báo cáo quy trình sản xuất bia vàng

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 8 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 17 2.1. Giới thiệu các nguyên liệu 17 2.1.1.Malt đại mạch 17 2.1.1.1 Phân loại đại mạch 17 2.1.1.2 Cấu tạo của hạt đại mạch 18 2.1.1.3 Thành phần hóa học trong malt 19 2.1.1.4. Yêu cầu của malt 21 2.1.2. Hoa houblon 24 2.1.2.1.Thành phần hóa học và tính chất các cấu tử của hoa houblon 25 2.1.2.2. Chế phẩm hoa houblon 27 2.1.3. Nước trong sản xuất bia 28 2.1.3.1.Thành phần hóa học của nước 29 2.1.3.2 Yêu cầu chung của nước trong sản xuất bia 30 2.1.4. Nấm men 30 2.1.5. Một số phụ gia 31 2.1.6. Nguyên liệu thay thế 32 CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀNG SMILER 34 3.1. Kiểm tra nguyên liệu 35 3.1.1. Nguyên liệu 35 3.1.2. Yêu cầu nguyên liệu đưa vào sản xuất 35 3.2. Nghiền nguyên liệu 36 3.2.1. Mục đích 36 3.2.2. Cơ sở lý thuyết 36 3.2.3. Yêu cầu của nguyên liệu sau khi nghiền 38 3.2.3. Tiến hành nghiền 38 3.3. Nấu nguyên liệu 42 3.3.1. Hòa malt – hòa bột 42 3.3.1. Hòa malt – hòa bột 43 3.3.1.1. Mục đích 43 3.3.1.2. Yêu cầu 43 3.3.1.3. Cơ sở lý thuyết 43 3.3.1.4. Thiết bị hòa trộn 44 3.3.2. Hồ hóa-dịch hóa nguyên liệu 46 3.3.2.1. Mục đích 46 3.3.2.2. Yêu cầu 46 3.3.2.3. Cơ sở lý thuyết 47 3.3.2.4. Thiết bị hồ hóa 47 3.3.3. Đường hóa-Đạm hóa 49 3.3.3.1. Mục đích 49 3.3.3.2. Yêu cầu 49 3.3.3.3. Cơ sở lý thuyết 50 3.3.3.4. Các biến đổi chính trong quá trình đường hóa 51 3.3.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình đường hóa 55 3.3.3.6. Thiết bị đường hóa 56 3.4. Lọc tách bã 59 3.4.1. Mục đích 59 3.4.2. Yêu cầu 59 3.4.3. Cơ sở lý thuyết 59 3.4.4. Thiết bị lọc 60 3.6.1. Mục đích 62 3.6.2. Yêu cầu 63 3.6.3. Cơ sở lý thuyết 63 3.6.4. Các biến đổi xảy ra trong quá trình houblon hóa 64 3.6.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình houblon hóa 66 3.6.6. Yêu cầu kỹ thuật của dịch đường sau houblon hóa 67 3.7. Lắng trong 69 3.7.1. Mục đích công nghệ và cơ sở lý thuyết 69 3.7.2.Thiết bị whirpool 69 3.8. Làm lạnh nhanh 70 3.8.1. Mục đích 70 3.8.2. Thiết bị làm lạnh nhanh 70 3.9. Quá trình Lên men 72 3.9.1.Mục đích của quá trình lên men 73 3.9.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men 73 3.9.3. Lên men chính 79 3.9.3.1. Mục đích của quá trình lên men chính 79 3.9.3.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với quá trình lên men chính 79 3.9.3.3. Thực hiện quá trình lên men 80 3.9.4. Lên men phụ và tàn trử bia non 85 3.9.4.1. Mục đích 86 3.9.4.2. Yêu cầu kỹ thuật của quá trình lên men phụ 86 3.9.4.3. Cách thực hiện 87 3.9.5. Thiết bị lên men 89 3.10. LỌC BIA 90 3.10.1. Mục đích 90 3.10.2. Cơ sở lý thuyết 90 3.10.3. Thiết bị lọc tinh FILLTROX 92 3.11. Thu hồi và xử lý CO2 95 3.11.1. Mục đích 95 3.11.2. Cơ sở lý thuyết 95 3.12. Bão hòa CO2 98 3.12.1. Mục đích 98 3.12.2. Yêu cầu 99 3.12.3. Cơ sở lý thuyết 99 3.12.4. Quá trình bão hòa CO2 100 CHƯƠNG 4: HOÀN THIỆN SẢN PHẨM 101 4.1. Rửa chai 101 4.1.1. Mục đích của quá trình rửa chai 102 4.1.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình rửa chai 102 4.1.3. Nguyên tắc cấu tạo của máy rửa chai 103 4.2.Kiểm tra chai sau rửa 103 4.3. Chiết chai 104 4.3.1 Mục đích 104 4.3.2. Yêu cầu 104 4.3.4. Cơ sở lý thuyết 104 4.3.5. Các giai đoạn chiết bia 106 4.4. Đóng nắp 107 4.5. Thanh trùng 108 4.5.1. Mục đích 108 4.5.2. Yêu cầu 108 4.5.3. Máy thanh trùng (máy hấp) 109 4.6. Kiểm tra, dán nhãn 110 CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 111 5.1 Phương pháp kiểm tra sản phẩm 111 5.1.1. Xác định độ độ đường: 111 5.1.2. Xác định hàm lượng etanol (cồn). 111 5.1.3. Xác định hàm lượng CO2. 112 5.1.4. Đo độ pH 113 5.1.5. Xác định độ màu 113 5.1.6. Xác định độ đắng 114 Nguyên tắc: 114 5.1.7. Xác định độ chua của bia 115 5.1.8. Xác định hàm lượng diacetyl 115 5.2. Các chỉ tiêu của bia thành phẩm: 117 KẾT LUẬN 132 TÀI LIỆU THAM KHẢO 133

