Issuu

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.

Lý do chọn đề tài:

hơ

Thực phẩm là thứ không thể được thiếu được trong đời sống hằng ngày của con người, trong đó đồ uống là một thứ thực phẩm đặc biệt. Hiện nay do điều kiện kinh tế, xã hội phát triển không ngừng đã kéo theo nhu cầu về thức uống của con người ngày một tăng cao. Rượu – Bia –Nước giải khát chiếm một vị trí đáng kể trong ngành công nghiệp thực phẩm, trong đó bia là một thứ đồ uống giải khất khá thông dụng. Bia là một loại đồ uống có độ cồn nhẹ khoảng 50 nhưng rất giàu dinh dưỡng vì chứa nhiều acid amin và các thành phần dinh dưỡng khác. Nước ta với dân số khoảng trên 80 triệu người, khí hậu nóng về mùa hè đòi hỏi mức tiêu thụ về đồ uống khá lớn, đặc biệt là bia.

ạy

Kè

Q uy

Trong những năm gần đây, cùng với xu hướng hội nhập và phát triển kinh tế trong khu vực và trên thế giới, tốc độ công nghiệp hóa của Việt Nam ngày càng tăng. Nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất ra đời, nhiều ngành nông nghiệp, công nghiệp phát triển mạnh, đặc biệt là ngành công nghệ sản xuất bia. Hiện nay Việt Nam có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở hầu hết khắp các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng về số lượng . Thực tế cho thấy, cùng tốc độ gia tăng dân số nhanh, sản lượng bia Việt Nam cũng tăng theo, từ 1.9 tỷ lít năm 2007 lên 2.1 tỷ lít năm 2008, 2.4 tỷ lít năm 2009. Cho đến năm 2010 tổng sản lượng bia trong nước đạt 2.7 tỷ lít, tăng 45% so với năm 2007.

Mục đích nghiên cứu:

m /+

Tuy nhiên do chính sách mở của nhà nước bia nước ngoài tràn ngập vào thị trường Việt Nam rất nhiều gây nên sức cạnh tranh lớn giữa các thương hiệu bia trong nước và ngoài nước. Vấn đề cải thiện chất lượng của bia đang là một câu hỏi lớn đối với các thương hiệu bia trong nước ta. Muốn cải thiện chất lượng bia nhất thiết phải hiểu rõ quy trình sản xuất của nó. Đó là lí do em chọn đề tài “Tìm hiểu về quy trình sản xuất bia”.

Tìm hiểu về quy trình sản xuất bia. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu:

Quy trình sản xuất bia trong nước. 4.

Phương pháp nghiên cứu:

Tìm hiểu qua sách báo.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

PHẦN 2: NỘI DUNG

Khái niệm:

Q uy

hơ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIA

m /+

ạy

Kè

Bia (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp: bière) nói một cách tổng thể, là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men. Dung dịch đường không bị lên men thu được từ quá trình ngâm nước gọi là hèm bia hay "nước ủ bia". Hạt ngũ cốc, thông thường là lúa mạch được ủ thành mạch nha. Các đồ uống chứa cồn được làm từ sự lên men đường có trong các nguồn không phải ngũ cốc — chẳng hạn nước hoa quả hay mật ong — nói chung không được gọi là "bia", mặc dù chúng cũng được sản xuất từ cùng một loại men bia-dựa trên các phản ứng hóa sinh học.

Tình hình sản xuất bia và xu hướng phát triển tại Việt Nam:

Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia. Do các thành phần sử dụng để sản xuất bia có khác biệt tùy theo từng khu vực, các đặc trưng của bia như hương vị và màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau và do đó có khái niệm loại bia hay các sự phân loại khác.

Theo thống kê của Bộ Kế hoạch - đầu tư, bốn tháng đầu năm 2011 các doanh nghiệp trong nước đã sản xuất 714,6 triệu lít bia các loại, tăng 9,2% so với cùng kỳ năm ngoái. Tốc độ tăng trưởng ngành bia tại Việt Nam, ước tính đạt 15%/năm. VN có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở ở hầu khắp các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng về số lượng. Trong số này, có hơn 20 nhà máy đạt công suất trên 20 triệu lít/năm, 15 nhà máy có công suất lớn hơn 15 triệu lít/năm, và có tới 268 cơ sở có năng lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm. Trong quy hoạch được Bộ Công Thương phê duyệt mục tiêu tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất toàn ngành bia, rượu, nước giải khát Việt Nam giai đoạn 2006-2010 đạt 12%/năm, giai đoạn 2011-2015 đạt 13%/năm và giai đoạn 2016-2025 đạt 8%/năm. Đến năm 2015, sản lượng sản xuất đạt 4 tỷ lít bia. Kim ngạch xuất khẩu từ 140-150 triệu USD.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Dự kiến đến năm 2025, sản lượng sản xuất đạt 6 tỷ lít bia, 440 triệu lít rượu công nghiệp, 11 tỷ lít nước giải khát. Đối với ngành bia, sẽ tập trung cải tạo, mở rộng, đồng bộ hóa thiết bị để nâng cao hiệu quả sản xuất. Xây dựng mới các nhà máy có quy mô công suất trên 100 triệu lít/năm kết hợp mở rộng hợp tác quốc tế, liên doanh, liên kết để sản xuất bia cao cấp,đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Bên cạnh đó phải xây dựng và phát triển thương hiệu nhằm tăng năng lực cạnh tranh.

Phân loại bia:

Q uy

hơ

Mục tiêu của việc quy hoạch ngành bia - rượu - nước giải khát nhằm phát triển theo hướng bền vững, chú trọng đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và môi trường sinh thái, phát triển ngành dựa trên cơ sở huy động nguồn lực từ tất cả các thành phần kinh tế, dưới mọi hình thức đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội; áp dụng công nghệ, thiết bị tiên tiến, tập trung xây dựng một số thương hiệu mạnh quốc gia để cạnh tranh hiệu quả trong tiến trình hội nhập kinh tế quốc tế.

ạy

Kè

Có nhiều loại bia khác nhau, mỗi loại bia được coi là thuộc về một kiểu bia cụ thể nào đó. Kiểu bia là mác dán miêu tả hương vị tổng thể và thông thường là nguồn gốc của bia, phù hợp với hệ thống đã tiến hóa qua các lần thử và các sai số qua nhiều thế kỷ.

m /+

Yếu tố chính để xác định loại bia là men bia sử dụng trong quá trình lên men. Phần lớn kiểu bia thuộc về một trong hai họ lớn: ale- sử dụng lên men đỉnh, hoặc lager- sử dụng lên men đáy. Bia có đặc trưng pha trộn của cả ale và lager được gọi là bia lai. Ngoài ra còn có bia lên men tự nhiên và bia hỗn hợp.

Kè

Q uy

hơ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Tác dụng của bia:

Bia ale

ạy

Bia lager

m /+

Ướp thịt. Bạn có thể dùng bia để ướp thịt thay cho rượu. Cách này không chỉ giúp thịt có vị ngon hơn mà còn khiến món ăn mềm và thơm hơn. Giúp cỏ tươi tốt: Nếu bạn đang trồng một thảm cỏ xanh trước nhà nhưng có những bụi cỏ tàn lụi, hãy đổ chút bia lên đó. Cỏ hấp thụ các chất dinh dưỡng, đường và năng lượng cần thiết từ bia để phát triển. Giết sên và các loại ốc: Đổ vào hộp hay chai miệng rộng khoảng 1/4 đến một nửa bia. Sau đó chôn chúng ra vườn. Ốc sên hay các loại ốc khác sẽ bị hấp dẫn đến đó và chết đuối. Diệt chuột: Nghe có vẻ lạ nhưng cách này khá hữu hiệu. Đổ vào các vật chứa bằng loại bia rẻ tiền. Chuột bị hấp dẫn bởi mùi bia sẽ trèo tới, ngã vào trong và không thể trèo ra. Làm dịu cơn đau bụng. Khi bị đau bụng do rối loạn tiêu hóa, chỉ cần ngồi xuống và uống chút bia. Thức uống có ga này sẽ giúp dạ dày của bạn dịu lại. Chất cồn giúp giảm đau khá tốt. Đừng dùng nếu bạn có vết loét hoặc viêm dạ dày. Đánh bóng đồ bằng vàng. Thấm ướt một miếng vải với chút bia và chà xát lên đồ bằng vàng (không được lẫn đá) để giúp đồ vật sáng bóng trở lại. Sau đó, dùng một miếng vải mềm khác để lau khô. Tắm dưỡng da: Thêm vài lon bia vào trong nước tắm của bạn. Cách này sẽ giúp làm mềm và dịu cho da bạn. Đánh bóng đồ nội thất bằng gỗ: Bia là một chất đánh bóng đồ gỗ tốt đến ngạc nhiên. Hãy đổ một chút bia lên một tấm khăn lau mềm, sau đó dùng khăn lau đồ gỗ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

m /+

ạy

Kè

Q uy

hơ

và cuối cùng lau lại với một miếng vải khô. Bạn chắc chắn sẽ ngạc nhiên với vẻ ngoài sáng bóng của đồ gỗ sau khi được lau bằng bia. Dùng hấp thức ăn, như tôm, cá. Khi đun tôm sôi lên, thêm bia vào nấu. Bạn sẽ ngạc nhiên vì thực phẩm rất thơm ngon, đậm đà mà không hề còn mùi bia.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT 1. 1.1.

Nguyên liệu: Nước:

Do thành phần chính của bia là nước nên nguồn nước và các đặc trưng của nó có ảnh hưởng rất quan trọng tới các đặc trưng của bia. Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng hoặc thậm chí được xác định theo đặc trưng của nước trong khu vực sản xuất bia.

Q uy

● Thành phần hóa học của nước chứa các ion sau :

hơ

Nước được dùng trong quá trình nấu, lọc, chiết rút tất cả chất hòa tan còn sót lại trong bã malt, nâng cao lượng chất hòa tan trong dịch đường. Trong quá trình đường hóa và hồ hóa, nước làm hòa tan các chất chiết và làm loãng dịch hồ tinh bột tạo thuận lợi cho việc đảo trộn. Trong dịch lên men, 88-90% thành phần là nước.

– Cation: H+, Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Al3+,…

Kè

– Anion: OH-, Cl-, HCO3-, CO32-, NO2-, NO3-, SO42-, PO43-, SiO32-,…

ạy

– Ngoài ra, trong nước còn chứa các hợp chất hữu cơ ở dạng keo vô cơ hoặc hữu

cơ như SiO2 hoặc các chất khí O2, N2, CO2,…

m /+

Mặc dù ảnh hưởng của nó cũng như là tác động tương hỗ của các loại khoáng chất hòa tan trong nước được sử dụng trong sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước mềm là phù hợp cho sản xuất các loại bia sáng màu. Do đó, để đảm bảo sự ổn định về chất lượng và mùi vi của sản phẩm, nước cần được xử lý trước khi tham gia vào quá trình sản xuất bia nhằm đạt được các chỉ tiêu chất lượng nhất định.

Chỉ tiêu của nước trong sản xuất bia: Nước sử dụng trong nấu bia có độ cứng từ mềm đến trung bình được loại bỏ các ion kim loại vì chúng gây ảnh hưởng không tốt đến quá trình sản xuất (Ca2+ làm giảm độ axit của malt và dịch đường, Mg2+ làm cho bia có vị đắng, gắt...). Loại bỏ các muối cacbonat và bicacbonat vì chúng hòa tan chất đắng, chất chát trong vỏ malt gây cho bia có vị đắng khó chịu. Qua thực tế và kết quả nghiên cứu ta thấy rằng: Nếu ta cho thêm một lượng CaSO4 vào nước dùng để nấu bia thì sẽ loại bỏ được ảnh hưởng xấu của cacbonat và bicacbonat, đồng thời làm tăng hiệu suất chất hòa tan và tăng chất lượng cả những loại bia vàng. Song nếu lượng CO2 quá nhiều thì sẽ làm ảnh hưởng của bia, do trong phản ứng sẽ tạo nhiều K2SO4 có vị đắng khó chịu, hoặc do tác dụng tương hỗ giữa CaSO4 và MgHPO4 tạo MgSO4 cũng gây vị đắng khó chịu: CaSO4 + MgHPO4 = CaHPO4 + MgSO4 (vị đắng).

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Đối với nước rửa nấm men cần phải sạch, không chứa nhiều hợp chất hữu cơ và đặc biệt không chứa vi sinh vật. Nước rửa thiết bị nên có độ cứng thấp hoặc trung bình, đặc biệt không chứa NH3 và các muối nitrit. Bảng 1: Chỉ tiêu của nước trong sản xuất bia (Nguồn: Công ty bia Vinaken)

Q uy

hơ

Thông số 50 mg/l 100 mg/l 75 - 150 mg/l 130 - 200 mg/l 0,3 mg/l không có không có 100 tế bào/1cm3 6,5 – 7,5 40 F 50 F 20NP Nước phải trong

ạy

Không có vị lạ.

Về cảm quan

Kè

Chỉ tiêu của nước trong sản xuất bia Hàm lượng muối cacbonat Hàm lượng muối magie Hàm lượng muối clorua Hàm lượng muối CaSO4 Hàm lượng Fe2+ Khí NH3 Các muối có gốc –NO3 -, –NO2 2Vi sinh vật pH Độ kiềm tổng TAC Độ cứng tổng Độ đục

m /+

1.2. Malt đại mạch: 1.2.1. Đại mạch: 1.2.1.1. Khái niệm và phân loại:

Đại mạch là nguyên liệu truyền thống để sản xuất bia. Đại mạch cũng như những cây ngũ cốc khác bao gồm glucis và protein nhưng đại mạch có hàm lượng cao hơn các loại ngũ cốc khác quan trọng là tỉ lệ glucid/protein cân đối thích hợp với việc sản xuất bia.

Phân loại các giống đại mạch:

Đại mạch được xếp vào họ hordeum gồm có: Hordeum. Sativum; Hordeum.Murinum; Hordeum.Jubatum. Theo mục đích sử dụng, đại mạch được chia làm 2 nhóm chính: + Đại mạch dùng trong công nghiệp: dùng để chế biến bia hoặc các ngành thực phẩm dùng malt đại mạch. Thường dùng giống đại mạch hai hàng (gọi là H.Distichum).

Q uy

Đại mạch hai hàng

hơ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Đại mạch nhiều hàng

m /+

ạy

Kè

+ Trong nông nghiệp dùng để chế biến cho các loại thức ăn cho gia súc, gia cầm.Thường dùng giống đại mạch nhiều hàng (gọi là H.Polystychum).

1.2.1.2. Cấu trúc và thành phần của đại mạch: Cấu trúc:

Gồm 3 bộ phận chính: vỏ hạt, phôi và nội nhũ. Trong đó nội nhũ chiếm 45÷68% trọng lượng hạt, phần này của hạt đại mạch giữ vai trò quyết định chất lượng của đại mạch trong sản xuất bia . + Thành phần chính trong nội nhũ là những hạt tinh bột hình tròn, có kích thước rất lớn (20÷30µ hoặc rất bé 2÷10µ) rất ít những hạt có kích thước trung bình. Nếu hàm lượng protein trong đại mạch càng cao thì càng nhiều hạt tinh bột có kích thước nhỏ. + Trọng lượng riêng của hạt tinh bột khá cao (1,5÷1,6) vì vậy trong nước chùng lắng xuống rất nhanh, tinh bột không hòa tan được trong nước, kể cả những dung môi hữu cơ trung tính.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

+ Tinh bột đại mạch có nhiệt độ hồ hóa 75÷80oC (của gạo 75oC, khoai tây 65oC) 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 . + Cấu tạo hạt tinh bột gồm hai dạng polysaccharide là amylose và amylopectin. Amlose chiếm 17÷24% trọng lượng hạt tinh bột , amylopectin chiếm 76÷83% .

Thành phần hóa học của đại mạch:

m /+

ạy

Kè

Thành phần Tinh bột Đường saccharose Đường khử Những đường khác Chất dạng gom Hemicellulose Cellulose Lipide Protein thô (N*6,25) Dạng hòa tan tinh thể muối albumin, globulin Hordein – protein (prolamin) Glutelin – protein Acid amin & pectin Acid lucleic Tro Những chất còn lại

Q uy

Bảng 2: Tính theo phần trăm trọng lượng chất khô

hơ

+ Tinh bột sẽ chịu tác dụng xúc tác của hệ enzim amylaza (gồm α – amylaza và β -amylaza) hiệu quả xúc tác sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ và PH . Điều này quyết định kết quả quá trình nấu bia.

Đại mạch (%) 63÷35 1÷2 0.1÷0.2 1 1÷1.5 8÷10 4÷5 2÷3 8÷11 0.5 3 3÷4 3÷4 0.5 0,2÷0,3 2

Malt 58÷60 3÷5 3÷4 2 2÷4 6÷8 5 2÷3 8÷11 2 2 3÷4 1÷2 0.2÷0,3 2,2

Những yêu cầu chất lượng đối với đại mạch dùng trong sản xuất bia.

+ Yêu cầu về cảm quan: Tất cả các hạt thóc phải thuộc một loại đại mạch, đông nhất về kích cỡ, không lẫn cát đá, rơm rác và những hạt thuộc loại thóc khác. Hạt thóc phải có vỏ mỏng, màu vàng nhạt óng ánh, không có vết trên vỏ. Đại mạch tốt phải có mùi thơm của rạ rơm, khi cắn hạt thóc thấy có mùi tinh bột và hơi ngọt. + Sinh lý:

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Lực nảy mầm phải đạt 80÷85% Trọng lượng tuyệt đối thường 35 ÷ 45 g/1000 hạt Khả năng nảy mầm 90÷95 %

+Yêu cầu về thành phần hóa học:

hơ

Vỏ: không vượt quá 7÷9% trọng lượng hạt Hàm lượng ẩm: w = 10÷15% Hàm lượng protid 8÷14% chất khô của hạt Hàm lượng glucid chiếm 55÷62 % trọng lượng hạt (hoặc 63 ÷ 66 % trọng lượng chất khô). 1.2.2. Malt:

Kè

Q uy

Malt là sản phẩm được nảy mầm và sấy khô từ hạt đại mạch. Trong bia Malt là trọng ảnh hưởng đến chất lượng của sản ản phẩm. ph Tuy nhiên ở nguyên liệu chính, rấtt quan tr đại mạch, do đó phải nhập malt từ nướcc ngoài nên chi phí sản Việt Nam chưa trồng được đạ xuất tăng lên. Do vậyy giá thành của từng loại bia tương ứng với hàm lượng malt nguyên ần quy quyết định xem bia có ngon hay không chất, từ đó cũng một phần

m /+

Nước

ạy

Đại mạch

Ngâm/làm ướt

Ươm mầm Sấy

Tách mầm, rễ malt

Rễ, mầm

Malt

Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất malt

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

1.2.2.1.

Ngâm đại mạch:

ạy

Kè

Q uy

hơ

Mục đích của quá trình ngâm: Hàm lượng ẩm có sãn trong hạt khi bảo quản là tối thiểu, chỉ đủ để duy trì sự sống “tĩnh” của phôi mầm, chứ không đủ cho phôi mầm phát triển. Vì vậy ngâm hạt đại mạch nhằm cung cấp thêm 1 lượng nước tự do từ môi trường ngoài, tạo điều kiện cho phôi mầm phát triển ở điều kiện nhiệt độ, độ ẩm thuận lợi, các hệ enzime có sẵn trong hạt từ trạng thái “tĩnh” sẽ chuyển dần về trạng thái “động” và bắt đầu tham gia vào quá trình phá vỡ các hợp chất hữu cơ ở dạng đại phân tử (polyme) như tinh bột, pentozan, protein, . . . tạo ra những chất dinh dưỡng hòa tan để nuôi mầm phát triển. Các biến dổi trong quá trình ngâm: lượng nước tự do thẩm tích vào bên trong hạt làm thể tích, khối lượng hạt tăng lên và hạt mềm hơn và dễ thủy phân hơn. Những chất trong hạt sẽ dễ dàng hòa tan để được vận chuyển đến cung cấp cho cơ quan phôi mầm, từ đó phôi mầm sẽ từ từ phát triển. Đồng thời, ở điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, pH thuận lợi, các hệ enzim có trong hạt từ trạng thái “tĩnh” sẽ chuyển dần sang trạng thái “động”, và bắt đầu tham gia vào các quá trình phá vỡ các hợp chất hữu cơ. Trừ ở dạng đại phân tử (polyme) như tinh bột, protein, pentozan,… tạo ra những chất hòa tan, để nuôi mầm phát triển. Các yếu tố ảnh hưởng: Ảnh hưởng nhiệt của nước ngâm: Nhiệt độ tối ưu của nước ngâm dại mạch là 10÷12oC, nếu nhiệt độ thấp hơn 10oC thì mầm sẽ phát triển rất yếu, còn nếu nhiệt độ lớn hơn 15oC thì lại làm cho các vi sinh vật gây thối (chủ yếu) phát triển mạnh, đồng thời

m /+

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. Ảnh hưởng của oxi trong nước ngâm: tùy thuộc vào kích thước hạt và điều kiện thông thoáng nhân tạo đối với nước ngâm mà có ảnh hưởng khác nhau tới thời gian ngâm. Ở giai đoạn đầu của quá trình ngâm trong nước, thì oxy là yếu tố quyết định đến cường độ hô hấp, giúp giải phóng ra năng lượng cần thiết cho sự phát triển của mầm. Do đó việc cung cấp oxy cho nước ngâm càng đầy đủ và đều đặn thì sự hút nước của hạt càng thuận lợi, đồng thời sự phát triển của mầm cũng điều hòa hơn. Ảnh hưởng bởi thành phần hóa học và cấu trúc các thành phần đó có trong hạt: bản thân thành phần hóa học của nước ngâm cũng ảnh hưởng trực tiếp đến vận tốc hút nước của hạt. Thực tế cho thấy, sự thay đổi thành phần hóa học cảu hạt đại mạch trong khi ngâm là không đáng kể, một phần nhờ glucid bị tổn thất cho quá trình hô hấp của hạt , một lượng nhỏ khác của của chất bị khuyếch tán vào nước ngâm như đường, chất khoáng, pentozan, . . .. tổng tổn thất này khoảng 1% trọng lượng chất khô. Thông thường nước ngâm có pH nghiêng về acid thì dễ hòa tan các thành phần tanin hoặc chất đắng trong vỏ malt, gây ảnh hưởng xấu đến mùi vị, màu sắc của bi sau này. Để hạn chế điều này đôii khi người ta dùng nước ngâm hơi kiềm. trong hạt đại mạch cũng chứa những chất kìm hãm hệ enzime hô hấp, tức sẽ giảm khả năng hô hấp của hạt và làm yếu quá trình nảy mầm, đó là sắc ttó vàng thuộc nhóm acid-flavonic. Do đó muốn tách chúng ra khỏ hạt thường phải

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

thay nước ngâm 5÷6 lần. tùy theo từng loại malt mà có mức dộ ngâm khác nhau: đối với malt vàng thường có Wcb=42÷44%. Đối với malt đen phải đạt Wcb=45÷47% -

Phương pháp ngâm:

hơ

Phương pháp ngâm tưới phun: đây là phương pháp ngâm tiên tiến nhất hiện nay. Bằng phương pháp này ta có thể cung cấp liên tục, đầu đủ và đều lượng oxy cần thiết cho hạt. nguyên tắc của phương pháp này là: hạt trước khi ngâm được rửa sơ bộ ở những thùng riêng, sau đó được đỏ xuống màng lưới chuyển động thành từng lớp dày, màng lưới này liên tục đi qua những vòi phun nước kiểu hoa sen, hạt được tưới liên tục bởi những luồng nước rất mịn và bão hòa oxy giống như sương, cứ như vậy liên tục cho đến khi đạt độ ẩm cần thiết. Bằng phương pháp này, nếu ngâm ở 10÷12oC thì chỉ mất 48h, đồng thời

Ươm mầm:

1.2.2.2.

Q uy

mầm phát triển nhanh và mạnh, sau khi ngâm khoảng 70% hạt đã nứt mầm, malt thu được có chứa nhiều chất có N hòa tan, đồng thời độ hoạt động của amylase và protease rất mạnh.

ạy

Kè

Khi hạt đại mạch qua quá trình ngâm đã đạt đến độ ẩm cân bằng cần thiết cho sự lên mầm sẽ có những chuyển biến lý-hóa, sinh-hóa. Khi đó nếu các điều kiện về độ ẩm, nhiệt độ, oxy đầy đủ và thích hợp thì phôi mầm sẽ phát triển nhanh. Có thể nói giai đoạn ươm mầm là quá trình quan trọng nhất để biến đổi hạt đại mạch thành malt.

m /+

- Ươm mầm đại mạch trong công nghệ sản xuất bia nhằm mục đích: Tạo và duy trì điều kiện thuận lợi để hệ enzyme thủy phân tăng trưởng về khối lượng và cường lực xúc tác. Giải phóng chúng khỏi trạng thái liên kết tạo điều kiện để chúng phân cắt một lượng đáng kể các chất cao phân tử thành các sản phẩm phân tử thấp. Đồng thời phá vỡ thành tế bào làm cho hạt “mềm” ra, tạo nên nhiều sự biến đổi cơ lý, hòa lý, hóa học trong thành phần hạt đại mạch. - Những yếu tố ảnh hưởng tới quá trình ươm mầm:

Trong thời gian ươm mầm cần có sự kiểm soát chặt chẽ các yếu tố kỹ thuật của môi trường, đặc biệt là oxy, nhiệt độ, độ ẩm nhằm khống chế được sự phát triển tối thiểu của mầm rễ và mầm lá, đồng thời lại phải hoạt hóa tối đa các hệ enzyme và tổng hợp các enzyme mới. Chúng tác động mạnh đến các biến đổi sinh hóa trong nội nhũ, như vậy sẽ thu được malt có độ phân giải cao, rất có lợi cho các công nghệ tiếp theo. Nhiệt độ và thời gian ươm mầm: trong một giới hạn nhất định sự gia tăng nhiệt độ sẽ thúc đẩy hô hấp, cường độ hoạt động của các hệ thống enzyme. Từ đó tạo điều kiện cho phôi mầm phát triển mạnh, đồng thời giảm nhanh hàm lượng chất khô trong hạt. Trong trường hợp nhiệt độ tăng quá giới hạn cần thiết sẽ ảnh hưởng xấu đến hiệu suất chất hòa tan và chất lượng malt. Nhiệt độ cực đại đối với sản xuất malt vàng là 18÷20oC, với malt đen là 22÷25oC.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Thời gian ươm mầm phụ thuộc vào nhiệt độ ươm mầm. Đồng thời phụ thuộc vào những đặc trưng kỷ thuật của giống đại mạch. Bình thường chu kỳ ươm mầm của malt vàng 6÷8 ngày, của malt đen là 7÷9 ngày. Sau khi ươm mầm xong phải đạt được 75% số lượng hạt + Malt vàng có chiều dài rễ <1,5 chiều dài hạt, chiều dài mầm lá < ¾ chiều dài hạt. + Malt đen thì chiều dài rễ <2 lần chiều dài hạt và chiều dài mầm lá ≤1 lần chiều dài hạt.

Phương pháp ươm mầm:

Q uy

6÷7% cho sự hô hấp và 5% cho việc tạo rể và mầm lá.

hơ

Trong quá trình ươm mầm chất khô của hạt bị tiêu hao khoảng 10÷20%, trong đó

Kè

Ươm mầm thông gió trong hộp. Ươm mầm thông gió trong thùng quay. Ươm mầm thong gió liên tục.

ạy

Hiện nay trên thế giới có nhiều phương án ươm mầm theo phương pháp thông gió,tùy thuộc vào điều kiện mỗi nơi mà chọn lựa phương án lựa chọn khác nhau như:

m /+

Nguyên tắc ươm mầm theo phương pháp thông gió: ươm mầm thông gió được tiến hành bằng cách thổi luồng khí đã được điều hòa (to, W) trực tiếp vào lớp hạt. không khí sau khi qua bộ phận điều hòa sẽ được làm sạch bụi, vi sinh vật, hạ nhiệt độ thấp hơn so với nhiệt độ trong lớp malt từ 2÷3oC và độ ẩm bão hòa hơi nước đạt đến 98÷100%. Nhờ

không khí được thổi qua lớp malt từ dưới lên trên tuần hoàn, liên tục, mà malt được ươm trong điều kiện O2, to, và W thích hợp nhất, kết quả là malt luôn có chất lượng ổn định và ta có thể kiểm soát được các yêu cầu chất lượng của malt.

1.2.2.3.

Sấy malt:

- Sấy malt tươi nhằm mục đích: malt tươi luôn có một lượng ẩm khá lớn (W=40%), trong kgi phải chấm dứt sớm sự phát triển của hạt malt ( sự phát triển của chồi và rễ ) để hạn chế tối đa tổn thất chất khô của hạt, giúp cho việc bảo quản và vận chuyển đi xa không làm giảm xút chất lượng malt, do đó phải tiến hành sấy malt tươi. Tuy nhiên để vệc sấy malt tươi đạt hiệu quả tốt nhất cần phải nhận rõ mục đích phải đạt đến là: Tách triệt để độ ẩm tự do trong hạt malt. Bảo toàm được haọt tính cảu enzyme. Thông qua chế độ sấy khác nhau, ta thu được những loại malt có yêu cầu chất lượng khác nhau để đáp ứng cho việc sản xuất ra các loại bia có chất lượng khác nhau. Diễn ra một loạt các quá trình tạo thành hương, vị và tăng cường độ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

màu của sãn phẩm. Quan trọng nhất trong sấy malt là tạo melenoidin- một hỗn hợp bao gồm nhiều hợp chất, là yếu tố quan trọng chi phói chất lượng bia vàng và là nhân tố quyết định về hương vị, màu sắc, khả năng tạo và bọt bia đen. -

Các giai đoạn trong quá trình sấy malt tươi:

hơ

Giai đoạn sinh lý: ở giai đoạn này nhiệt độ sấy sẽ tăng dần lên 45oC, hàm lượng nước trong hạt sẽ hạ dần về khoảng 30%. Điều kiện độ ẩm và nhiệt độ như vậy sẽ rất phù hợp cho sự phát triển về sinh lý của hạt mầm, đồng thời một số enzyme thủy phân cũng bắt đầu hoạt hóa trở lại, tác động đến nội nhũ làm cho mầm tăng thêm một ít đường và acid amin. Giai đoạn sinh hóa: giai đoạn này nhiệt sấy malt tăng dần từ 45-70oC. Các

Q uy

biến đổi sinh lý bắt đầu dừng lại, các enzyme thủy phân vẫn tiếp tục hoạt động song yếu dần, đặc biệt là đối với malt vàng vì lúc này độ ẩm trong malt đã hạ về khoảng 10%. Tuy nhiên đối với malt đen thì độ ẩm ở giai đoạn này chỉ mới hạ về khoảng 20÷30%, cùng với nhiệt độ 45÷70oC rất thích hợp cho các enzyme thủy phân hoạt động tốt. Do vậy, sự phân

Kè

hủy nội chất của malt đen thường sâu xa và dẫn đến hàm lượng đường và acid amin cao hơn trong malt vàng. Giai đoạn hóa học: giai đoạn này, nhiệt độ tăng dần lên khoảng 75÷105oC.

m /+

ạy

Khi nhiệt độ >70oC, các quá trình tác động của enzyme bị hấp phụ bởi các chất keo của hạt malt, chúng chuyển dần về dạng liên kết với các phân tử khác của hạt malt, trở về trạng thái “nghỉ tĩnh”. Một số enzyme kém chịu nhiệt sẽ bị biến tính như: pectindase, sitase, phytase,… Do tăng dần nhiệt lên cao, hàm lượng nước trong malt sẽ giảm về tối thiểu, khi đó trong hạt malt sẽ xảy ra các biến đổi hoá học chủ yếu là tạo nên các hợp chất màu, mùi thơm và vị đặc trưng cho malt. Phản ứng hóa học đặc trưng là phản ứng tạo thành các sản phẩm melanoidin. Vai trò của các hợp chất melanoidin trong công nghệ sản xuất bia là rất lớn: chúng tạo cho bia có màu và mùi thơm đặc biệt, do khả năng hoạt động bề mặt mạnh nên chúng là những chất có khả năng tạo bọt tốt. Chúng còn đóng vai trò bảo vệ các chất keo, ngăn cản sự kết tủa của các chất keo không bền vững (như protein). Ngoài ra chúng còn khả năng khử mạnh, làm tăng tính chất bền vững của bia, chống lại hiện tượng đục bia do oxy hóa. Vì lượng melanoidin trong bia đen nhiều hơn do vậy tính chất này được thể hiện trong bia đen rõ hơn trong bia vàng. -

Tách mầm, rễ malt:

Trong thành phần hóa học của rễ malt chứa nhiều hợp chất thuộc nhóm acid alkaloid. Nếu những hợp chất này tồn tại trong bia sẽ gây nên những vị đắng rất khó chịu. Mặt khác, một số thành phần hóa học trong rễ malt là nguyên nhân gây nên nhiều rượu bật cao trong quá trình lên men bia, đồng thời loại bỏ sự hút ẩm (rễ, mầm), ngăn ngừa sự hút ẩm trở lại sau khi sấy. Quá trình tách mầm được tiến hành ngay sau khi malt vừa ra khỏi lò sấy. 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…

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

1.2.2.4. Chỉ tiêu đánh gí chất lượng của malt Chỉ tiêu kiểm tra chất lượng của malt:

Chỉ tiêu chất lượng của malt Độ ẩm Độ hòa tan Độ trong Độ màu pH Hoạt lực

hơ

Thông số < 5%. 74-80%. 2,50EBC 3-40EBC 5.6-6 350WK

Bảng 3: Chỉ tiêu chất lượng của malt (Nguồn: Công ty bia Vinaken)

Q uy

Trong malt có các enzyme thủy phân tinh bột và protein đóng vai trò quan trọng trong quá trình đường hóa, dịch hóa và đạm hóa:

m /+

ạy

Kè

α-Amylase (enzyme dịch hóa) phân cắt liên kết 1-4 glycoside, sản phẩm tạo ra là những dextrin, ngoài ra còn tạo một ít maltose và glucose, làm cho độ nhớt dịch cháo malt giảm nhanh, nhiệt độ hoạt động tối ưu của α-Amylase là 72-750C; pHopt=5.6-5.8.

α-Amylase thủy phân tinh bột

β-Amylase (enzyme đường hóa) phân cắt liên kết 1-4 glycoside từ đầu đường không khử theo từng hai phân tử glucose tạo sản phẩm là maltose, nhiệt độ tối ưu cho βAmylase hoạt động là 60-650C. Dextrin thu được do tác dụng của α-Amylase và βAmylase tiếp tục phân cắt từng hai phân tử glucose. Sản phẩm chính thu được trong quá trình đường hóa là maltose, chiếm khoảng 50% chất hòa tan của dịch đường , ngoài ra còn thu được saccarose, fructose, glucose. 5.5.

Nhiệt độ đường hóa thích hợp cho việc tạo thành maltose là 60-650C; pHopt= 5.4-

β-Amylase thủy phân tinh bột

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

– Các protease (enzyme đạm hóa) phân hủy các protein thành các sản phẩm phân tử lượng thấp như: axit amin, peptide… là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho nấm men, các sản phẩm có phân tử lượng trung bình như albumin, peptone, polypeptide tham gia vào việc tạo vị, tạo bọt, giúp bia có khả năng giữ bọt. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình đạm hóa là 45-500C. Hoa houblon:

m /+

ạy

Kè

Q uy

hơ

1.3.

Hoa houblon

Hoa houblon là nguyên liệu quan trọng, đứng thứ hai (sau đại mạch). Hoa houblon có tên khoa học là Humulus lupulus, là loại thực vật đơn tính, thuộc họ Gai mèo.

Cannabinaceae, tạo cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo, ổn định thành phần sinh học của sản phẩm, kết tủa protein kém bền vững và có tác dụng sát trùng bia. Do những tính năng đặc biệt như vậy nên hoa houblon giữ vai trò độc tôn và là nguyên liệu không thể thay thế trong ngành công nghiệp sản xuất bia. Trong công nghệ sản xuất bia, người ta chỉ sử dụng loại hoa cái chưa thụ phấn. Nếu hoa cái đã thụ phấn thì giá trị công nghiệp của chúng giảm đi rất nhiều. Vì vậy người ta thường tiến hành loại bỏ ngay những cây đực trong vườn houblon. Trong một giò houblon có các bộ phận: trục, cánh và nhị hoa. Khi hoa bắt đầu chín thì ở bên trong cánh hoa và đặc biệt là ở nhị hoa xuất hiện các hạt màu vàng óng, rất dẻo gọi là lupulin, hạt lupulin có dạng hình cầu, đường kính 0,15 – 0,25mm, chúng dính vào cánh hoa và nhị hoa bằng những cuống rất mảnh và ngắn. Chính những hạt lupulin này là nguồn gốc chính sinh ra chất đắng và tinh dầu thơm của hoa houblon.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

1.3.1. Thành phần hóa học của hoa houblon: Bảng 4: thành phần hóa học hoa houblon Tỉ lệ(%) 0,1 15÷21 3 8 40

Thành phần Axit amin Protein (N*6,25) Chất béo Tro Cellulose, lignin và những chất còn lại

Chất đắng:

Tỉ lệ (%) 10÷13 15÷21 0,5÷1 2,5÷6 2 2

hơ

Thành phần Nước Tổng chất đắng Tinh dầu thơm Tanin Đường khử Pectin

Kè

Q uy

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.

ạy

Chất đắng

Nhựa đắng

Axit đắng Humulone (6 – 8%)

m /+

Axit đắng (Hợp chất tinh thể)

Axit đắng Lupulone (3%)

Nhựa mềm (5%)

Nhựa cứng (2%)

Sơ đồ 2.1: Phân loại chất đắng trong hoa houblon (Nguồn: Công ty bia Vinaken) -

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 tanin-

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

protein, 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.

ạy

Kè

Q uy

hơ

Tinh dầu thơm là những chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu, có mùi thơm rất mạnh, tỷ trọng là 0.88, dễ hòa tan trong methanol nồng độ cao, tan trong nước không đáng kể, bay hơi khá mạnh ở nhiệt độ thường. Khi đun sôi, đa phần tinh dầu bay hơi và thành phần tinh dầu bị thay đổi, sản phẩm tạo thành cùng với các thành phần không bay hơi của tinh dầu tạo ra mùi thơm dễ chịu đặc trưng cho bia. Tinh dầu thơm chứa khoảng 200 chất khác nhau, trong đó phần lớn là những terpene, rượu, ketone, andehyte, este và axit. Chiếm khối lượng nhiều nhất là các hydrocacbon (75%), sau đó là các loại rượu, phần còn lại là những hợp chất khác. Vai trò của tinh dầu thơm khi hòa tan vào dịch đường, tinh dầu tồn tại trong bia và tạo cho bia một mùi thơm đặc trưng rất nhẹ nhàng và dễ chịu. Là một hỗn hợp phức tạp của các hydrocacbon và nhiều hợp chất chứa oxy dạng terpene, không tan trong nước và rất dễ bay hơi nên thất thoát rất lớn. 1.4. Men bia:

m /+

Nấm men thường được sử dụng trong sản xuất rượu, bia là saccharomyces. Trong sản xuất bia thường sử dụng 2 chủng nấm men là: saccharomyces cerevisia (lên men nổi), saccharomyces carlsbergensis (lên men chìm).

Bảng 5: đặc điểm của nấm men chìm và nấm men nổi

Nấm men nổi Lơ lửng trong dịch lên men, tập trung nhiều ở vùng bề mặt. Thời gian lên men ngắn, nhiệt độ len men cao(14 – 25oC). Khó lọc, khó thu hồi để tái sử dụng. Thường dùng để sản xuất Bia Đen và Bia có độ cồn cao. Sử dụng được 1/3 đường saccaroza.

Nấm men chìm Tạo thành chùm, lắng xuống đáy thiết bị. Thời gian lên men dài, nhiệt độ lên men thấp(4-12oC). Dễ lọc, dễ thu nhận để tái sử dụng. Thường dùng để sản xuất Bia Vàng và Bia có độ cồn thấp. Sử dụng được hoàn toàn đường raffinoza.

Trong sản xuất bia, người ta kiểm soát nấm men qua hai thông số: Tổng số tế vào và tỷ lệ tế bào chết. Các chỉ tiêu này đạt yêu cầu khi có dưới 5% tỷ lệ chết và số tế bào trong một ml là 15.106. 1.5. Các chất phụ gia trong công nghệ sản xuất bia: 1.5.1. NaOH : dùng để trung hoà và vệ sinh tẩy rửa

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Yêu cầu kỹ thuật:

NaOH >96%, NaCl <1,5%, Fe2(CO)3<0,2%

1.5.2. Axit Bảng 6: Một số axit thường dùng Tên HCl

Yêu cầu HCl > 30%

Mục đích sử dụng Điều chỉnh pH và nước xử lý men sữa

Fe <0,01% H2SO4

hơ

SO42- <0,0077% d = 1,84(g/l) Điều chỉnh pH và nước xử lý men sữa

Q uy

95 – 98% Axit lactic

Điều chỉnh pH dịch hèm trong quá trình nấu và đường hoá Vệ sinh tẩy rửa và sát trùng Điều chỉnh pH cho nước và vệ sinh tẩy rửa

Kè

HNO3 hoặc HNO2 H3PO4

ạy

1.5.3. Muối

Bảng 7: một số muối thường dùng trong sản xuất bia Yêu cầu NaCO3 > 95%

m /+

Tên NaCO3

Mục đích sử dụng Xử lý thành phẩm khi pH của Bia quá thấp

G CaCl2

Fe < 0,02% Màu trắng tinh

NaCl

NaCl < 1%

NaCl > 99% H2O ≤ 0,5% Tinh khiết

CaSO4 Na2S

Na2S > 63,5% Fe < 0,25% Chất không tan < 1%

Bổ sung vào môi trường và dịch lên men khi cần thiết. kích thích tiêu hoá và ổn định vị của bia. Bổ sung vào dịch đường hoá để bảo vệ enzyme khỏi tác động của nhiệt độ Bổ sung vào nồi Malt và nồi hoa để điều chỉnh nước Khử sắt, khử mùi tanh, màu vàng của sắt. thường hoà Na2S thành dung dịch 15o Baume.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

hơ

Enzyme thuỷ phân protein – proteotylic(papain, pepsin) Enzyme anthocyanaza, polyphenoloxydaza Enzyme xenluloza Enzyme endo-glucanaza(Cereflo) α- Amylaza(Termamyl) α- Amylaza(Fungamyl) Amyloglucosidaza(AMG) α-Axetolactat decarboxylaza(Maturex L)

1.5.4. Chất trợ lọc: trong sản xuất Bia, chất trợ lọc thường sử dụng nhất hiện nay là diatomit và peclit. 1.5.5. Các loại enzyme sử dụng trong công nghệ sản xuất Bia

ạy

Kè

Q uy

1.6. Thế liệu: - Trong sản xuất bia việc dùng thế liệu thay cho malt tùy thuộc vào điều kiện chủ quan và khách quan, có thể nhằm mục đích hạ giá thành sản phẩm tạo ra các sản phẩm bia có mức chất lượng khác nhau. Cải thiện một vài tính chất của sản phẩm, theo đơn đặt hàng của người tiêu dùng. - Thế liệu phải dồi dào nguồn glucid mà từ đó dưới tác dụng của enzyme trong malt, glucid của thế liệu sẽ chuyển hóa thành đường hòa tan. Vì vậy các loại ngũ cốc được chọn làm thế liệu trong sản xuất bia.

m /+

Khi sử dụng thế liệu chất lượng của thế liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp dến chất lượng bia (màu sắc, mùi vị). Vì vậy phải quan tâm đến thành phần hóa học của thế liệu.

Trong nhà máy bia sài gòn hiện nay sử dụng thế liệu là gạo (chiếm 30%) do gạo có những ưu diểm sau:

Có sẵn trong nước với giá rẻ và chất lượng cao. Do hàm lượng glucid và protein khá cao, khả năng chuyển hóa thành chất hòa tan tốt, có thể đạt 90% chất khô. Thực tế và thực nghiệm đã cho ta thấy có thể thay thế gạo cho malt đến 50% ( nếu malt có hoạt tính enzyme tốt).

Chỉ tiêu chất lượng gạo dủng để sản xuất bia:

Hạt phải sạch, không có tạp chất, không có hạt mốc, mùi hôi. Màu sắc phải đồng đều, w<12%.

Ngoài ra ở một số nơi có sử dụng thế liệu khác như: Bắp được sử dụng ở các nước châu Phi hoặc Mỹ La Tinh, vì trong bắp có hàm lượng lipid cao nằm trong phôi vì vậy cần phải tách bỏ phôi và vỏ hạt. Đại mạch: được sử dụng nhiều ở các nước châu Âu, Bắc Mỹ hoặc một số nước trồng được đại mạch. Gạo mì: do đặc tính của gạo mì không có vỏ trấu như đại mạch, mặt khác

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

m /+

ạy

Kè

Q uy

hơ

hàm lượng gluten khá cao, vì vậy muốn dùng gạo mì làm thế liệu cho malt đại mạch thường phải ươm mầm rồi dùng kết hợp với malt. Đậu: hàm lượng tinh bột trong đậu không lớn, thường nhỏ hơn 40% trọng lượng, vì vậy trong nấu bia người ta dùng đậu không phải ý nghĩa thế liệu cho malt mà với ý nghĩa làm cho bia có khả năng tạo bọt mạnh (trong đậu có chúa nhiều glucozit) là nguồn thức ăn tốt cho nấm men về sau. Ngoài ra trong đậu còn chứa nhiều vitamin và các chất kích tố tăng trưởng đối với nấm men. Đường saccharose: được sử dụng như một thế liệu cao cấp, đưa trực tiếp dưới dạng tinh thể vào nồi đun với hoa hoặc đưa vào dưới dạng siro trong quá trình chiết bia (đối với một vài loại bia ngọt). 2. Quy trình sản xuất bia:

Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia

hơ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Xay nghiền:

2.1.

Q uy

Công nghệ sản xuất bia hơi Hải Dương

ạy

Kè

Nguyên liệu bao gồm gạo và malt sẽ được xay, nghiền bằng máy nghiền búa và máy nghiền trục với mục đích làm giảm kích thước nguyên liệu, tăng diện tích tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần chất của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy qua trình đường hóa và các quá trình thủy phân khác xảy ra nhanh hơn và triệt để hơn.

m /+

Đối với gạo, do hạt gạo không qua quá trình ươm mầm nên tinh bột trong gạo chưa bị thủy phân, cấu trúc của hạt tinh bột còn rất cứng nên để tăng hiệu suất trích ly thì gạo được nghiền càng mịn càng tốt. Sau đó phải qua khâu xử lý hồ hóa ở nhiệt độ cao làm cho tinh bột của chúng hòa hóa. Sau khi hòa trộn với nước gạo bơm lên nồi hồ hóa ( tỷ lệ gạo: nước là 1:3).

Malt có thể nghiền khô hay nghiền ướt tùy thuộc vào thiết bị nghiền và công nghệ sản xuất bia. Đối với malt được nghiền khô. Sau khi nghiền, malt được cho vào bồn nước để làm ẩm malt, nước hòa trộn với malt khô tạo thành hỗn hợp (tỉ lệ malt: nước là 1:1,5). Sau đó sẽ được bơm lên nồi nấu malt. Các thiết bị nghiền khô: Máy nghiền 1 đôi trục Máy nghiền 1 đôi trục hay còn gọi là máy nghiền 2 trục chỉ được sử dụng ở những xưởng bia nhỏ, bởi bột nghiền chỉ được nghiền với một chế độ không thể đạt thành phần tối ưu. Máy nghiền hai trục cũng không thể sử dụng cho nghiền ướt hoặc nghiền ẩm. Máy nghiền 2 đôi trục Các nhà máy có quy mô trung bình thường sử dụng loại máy nghiền này.

hơ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Q uy

Nguyên lý hoạt động :

ạy

Kè

Malt từ trục cấp liệu xuống đôi trục nghiền 3.thành phần hỗn hợp bột sau khi nghiền lần một gồm: vỏ 30%, tấm thô 50%, bột mịn 20%. Phần bột mịn lọt qua lỗ sàn 5 đi ra ngoài theo 8. Tách bột khi ra khỏi vỏ khi qua đôi trục thứ hai 4. Sau khi nghiền lần hai, thành phần bột nghiền như sau: vỏ 20%, tấm 50%, bột mịn 30%. Máy nghiền ba đôi trục

m /+

Loại máy này được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy bia hiện nay.

Nguyên lý hoạt động: Malt qua trục phân phối 2 vào đôi trục nghiền thô 3. Phần bột mịn lọt qua cả hai sàng phân loại 4 và 6 ra ngoài theo 10. Phần vỏ và tấm không lọt qua sàn 4 được nghiền

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

tiếp ở đôi trục thứ hai 5, ở đây phần lớn bột được tách khỏi vỏ trấu. Hỗn hợp bột nghiền lại được phân loại bởi sàng 6. Phần vỏ và bột không lọt qua lỗ sàng 6 ra ngoài theo 11, phần bột mịn lọt qua sàng ra ngoài theo 13, chỉ có phần tấm lọt qua sàng phía trên sẽ được nghiền lại bởi đôi trục thứ ba 7 rồi ra ngoài theo 12. Hiệu suất thu hồi chất hòa tan của bột nghiền lớn hơn 0,5 - 1% so với bột nghiền của máy nghiền hai đôi trục. Thành phần bột nghiền gồm vỏ 15%, bột mịn 32%, tấm 50%.

hơ

Nghiền búa Máy nghiền búa thườ ờng dùng để nghiền nguyên liệu thay thế như gạo, ngô tạo bột mịn.Với loại máy lọc hiện đại có sử dụng vải lọc polypropylene, lỗ vải lọc có kích thước nhỏ vớ độ dày chỉ khoảng 4 cm, vì thế không cần vỏ trấu làm lớp lọc thì có thể nghiền malt bằng máy nghiền búa.

Q uy

Nguyên lý hoạt động :

m /+

ạy

Kè

Malt đôi khi được trộn lẫn với nguyên liệu thay thế với tỉ lệ xác định, trục phân phối nguyên liệu đưa hạt vào buồng. Các búa quay xung quanh trục rôto với vận tốc 60100 vg/phút, do vậy mà hạt bị đập nhỏ ra, ở đây có quạt gió thổi mạnh. Buồng nghiền có trước khi vào buồng nghiền cần đảm bảo sạch các tạp thể đặt đứng hoặc nằm ngang. Malt tr vật như sỏi, đá, các mảnh kim loại. Hạt được nghiền thành bột mịn sao cho các hạt bột chui qua lỗ sang vào đều dọc theo chiều dài của trục quay. Theo thời gian chiều quay của trục có thể đảo ngược tự động để tránh bị mòn một bên . Khi sử dụng máy nghiền búa, năng xuất đường hóa tăng,cặn tạo thành ít hơn, nhưng bột bị nghiền mịn nên tạo β-glucan trong dịch đường gây khó lọc.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Q uy

hơ

Nghiền khô mịn Kỹ thuật này đối lập với những ý kiến đã có trước đây dựa trên việc sử dụng máy thước 2,3 và 4 mm. nghiền búa với sàng có kích th Thế hệ lọc ép mới (Meura 2001) dùng cho bột nghiền rất mịn: vỏ trấu 6%, tấm 51%, bột 42%. Ưu điểm: + Thu được dịch đường rất trong. + Hiệu suất hòa tan bằng với hiệu suất của phòng thí nghiệm. + Thời gian nghiền một mẻ ít hơn 2h. + Bã rất khô (35% chất khô). Kiểm tra bột nghiền Độ mịn của bột nghiền được kiểm tra nhờ một máy plansichter. Đa số các máy plansichter đều được trang bị 6 sàng xếp chồng lên nhau. Trong khi nghiền người ta chỉ nh sau: quan tâm đến 3 thành phần: vỏ - tấm - bột. Tỉ lệ giữa 3 loại bột nghiền này như Đối với nồi lọc:

ạy

Đối với máy lọc ép:

Kè

+ Vỏ: 20 - 25% + Tấm: 45 - 55% + Bột: 20 - 30%

m /+

+ Vỏ: 12 -1 5% + Tấm: 40 - 45% + Bột: 40 – 45% Mỗi tuần phải kiểm tra hàm llượng các thành phần bột nghiền ít nhất một lần. Tỷ lệ này có thể thay đổi tùy thuộc vào chất lượng của malt và kiểu máy lọc sử dụng. Các thiết bị nghiền ướt: Thiết bị nghiền ướt có ngâm

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Nguyên liệu hạt được ngâm trong phễu chứa. Nước sử dụng để ngâm hạt có nhiệt độ 30 - 50oC và thời gian ngâm 10-30 phút. Sau khi ngâm rút hết nước ra khỏi malt có thể thu hồi để tái sử dụng. Thời gian ngâm nước tùy thuộc giống đại mạch để nước thấm vào trong hạt. Malt cần được làm sạch trước khi ngâm. Malt sau khi ngâm có độ ẩm 30% nên các thành phần của hạt trở nên mềm,vỏ trấu dai hơn. Sau đó khối hạt ướt được nghiền nhẹ nhàng bằng đôi trục nghiền to ( đường kính 400mm ,vận tốc quay 440 vg/phút, khoảng cách giữa hai trục 0.3-0.45 mm) Nghiền ướt không ngâm

hơ

Kỹ thuật này được phát triển nhằm kết hợp những ưu điểm của hai phương pháp nghiền khô và nghiền ướt và giảm bớt những hạn chế của phương pháp nghiền ướt .

Q uy

Những đặc trưng cơ bản của máy nghiền này như sau: Malt khô được chứa trong phễu, khi malt đi xuống ống hình trụ đặt ngay trên máy nghiền thì được phun nước nóng 800C trong khoảng 40 giây.Vỏ trấu được làm ẩm tới 20%, nội nhũ vẫn khô. Khoảng cách giữa hai trục được thu hẹp từ 0.4 xuống 0.2 mm. 2.2. Quá trình đường hóa (nấu malt) : 2.2.1. Mục đích:

ạy

Kè

Quá trình thuỷ phân nguyên liệu nhằm chuyển hoá các chất có cấu tạo hoá học phức tạp có trong nguyên liệu sang dạng đơn giản. Trong đó chủ yếu là thuỷ phân tinh bột.

m /+

(C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6

Cơ sở lý thuyết của quá trình thuỷ phân: tạo điều kiện thích hợp nhất về nhiệt độ, pH, O2, H2O… để hệ Enzyme trong Malt hoạt động mạnh nhất. Chúng xúc tác sự phân cách các hợp chất cao phân tử có trong nguyên liệu thành các sản phẩm có cấu tạo phân tử đơn giản, hoà tan trong nước và làm thức ăn cho nấm men.

Thành phần dịch thuỷ phân thu được gồm: đường, dextrin bậc thấp, acid amin, các sản phẩm protein phân tử thấp và các hợp chất chứa phosphor và khoáng vi lượng.

2.2.2. Quá trình nấu: - Nồi gạo:

Hoà trộn: Bật cánh khuấy nồi gạo và máy hoà trộn bột gạo, cho nước vào máy hoà trộn bột cho vừa ngập trục, khoá bột và van nước lại, mở cho gạo xuống từ từ và liên tục. Bật bơm nạp dịch vào nồi, thực hiện cho đến hết số gạo trong mẻ nấu. Thêm 50kg Malt lót vào nồi gạo, tiếp tục bơm thêm nước. Dung tích của nồi gạo khoảng 1800-2000 lít. Tắt bơm sau đó nạp nguyên liệu là gạo vào. Tại nhiệt độ 320C gạo được hoà với nước và bổ sung Malt lót, phụ gia CaCl2 cho vào mỗi mẻ với mục đích phá huỷ liên kết gluten, hạn chế sự khê cháy trong nồi.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

m /+

ạy

Kè

Q uy

hơ

Dịch hoá lần 1: Nâng nhiệt độ từ 320C lên 72oC trong 20 phút,bột gạo bị trương nở, enzyme amilaza trong Malt sẽ thuỷ phân làm giảm bớt độ nhớt. Hồ hoá: Nâng nhiệt độ từ 720C lên 830C trong 30 phút để hồ hoá tinh bột và làm phá vỡ các hạt tinh bột trong dịch hồ nóng. Dịch hoá lần 2: hạ nhiệt độ từ 830C -720C cho thêm lượng Malt lót còn lại. giữ ở 720C trong 30 phút. Quá trình này làm giảm độ nhớt của dịch đã được hồ hoá. Vì dưới tác dụng của amylaza các chuỗi amilopeptit tiếp tục phân cắt nhỏ lại và làm giảm độ nhớt của dịch cháo. Hồ hoá triệt để: nâng nhiệt độ từ 720C lên 1000 C trong 20 phút, các hạt tinh bột còn lại sẽ bị trương nở hoàn toàn. - Nồi Malt: Hoà trộn: Sau khi thực hiện nấu nồi gạo được 70 phút thì tiến hành khởi động nồi Malt. Tại thời điểm dịch hoá lần hai, bơm bột Malt được hoà trộn với nước có kết hợp với khuấy đều theo tỉ lệ Malt và nước 1:3 theo thể tích. Dung tích cuối cùng khoảng 25002600 lít. Đạm hoá: Thời gian gia nhiệt cho nồi Malt: Từ 300C-500C là 15 phút. Cứ 1 phút lên 10C, giữ ở 500C khoảng 20 phút để thực hiện đạm hoá dịch Malt. Thời điểm kết thúc đạm hoá tại nồi Malt phải tính toán sao cho trùng với thời điểm kết thúc hồ hoá triệt để ở nồi gạo. Đường hoá: Tại thời điểm kết thúc đạm hoá và hồ hoá triệt để tiến hành bơm chuyển dịch hồ hoá từ nồi gạo sang nồi Malt kết hợp bơm nước lạnh hoà trộn vào nồi Malt tạo thành hỗn dịch sao cho khi kết thúc bơm tại nồi dịch phải đạt 650C, dung tích hỗn hợp khoảng 5500-6000 lít. Giữ 20 phút để đường hoá hỗn hợp dịch. Dextrin hoá: Sau khi đường hoá xong nâng nhiệt lên 750C, cứ một phút nâng lên 10C giữ ở 750C khoảng 20 phút để dextrin hoá, số tinh bột còn lại dùng Iod để kiểm tra tới khi thấy màu vàng rơm sau đó nâng nhiệt lên 760C/5 phút. 2.3. Hòa bột với nước: 2.3.1. Lượng nước phối trộn:

Xác định tỉ lệ bột/ nước khi tiến hành đường hóa rất quan trọng vì nó quyết định nồng độ dịch ban đầu.

Lượng nước quyết định nồng độ dịch chiết và loại bia sản xuất. Đồi với bia vàng thường dùng tỷ lệ nước/bột là 400-500lit/100kg bột tỉ lệ này phản ứng enzym thủy phân nhanh hơn. Với bia đen thì tỷ lệ nước/ bột là 300-350 lit/100kg bột. tỷ lệ này thì hợp chất thơm trong dung dịch sẽ tăng lên. 2.3.2. Nhiệt độ phối trộn: Nhiệt độ phối trộn liến quan tới nhiệt độ của enzym cần kích thích ngay từ đầu Các hạt tinh bột trong của malt được bao bọc bởi mạng lưới của các protein, trong đó các hemixenluloza và β-glucan của nội nhũ sẽ xoắn vào với nhau giống như thịt với quả. Để tác động vào tinh bột thì phải phá vỡ mạng lưới này. Quá trỉnh thủy phân tinh bột xảy ra

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

thì protein, hemixeluloza và β-glucan phải được phân cắt. Các hợp chất này phải được thủy phân tại nhiệt độ 45-50 0C nhưng cả 2 cơ chất và enzym hòa tan ngay dung dịch 3035 0C.do vậy mà độ lên men cao hơn khi đạt nhiệt độ thấp hơn. Tuy nhiên nhiệt độ thấp không được các nhà sản xuất lựa chọn các lí do: - Thời gian đường hóa kéo dài. - Sử dụng năng lượng cao.

- Độ bền bọt kém hơn do các chất keo và các protein bị phân hủy.

hơ

2.4. Tiến hành đường hóa:

Q uy

2.4.1. Các phương pháp đường hóa: 2.4.1.1. Phương pháp ngâm chiết (không đun sôi):

Kè

Phương pháp cổ điển này được sử dụng nhiểu nhất ở Anh. Đây là phương pháp đơn giản không cần sự đầu tư lớn trong phân xưởng nấu.

ạy

Có 2 kiểu ngâm chiết

m /+

- Ngâm chiết dần : bột được nhào trộn với nước 750C bằng cách cho dần bột vào nước đến khi nhiệt độ cuối của khối bột nhão là 700C. sau đó đảo trộn trong 15 phút và giữ yên trong 30 phút để quá trình đường hóa xảy ra trước khi đem lọc.

- Ngâm thông thường : thường sử dụng khi dùng malt có chất lượng cao. nhiệt độ hòa bột là 520C, bật cánh khuấy trong 30 phút. Sau đó tăng nhiệt độ đến 57 0C và giữ trong 15 phút. Sao đó nâng nhiệt độ lên 620C và giữ yên trong 60 phút rồi lên đến 720C để quá trình đường hóa diễn ra cho đến khi kết thúc. Nhiệt độ cuối cùng của quá trình đường hóa là là 76oC.

2.4.1.2. Phương pháp đun sôi từng phần:

Là phương pháp cổ điển lâu đời ở châu Âu.

Phương pháp đun sôi 3 lần: dùng sản xuất bia sáng màu. Hòa bột ở nhiệt độ tương đối thấp là 350C. người ta lấy khoảng 1/3 lượng dịch hèm (phần lắng ở phía dưới) để nấu.Phần này được giữ yên trong 15 phút ở 65-700C để dịch hóa tinh bột, rồi nâng lên 1000C, thường đun sôi 15 phút đối với bia vàng và 45 phút đối với bia đen sau đó bơm toàn bộ dịch đun sôi này quay trở lại dịch hèm để nâng nhiệt độ của khối dịch lên tới 50530C. Lần đun sôi thứ 2 cũng lấy di 1/3 lượng dịch hèm lắng phía dưới, lần đun sôi này có thể bỏ qua thời gian giữ nhiệt độ 650C , bơm dịch nóng này trở lại khối dịch hèm lần thứ 2 để nâng nhiệt độ toàn bộ khồi dịch lên 65-700C . lần đun sôi cuối cùng sẽ tăng nhiệt độ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

khối dịch lên 760 C và giữ trong thời gian ngắn trước khi chuyển sang thiệt bị lọc dịch thường. Phương pháp này tương đối kéo dài thời gian,giá đầu tư cao và năng lượng tốn kém, thường dùng cho bia độ co, không dùng cho bia có màu nhạt. Phương pháp đun sôi 2 lần: quy trình đun sôi 2 hay 1 lần nhanh hơn và kinh tế hơn phương pháp đun sôi 3 lần

hơ

Ví dụ như hòa bột ở 350 trong 30 phút rồi nâng lên 520C. mỗi lần đun sôi một phần tư lượng dịch hèm (phần lắng phía dưới) để nâng nhiệt toàn bộ hỗn hợp đến 65-700C và 760 C. Toàn bộ dung dịch đường hóa mất 4,5 h.

Q uy

Nghiên cứu này cho thấy khoảng thời gian giữ nhiệt độ 500C cần phải chú ý bởi tại nhiệt độ này, protien và β-glucan bị phân hủy làm cho bia thành phẩm trở nên nhạt nhẽo.để trách điều đó xảy ra, thì sau khi giữ nhiệt độ 500C, nâng nhiệt độ dịch hèm tới 620C để có thể điều chỉnh lượng protein còn lại.

m /+

ạy

Kè

Đun sôi 1 lần: phương pháp nấu này rất đơn giản hơn. Để sản xuất bia sẫm màu, ngâm malt ở nhiệt độ thấp 350C trong thời gian dài để các vi sinh vật không muốn sinh trưởng và phát sinh những hương không muốn. sau đó nâng nhiệt lên 50-520C rồi 65670C . sau đó lấy khoảng 1/3 lượng dịch hèm để đun sôi, sau khi có một thời gian giữ 700C. Sau khi bơm dung dịch đun sôi trở lại hỗn hợp đạt 750C để đường hóa. Đây là phương pháp khá phổ biến. 2.4.1.3. Phương pháp đường hóa dùng nguyên liệu thay thế:

Phương pháp này sử dụng để nấu các loại bia đăc biệt. Dùng hạt chưa nảy mầm (lúa mì, gạo, ngô) thay thế một phần malt đại mạch.

Nguyên liệu thay thế được đun sôi trong nồi nấu phụ, sau làm nguội bằng cách thêm nước lạnh, tiếp đến bổ sung enzyme để đường hóa tinh bột trong nguyên liệu. Đồng thời, malt được đường hóa nhờ enzym của chính nó trong nồi đường hóa, sau đó tiến hành lọc dịch hèm, phần dịch nấu hat chưa nảy mầm được bơm vào cùng bã malt để lọc. 2.4.2. Các yếu tố tác động tới quá trình đường hóa:

Khi lựa chọn phương pháp đường hóa, cần xem xét mọt loạt yếu tố ảnh hưởng tới quá trình đường hóa để thu được dịch đường có chất lượng tốt phù hợp với yêu cầu của nhà sản xuất. Các yếu tố tác động đến quá trình đường hóa: -

Chất lượng malt. Nhiệt độ và tỉ lệ nước với bột.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ạy

Kè

Q uy

hơ

2.5.

Điều kiện tiếp xúc của các enzym và các thành phần của malt. Sự oxy hóa trong quá trình đường hóa Khuấy. Thiết bị nấu :

m /+

Khi nấu ta dùng 1 tới 2 thiết bị nấu tùy theo quy trình công nghệ. Nếu dùng 100% malt đại mạch nhưng dùng quy trình ngâm thì chỉ cần một thiết bị đường hóa. Nếu sử dụng quy trình đun sôi từng phần thì cần một thiết bị nấu nữa.

Về cấu tạo thiết bị hồ hóa và đường hóa giống nhau, nhưng thiết bị hồ hóa nhỏ hơn bởi vì lượng dịch hồ cần hồ hóa hay đun sôi ít hơn tổng dịch hèm. Một điều cần lưu ý là kích cỡ của cánh khuấy phải phù hợp với đường kính của thiết bị. Hệ thống cấp nhiệt cho thiết bị rất quan trọng. Hệ thống cấp nhiệt theo kiểu truyền thống 2 đáy không còn đảm bảo được sử dụng lâu dài. Ngày nay truyền nhiệt được thực hiện qua các ống hình bán nguyệt ở đáy hay ở thân thiết bị, khả năng truyền nhiệt tăng lên gần 20%

Thay vì dùng ống đồng có khả năng dẫn nhiệt cao để chế tạo thiết bị nấu, người ta sử dụng thép rẻ hơn. Thép đen có tính chất truyền nhiệt tốt nên được dùng làm những phần cần truyền nhiệt và phần trên thì phủ một lớp thép crom –niken có hệ số ruyền nhiệt khá thấp ở phía trên. Hơi nước có áp suất từ 2-3bar được đưa vào vùng truyền nhiệt với vận tốc 30-50m/s và ngưng tụ sau khi truyền nhiệt qua thiết bị. Do các ống bán nguyệt có cấu trúc rắn chắc cho nên sẽ không có nguy cơ bị cong bẹp khi xả hơi. Nước ngưng tụ xả ra qua van xả nước ngưng, do vậy mà áp suất được giữ nguyên trong ống truyền nhiệt khi nước ngựng tụ được tháo ở áp suất thường.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Lọc nước malt – rửa bã:

Quá trình lọc nước malt – rửa bã chia làm 2 giai đoạn: Giai đoạn 1 – Lọc dịch đầu. Giai đoạn 2 – Rửa bã. 3.1. Một số lưu ý trong quá trình lọc nước malt – rửa bã:

Q uy

hơ

Áp suất lọc: phải điều chỉnh từ từ, vì áp suất quá cao sẽ làm vải lọc bị bịt kín gây trở ngại cho quá trình lọc. Phải sử dụng nước rửa có nhiệt độ đúng kỹ thuật (75 – 780C), không dùng nước nóng hơn vì sẽ làm cho nước nha bị đục, có mùi vị đắng chát làm giảm chất lượng bia. Khi lắp vải lọc, không được bịt kín lỗ lọc vì sẽ làm dịch không vào lọc được, gây cản trở cho quá trình lọc. 3.2. Thiết bị:

- Thùng lọc:

m /+

ạy

Kè

Thường chế tạo bằng thép không gỉ, có dạng hình trụ đáy phẳng và nắp hình cầu, nắp được nối liền với ống thông hơi có van điều chỉnh và trên nắp có cửa để công nhân có thể ra vào vệ sinh hoặc quan sát bên tron nồi khi cần thiết.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Máy lọc ép khung bản:

m /+

ạy

Kè

Q uy

hơ

Thiết bị này gồm những khung bằng gang và những tấm bản dày có đường rãnh trên mặt khung. Bề mặt tấm bản được tráng một lớp đồng đỏ mỏng. Khung giữ vai trò chứa bã lọc và là nơi nhập huyền phù vào. Bản tạo ra bề mặt lọc với các rãnh dẫn nước lọc. Khung và bản được xếp liên tiếp nhau trên giá đỡ, giữa khung và bản là vách ngăn lọc. 4.

Đun sôi với hoa houlon:

- Mục đích:

Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường ngọt để biến đổi nó thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa - đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan của bia sau này. Vô hoạt enzyme. Kết tủa protein kém bền nhiệt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần của dịch đường. Điều chỉnh nồng độ chất khô của dịch đường. Thanh trùng dịch đường, góp phần tiêu diệt vi sinh vật cho dịch đường trước khi lên men.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

m /+

ạy

Kè

Q uy

hơ

Tách một số hợp chất dễ bay hơi ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia. Hình thành một số hợp chất có lợi cho bia thành phẩm như: melanoidin. - Các biến đổi quan trọng trong quá trình houblon hóa: Sự keo tụ protein: Là quá trình quan trọng khi đun sôi dịch đường với hoa houblon. Sự có mặt của protein hòa tan trong dịch lên men có thể là nguyên nhân làm đục bia ở nhiều dạng khác nhau và làm giảm độ bền sinh học của bia. Sự tăng độ màu của dịch lên men: màu sắc của dịch đường trước và sau khi houlon hóa của yếu là do nguyên liệu (malt) quyết định.Tuy nhiên trong quá trình nấu và houlon hóa đã làm tăng thêm độ màu của dịch đường do các phản ứng melanoidin, caramel và chất màu của hoa tạo nên. Dịch đường càng đặc khi đun sôi màu của nó càng đậm, pH càng cao màu cũng càng đậm và thời gian đun càng lâu thì cường độ màu càng tăng. Trích ly và hòa tan: Trích ly và hòa tan chất đắng vào dịch đường: Chất đắng của hoa houblon có độ hòa tan ở trong nước rất thấp, trong dịch đường thì lại càng thấp hơn.Trong hai cấu tử của axit đắng thì α-axit có độ hòa tan khá hơn và là nguồn chính tạo ra vị đắng cho bia. Khi tăng nhiệt độ của dung môi thì khả năng hòa tan của axit đắng tăng và khả năng hòa tan của chúng rất nhạy cảm đối với pH của môi trường. Trích ly và hòa tan các thành phần khác: Tinh dầu thơm của hoa houblon là cấu tử có tầm quan trọng trong việc tạo ra hương thơm đặc trưng cho bia. Polyphenol của hoa houblon là những hợp chất thuộc nhóm flavonoid. Có ý nghĩa nhất trong nhóm này đối với công nghệ sản xuất bia là các hợp chất antoxianogen. Các hợp chất chứa nitơ: trong hoa houblon được đưa vào đun nấu tuy ít về khối lượng nhưng chất lượng cao. Vì hầu hết chúng những hợp chất phân tử thấp dễ hòa tan, là nguồn bổ sung dinh dưỡng nitơ quan trọng cho sự phát triển của nấm men sau này. 5. Lắng trong và làm lạnh dịch đường: 5.1. Lắng trong: Mục đích: Tách cặn lắng sau quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon. Phương pháp thực hiện: Thực hiện quá trình lắng trong thiết bị lắng Whirlpool, là một thùng được làm từ thép không rỉ, có dung tích rất khác nhau và thích hợp đối với công suất từng nhà máy bia. Thời gian lắng khoảng 20 phút. 5.2. Làm lạnh nhanh: Mục đích: Làm lạnh nhanh để đưa dịch đường về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men hoạt động đồng thời tăng khả năng hoà tan Oxy vào dịch đường phục vụ cho giai đoạn đầu tạo sinh khối của nấm men. Làm lạnh nhanh còn có tác dụng tránh vi sinh vật nhiễm vào dịch đường lên men. Quá trình làm lạnh nhanh: Dịch đường từ thùng lắng được bơm sang thiết bị làm lạnh có nhiệt độ khoảng 900C ta giải nhiệt bằng nước có nhiệt độ 320C. Sau giải nhiệt bằng nước thì dịch đường có nhiệt độ khoảng 560C, ta tiếp tục giải nhiệt bằng cồn lạnh có nhiệt độ -70C÷-100C để dịch đường đạt nhiệt độ 120C thích hợp đi lên men ban đầu.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Thiết bị làm lạnh

hơ

Các quá trình hóa lý xảy ra trong khi làm lạnh:

Q uy

Bảng 7: Các quá trình hóa lý xảy ra trong làm lạnh nhanh. Sự hòa tan oxy vào dịch

ạy

Kè

Sự tách huyền phù ra khỏi dịch lên men là một quá trình quan trọng khi làm lạnh dịch lên men. Có hai loại huyền phù: huyền phù mảnh và huyền phù thô. Huyền phù thô sinh ra trong quá trình đun sôi dịch đường với houblon và phần lớn được giữ lại trong thiết bị tách bã hoa, phần còn lại được kết tủa khi làm lạnh. Huyền phù mảnh xuất hiện trong quá trình làm lạnh dịch đường. Khi đó có một số chất hòa tan trở thành chất không hòa tan và tạo thành chất kết tủa. Các huyền phù mảnh làm cản trở quá trình sinh lý và sinh hóa của nấm men về sau. Mặc khác, nó làm cho bia có vị đắng, làm giảm độ bền hóa lý của bia.

m /+

lên men Dịch đường hấp thụ oxy suốt cả quá trình làm lạnh, tuy nhiên trong dịch đường nóng oxy liên kết hóa học với các chất có trong dịch đường. Còn ở nhiệt độ thấp oxy chỉ hòa tan vao dịch đường. Oxy không khí chỉ hòa tan vào dịch đường khi nhiệt độ dịch đường dưới 40oC. Sự hòa tan của oxy vào dịch đường phụ thuộc vào nhiệt độ, bề dày lớp dịch , sự chuyển động và nồng độ dịch đường.

Sự tạo thành và tách kết tủa

5.3.

Sự bay hơi nước

Khi làm lạnh dịch đường có một lượng nước nhất định bay hơi .Do đó, thể tích dịch len men sẽ giảm và nồng độ của nó tăng.Nếu thiết bị kín thì nồng độ của nó tăng 0,1%, nếu thiết bị hở thì tăng 0,41,2%.

Sục khí:

Giai đọan đầu của quá trình lên men, nấm men rất cần một lượng oxy hòa tan. Hàm lượng oxy phụ thuộc vào lượng dịch đường.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Không khí hoặc oxy có thể cho vào dịch đường ngay từ khi dịch nóng vào máy lạnh nhanh hoặc vào dịch sau khi đã làm lạnh. Việc bổ sung không khí vào dịch đường nóng hoặc ấm đều gây ra các phản ứng oxy hóa các thành phần dịch đường, làm biến đổi hương vị và làm sẫm màu bia. Tuy nhiên, dịch nóng đảm bảo vô trùng khi cho khí bởi vi sinh vậy bị tiêu diệt ở nhiệt độ cao. Không khí hoặc oxy dùng để bổ sung vào dịch đường lạnh cần phải được vô trùng.

Lên men chính:

hơ

Tốc độ hòa tan khí vào chất lỏng phụ thuộc vào áp suất, sự đảo trộn và bề mặt tiếp xúc giữa chất lỏng và chất khí. Do đó, cách hiệu quả nhất là nén một dìng khí nhỏ vào dòng dịch đường chảy xóay.

Q uy

Giai đoạn đầu, nấm men hô hấp hiếu khí, tạo sinh khối. Sau đó là quá trình lên men yếm khí tạo ethanol và CO2.

C6H12O6 2C2H5OH + CO2 + Q

m /+

ạy

Kè

Để cung cấp oxy cho nấm men, oxy sẽ được cấp vào dịch đường trên dòng chảy đi vào tank lên men. o Nhiệt độ lên men chính 8-10 C. Thời gian 8-9 ngày. Khi cần lên men gấp theo yêu cầu sản xuất ta tiến hành ép men: bổ sung O thêm nấm men vào tank, nâng nhiệt độ lên khoảng 14 C để tăng cường hoạt động lên men. Tuy nhiên làm như vậy chất lượng bia sẽ không được đảm bảo. Các biến đổi trong quá trình lên men chính Sinh học: Nấm men sinh trưởng mạnh nhất trong quá trình lên men chính. Hóa sinh: Quá trình cơ bản và quan trọng trong lên men chính là sự chuyển hóa đường có khả năng lên men tạo thành rượu và CO2. Ngoài ra, còn xảy ra quá trình trao đổi chất giữa các hợp chất nito, lipit… Hóa học: Các chất trong dịch lên men phản ứng với nhau tạo ra chất mới. Hóa lý: Sự hòa tan CO2 và dịch lên men, làm kết tủa một số protein do sự trao đổi pH. Vật lý: Sự tỏa nhiệt. Quá trình lên men chính tạo ra nhiều sản phẩm phụ (andehyte, axit hữu cơ, este...). Các dẫn xuất của andehyte như diaxetyl, acetoine gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng bia. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men chính Chất lượng của nấm men sản xuất. Lượng nấm men gieo cấy ban đầu Nồng độ các chất hòa tan của dịch đường houblon hóa. Nhiệt độ lên men. Áp suất bề mặt. Hàm lượng oxy.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

m /+

ạy

Kè

Q uy

hơ

Cường độ khuấy đảo dịch lên men. Nồng độ của sản phẩm lên men. 7. Lên men phụ: - Mục đích: Lên men đường sót; làm trong bia; ổn định và hoàn thiện màu sắc, hương vị bia; phân hủy diacetyl hình thành khi lên men chính. o - Nhiệt độ lên men phụ: 1-2 C áp suát dư khoảng 0,5-1.8 at. - Thời gian: dao động từ 3-6 tháng, thậm chí đến 9 tháng. - Các biến đổi trong quá trình lên men phụ: Các biến đổi giống như lên men chính nhưng với tốc độ chậm hơn do nhiệt độ thấp và lượng men ít hơn. Nấm men lên men đường sót. Tuy nhiên ta không cho lên men hết toàn bộ o đường sót mà giữ lại một ít để tạo vị cho bia. Bia thành phẩm có độ đường 2.3-2.6 Plato. Các acid hữu cơ tác dụng với ethanol tạo este. Khử aldehyde. Chuyển diacetyl ( có độc) thành acetoin ( không độc). Để rút ngắn thời gian lên ủ, trong sản xuất người ta còn dùng chế phẩm enzyme Maturex để tăng cường chuyển hóa diacetyl. Quá trình tự phân của nấm men: Trong quá trình này một số tế bào nấm men bị chết và tự phân bởi các enzyme protease có sẵn trong các tế bào nấm men. Sản phẩm tự phân là các peptid, acid amin, và một vài thành phần của acid nucleic. Chính các sản phẩm tự phân này có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của bia Sự kết lắng của xác men, protein, tanin làm cho bia trong. - Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men phụ: Nhiệt độ thấp và thời gian dài là những điều kiện quan trọng nhất để thu nhận được bia có bền keo và chất lượng cao. Kiểm tra quá trình lên phụ. - Thiết bị lên men phụ: được sử dụng phổ biến là các tank kim loại – chủ yếu là thép không gỉ, trên thân tank được lắp các thiết bị đo lường (van nạp và xả bia, cụm van liên thông, van an toàn, van lấy mẫu, áp kế...) - Thu hồi CO2: Việc thu hồi và làm sạch CO2 là rất quan trọng bởi CO2 sau đó được sử dụng để bổ sung vào bia thành phẩm hoặc cho các sản phẩm đồ uống có gas khác. Nguyên tắc thu hồi: loại bỏ các tạp chất sau: + Không khí: làm oxy hóa bia nếu dùng CO2 để bão hòa và không khí lúc này rất có hại vì nó làm sủi bọt nhiều. + Nước: có thể bị động lại ở van giảm áp khi xả hơi. + Chất dễ bay hơi được tạo thành trong quá trình lên men.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Nguyên lý thu hồi CO2

m /+

ạy

Kè

Q uy

hơ

8. Lọc: - Mục đích: Tạo độ trong lóng lánh cho bia. Loại bỏ đáng kể số lượng vi sinh vật bao gồm nấm men vẫn tồn tại sau quá trình lên men phụ và tàng trữ có khả năng làm đục bia. Loại bỏ phức chất protein, các hạ keo polyphenol, polysaccharide và protein tan, những chất này làm bia nhanh đục, nhờ vậy làm cho bia ổn định hơn. - Các biến đổi trong quá trình lọc bia: Hiện tượng giảm tốc độ chất hòa tan của bia: Do một phần hạt dạng keo bị loại ra ngoài nên độ nhớt của bia sau khi lọc bị giảm và khả năng tạo bọt của nó cũng bị giảm. Sự hao phí về khối lượng và hao phí CO2: Sự hao phí CO2 được khắc phục o bằng cách trước lúc lọc, bia được làm lạnh 0 C. Hoàn thiện sản phẩm: 9. o - Rửa chai : nhiệt độ 60-85 C, 10-15 phút, thiết bị sử dụng: máy rửa chai. - Kiểm tra chai sau khi rửa: Kiểm tra miệng chai và dịch còn dư trong đáy chai. - Rót bia vào chai. - Dập nắp chai. - Thanh trùng. - Dán nhãn : bằng thiết bị dán nhãn để hoàn tất sản phẩm.

Máy rửa chai

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

KẾT LUẬN

Q uy

hơ

Ngày nay công nghệ nấu Bia đã không còn là một công thức bí truyền của một dân tộc nào nữa mà nó đã được nhân rộng ra khắp thế giới. Sản phẩm Bia đã trở thành một thức uống rất phổ biến ở mọi nơi trên thế giới đặc biệt là ở những nước đang phát triển như Việt Nam. Nếu sử dụng đúng và hợp lý thì Bia là một thức uống vô cùng tốt cho sức khoẻ. Người nước ngoài uống Bia từ rất lâu rồi, nhưng với họ uống Bia chỉ như một cách giải khát. Người Việt Nam ta Uống Bia để trở nên đẳng cấp hơn, trở thành chuyên gia ngoại hay đại loại như những lý do hết sức dân dã và thường gặp nhất là uống cho vui, uống để giải sầu. Vui cũng uống, buồn cũng uống, người có tiền thì uống nơi sang trọng, người ít tiền thì uống ở quán cóc vỉa hè cũng vui… Thế nhưng việc lạm dụng Bia rượu quá nhiều thì rất không tốt cho sức khoẻ người uống mà còn vô tình kéo theo hàng loạt các hậu quả không tốt như có thể gây mất trật tự khi không khống chế được bản thân, gây tai nạn khi lái xe. Chúng ta hay góp phần tôn lên vẻ đẹp của bản chất việc uống Bia chứ đừng lạm dụng nó, để Bia trở thành một hình ảnh không đẹp trong tương lai.

m /+

ạy

Kè

Xin chân thành cảm ơn!

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Tài liệu tham khảo

m /+

ạy

Kè

Q uy

hơ

1. Ths. Đinh Thị Đĩnh, “Giáo trình công nghệ sản xuất bia - rượu - nước giải khát”, Trường Đại Học Công Nghệ Đồng Nai, 2010 2. GS.TS Nguyễn Thị Hiền - PGS.TS Lê Thanh Mai – Ths. Lê Thị Lan Chi – Ths. Nguyễn Tiến Thành – Ths. Lê Viết Thắng, “Malt và Bia”, NXB khoa học và kỹ thuật, 2009. 3. Lê Ngọc Tú, “Giáo trình hoá sinh công nghiệp”, NXB khoa học và kỹ thuật, 2010. 4. Lê Thùy Linh, “Thực hành vi sinh”, trường Đại học Công nghiệp thực phẩm TPHCM, năm 2010. 5. Nguyễn Thị Hiền, “Khoa học công nghệ malt và bia”, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, năm 2007. 6. Luận văn tốt nghiệp, năm 2010, Nguyễn Thị Hồng Thắm

m /+

ạy

Kè

Q uy

hơ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn