vào chai với áp suất 2,4 bar Qua cam thứ ba đóng bớt van cánh bướm để cân áp chai bồn chiết đạt đến cân áp ( 2,4bar) van phụ tự động mở van bia, bia tràn xuống chai theo nút cao su hình nón cụt vào thành chai đẩy CO2 thoát trở bồn chiết Khi bia đẩy đến van bịch đầu (nút cao su) khí CO2 khơng thể tiếp tục gây chênh lệch áp, van bia tự động ngừng (đóng) cấp bia  Lúc bồn chiết qua cam thứ tư tắt hẳn van cánh bướm, Trong chai có áp suất cao (>2,4bar), rút van chiết gây trào bọt dẫn đến tổn thất bia Để giải vấn đề bồn chứa bia quay qua cam thứ năm, cam ấn vào van xả, giải phóng bớt áp suất bia dư, qua khỏi cam áp suất chai bắng áp suất khí trời đội hạ chai xuống, có vịi phun nước lạnh vơ trùng cực nhỏ tia nước với áp suất 1,6-1,8bar vào chai gây trào bọt nhanh để đuổi khơng khí dư bia trước qua máy đóng nắp.Van chiết trước qua chu kì mới, quay qua cam thứ sáu mở đóng van cánh bướm để xả bia bọt cịn lại vịi chiết, khơng bia dư vịi chiết cản trở việc nạp CO vào chai chu kỳ   Thanh trùng bia  - Lý thuyết trùng bia  Bia tươi sau chiết vào thùng bốc chai, bị xâm nhập lượng vi sinh vật dạng sống kể tế bào nấm men co kích thưc nhỏ khơng thể giữ lại hết khâu lọc Vi khuẩn acetic nhóm coli khơng thể sinh sống phát triển môi trường bia nghèo O2, hàm lượng etanol cao pH thấp Ngược lại, số nấm men dại vi khuẩn thuộc nhóm sarxina (sarcine) lại phát triển dễ dàng môi trường bia  Trong công nghệ sản xuất bia người ta thường sử dụng biện pháp trùng (pasteurization) hấp nhiệt độ 60-80◦C để tiêu diệt ngăn chặn tác động gây hại vi sinh vật bia thành phẩm Hiệu trùng phụ thuộc vào thời gian nhiệt độ Thời gian tỷ lệ nghịch với nhiệt độ trùng Người ta đánh giá chất lượng bia trùng số PU (pastetewizer unit)  - Mục đích  Nhằm tiêu diệt toàn tế bào vi sinh vật, giúp ổn định chất lượng sản phẩm, kéo dài thời gian bảo quản thuận lợi cho người sử dụng  - Phương pháp : trùng Pasteur  - Các biến đổi  - Vật lý:  + Sự thay đổi nhiệt độ chế độ trùng làm xuất gradien nhiệt độ  + Sự thay đổi thể tích tỷ trọng nhiệt độ  + Sự thay đổi áp suất khơng khí chai theo vùng thiết bị trùng  - Hóa học:  Quá trình trùng tạo sản phẩm tương ứng bia như: phản uứng đường acid amin hình thành nên chất làm cho bia có màu nâu sẫm, phản ứng tạo phức, phản ứng thủy phân, phản ứng oxy hóa  - Hóa lý:  Q trình trùng dẫn tới tượng vẩn đục bia Điều phụ thuộc vào thành phần hàm lượng protein bia, hợp chất polyphenol, nhiệt độ thời gian trùng  - Hóa sinh:  Nhiệt độ, thời gian tốc độ phản ứng vùng trùng tùy thuộc vào thay đổi hoạt tính enzyme theo nhiệt độ Ở giai đoạn đầu úa trình trùng, nhiệt độ tăng dần Khi đó, enzyme bắt đầu hoạt dộng mạnh làm tăng tốc độ phản ứng Do đó, giai đoạn gia nhiệt làm lạnh kéo dài làm thay đổi chất lượng sản phẩm  - Cảm quan:  Quá trình trùng làm thay đổi màu sắc, hương vị sản phẩm hình thành hoạt chất sinh học melanoidine  - Các chế độ trùng  Tùy theo điều kiện cụ thể áp dụng chế độ trùng sau:  Thanh trùng trước chiết vào bao bì: áp dụng phổ biến cho bia chiết vào thùng bốc, thời hạn lưu trữ sử dụng không dài (từ 1-3 tuần Hiệu tiến dùng máy trao đổi nhiệt để trùng bia trước chiết  Thanh trùng sau chiết vào bao bì: áp dụng phổ biến cho bia chiết vào chai thủy tinh lon kim loại, thời gian lưu trữ vả sử dụng kéo dài từ tháng đến năm  Khơng phải loại bia thích hợp với chế độ trùng Vì với bia xuất nên dùng liệu cho thêm acid ascorbic vào để khử oxy đồng thời bắt buộc phải có thời gian tàn trữ lâu ( 45 ngày) nhiệt độ thấp khoảng 0◦C đảm bảo chất lượng bia ổn định  - Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trùng  - Thành phần hàm lượng vi sinh vật:  + Các loại vi sinh vật khác bị tiêu diệt chế độ nhiệt khác Do đó, có nhiều loại vi sinh vật khác chế độ xử lý phải nghiêm ngặt nhiệt dộ thời gian trùng  + Nếu hàm lượng vi sinh vật cao nhiệt độ cao thời gian trùng dài  - Độ balling độ rượu:  Nếu độ balling độ rượu tăng hệ số dẫn nhiệt tăng thời gian trùng giảm nhiệt độ không đổi  - Phương pháp trùng:  Thời gian nhiệt độ trùng cịn phụ thuộc vào kích thước hình dạng vật liệu Thể tích bao bì nhỏ mỏng q trình truyền nhiệt nhanh thời gian gia nhiệt ngắn  Phần 4: Đánh giá chất lượng Các tiêu chất lượng bia đen thành phẩm   Cảm quan:  - Mùi vị: thơm ngon đặc trưng malt houblon  Các loại bia khác có hương vị khác Bia ngon đạt chất lượng phải cảm nhận thấy mùi hoa bia, mùi mạch nha mùi este cách đậm đà bia ngon  - Màu sắc: màu bia tươi vàng nhạt ngon  - Độ trong: nước bia trong, khơng có vẩn đục  - Bọt bia: bọt dày, trắng mịn kết dính tốt  Chỉ tiêu hóa học  Tên tiêu  m ức  Hàm lượng chất hòa tan ban đầu, ％ khối lượng 20℃, không nhỏ  0,  Hàm lượng etanol, ％ thể tích 20℃, không nhỏ   Hàm lượng cacbodioxit g/l không nhỏ   Độ acid số ml dung dịch NaOH 1M để trung hòa 100ml  1, bia đuổi hết khí CO2 khơng lớn  Hàm lượng diaxetyl, mg/l không lớn  0,   Chỉ tiêu kim loại nặng  Tên tiêu  Giới hạn tối đa  Asen(0,1)  0,1  Chì (Pb)  0,2  Thủy ngân (Hg)  0,05  Cadimi(Cd)  1,0  Đồng (Cu)  5,0  Kẽm (Zn)  2,0   Chỉ tiêu vi sinh  Tổng số vi khuẩn hiếu khí 1ml bia bé 100  Tổng nấm men 1ml bia bé  Khơng có vi sinh vật gây bệnh  Thời gian bảo quảt tháng  Phương pháp kiểm tra đánh giá chất luong sản phẩm  Các tiêu đanh giá chất lượng nguyên liệu sản xuất bia đen  Malt đại mạch  Malt có hạt màu đen sẫm, óng mượt  Mùi: thơm đặc trưng, khơng có mùi lạ  Vị: nhẹ  Hình dáng: to trịn, hạt  Tỉ lệ hạt vỡ, gãy, dập: 0.5- 0.6%  Hàm ẩm hạt; 2-5%  Thời gian đường hóa: 15- 20ph  Hoạt độ amylaza: 250-300 WK  Hoa houblon  hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả tạo giữ bọt, hoa houblon ngun liệu khơng thể thay  Phải sử dụng hoa houblon khô Bảo quản nơi khơ ráo, thống mát Tránh ánh nắng  Yêu cầu hoa hái: hàm lượng lupulin phải đạt cực đại, màu sắc cánh hoa chuyển từ màu vàng- xanh sang vàng  Khi đạt đến độ chín kĩ thuật, cánh hoa phải trạng thái đóng kín hồn tồn, dẻo có tính đàn hồi lớn, hoa có mùi thơm mạnh, sắc dịu  Hạt lupulin phải chuyển sang màu ánh kim có phủ nhiều bột, màu vàng rực  Nước  Độ cứng nước; nước sử dụng sản xuất bia nước cứng tạm thời khoảng 0,7mg- đương lượng/l, nước cứng vĩnh cửu khoảng 0,4- 0,7 mg- đương lượng/l  pH : 6,8- 7,3  Số lượng tế bào vi sinh vật không chứa 100 tế bapf/ l, trực khuẩn coli không tế bào/l  Phương pháp đo tiêu chất lượng nguyên liệu bia đen thành phẩm  Phương pháp vật lí  Phương pháp hóa lí  Phương pháp hóa học  ...CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA ĐEN PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.Lịch sử sản xuất bia Từ ? ?Bia? ?? tiếng Do Thái cổ: Ngũ cốc= “Bre” -Từ 7000 năm trước Công Nguyên, người dân Babilon biết sản xuất bia từ... nhau: -Nước mềm: 0- 40D ( 0- 1, mg/l) - Nước mềm: 4- 80D (1, 4- 2, mg/l) - Nước cứng trung bình: 8- 120D (2, 8- 4, mg/l) - Nước cứng tương đối: 1 2- 180D (4, 2- 6, mg/l) - Nước cứng: 1 8- 300D (6, 4-. .. khô) - Nước: 1 1- 13% - Protein: 1 5- 21% - Chất đắng: 1 5- 21% - Celluloza: 1 2- 14% - Polyphenol: 2, 5- 6% - Chất khoáng: 5- 8% - Tinh dầu thơm: 0, 3- 1% - Các hợp chất khác: 2 6- 28% • Chất đắng Là