LỜI MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 17

2.1 Giới thiệu các nguyên liệu 17

2.1.1.Malt đại mạch 17

2.1.1.1 Phân loại đại mạch 17

2.1.1.2 Cấu tạo của hạt đại mạch 18

2.1.1.3 Thành phần hóa học trong malt 19

2.1.1.4 Yêu cầu của malt 21

2.1.2 Hoa houblon 24

2.1.2.1.Thành phần hóa học và tính chất các cấu tử của hoa houblon 25

2.1.2.2 Chế phẩm hoa houblon 27

2.1.3 Nước trong sản xuất bia 28

2.1.3.1.Thành phần hóa học của nước 29

2.1.3.2 Yêu cầu chung của nước trong sản xuất bia 30

2.1.4 Nấm men 30

2.1.5 Một số phụ gia 31

2.1.6 Nguyên liệu thay thế 32

CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀNG SMILER 34

3.1 Kiểm tra nguyên liệu 35

3.1.1 Nguyên liệu 35

3.1.2 Yêu cầu nguyên liệu đưa vào sản xuất 35

3.2 Nghiền nguyên liệu 36

3.2.1 Mục đích 36

3.2.2 Cơ sở lý thuyết 36

3.2.3 Yêu cầu của nguyên liệu sau khi nghiền 38

3.2.3 Tiến hành nghiền 38

3.3 Nấu nguyên liệu 42

3.3.1 Hòa malt – hòa bột 43

3.3.1.1 Mục đích 43

3.3.1.2 Yêu cầu 43

3.3.1.3 Cơ sở lý thuyết 43

3.3.1.4 Thiết bị hòa trộn 44

3.3.2 Hồ hóa-dịch hóa nguyên liệu 46

3.3.2.1 Mục đích 46

3.3.2.2 Yêu cầu 46

3.3.2.3 Cơ sở lý thuyết 47

3.3.2.4 Thiết bị hồ hóa 47

3.3.3 Đường hóa-Đạm hóa 49

3.3.3.1 Mục đích 49

3.3.3.2 Yêu cầu 49

3.3.3.3 Cơ sở lý thuyết 50

3.3.3.4 Các biến đổi chính trong quá trình đường hóa 51

3.3.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình đường hóa 55

3.3.3.6 Thiết bị đường hóa 56 3.4 Lọc tách bã 59

3.4.1 Mục đích 59

3.4.2 Yêu cầu 59

3.4.3 Cơ sở lý thuyết 59

3.4.4 Thiết bị lọc 60

3.6.1 Mục đích 62

3.6.2 Yêu cầu 63

3.6.3 Cơ sở lý thuyết 63

3.6.4 Các biến đổi xảy ra trong quá trình houblon hóa 64

3.6.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình houblon hóa 66

3.6.6 Yêu cầu kỹ thuật của dịch đường sau houblon hóa 67

3.7 Lắng trong 69

3.7.1 Mục đích công nghệ và cơ sở lý thuyết 69

3.7.2.Thiết bị whirpool 69

3.8 Làm lạnh nhanh 70

3.8.1 Mục đích 70

3.8.2 Thiết bị làm lạnh nhanh 70

3.9 Quá trình Lên men 72

3.9.1.Mục đích của quá trình lên men 73

3.9.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men 73

3.9.3 Lên men chính 79

3.9.3.1 Mục đích của quá trình lên men chính 79

3.9.3.2 Yêu cầu kỹ thuật đối với quá trình lên men chính 79

3.9.3.3 Thực hiện quá trình lên men 80

3.9.4 Lên men phụ và tàn trử bia non 85

3.9.4.1 Mục đích 86

3.9.4.2 Yêu cầu kỹ thuật của quá trình lên men phụ 86

3.9.4.3 Cách thực hiện 87

3.9.5 Thiết bị lên men 89

3.10 LỌC BIA 90

3.10.1 Mục đích 90

3.10.2 Cơ sở lý thuyết 90

3.10.3 Thiết bị lọc tinh FILLTROX 92

3.11 Thu hồi và xử lý CO2 95

3.11.1 Mục đích 95

3.11.2 Cơ sở lý thuyết 95

3.12 Bão hòa CO2 98

3.12.1 Mục đích 98

3.12.2 Yêu cầu 99

3.12.3 Cơ sở lý thuyết 99

3.12.4 Quá trình bão hòa CO2 100

CHƯƠNG 4: HOÀN THIỆN SẢN PHẨM 101

4.1 Rửa chai 101

4.1.1 Mục đích của quá trình rửa chai 102

4.1.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình rửa chai 102

4.1.3 Nguyên tắc cấu tạo của máy rửa chai 103

4.2.Kiểm tra chai sau rửa 103

4.3 Chiết chai 104

4.3.1 Mục đích 104

4.3.2 Yêu cầu 104

4.3.4 Cơ sở lý thuyết 104

4.3.5 Các giai đoạn chiết bia 106

4.4 Đóng nắp 107

4.5 Thanh trùng 108

4.5.1 Mục đích 108

4.5.2 Yêu cầu 108

4.5.3 Máy thanh trùng (máy hấp) 109

4.6 Kiểm tra, dán nhãn 110

CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 111

5.1 Phương pháp kiểm tra sản phẩm 111

5.1.1 Xác định độ độ đường: 111

5.1.2 Xác định hàm lượng etanol (cồn) 111

5.1.3 Xác định hàm lượng CO2 112

5.1.4 Đo độ pH 113

5.1.5 Xác định độ màu 113

5.1.6 Xác định độ đắng 114

Nguyên tắc: 114

5.1.7 Xác định độ chua của bia 115

5.1.8 Xác định hàm lượng diacetyl 115

5.2 Các chỉ tiêu của bia thành phẩm: 117

KẾT LUẬN 132

TÀI LIỆU THAM KHẢO 133

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, các ngành côngnghiệp Việt Nam đang từng bước chuyển mình nhằm tìm ra hướng đi mới để tăng khảnăng hòa nhập với các nước trong khu vực và trên thế giới Không nằm ngoài xuhướng chung đó, ngành sản xuất bia cũng đang từng bước đổi mới công nghệ, thiết bị.Bên cạnh đó không ngừng gia tăng lực lượng cán bộ kỹ thuật giỏi, năng động sáng tạo

và đào tạo đội ngũ công nhân tay nghề cao Để sản phẩm sản xuất ra không chỉ đáp ứngnhu cầu tiêu thụ trong nước và có thể xuất khẩu ra nước ngoài

