Quy trình công nghệ sản xuất bia

Thuyết minh quy trình

Nhiệt độ tối ưu của nước ngâm đại mạch là 10 - 12 oC, nếu nhiệt độ thấp hơn 10 oC thì mầm sẽ phát triển rất yếu, còn nếu nhiệt độ lớn hơn 15 oC thì lại làm cho các vi sinh vật gây thối (chủ yếu) phát triển mạnh, đồng thời sự hô hấp của hạt cùng các quá trình sinh hóa trong hạt tăng nhanh thất thường, do đó làm giảm khả năng nảy mầm của hạt. Lúc này mầm và rễ ở trạng thái khô, dòn, rất dễ gãy nếu để nguội mầm và rễ sẽ hút ầm, trở nên dai khó tách khỏi hạt malt… sau khi sấy xong phải đưa qua xử lý ngay để tách rễ vì rễ có alkaloid tao cho bia có vị đắng khó chịu, vì sấy xong rễ Malt giòn dễ tách, là nguyên nhân tạo ra rượu bậc cao và khó bảo quản, sau đó cho Malt vào túi polymer và để ít nhất là 15 ngày để ổn định enzyme sau đó đưa vào sản xuất bia.

Đánh giá chất lượng malt đại mạch 1. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng malt khô

Trong các mẻ nấu bột nghiền thô có kích thước lớn, 30 % nguyên liệu phải lọt qua sàng có lỗ 0,547 mm; người ta cũng đã thực hiện một mẻ nấu tương tự với nguyên liệu nghiền mịn, bằng cách này cho phép khẳng định độ lướn của bột nghiền có ảnh hưởng đến hiệu suất nấu hay không, nếu có thì có thể kết luận là malt vẫn chưa đạt được độ nhuyễn sinh lý yêu cầu. Người ta đo vận tốc phân cắt cá dextrin giới hạn nhờ enzyme có trong malt đại mạch bằng phép thử màu iot và biểu diễn kết quả theo UD (đơn vị dextrin hóa): đó là lượng α-amylase đã dextrin hóa tinh bột hòa tan khi không có mặt β-amylase, ở vận tốc 1 g/.

Thành phần hóa học của Houblon

Nhựa mềm: Trong Houblon tươi chứa một số lượng nhỏ nhựa mà thành phần chủ yếu của nó là α- acid và β- acid ngoài ra còn chứa một phần nhỏ dedoxy α- acid (là thành phần không đóng vai trò gì trong sản xuất bia chúng sẽ bị nấm men hấp phụ trong quá trình lên men). Đa số Proanthocyanidin sẽ bị loại bỏ trong quá trình lắng vì chúng sẽ kết lắng dưới tác dụng của nhiệt, chỉ có những phân tử có khối lượng phân tử nhỏ (dimer; trimer.) tồn tại trong dịch nha góp phần vào việc bảo quản, chống ôxy hóa và cải thiện hiện tượng đục của bia đồng thời do chứa điện tích dương nên chúng có tác động đến sự ổn định của hương vị sản phẩm.

Sử dụng Houblon

Thành phần Pectin chiếm 1 tỉ lệ khiêm tốn trong thành phần Houblon và chúng không có vài trò lớn đối với sản phẩm bia, hầu hết chúng được loại bỏ trong quá trình lắng cặn. Nhược điểm chủ yếu của cao hoa là hàm lượng tinh dầu thơm thấp, ngoài ra các nhà sản xuất bia còn lo ngại nguy cơ còn sót lại gốc hữu cơ của dung môi nên có thể mang độc tố và ảnh hưởng tới môi trường.

Đặc điểm sinh học

Hầu hết các chủng nấm men trong sản xuất bia là nhị bội thể (diploid), đa bội thể (polyploid) hoặc có số bội thể không chỉnh (aneuploid), trong khi đó các chủng trong phòng thí nghiệm hấu hết là đơn bội thể (haploid). Khi quan sát dưới kính hiển vi chúng ta có thể xác định tuổi của tế bào dựa vào số lượng sẹo chồi, và sự gia tăng kích thước của tế bào, số lượng nếp gấp trên bề mặt nhân, số lượng hạt trong tế bào chất, và tình trạng nảy chồi của tế bào.

Quá trình nuôi cấy

Những tế bào khỏe tốt sẽ lại từ từ kết lắng trở lại, còn những tế bào chết hoặc già sẽ nổi lên trên, dùng nước lạnh 2-30C lần sẽ thu hồi được men sữa tốt dùng cho chu kỳ tiếp theo. Giống ở dạng paste có thể vận chuyển trong khoảng cách ngắn, nhưng nếu vận chuyển đi xa và dài ngày phải bảo đảm độ ẩm tối ưu khoảng 70 %.

Nhu cầu dinh dưỡng 1. Nhu cầu Oxygen

(Nguồn: Khoa Học-Công Nghệ Malt Và Bia, Nguyễn Thị Hiền cùng cộng sự, 2007) Nếu nồng độ các chất này trong môi trường ít hơn nồng độ đã nói ở trên thì quá trình phát triển sẽ chậm lại, còn nếu nhiều hơn thì áp suất thẩm thấu tăng, ức chế qúa trình sinh sản. Hai phương cách để tạo ra các sản phẩm cồn này bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, nhưng xét về tổng thể khi nồng độ amino acid trong môi trường thấp cồn sẽ được tạo ra bằng con đường đồng hóa ngược lại khi hàm lượng amino acid trong môi trường cao thì cồn sẽ được tạo ra bằng con đường dị hóa.

Quy trình CN sản xuất bia

• Nấu dịch đường với hoa Houblon 1. Mục đích

Nhiệt độ và tỷ lệ nước với bột: thành nội nhũ là phần chuyển hóa chậm, để tạo điều kiện phá vỡ thành tế bào mà không thủy phân protein thì nên trộn bột với nước ở nhiệt độ 35 - 370C do β – glucanaza nhạy cản với nhiệt độ có thể hoạt hóa ở nhiệt độ này và tạo điều kiện cho các enzyme khác tấn công nội nhũ, trong khi đó không hề có một sự phân cắt protein nào xảy ra ở nhiệt độ này. Dịch nha ở 980C được bơ vào thùng theo chiều tiếp tuyến sát thành thùng nhằm tạo ra lực xoáy hướng tâm, khi đó cặn và các chất không tan sẽ xoáy vào giữa theo hình nón (thời gian 20-25 phút). Sau khi bơm xong để lắng 25-30 phút nhằm ổn định dòng xoáy và tạo điều kiện cho cặn tủa xuống. Sau đó tiến hành chiết rút, thời gian chiết rút 25-30 phút. Thể tích thùng lắng khoảng 600 lit. Đưa nhiệt độ dịch đường về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men bia theo yêu cầu kỹ thuật, đồng thời làm lạnh nhanh để tránh vi sinh vật từ môi trường nhiễm vào dịch đường lên men. Ngoài ra, lượng oxy hòa tan trong dịch đường hầu như bị loại hết trong quá trình chế biến dịch đường nên cần phải nạp oxy cho dịch đường để có đủ lượng oxy cần thiết cho tế bào nấm men sống và phát triển, đặc biệt trong quá trình sinh sản ở giai đoạn đầu của quá trình lên men bia. Nước nha từ thùng Whirlpool được làm lạnh bằng thiết bị bản mỏng, với tác nhân làm lạnh là nước lạnh 20C. Trong thiết bị này nước nha sẽ được làm lạnh theo nguyên tắc trao đổi nhiệt, một bên là nước nha đi qua, một bên là nước lạnh 20C đi qua theo chiều ngược lại. Khi nước nha được làm lạnh xuống 7-90C thì ta tiến hành sục khí vào. Trên đường nước nha lạnh đến tank lên men sẽ có một luồng khí vô trùng sục. vào nước nha nhằm cung cấp lượng oxy hòa tan cho nước nha, thường khoảng 8-10 mg/l với tốc độ 2 m3/h. Chuyển hóa hàm lượng đường trong nước nha thành rượu etylic, CO2 và một số sản phẩm khác như este, aldehyd, rượu bậc cao,… Góp phần tạo ra hương vị đặc trưng của bia dưới tác dụng của tế bào nấm men. Dịch lên men sau khi làm lạnh được chuyển vào thùng lên men. Dịch men giống được chuyển vào thùng lên men theo luồng dịch đường với tỉ lệ men giống 0,5 lít men giống đặc /100 lít dịch lên men nhằm tạo điều kiện cho nấm men tiếp xúc tốt với môi trường và nhanh bước vào gian đoạn lên men đầu. CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ hòa tan vào bia non một phần. Ðộ hoà tan của CO2 vào bia non sẽ tăng khi nhiệt độ giảm, do đó để đảm bảo lượng CO2 hòa tan trong bia nhiều thì nhiệt độ thời kỳ cuối của quá trình lên men còn khoảng 50C, hàm lượng CO2 trong bia non phải đạt 0,2 %. Thời gian lên men chính phụ thuộc vào nồng độ dịch lên men đầu tiên và nhiệt độ lên men. Thời gian lên men chính khoảng 8÷9 ngày đêm. Nước nha sau khi được làm lạnh 7-90C được chuyển qua tank lên men để bắt đầu quá trình lên men chính. Mục đích tăng nhiệt độ lên từ từ để men không bị sốc nhiệt, giúp men thích nghi dần dần với điều kiện sống để quá trình trao đổi chất diễn ra bình thường ít ảnh hưởng đến chất lượng bia. Nấm men được cấy vào cùng với nước nha, lượng nấm men cấy vào được tính toán theo khối lượng của dịch lên men, thường khoảng 350-400 kg/tank để đạt mật độ nấm men là:. Lúc đầu, nấm men sử dụng oxy hòa tan để sinh trưởng tăng sinh khối:. Hàm lượng oxy hòa tan là thông số rất quan trọng, nếu thiếu oxy nấm men không sinh sản đạt số lượng như yêu cầu, tốc độ lên men chậm, nhưng nếu thừa oxy nấm men sẽ tăng sinh khối quá nhiều gây tổn thất chất dinh dưỡng, tốc độ lên men nhanh, bia bị ảnh hưởng xấu. Trước khi bơm nước nha lạnh vào tank, ta bơm nước nóng để tiệt trùng đường ống dẫn nước nha vào tank lên men. Tank trước khi bơm nước nha được vệ sinh và vô trùng. Đồng thời trong quá trình bơm phải thông gió để đuổi hết không khí ra ngoài tránh sự nhiễm nấm men dại trong quá trình lên men. Sau khi lên men khoảng 10-12h tiến hành thu hồi CO2 để sử dụng cho các công đoạn tiếp theo khi cần. Nấm men sau khi tăng sinh khối đã sử dụng hết oxy thì quá trình chuyển qua giai đoạn lên men chính là kỵ khí để chuyển hóa đường thành rượu C2H5OH và CO2. Khi đó nồng độ chất tan giảm và nhiệt độ tăng, đồng thời do CO2 tạo ra nhiều nên có chiều hướng thoát ra ngoài. Điều này làm cho nấm men có xu hướng bị đẩy lên. Chính vì thế, khi lên men chính vùng trên của tank lên men phải được làm lạnh sâu hơn hai vùng còn lại, nhằm tạo sự chênh lệch nhiệt độ ở các vùng khác nhau của tank. Mục đích là tạo dòng đối lưu, chất lỏng phía trên lạnh sẽ di chuyển xuống, còn chất lỏng phía dưới có nhịêt độ cao hơn, cộng thêm sự đẩy lên của CO2 sẽ làm cho chất lỏng di chuyển từ dưới lên. Chính sự tuần hoàn cưỡng bức này làm cho nấm men luôn xáo động cùng với dịch bia, tạo điều kiện tốt cho nấm men được phát triển và trao đổi chất tốt. Để thúc đẩy quá trình kết lắng của nấm men ta hạ nhiệt độ của dịch bia 4-50C nhưng còn tùy theo tốc độ lên men nhanh hay chậm để khống chế sự lên men. sau khi hạ nhiệt độ xuống 4-50C) ta tiến hành thu hồi men, kết thúc quá trình lên men chính.