- Nước: Trong bia thành phẩm chiếm: 78 – 90% Giữ vai trò trong hình thành vị bia.
2.4 Công nghệ sx bia
bia
10 bước cơ bản:
‘- Bước 1: Nghiền Malt: tạo đk thuận lợi cho quá trình nấu bia (phá vỡ
các tế bảo)
‘- Bước 2: Nấu bia: trích ly các chất chiết trong malt vào nước và thủy
phân các thành phần có phân tử lượng cao (tinh bot, protein, …) thành những chất có phân tử lượng thấp (đường, axit amin) để nấm men sử dụng trong qt lên men.
‘- Bước 3: Tách bã: phân riêng pha lỏng dich malt và pha rắn bã malt. ‘- Bước 4: Đun sơi: Nhằm trích ly và isomer hóa α-axit trong houblon.
Cơ đặc, đơng tụ protein và vô hoạt vsv trước khi lên men.
‘- Bước 5: Tách bã houblon: loại bỏ các cấu tử không tan khỏi dịch
malt.
‘- Bước 6: Làm nguội: Chuẩn bị cho quá trình lên men.
‘- Bước 7: Lên men: Nấm men sẽ chuyển hóa đường thành ethanol và CO2 tạo hương vị và kéo dài thời hạn sử dụng cho bia. ‘- Bước 8: Lọc: Loại bỏ cặn giúp bia có màu sáng hơn.
‘- Bước 9: Bảo hịa CO2
‘- Bước 10: Hồn thiện: đóng chai và thanh trùng bia. 1 ‘- B1: Xử lý Nl:
+ Yêu cầu: ‘- Độ ẩm của malt < 5%. ‘- Độ ẩm của gạo < 6%.
+ Mục đích: Loại bỏ các tạp chất như đất, vụn, đá, kim loại gây hư hỏng đối với máy móc và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
+ Bước làm: NL nhập vào → QC kiểm tra (theo chuẩn yêu cầu) → Sàn → Xilo chứa.
2. ‘- B2: Nghiền Nl:
+ Mục đích: Phá vỡ cấu trúc tế bào, tạo điều kiện thuận lợi và thúc đẩy các q trình sinh, lý, hóa xảy ra trong ngun liệu khi nấu nhằm thu được một dịch đường có nồng độ các chất cao nhất từ nguyên liệu ban đầu.
+ Thiết bị: Máy nghiền trục (malt) , máy nghiền múa (gạo).
+ Yêu cầu: ‘1. Vỏ malt được giữ lại càng nguyên càng tốt. Do vỏ malt chứa nhiều chất k có lợi → giảm chất lượng của bia và giảm tốc độ lọc.
‘2. Tạo ra tỷ lệ thịch hợp giữa: tấm thô: tấm mịn : bột. →Hạn chế tấm thô phải thấp nhất và tấm mịn và bột phải nhiều nhất nhưng không đc quá cao gây khó lọc.
+ Phương pháp:
‘- Nghiền khơ: Sử dụng rộng rãi. Số trục càng nhiều → bia có chất lượng cao hơn. ‘- Nghiền ẩm: phun bổ sung ẩm thêm 2% (nước nóng hoặc hơi)
+ Phun ẩm nhằm mục đích: Làm cho vỏ ẩm để bảo toàn trạng thái sau khi nghiền + Làm trương nở các sợi dạng keo của nội nhũ.
‘- Nghiên ướt: nghiền cùng với nước
+ Ưu điểm: rút ngắn thời gian lọc bã, vỏ được giữ gần như nguyên vặn.
+ Khai thác ưu điểm theo 2 hướng: giữ nguyên khối lượng của từng mẻ nhưng thời gian thao tác được rút ngắn + Giữ nguyên thời gian thao tác nhưng tăng sản lượng sản phẩm trong một mẻ nấu hoặc tăng một số mẻ nấu trong một ca.
3. ‘- B3: Quá trình nấu: nấu:
+ Mục đích: Chuyển các chất của malt và ngun liệu thay thế từ trạng thái khơng hịa tan sang trạng thái hòa tan nhờ tác động của enzyme thủy phân có sẵn trong malt.
+ Hồ hóa (gạo): Gạo và malt lót (khoảng 10% → bổ sung enzyme cho nồi gạo + chống cháy + lớp trợ lọc) sẽ được nâng và giữ nhiệt đúng thời giời gian quy trịnh để thủy phân sơ bộ tinh bột thành glucoza. Q trình này thực hiện nhờ enzyme có sẵn trong malt lót và xảy ra trong nồi gạo.
+ Đường hóa (malt):
Là q trình chuyển tối đa các hợp chất khơng hịa tan có trong malt thơng qua các hệ thống enzyme (amylaza, proteaza) có sẵn trong malt bằng con đường thủy phân xảy ra trong nồi malt sau khi gia nhiệt
+ Nhiệt độ và thời gian nấu:
+ Test Sử dụng iot để kiểm tra tinh bột cịn hay khơng.
+ Hội cháo: Đổ nồi gạo vào nồi malt. Do nồi gạo có nhiệt độ cao hơn gây bất hoạt hoặc tiêu diệt enzyme.
+ Các quá trình xảy
ra khi nấu bia: ‘- enzyme phitaza, enzyme
xitaza → nằm ở malt. Quá trình enzyme, quá trình phi enzyme
+ Các yếu tố ảnh hưởng đến đường hóa:
‘- Ah của nồng độ enzyme:
+ Vận tốc thủy phân và thủy phân phụ thuộc vào hoạt tính của enzyme amylaza → Cần kiểm tra hoạt lực enzyme của malt → nếu hoạt lực không đủ cần bổ sung chế phẩm enzyme.
‘- Ah của nhiệt độ:
+ Yếu tố quan trọng nhất → ah đến vtoc của qt thủy phân và tỷ lệ sản phẩm tạo thành.
+ Nếu tăng to giới hạn nhất định → sự thủy phân tăng.
‘- Ah của pH: ah rất lớn đến quá trình thủy phân tinh bột bằng enzyme. Enzyme amylaza ở 65oC có pH = 5.6. Nếu pH cao bổ sung: axit lactic, CaCl2, CaSO4. ‘- Ah của độ cơ chất: ah đến sự hoạt động của enzyme. Nđ cơ chất tăng → thủy phân chậm, thấp → khó khăn thủy phân và hiệu suất thấp. Nđ dịch lên men đầu tiên < 16%. Các phương pháp nấu: phương pháp ngâm, phương pháp đun sôi.
+ Cấu tạo nồi nấu:
Cấu tạo nồi gạo Cấu tạo nồi malt
4. ‘- B4: Lọc dịch đường và rửa bã: đường và rửa bã:
Mục đích: ‘- Nhằm tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo của tiến trình cơng nghệ, cịn pha rắn, phế liệu phải loại bỏ ra ngoài.
‘- Rửa bã để tận thu chất chiết cịn sót lại trong bã. Dùng lọc khung bản.
+ Thiết bị:
Thiết bị lọc dịch và rửa bã
5. ‘- B5: Houblon hóa: hóa:
+ Mục đích: Truyền cho bia mùi và vị của hoa houblon làm cho dịch đường ổn định về thành phần và có nồng độ thích hợp theo yêu cầu, làm keo tụ các protit, vô hoạt các enzyme và thanh trùng dịch đường.
+ Thiết bị: Dịch đường qua cổng (6) đưa vào bộ phận gia nhiệt (3) truyền nhiệt
cho dịch đường đến 98-100oC sang nón phân phối (7) làm dịch ln chuyển động và phân phối đều. Bên cạnh hệ thống SIP và cửa quan sát, …
+ Các quá trình xảy ra:
‘2. Protein là protein đơn giản. Sự keo tụ và kết tủa protein khơng hồn tồn → kìm hãm sự phát triển của nấm men, kết tủa bám vào thành tb nấm men → gây khó khăn làm trong bia. → Phải ngăn chặn nó.
6. ‘- B6: lắng trong và làm lạnh: và làm lạnh:
+ Mục đích: ‘- Hạ nhiệt độ của dịch đường đến nhiệt độ lên men. ‘- Tách cặn cho dịch đường.
+ Thiết bị
Thiết bị Whirlpool: Dịch đường theo ống chuyển vào thiết bị ở phần dưới và theo phương tiếp tuyến. Vận tốc của dịch đường vào thiết bị phải đạt 10-14m/s. Dịch đường khi vào thiết bị sẽ tham gia chuyển động trịn. Nhờ có lực hướng tâm lớn, cặn lắng bị hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy. Khi nhiệt độ của dịch hạ xuống 90 độ C thì dịch được bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh, cịn cặn thì loại bỏ hoặc cho qua máy lọc để thu hồi phần dịch cịn sót lại trong cặn.
Ưu điểm: là đảm bảo vơ trùng vì dịch đường khi đưa vào thiết bị là vừa đun sơi xong cịn khi ra thiết bị có nhiệt độ cao 90 độ C.
Các q trình - Sự hịa tan oxy vào dịch lên men: phụ thuộc vào nhiệt độ, bề dày, lớp dịch, sự chuyển động và nồng độ dịch đường. - Sự tạo thành và tách các kết tủa: → kéo theo kim loại nặng khác → tránh làm nấm men bẩn. Chỉ tách được các huyền
phù thơ cịn huyền phù mịn thì chưa nghiên cứu kĩ.
- Sự bay hơi nước: → thể tích dịch lên men giảm → nồng độ dịch đường tăng → phụ thuộc vào phương pháp và thiết bị làm lạnh.
Các phương pháp - Phương pháp 1: dịch đường sau khi tách bã hoa → làm nguội đến 60, 70 độ C → tách cặn → dịch trong → làm lạnh đến nhiệt độ lên men → dịch lên men.
- Phương pháp 2: lấy dịch đường sau khi tách bã hoa → tách cặn → dịch đường trong → đi làm lạnh đến nhiệt độ lên men. (rộng rãi nhất)
- Phương pháp 3: dịch đường sau tách bã hoa → làm nguội sơ bộ → làm lạnh đến nhiệt độ lên men → tách cặn → dịch lên men.
Bước 7: lên men
+ Mục đích: Dưới tác đọng của enzyme có trong nấm men, đường chuyển thành rượu và CO2 cùng với một số chất khác góp phần tạo nên hương vị cho sản phẩm.
+ Chuẩn bị canh trường giống:
‘1. Nhân men từ giống thuần chủng:
‘2. Thu hồi và tái sử dụng men lắng: phân lập giống từ điều kiện sản xuất.
+ Yêu cầu canh
trường giống: ‘- Mật độ nấm men gieo vào dịch lên men ban đầu đạt tối thiểu 8-10 triệu tế bào /ml. ‘- Yêu cầu canh trường giống chuẩn bị tiếp vào tank lên men: + Không chứa vsv tạp nhiễm.
+ Tỷ lệ chết khơng vượt q 5%.
+ Có khả năng đạt được độ lên men cuối cùng cao, có thể dùng được qua 7 đến 8 lần lên men và tạo hương vị phù hợp.
+ Các quá trình xảy ra trong lên men:
Có 2 giai đoạn: lên men chính và lên men phụ.
‘- Q trình sinh hóa:Trong đk bình thường, nấm men sẽ kết thúc xa trước khi lên men chính xong và tạo ra các sản phẩm rượu, CO2, ‘- Q trình sinh hóa: Theo thứ tự: Fructose + glucose lên men đầu tiên và nhanh hơn cả, sacarose dưới tác dụng enzyme → glucose + fructose, cịn mantose → tiêu thụ hết trong q trình lên men chính, cị mantochirose sử dụng một phần trong lên men chính (khi lên men phụ thì chậm chạp). glyxerin tạo thành chủ yếu trong lên men chính, các rượu bậc cao → tạo hương và vị riêng biệt → nhìn chung hương vị này khó chịu ảnh hưởng cảm quan → cần hàm lượng rượu bậc cao thấp, …
‘- Qn trình hóa lý:
+ pH dịch đầu = 5.6 → pH bia non = 4.2 – 4.6 → do lên men chính tạo thành khí CO2 và axit hữu cơ → làm giảm pH → gây chua → nhưng chưa thể giải thích cho giảm pH đột ngột.
+ Các yếu tố ảnh hưởng đến qn trình lên men: • Chất lượng của nấm men sản xuất:
‘1. Có tốc độ và mức độ lên men vừa phải. ‘2. Có khả năng lên men nhanh nhiều loại đường. ‘3. Có khả năng kết tụ tốt vào cuối thời kì lên men chính.
‘4. Có khả năng chống chịu các ảnh hưởng mơi trường và giữ được đặc tính sinh hóa, sinh lý ổn định trong thời gian dài. ‘5. Cho bia có hương vị tốt và ít thành phần khơng mong muốn nhất là diaxetyl.
• Tỷ lệ nấm men gieo cấy ban đầu:
• Nồng độ chất hịa tan của dịch đường houblon hóa:
Nồng độ chất tan 11-12%
• Nhiệt độ của dịch lên men:
• Áp suất bề mặt • Hàm lượng oxy và thế oxy hóa khử: • Cường độ cánh khuấy:
• Nồng độ của sản phẩm lên men: + Các phương pháp lên men: + Các q trình lên men:
• Lên men chính: ‘1. Thân thùng, ‘2. Đáy, ‘5. Kính quan sát ’12. SIP , ‘8. Van điện tử, ’11. Dịch vào và đường bia ra, ‘3. Các áo lạnh (gồm 3 vòng lạnh nằm trong lớp vỏ bảo ôn), ‘6. Đường chất tải lạnh vào, ‘7. Đường chất tải lạnh ra
• Lên men phụ: Chuyển hóa hết phần đường có khả năng lên men cịn tồn tại trong bia non nhưng với tốc độ chậm, làm ổn định thành phần và tính chất cảm quan của sản phẩm.