Ngày nay công nghệ lên men chiếm một vị trí rất quan trọng trong đời sống củacon người Nó góp phần thúc đẩy nền kinh tế đi lên cùng với sự phát triển của các nướctrong khu vực và vươn mình ra thế giới Trong đó ngành sản xuất bia đã cho ra đờinhững sản phẩm có chất lượng cao

Bia là loại thức uống có độ cồn thấp, giàu giá trị dinh dưỡng Được sản xuất từcác loại nguyên liệu chính như: malt đại mạch, hoa houblon, nấm men và nước…vớimột quy trình công nghệ sản xuất đặc biệt đã tạo nên một loại đồ uống được nhiềungười ưa thích với hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu tạo nên sự khác biệt so với cácloại đồ uống khác Do điều kiện khí hậu nước ta không thuận lợi cho việc trồng đạimạch và hoa houblon nên nguyên liệu chủ yếu phải nhập khẩu, bên cạnh đó để hạ giáthành sản phẩm người ta thường dùng nguyên liệu thay thế như: gạo, ngô, tiểu mạch…Chất lượng bia phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và kỹ thuật sản xuất

Với những đặc tính nổi trội bia đã trở thành loại nước giải khát không thể thiếutrong nhu cầu hằng ngày của con người, thị trường tiêu thụ của nó khá rộng trên khắpthế giới như: Mỹ, Đức, Đan Mạch, Anh…Trong đó có Việt Nam chúng ta bia đang dần

có mặt ở khắp nơi trong các bữa tiệc, nhà hàng, picnic…Ngành công nghiệp thực phẩm

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NGÀNH BIA

1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới

Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia được sử dụng nhưmột thứ nước giải khát thông dụng Hiện nay, trên thế giới có trên 25 nước sản xuất bia với sản lượng trên 100 tỷ lít/năm, trong đó, Mỹ, Đức mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm, Trung Quốc 7 tỷ lít/năm…

Thống kê bình quân mức tiêu thụ hiện nay ở một số nước công nghiệp tiên tiến trong năm

2004 như sau: Cộng Hòa Czech hơn 150 lít/người/năm, Đức 115 lít/người/năm, Úc khoảng

110 lít/người/năm…

Tổng lượng tiêu thụ trên thế giới năm 2003 khoảng 144,296 triệu kl, năm 2004 khoảng

150,392 triệu kl (tăng 4,2%) Lượng bia tiêu thụ tăng hầu khắp các vùng Địa Trung Hải, đẩy lượng tiêu thụ trên toàn thế giới tăng lên Nhưng lượng tăng đáng kêt nhất là Trung Quốc, Thái Lan, Philipin với tốc độ tăng đến 11,2%

Châu á là một trong những khu vực có lượng bia tiêu thụ đang tăng nhanh, các nhà nghiên cứu thị trườngbia của thế giới nhận địnhrằng Châu Á đang dần giữ

vị trí dẫn đầu

về tiêu thụ biatrên thế giới

Trong khi sản xuất bia ở Châu Âu có giảm, thì Châu Á, trước kia nhiều nước có mức tiêu thụ trên đầu người thấp, đến nay đã tăng bình quân 6,5% năm Thái Lan có mức tăng bình quân cao nhất 26,5% năm, tiếp đến là Philipin 22,2%/năm, Malaysia 21,7%/năm, Indonesia 17,7%/năm Đây là những nước có tốc độ tăng nhanh trong khu vực Các nước xung quanh ta như Singapore đạt 18 lít/người/năm, Philipin đạt 20 lít/người/năm… (theo số liệu của Viện rượu – bia – nước giải khát Việt Nam)

Công nghệ bia của Trung Quốc phát triển là nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy sự tăng trưởng của ngành công nghệ bia Châu Á Từ năm 1980 đến năm 1990 sản lượng bia tăng từ 69,8 triệu lít lên 1230 triệu lít, tức là tăng 17 lần Thời kỳ từ 1981 đến 1987, mức tăng trưởng trên 20% (theo số liệu của Viện rượu – bia – nước giải khát Việt Nam) Đến năm 2004, tổng lượng bia tiêu thụ ở Trung Quốc là 28.640 triệu lít, xếp thứ hạng đầu tiên trên Thế giới

Tổng lượng bia tiêu thụ của các nước khu vực Châu Á trong năm 2004 đạt 43.147 triệu lít, tăng 11,2% so với năm 2003

Do thị trường bia trên thế giới đang phát triển một cách năng động, các hang bia sử dụng các chiến lược kinh doanh khác nhau.

Tại Mỹ và Châu Âu, do thị trường bia đã ổn định, chiến lược kinh doanh bia là giành thị phần giảm chi phí sản xuất Ngược lại, tại Trung Quốc là nơi thị trường đang tăng trưởng (nhất là đối với các loại bia chất lượng cao) chiến lược là phát triển sản xuất, tăng sản lượng và nâng cao chất lượng

2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam

Bia được đưa và Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của nhà máy Bia Sài Gòn và Nhà máy Bia Hà Nội, như vậy ngành bia Việt Nam đã có lịch sử trên 100 năm

2.1 Tình hình sản xuất bia trong nước

Năm năm trở lại đây, do tác động của nhiều yếu tố như tốc độ tăng trưởng GDP, tốc độ tăng dân số, tốc độ đô thị hóa, tốc độ đầu tư…mà ngành công nghiệp bia đã phát triển với tốc độ tăng trưởng cao Chẳn hạn như năm 2003, sản lượng bia đạt từ 1290 triệu lít, tăng 20,7% so với năm 2002, đạt 79% so với công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầu người đạt 16 lít/năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng 3650 tỷ đồng

2.1.1 Số lượng cơ sở sản xuất

Số lượng cơ sở sản xuất giảm xuống so với những năm cuối thập niên 1990, đến năm 2003 chỉcòn 326 cơ sở sản xuất so với 469 cơ sở tính từ năm 1998 Điều này là do yêu cầu về chất lượng bia, về mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm ngày càng cao, đồng thời do sự xuất của nhiều doanh nghiệp bia lớn có thiết bị hiện đại, công nghệ tiên tiến… nên có sự cạnh tranh gaygắt, nhiều cơ sở sản xuất quy mô nhỏ, chất lượng thấp không đủ khả năng cạnh tranh đã phá sản hoặc chuyển sang sản xuất sản phẩm khác Trong các cơ sở sản xuất bia đó, có Sabeco chiếm năng suất trên 200 triệu lít/năm, Habeco năng suất trên 100 triệu lít/năm, 15 nhà máy bia có năng suất trên 15 triệu lít/năm và khoảng 165 cơ sở sản xuất có năng lực dưới 1 triệu lít/năm

Hai tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội và Sài Gòn là hai đơn vị đóng góp tích cực và giữ vai trò chủ đạo trong ngành bia Theo báo cáo của các tỉnh thành phố trực thuộc

TW và của hai tổng công ty, riêng năm 2003, doanh thu của ngành Bia – Rượu – Nước giải khát đạt 16.497 tỷ đồng, nộp ngân sách nhà nước 5000 tỷ đồng, tạo điều kiện việc làm và thu nhập ổn định cho trên 20.000 lao động Sản lượng bia tiêu thụ toàn quốc đạt 11290 triệu lít, đạt 78,8% công suất thiết kế, trong đó Habeco và Sabeco đạt 472,28 triệu lít (chiếm 36,61% toàn ngành bia) Hai tổng công ty đã phát huy hết năng suất, phải gia công tại một số đia phương nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng

Nếu xét theo địa phương, năng lực sản xuất bia chủ yếu tập trung vào các thành phố lớn như Thành phố Hồ Chí Minh chiếm 23,2% tổng năng lực sản xuất bia toàn quốc, thành phố Hà Nộichiếm 13,44%, thành phố Hải Phòng chiếm 7,47% Các nhà máy bia được phân bố trên 49 tỉnh thành của cả nước, trong đó có 24 tỉnh thành có sản lượng trên 20 triệu lít/năm Đến nay còn một số tỉnh thành chưa có nhà máy bia như: An Giang, Bạc Liêu, Bến Tre, Đồng Tháp…

2.1.2 Thương hiệu bia

Những thương hiệu bia sản xuất tại Việt Nam đang chiếm ưu thế, đứng vững trên thị trường và

có khả năng tiếp tục phát triển mạnh trong quá trình hội nhập, đó là: Sài Gòn ,Sài Gòn

triệu lít chiếm 55,24% thị phần tiêu thụ.Mảng thị trường bia cao cấp cũng đã xuất hiện một số loại bia nhập khẩu và các nhà hàng bia (tại Hà Nội ,cũng như Thành phố Hồ Chí Minh có trên

10 nhà hàng bia tươi) với sản lượng nhỏ nhưng đang ngày càng được ưa chuộng

2.1.3 Trình độ công nghệ và thiết bị

Các nhà máy bia có công suất trên 100 triệu lít/năm đều có hệ thống thiết bị hiện đại,tiên tiến,nhập khẩu từ các nước có nền công nghiệp sản xuất bia phát triển mạnh như: Đức, Đan Mạch… Các nhà máy bia có công suất trên 20 triệu lít/năm cho đến nay đã đầu tư chiều sâu, đổi mới thiết bị, tiếp thu trình độ tiên tiến vào sản xuất

2.1.4 Nguyên liệu cho ngành bia

Năm 2003, kim ngạch nhập khẩu nguyên liệu cho ngành sản xuất sản bia (chủ yếu nhất là malt

và hoa houblon) khoảng 76 triệu USD Tổng công ty Habeco đã thử nghiệm trồng thử đại mạch ở một số nơi nhưng chưa có kết quả do sự không phù hợp về thổ nhưỡng và về khí hậu Hiện tại đã có một nhà máy sản xuất malt đại mạch với công suất trên 50.000 tấn/năm và có khả năng mở rộng lên 100.000 tấn/năm (trích dẫn từ báo cáo tổng kết hoạt động nhiệm kỳ II từ3/2001 đến 3/2005 của Hiệp hội Rượu – Bia – Nước giải khát Việt Nam)

2.2 Định hướng phát triển nền công nghiệp bia Việt Nam đến năm 2020

Do mức sống ngày càng tăng, mức tiêu thụ ngày càng cao Không kể các nước Châu Âu, Châu

Mỹ có mức tiêu thụ bia theo đầu người rất cao do có thói quen uống bia từ lâu đời, các nước Châu Á tiêu dùng bình quân 17 lít/người/năm

Truyền thống văn hóa dân tộc và lối sống tác động đến mức tiêu thụ bia, rượu Ở các nước có cộng đồng dân tộc theo đạo hồi, không cho phép giáo dân uống rượu bia nên tiêu thụ bình quân đầu người ở mức thấp Việt Nam không bị ảnh hưởng của tôn giáo trong tiêu thụ bia nên thị trường còn phát triển

Theo một số nghiên cứu của người nước ngoài, bia hiện nay chiếm khoảng từ 50% đến 96% tổng mức tiêu thụ các loại đồ uống có cồn trên thị trường các nước Đông Nam Á

Năm 1995 dân số Việt Nam là 74 triệu người, năm 2000 có khoảng 81 triệu người và đến năm

2005 có thể là 89 triệu người Do vậy dự kiến mức tiêu thụ bình quân theo đầu người vào năm

2005 cũng chỉ đạt 13 lít/người/năm, sản lượng bia đạt khoảng 1300 triệu lít, bình quân tăng 18% năm Năm 2005 mức tiêu thụ bình quân 17 lít/năm, sản lượng 1,5 tỷ lít và năm 2020 đạt mức tiêu thụ 25 lít/người/năm

2.3 Tình hình sản xuất bia nồng độ cao trên thế giới và ở Việt Nam

a) Tình hình sản xuất trên thế giới

Công nghệ lên men bia nồng độ cao là quá trình sản xuất và lên men dịch đường có nồng độ cao hơn so với các phương pháp sản xuất bia truyền thống Bia nồng độ cao có thể được pha loãng sau khi lên men bằng nước vô trùng đã được khử oxy hoặc pha trộn với các loại nước quả để tạo ra nhiều loại bia khác nhằm đáp ứng thị hiếu ngày càng tăng của người tiêu thụ.Bảng 1: Sản phẩm bia được sản xuất bằng công nghệ lên men bia nồng độ cao ở một số nước trên thế giới

Cồn (%v/v) Nhiệt độ lên menMen(oC) Xuất xứ

9 Schaffbrau Feuerfest Edel

Bier

13 Courage Imperial Russian

15 Echigo Land braurei Abbey

Style Tripel

17 North Coast Old Rasputin

Russian Impercial Stout

Hầu hết các châu lục trên thế giới đều đã và đang áp dụng nghệ lên men bia nồng độ cao Ở Bắc Mỹ (Mỹ và Canada) đã nấu và lên men dịch đường 18 – 20oBx Ở Châu Úc (Úc và Newzealand) lên men bia nồng độ cao là phương pháp sản xuất phổ biến hiện nay Ở các châu lục khác lên men bia nồng độ cao cũng được áp dụng ngày càng rộng rãi như ở Trung Mỹ, Nam Mỹ và Châu Phi Không chỉ ở các nước có ngành công nghiệp bia phát triển lâu đời mới sản xuất bia nồng độ cao mà tại Châu Á cũng áp dụng công nghệ này để sản xuất bia như Chosun của Hàn Quốc và Hohlor của Trung Quốc Sản xuất bia nồng độ cao được áp dụng ngày càng nhiều trên thế giới, bởi bia nồng độ cao ưu điểm vượt hơn hẳn bia nồng độ thường:Tăng hiệu quả sử dụng thiết bị nấu, thiết bị lên men, tăng sản lượng của nhà máy từ 15 – 25%

mà không cần đầu tư them thiết bị bằng việc tăng nồng độ chất chiết Tiết kiệm được nguồn đầu tư cơ bản ban đầu

Giảm chi phí vận hành: do cùng một chi phí vận hành cho một đơn vị sản phẩm như điện, nước, hơi, nhân công nhưng sản xuất bia nồng độ cao lại thu được những sản phẩm cao hơn từ

25 – 30%

Với những nhà máy mới lắp đặt, đầu tư ban đầu thì tất cả các hệ thống như nồi hơi, thiết bị bơm, van đều có thể chọn lưu lượng, thể tích nhỏ hơn so với các nhà máy bia thông thường Các chi phí vận hành các thiết bị phụ trợ cũng thấp hơn

Sản xuất bia nồng độ cao có thể sử dụng nguyên liệu thay thế với tỷ lệ cao do vậy giảm lượng matl nhập ngoại, tiết kiệm được ngoại tệ Không những vậy, khi sản xuất theo phương pháp này sẽ có sự linh động trong việc lựa chọn nguyên liệu thay thế như các loại siro khác nhau tạo

ra bia có vị riêng Trong quá trình lên men bia nồng độ cao thì các loài đường có khả năng lên

men được sữ dụng vào quá trình tạo cồn nhiều hơn tạo sinh khối nắm men do đó làm lượng cồn thu được trên một đơn vị cồn tăng lên

Sản xuất bia nồng độ cao sẻ giảm lượng phế thải nên chi phí cho quá trình xử lý nước thải giảm, đều này rất có ý nghĩa trong việc bảo vệ môi trường

Khi lên men bia nồng độ cao sẽ nâng cao hương vị của bia thành phẩm do tăng hàm lượng ctylaxctat giảm lượng diaxetyl do môi trường trong dịch đường nồng độ cao, áp suất thẫm thấu lớn, tỷ lệ giống cao do đó hạn chế khả năng nhiễm khuẩn Vào cuối giai đoạn lên men chính thì lượng nấm men lơ lửng trong bia non nhiều nên thúc đẩy quá trình khử diaxetyl thành axeton nhanh do đó mà lượng diaxetyl trong bia thành phẩm thấp

b) Tại Việt Nam

Ở Việt Nam tuy sản lượng bia tăng nhanh nhưng công nghệ lên men bia nồng độ cao chưa được phát triển Phần lớn các nhà máy bia của Việt Nam chỉ lên men dịch đường có nồng độ 10_12oBx, với tỷ lệ gạo làm nguyên liệu thay thế là 30%, nên sản xuất ra bia có độ cồn 3_5%v/v Như vậy việc nghiên cứu sản xuất dịch đường cho lên men bia nồng độ cao không chỉ đáp ứng nhu cầu về bia ngày càng tăng mà còn nâng cao tỷ lệ nguyên liệu thay thế, hiệu quả sử dụng thiết bị, tạo ổn định cho bia thành phẫm, đem lại hiệu quả kinh tế và góp phần đa dạng hóa sản phẩm

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

2.1 Giới thiệu các nguyên liệu

2.1.1.Malt đại mạch

Malt là nhóm thực vật có hạt, lớp

1 lá mầm, thường được gọi là ngũ cốc đã

nảy mầm (đại mạch, tiểu mạch, thóc,

nếp, tẻ…) Hiện nay, trong sản xuất bia

người ta dùng chủ yếu là đại mạch nảy

mầm, do vậy danh từ Malt được gọi cho đại mạch nảy mầm

Đại mạch cung cấp tinh bột cho quá trình đường hóa, tạo đường cho sự lên menbia về sau này, đồng thời trong quá trình nảy mầm hạt đại mạch sẽ tích tụ rất nhiềuenzyme cũng như tăng hoạt tính của enzyme trong hạt như: protease, maltase,amylase… Vì vậy nguyên liệu cho sản xuất bia phải dùng hạt đại mạch nảy mầm

Trong sản xuất bia người ta không dùng Malt tươi mà dùng Malt đã sấy khô, vìbản thân Malt tươi có mùi vị tươi sống không thích hợp cho làm bia Hơn nữa Malt sấykhô dễ bảo quản với số lượng lớn

2.1.1.1 Phân loại đại mạch

Đại mạch được chia thành 2 loại : hai hàng và sáu hàng

Đại mạch sáu hàng có 3 hoa nhỏ có thể thụ tinh được ở mỗi đốt trên cuống Mỗihoa sau khi thụ phấn phát triển thành hạt hoặc bông đại mạch Hạt đại mạch sáu hàng

có kích cỡ không đồng nhất

Đại mạch hai hàng chỉ có một hạt phát triển ở mỗi đốt vì các hoa nhỏ mọc ở mỗiđốt không sinh sản Đại mạch hai hàng to, đầy đặn, vỏ trấu có nếp nhăn đều, mỏng, cáchạt rất đồng đều có hàm lượng chất hòa tan tương đối cao

2.1.1.2 Cấu tạo của hạt đại mạch

Hạt đại mạch bao gồm 3 bộ phận chính: Vỏ, nội nhũ, và phôi

Vỏ đại mạch bao gồm nhiều lớp khác nhau, được chia thành 3 phần chính: Vỏtrong cùng sát lớp Alơron là vỏ hạt Lớp vỏ kế bên ngoài là vỏ quả, vỏ này sát với vỏhạt Nó bao bọc vỏ hạt và bản thân nó được lớp vỏ trấu bên ngoài bao bọc và bảo vệ

Nội nhũ: Bao bọc bởi lớp Alơron có chứa tế bào giàu protein, lớp này là điểmkhởi đầu quan trọng nhất cho sự tạo thành enzyme trong quá trình sản xuất Malt Cáchợp chất khác như Lipit, polyphenol và các chất tạo màu nằm trong cấu trúc protein

` Phôi: Là phần sống của hạt thường chiếm 2,5 – 5 % trọng lượng của hạt Quátrình chế biến hạt đại mạch để trở thành hạt malt, được đặt nền tảng trên sự nảy mầmcủa hạt, tức là sự phát triển của phôi Trong giai đoạn này, quá trình sinh học chủ yếuxảy ra là do sự hoạt hóa và tích lũy hoạt lực của hệ enzyme trong hạt Phôi nằm phíadưới gần đế của hạt Tiếp giáp với phôi và nội nhũ là ngù Ngù là một màng bán thấmchỉ cho phép các chất hòa tan từ nội nhũ thấm qua phôi và nước từ phôi đi về nội nhũ

Malt là nguyên liệu thiết yếu không thể thiếu được trong công nghệ sản xuất bia.Malt là một bán thành phẩm nhưng giàu chất dinh dưỡng chứa 16 -18 % cácchất thấp phân tử dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn giản dextrin bậc thấp, các acidamin, các chất khoáng , các nhóm vitamin và đặc biệt có hệ enzyme đa dạng chủ yếu là

- amylaza ,  - amylaza và proteaza

Malt đại mạch là yếu tố quyết định hương vị, màu sắc, khả năng tạo bọt và độbền của bia

2.1.1.3 Thành phần hóa học trong malt

 Tinh bột

Trong công nghệ sản xuất Malt và bia, tinh bột cho hai chức năng:

Thứ nhất là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi

Thứ hai là nguồn cung cấp chất hòa tan cho dịch đường trước khi lên men

Trong môi trường nước nó bị thủy phân bởi enzyme amylaza thành đường đơngiản dextrin bậc thấp hòa tan trong nước Hàm lượng tinh bột càng cao thì nồng độ chấthòa tan trong dịch đường càng lớn, hiệu suất thu hồi bia cũng được nâng cao hơn.

 Protein

Là chỉ số quan trọng thứ hai sau tinh bột để đánh giá xem lô hạt đó có đủ tiêuchuẩn hay không Nếu hàm lượng cao quá thì bia sẽ bị đục, khó bảo quản Nếu thấpquá thì quá trình lên men sẽ không triệt để, bia kém bọt, vị kém đậm đà và kéo theonhiều chỉ số non yếu khác Hàm lượng protein tốt nhất cho mục đích sản xuất bia là 8 –

10 %

 Polyphenol và chất đắng

Polyphenol trong hạt đại mạch chủ yếu tập trung ở lớp vỏ Phần lớn những hợpchất hòa tan được và tồn tại trong bia đều là những dẫn xuất của catechin thuộc nhómflavonoid Những hợp chất thuộc nhóm này dễ dàng kết hợp với protein cao phân tửtạo thành phức chất dễ kết lắng, làm tăng độ bền keo của sản phẩm Mặt khác sự hòatan của Polyphenol vào dịch đường lại là nhân tố làm xấu đi hương và vị của bia

 Enzyme

Enzyme là những hợp chất hữu cơ, có hoạt tính sinh học rất cao, có cấu tạo phân

tử rất phức tạp và giữ một vai trò đặc biệt quan trọng trong công nghệ sản xuất bia

Ở giai đoạn hình thành hạt, hoạt lực của nhóm enzyme rất cao Đến giai đoạnhạt chín, hoạt lực của chúng giảm một cách đáng kể Đến lúc sấy đạt ẩm 13% thì hầuhết enzyme trong hạt ở trạng thái liên kết Ở giai đoạn ngâm, hạt hút nước bổ sung đến43-44% thì hệ enzyme được giải phóng ra khỏi hệ liên kết, chuyển thành dạng tự do.Đến giai đoạn ươm mầm thì hoạt lực của enzyme đạt đến mức tối đa, nhờ đó mà đếnlúc đường hóa chúng có khả năng thủy phân gần như hoàn toàn các hợp chất cao phân

tử trong nội nhũ của hạt, các sản phẩm thủy phân được hòa tan và trở thành chất chiếttrong dịch đường

Trong hạt malt chứa một lượng enzyme rất phong phú, chúng được sắp xếp vàocác nhóm khác nhau Theo khóa phân loại trong hóa sinh học, chúng được phân loạitheo 2 nhóm chính: Hydrolaza và decmolaza.

2.1.1.4 Yêu cầu của malt

Quy trình sản xuất malt từ đại mạch

Mầm

Mục đích: Loại bỏ một số tạp chất, vi sinh vật và tăng độ ẩm của hạt lên đến 45%.

43-Các biến đổi chính:

 Sự hút nước trương nở của tinh bột

 Sự hòa tan các chất (từ malt vào nước và từ nước vào malt)

 Hoạt hóa hệ enzyme của hạt

 Nhiệt độ và thời gian: Tùy thuộc phương pháp thực hiện

 Ươm mầm

Mục đích:

 Hoạt hóa và sinh tổng hợp hệ enzyme cho malt

 Thủy phân một số cơ chất như tinh bột, protein

 Sinh tổng hợp cơ quan mới cho hạt ( rễ, mầm )

Các biến đổi chính:

 Vật lý: Sự tỏa nhiệt, sự thay đổi về hình dạng, kích thướt, tỷ trọng

 Hóa sinh: Thủy phân một phần tinh bột, protein, tổng hợp nhiều polymersinh học mới cho mầm

 Sinh học: Hoạt hóa và sinh tổng hợp enzyme, sự hô hấp, sự sinh trưởngcủa mầm

 Thời gian: Từ 5-7 ngày

 Một số chỉ tiêu chất lượng của malt vàng

2.1.2 Hoa houblon

Hoa bia (tên khoa học Humulus, tiếng PhápHoublon, tiếng Anh Hops) thường được sử dụng để tạo

vị đắng cho bia kể từ thế kỷ 17 Trong sản xuất bia chỉ

sử dụng hoa cái chưa thụ phấn

Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản, đứng vị tríthứ hai (sau đại mạch) trong công nghệ sản xuất bia.Hoa houblon là loại thực vật lưu niên thuộc họ dây leo,cao trung bình từ 6 -8 m Ba năm mới thu hoạch, vòng đời 15 năm Cây Houblon pháttriển tốt ở vùng Trung âu và Bắc Mỹ, Cây này có hoa đực và hoa cái riêng biệt Trongcông nghệ sản xuất bia ta chỉ sử dụng hoa cái vì chúng chiết ra nhựa đắng và các loạitinh dầu chủ yếu tạo ra chất thơm cho bia Hoa houblon sau khi thu hoạch phải đượcsấy khô và bảo quản Nhiệt độ sấy hoa cao nhất là 600C cho tới khi hàm lượng ẩm chỉcòn 8 – 12 %

2.1.2.1.Thành phần hóa học và tính chất các cấu tử của hoa houblon

Thành phần của hoa houblon vô cùng quan trọng đối với chất lượng bia phụthuộc vào giống, điều kiện khí hậu, đất đai gieo trồng và kỹ thuật canh tác nên cácthành phần hóa học của hoa có sự khác nhau (theo tính chất % chất khô)

 Nước

Hoa houblon tươi mới hái chứa khoảng 75% nước Sau khi sấy nhanh ở nhiệt độ

500C, lượng nước còn khoảng 10 – 11% Hoa houblon sấy quá khô sẽ dễ bị rụng cánh

và bị mất một phần hạt lupulin

 Các hợp chất đắng

Trong hoa houblon các chất nhựa đắng có giá trị nhất và nằm trong các hạtlupulin, trong thực tế chưa ai tìm được các chất này trong các loại hoa khác

 Tinh dầu thơm

Là những chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu, có mùi rấtmạnh, dễ hòa tan trong rượu etylic nồng độ cao Các tinh dầu hoa houblon được tạothành trong đài lupulin và cho houblon hương thơm đặc trưng Tinh dầu hoa houblonkhông phải là đơn nhất mà có hơn 200 hợp chất chứa tinh dầu houblon

 Polyphenol

Có các tinh chất quan trọng trong sản xuất bia:

 Vị gắt

 Kết hợp kết tủa các protein phức hợp

 Bị oxy hóa thành các hợp chất màu nâu đỏ

 Chúng kết hợp với các muối sắt thành các hợp chất đen

 Làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm

 Chất béo và sáp

Các loại hoa houblon hạt chứa lượng chất béo và chất sáp nhiều hơn cáchoublon không ở dạng hạt Các chất sáp đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp sản

xuất bia Hàm lượng của nó biến động trong khoảng 0,5 – 5% và nó chính là este củaacid béo mạch dài và các rượu bậc cao.

 Các nguyên tố khoáng

Thành phần các nguyên tố khoáng rất phong phú Các gốc nitrat đóng một vaitrò quan trọng trong khả năng hình thành các hợp chất nitro hóa không bay hơi trongquá trình sản xuất bia Hoa houblon và nước chính là nguồn cung cấp nitrat cho dịchđường

2.1.2.2 Chế phẩm hoa houblon

Ngoài hoa houblon nguyên cánh trong công nghệ sản xuất bia còn sử dụng cácchế phẩm của houblon như:

Các chế phẩm được chế biến bằng phương pháp nghiền:

Bột humulon: Cánh hoa và lupulin được nghiền thành bột, không cô đặc, hàmlượng  -acid đắng lên đến 15%

Lupulin: Hạt lupulin nghiền, cô cơ học, hàm lượng  -acid đắng lên trên 15%Humulon chiết ly: Là sản phẩm được chiết ly bằng các dung môi hữu cơ (caohoa )

Humulon đồng phân: Là sản phẩm mà trong đó  -acid đắng đã được đồngphân hóa

Ở nhà máy bia Vinaken do đặc trưng của qui trình công nghệ nên chủ yếu sửdụng houblon dạng viên và dạng cao

Houblon cao: Sử dụng ở công đoạn nồi đun sôi khi dịch nha bắt đầu sôi (ở

980C)

Hàm lượng  -acid đắng: 30%

Houblon viên: Sử dụng ở công đoạn nồi đun sôi houblon, trước khi kết thúc quátrình đun sôi khoảng 15 phút, cho từ từ hoa viên vào.

Hàm lượng  -acid đắng: 8% w/w

Hàm lượng  -acid: 5,0-7,0% w/w

2.1.3 Nước trong sản xuất bia

Do thành phần chính của bia là nước (chiếm

từ 80 - 90%) nên nguồn nước và các đặc trưng của

nó có một 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 Mặc dù ảnh hưởng của

nó cũng như là tác động tương hỗ của các loại khoáng chất hòa tan trong nước được sửdụng trong sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước cứng làphù hợp hơn cho sản xuất các loại bia sẫm màu như bia đen, trong khi nước mềm làphù hợp hơn cho sản xuất các loại bia sáng màu, chẳng hạn như bia pilsener của Cộnghòa Séc

Nước được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất bia, trong tất cả các khâu.Nước chiếm trong thành phần bia 80 – 90%, góp phần hình thành nên hương vị củabia, bởi vậy nước dùng trong sản xuất bia phải có chất lượng tốt, đáp ứng được các chỉtiêu quan trọng

Chất lượng nước được quyết định bởi các chỉ tiêu: Độ pH, hàm lượng chất rắn

và các chỉ tiêu sinh học

Độ cứng của nước được quyết định bởi Ca++, Mg++ có trong nước Trong quátrình xử lý nước phải loại bỏ ion này ra khỏi nước Nước đúng tiêu chuẩn cho sản xuấtbia là nước mềm, rất mềm càng tốt

2.1.3.1.Thành phần hóa học của nước

2.1.3.2 Yêu cầu chung của nước trong sản xuất bia

 Nước phải trong, không mùi vị lạ

 Độ cứng từ mềm đến trung bình thông thường khoảng ≤ 3ppm

2.1.4 Nấm men

Nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào, chúng phân bố rộng rãi trong thiên nhiên,đặc biệt chúng có nhiều ở vùng đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả Nhiều loài nấmmen có khả năng lên men rượu Từ lâu người ta đã biết sử dụng nấm men để lên menrượu, bia Nấm men sinh sôi nhanh, tế bào lại chứa nhiều vitamin, acid amin khôngthay thế, hàm lượng protein chiếm tới 50% trọng lượng khô của tế bào, nên nhiều loạinấm men còn dùng để sản xuất protein

Nấm men dùng trong sản xuất bia thường là các chủng thuộc giống

Saccharomyces, chúng có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong môi trường

nước mạch nha như các loại đường hòa tan, các hợp chất nitơ (acid amin, petid),vitamin và các nguyên tố vi lượng qua màng tế bào Sau đó, hàng loạt các phản ứngsinh hóa mà đặc trưng là quá trình trao đổi chất để chuyển hóa các chất này thànhnhững dạng cần thiết cho quá trình phát triển và lên men của nấm men được tiến hành

Nấm men chìm: Hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng lẻ hoặccặp đôi, hình dạng chủ yếu là hình cầu

Nấm men nổi: Tế bào nấm men mẹ và con sau nảy chồi thường dính lai vớinhau tạo thành những chuỗi các tế bào nấm men có hình dạng chủ yếu hình cầu hoặcovan với kích thướt 7-10 m

 Yêu cầu chất lượng của nấm men:

ZnCl2: Cho vào sau khi kết thúc quá trình đun sôi dịch nha làm cho nấm menkhỏe và phát triển mạnh trong quá trình lên men chính, lên men phụ, tăng sinh khối lênmen.

Collupulin: Chống oxy hóa protein.

Chất trợ lọc :Diatomit, peclit, radiolite 700

2.1.6 Nguyên liệu thay thế

Người ta sử dụng nguyên liệu thay thế là tinh bột với nhiều mục đích: Để hạ giáthành bia, tăng cường độ bền keo, những chất chứa nitơ và polyphenol trong phần lớncác nguyên liệu tinh bột thường không nhiều nhưng làm tăng tính bền keo Sản xuấtcác loại bia nhẹ hơn, sáng màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằng malt Khoảng 90%lượng bia sản xuất trên thế giới được làm từ malt và nguyên liệu thay thế là tinh bột.Thường là: Tiểu mạch, gạo, ngô, khoai, sắn…

2,5- Gạo và thóc tẻ

Về khả năng thay thế đại mạch trong sản xuất bia thì gạo được dùng nhiều nhất.Trong thành phần chất khô của gạo thì tinh bột chiếm đến 75%, protein 8%, chấtbéo 1-1,5%, xenlluloza 0,5-0,8%, chất khoáng 1-1,2%

Ngoài ra có thể sử dụng thóc sau khi ươm mầm để sản xuất bia

 Ngô

Phôi ngô chiếm 10-11% khối lượng hạt Trong thành phần của phôi có 33-35%chất béo, 20% protein, 7,5% đường và tro, 4% celluloza và 5% tinh bột

Protein của ngô thuộc nhóm prolamin và glutelin, trong quá trình đường hóachúng rất khó hòa tan, vì vậy hiệu suất thủy phân rất thấp, phần lớn bị thải ra ngoàitheo bã malt

CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀNG 3.1 Quy trình

Xử lý nấm men

Cặn

Dán nhãn Lọc bia

3.2 Thuyết minh quy trình

3.2.1 Kiểm tra nguyên liệu

 Thời gian đường hóa < 15 phút

 Độ hòa tan 79 – 83% chất khô

trương nở hạt tinh bột thúc đẩy quá trình hồ hóa, đường hóa và quá trình thủy phânkhác diễn ra nhanh và triệt để hơn.

3.2.2.2 Yêu cầu của nguyên liệu sau khi nghiền

 Đối với malt

30- Đối với gạo

Gạo sau khi nghiền hạt càng nhỏ mịn càng tốt

Các thành phần thu được đạt tỷ lệ: Bột khô 20-30%, bột mịn 70-80%

3.2.2.3 Tiến hành nghiền

Quá trình nghiền được thực hiện bằng phương pháp nghiền khô trong thiết bịnghiền búa đối với gạo và nghiền malt bằng máy nghiền hai đôi trục

 Máy nghiền hai đôi trục

Máy nghiền hai đôi trục

 Cấu tạo

Thiết bị gồm có hai cặp trục rulô và một sàng Trục nghiền có đường kính 300mm, tốc độ quay của mỗi trục là 250-300 vòng/phút Khe hở giữa hai trục 0 -2.5mm, mức độ nghiền được xác định bằng cách điều chỉnh kích thước của khe hở này

200- Nguyên lý hoạt động

Malt từ trục cấp liệu xuống đôi trục nghiền thứ nhất (3) tại đây bột được nghiềnthành dạng tấm thô Thành phần hỗn hợp thu được sau khi nghiền lần một gồm: Vỏ30%, tấm thô 50%, bột mịn 20% Hỗn hợp bột nghiền này được phân loại bằng sàngrung (4) Phần bột mịn lọt qua lỗ sàng (4) đi ra ngoài theo (6) Những hạt to và vