công nghệ sản xuất bia

PHẦN 1CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT KHÔNG CỒN... Công thức chung của các loại nước giải khát gắn mác nguyên chất, tự nhiên... Tháo két chai ra khỏi palet Tháo chai ra khỏi két Kiểm

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

ĐỒ UỐNG

PHẦN 1

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC

GIẢI KHÁT KHÔNG CỒN

CÁC LOẠI NƯỚC GIẢI KHÁT KHÔNG CỒN

Nước đã xử lý Syrup

Pha chế syrup thành phẩm Phụ gia

Bão hòa Phối trộn syrup Pha loãng syrup

Tên phương pháp Mục đích xử lý

Phương pháp vật lý

Lắng Tách một số tạp chất không tan có kích thước khá lớn Lọc Tách các tạp chất có kích thước khác nhau tùy theo

đường kính mao quản của màng lọc Phân riêng bằng

Làm mềm H2O, tách muối…

Tách các ion Điện thẩm tích Tách các tạp chất tích điện

Tên phương pháp Mục đích xử lý

Phương pháp hóa học

Phản ứng trao đổi Làm mềm nước

Phản ứng oxy hóa Tách sắt

Xử lý bằng acid, kiềm

hoặc các hợp chất hóa học

khác

Chỉnh pH

Xử lý bằng các chất ức

chế vi sinh vật Ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật

Phương pháp hóa lý

Kết lắng Tách một số tạp chất lơ lửng dạng keo Trao đổi ion Làm mềm nước, tách các ion

Hấp phụ Tách một số tạp chất mùi, màu…

Pha chế syrup thành phẩm

Rót đóng nắp và hoàn thiện sản phẩm

Các dạng nước giải khát

Nước giải khát hương liệu

Nước uống tăng lực

Nước uống thiên nhiên

Công thức chung của các loại nước giải

khát gắn mác nguyên chất, tự nhiên

Tháo két chai ra khỏi palet Tháo chai ra khỏi két Kiểm tra chai đã rửa Rửa chai

Rót nước giải khát có gas vào chai

Kiểm tra chai đã đóng nắp Đóng nắp chai

Dán nhãn hoặc in thông tin lên chai

Chất lượng sản phẩm

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm theo ba chỉ tiêu sau:

Chỉ tiêu hóa lý: tổng hàm lượng chất khô, lượng

đường, CO2, độ chua hoặc pH, cường độ màu

Chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, độ trong, mùi và vị Chỉ tiêu vi sinh vật:

STT TÊN CHỈ TIÊU

(cfu/ml)

MỨC QUY ĐỊNH, KHÔNG

VƯỢT QUÁ

Sản phẩm không đóng

chai

Sản phẩm đóng chai

1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí 5.10 4 10 2

-Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng

PHẦN 2

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

Malt Nguyên liệu thay thế Nghiền Nghiền

Nấu nguyên liệu

Lọc dịch nấu

Hoa houblon Houblon hóa

Lọc dịch houblon hóa Nấm men

Làm nguội Nuôi cấy PTN

Lên men Nhân giống sản xuất Tàng trữ

Lọc dịch lên men

Chiết chai

Thanh trùng

Dán nhãn

Thành phẩm

Chương 1

NGUYÊN LIỆU

1.1 Malt đại mạch

Malt đại mạch là hạt thóc đại mạch được nảy mầm trong điều kiện nhân tạo về nhiệt độ và độ ẩm.

1.1.1 Thành phần hóa học của đại mạch

• Nước: Là thành phần rất quan trọng ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt Nếu hàm ẩm lớn thì:

- Kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt gây tổn hao chất khô.

- Tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển.

- Tăng chi phí vận chuyển một cách vô ích.

- Hiệu suất thu hồi chất chiết giảm.

Hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa đại mạch vào bảo quản là 13%.

•

Glucid:

Tinh bột: Là thành phần quan trọng nhất chiếm trên 50% khối lượng chất khô Chức năng của tinh bột trong sản xuất bia và malt:

Nguồn thức ăn dự trữ cho phôi

Cung cấp chất dự trữ cho dịch đường trước lúc lên men

Cellulose: Chiếm khoảng 20% chất khô chủ yếu tập trung ở vỏ trấu Nó đóng vai trò đặc biệt trong quá trình lọc bia sau này.

Hemicellulose: Là phức hệ gồm: pentosan, hexosan và acid uronic Chúng tham gia kiến tạo nên thành tế bào Trong quá trình ươm mầm nhóm enzyme sitase thủy phân

hemicellulose tạo bước đột phá để các enzyme khác có thể xâm nhập vào bên trong tế bào.

Các hợp chất pectin và các hợp chất keo: Sự tồn tại các hợp chất pectin và chất keo mang tính chất hai mặt.

Mặt tích cực: tạo cho bia vị đậm đà, tăng khả năng tạo và giữ bọt cho sản phẩm.

Mặt tiêu cực: tạo cho dịch đường có độ nhớt cao, khó lọc.

Các hợp chất chứa nitơ:

Protein: Đây là chỉ số quan trọng thứ hai để đánh giá xem lô hạt đó

có đủ tiêu chuẩn để sản xuất malt bia hay không Hàm lượng protein cao: bia dễ bị đục, khó bảo quản Hàm lượng protein thấp: quá trình lên men không triệt để, bia kém bọt, vị kém đậm đà và kéo theo một số chỉ số non yếu khác Hàm lượng protein tốt nhất cho sản xuất bia là 8 – 10%

Các sản phẩm thủy phân của protein đóng vai trò quan trọng đến việc hoàn thiện chất lượng của bia.

Protein phức tạp(proteic) kém hòa tan hoặc hòa tan không bền vững nên trong công nghệ sản xuất bia chúng là một trong những tác nhân gây đục bia Do đó cần phải loại bỏ tối đa cấu tử này ra khỏi dịch đường.

Acid amin: Là nguồn cung cấp nitơ cho nấm men, tham gia vào

phản ứng melanoid Chúng tồn tại trong bia như là một hợp phân quan trọng.

Các hợp chất không chứa nitơ:

Polyphenol: Trong đại mạch là dẫn suất của catechin Chúng kết

hợp với protein cao phân tử tạo phức dễ kết lắng Nhưng việc hòa tan polyphenol vào dịch đường lại ảnh hưởng xấu đến hương vị của bia.

Chất đắng và chất chát: Trong đại mạch thuộc nhóm lipid, gây vị

đắng khó chịu cho bia Cần loại trừ bằng cách ngâm hạt trong môi trường kiềm nhẹ.

Fitin: Là muối đồng thời của canxi, magie và acid

inozicphosphoric C6H6O6(H2PO3)6 thường nằm ở vỏ là nguồn cung cấp phospho cho nấm men.

Ngoài ra trong đại mạch còn có vitamin, khoáng chất…

1.1.2 Công nghệ sản xuất malt đại mạch

Hạt đại mạch Làm sạch Tạp chất

Hạt sạch Nước và chất sát trùng Rửa và sát trùng Nước Ngâm Khí nén

Không khí điều hòa Nẩy mầm

Sấy malt

1.1.2.1 Rửa, sát trùng và ngâm hạt

Hạt sẽ được làm sạch trong quá trình ngâm Để sát trùng người ta thường dùng: NaOH, Na2CO3, CaO, formalin, H2O2 H2O2 ngoài tác dụng sát trùng còn kích thích thêm sự nảy mầm của hạt, tuy nhiên giá thành đắt.

Qúa trình ngâm hạt làm tăng hàm lượng nước tự do giúp các chất dinh dưỡng hòa tan được và chuyển đến mầm, đồng thời tạo điều kiện cho các enzyme rơi vào nội nhũ thủy phân các hợp chất cao phân tử thành các chất đơn giản cho mầm sử dụng Tuy nhiên trong quá trình này cần cung cấp đầy đủ O2 và thải CO2 cùng các sản phẩm trao đổi chất khác làm kiềm hãm sự phát triển của mầm.

Có 4 phương pháp ngâm hạt:

Ngâm trong không khí- nước gián đoạn

 Ngâm hạt trong luồng không khí và nước liên tục

 Ngâm hạt trong luồng nước phun

 Ngâm hạt trong luồng không khí- nước phun

1.1.2.2 Ươm mầm

Trong quá trình nảy mầm, bên cạnh những biến đổi về trạng thái còn có các biến đổi về enzyme và thành phần hóa học.

Biến đổi về enzyme: Độ ẩm của hạt tăng nên các enzyme được

giải phóng và hoạt động, mặt khác một số enzyme mới được hình thành Hệ enzyme amylase có giá trị nhất trong công nghệ sản xuất bia Enzyme sitase tác dụng lên thành tế bào của nội nhũ mỡ đường cho các enzyme khác hoạt động.

Biến đổi về thành phần hóa học: Dưới tác dụng của enzyme

amylase tinh bột bị thủy phân thành glucose, maltose, các dextrin một lượng lớn saccharose và fructose Chất béo giảm do enzyme lipase thủy phân Độ acid của malt tăng lên do sự hình thành các enzyme hữu cơ,

Những yếu tố ảnh hưởng đến sự nảy mầm

1.1.2.3 Sấy malt

Mục đích:

 Giảm độ ẩm của malt để bảo quản.

 Tạo màu, mùi, vị mới thích hợp cho sản xuất bia.

Giai đoạn đầu sấy malt các enzyme hoạt động cao hơn nhiều so với lúc ươm mầm Dựa vào phương pháp nâng nhiệt và nhiệt độ sấy cao nhất mà ta thu được những

loại malt khác nhau.

Các quá trình sinh hóa và hóa học xảy ra khi sấy malt:

Ở nhiệt độ cao một số enzyme bị tiêu diệt một số

khác bị đình chỉ hoạt tính Ví dụ enzyme sitase ở 60 0 C bị vô hoạt; enzyme β amylase mất hoạt tính nhiều hơn

α amylase

Phản ứng quan trọng trong quá trình sấy malt là phản ứng melanodine làm cho màu malt tối hơn và có mùi đặc trưng Sự tạo thành melanodine còn phụ thuộc vào nhiệt độ Ở nhiệt độ cao phản ứng melanodine xảy

ra mạnh nhưng sản phẩm tạo ra ít thơm và ít tan trong nước.

Phản ứng menanodine là sự kết hợp giữa gốc cacboxyl(COO - )và nhóm amin(NH2+ ) Hoạt tính của aminoacid tham gia vào phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ, pH, lượng nước và một số yếu tố khác.

Ở nhiệt độ sấy khác nhau người ta sẽ thu được các loại malt thích hợp cho từng loại bia như bia

vàng, bia đỏ…

1.2 Hoa houblon

Hoa houblon là thành phần không thể thiếu được trong công nghệ sản xuất bia Chính hoa đã

truyền cho bia có mùi thơm và vị đắng dễ chịu.

Hoa có thể được chế biến thành nhiều dạng khác nhau như: dạng hoa nguyên, hoa khô, hoa khô đã được nghiền và cao hoa.

Trong sản xuất bia không nên sử dụng 100% cao hoa mà kết hợp nhiều loại để đạt được sản phẩm chất lượng tốt hơn.

Sơ đồ công nghệ sản xuất hoa houblon

CÁC CHẾ PHẨM HOA HOUBLON

Hoa houblon khô

Hoa houblon dạng viên ép

Tinh dầu hoa houblon

Chế phẩm hoa houblon:

Thành phần hóa học của hoa houblon bao gồm nhiều chất trong đó những chất có giá trị đối với công nghệ sản xuất bia gồm:

• Các chất đắng

• Tinh dầu

1.3 Nước

Trong nghệ sản xuất bia, nước đóng vai trò rất quan trọng Nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau từ giai đoạn sử lý nguyên liệu cho đến thành phẩm Nước trong bia thành phẩm chiếm 77 – 90%.

Ảnh hưởng của nước đến chất lượng của bia:

và bia:

Độ acid tự nhiên do phospho kali tồn tại ở các

định.

KH2PO4 có tính acid:

K2PO4- HPO42- + H +

K2HPO4 có phản ứng như một kiềm yếu:

HPO42- + H + + OH - H2PO4- + OH -

Ngoài ra, độ cứng của nước cũng ảnh hưởng đến pH của dịch đường Vì vậy trong sản xuất bia tốt nhất nên dùng nước có độ cứng trung bình, không

vượt quá 7 mili đương lượng/ lít

Nước có độ cứng quá lớn phải tiến hành xử lý: + Lắng và lọc

+ Làm mềm(trung hòa và trao đổi ion)

+ Cải tạo thành phần sinh học của nước:

Phương pháp vật lý: siêu lọc

Phương pháp hóa lý: tia tử ngoại, sóng siêu âm Phương pháp hóa học: Clo hóa, Ozon hóa

Chương 2

ĐƯỜNG HÓA NGUYÊN LIỆU

2.1 Chuẩn bị nguyên liệu

Làm sạch và đánh bóng malt

Nghiền malt Vỏ malt giữ

càng nguyên càng tốt Tạo tỷ lệ thích hợp giữa tấm thô, tấm mịn và bột

2.2 Nấu nguyên liệu:

Mục đích:

Chuyển các chất của malt và nguyên liệu thay thế từ trạng thái không hòa tan sang trạng thái hòa tan nhờ hoạt động của các enzyme thủy phân.

Các quá trình sinh hóa xảy ra trong khi nấu

Qúa trình sinh hóa quan trọng xảy ra trong khi nấu là sự thủy phân các chất dưới tác dụng của các enzyme

Tinh bột Các loại đường + Dextrin

Các yếu tố ảnh hưởng

trực tiếp đến quá trình thủy phân

Thủy phân dịch cháo

Nhiệt độ

Nồng độ dịch cháo

Enzyme

pH

Enzyme α amylase thích hợp ở vùng nhiệt

yếu là dextrin và một ít maltose.

các sản phẩm thủy phân có phân tử lượng nhỏ

Đường hóa khi không sử dụng

nguyên liệu thay thế

Dựa vào phương thức tiến hành có thể phân thành 2 nhóm:

Đường hóa phân đoạn(phương pháp đun sôi) từng phần nhỏ riêng rẽ của khối cháo được đun chín một cách thứ tự sau đó mới hòa chung vào khối cháo

khối cháo được đường hóa cùng một lúc, từ lúc đầu

đun sôi

Đường hóa khi có sử dụng nguyên liệu

Các biện pháp nâng cao hiệu suất

đường hóa

sung acid lactic.

vào dịch bột.

2.3 Lọc dịch đường:

Dịch cháo sau khi thủy phân bao gồm chất hòa tan và không hòa tan Vì vậy, phải lọc để tách các chất không hòa tan ra khỏi dung dịch Qúa trình này được tiến hành theo hai bước sau:

2.4 Qúa trình houblon hóa:

Mục đích: Ổn định thành phần của dịch đường,

truyền cho bia mùi và vị của hoa houblon, làm keo tụ các protein, vô hoạt các enzyme và thanh trùng dịch đường

Tiến hành houblon hóa:

Dịch đường Nồi houblon Đun sôi Rửa bã

Các quá trình xảy ra khi houblon hóa:

 Sự thơm hóa dịch đường

Qúa trình hòa tan các chất có giá trị của hoa houblon vào dịch đường, các sản phẩm của phản

ứng melanodine và caramen hóa khi đun sôi

 Sự keo tụ và kết tủa protein

Các sản phẩm keo và protein phân tử lớn tồn tại trong bia làm giảm độ bền sinh học của bia Vì vậy, việc keo tụ và kết tủa protein là rất quan trọng

Protein Keo tụ protein

H2O

Protein

Sản phẩm thủy phân nữa vời

+ Flobafen Protein kết tủa

Protein-Tanin Làm lạnh Protein-Tanin

Tanin

OXH

Sự tăng độ màu của dịch lên men

Màu của dịch đường trước khi houblon hóa là do nguyên liệu(chủ yếu do malt quyết định) Tuy nhiên, sau khi houblon hóa đã làm tăng thêm độ màu của dịch đường là do sản phẩm của phản ứng melanodine, caramen và các chất màu của hoa houblon tạo nên

2.5 Làm lạnh và lắng trong dịch lên men

Sau khi đun sôi cần hạ nhiệt độ dịch đến nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men và bão hòa oxy cho dịch lên men cũng như kết tủa các huyền phù

Qúa trình hạ nhiệt độ là điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây hại cho bia(vk lên men lactic,

vk lên men acetic…) Vì vậy, để tránh sự nhiễm khuẩn, quá trình này cần được làm lạnh nhanh đến nhiệt độ dịch lên men

Các quá trình lý hóa xảy ra khi làm lạnh và lắng trong dịch lên men

Sự hòa tan oxy vào dịch lên men

Trong suốt quá trình làm lạnh dịch đường luôn hấp thụ oxy Trong dịch đường nóng oxy liên kết hóa học với các chất có trong dịch đường Nhìn chung quá trình oxy

٭Nhiệt độ trên 850C quá trình oxy hóa xảy

ra mạnh mẽ Khi nhiệt độ nhỏ hơn 400C các quá trình oxy hóa bị đình chỉ và oxy dễ dàng hòa tan vào dịch đường.

٭ Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men chính, cần thiết phải thông khí cho dịch đường để nấm men phát triển sinh khối và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men về sau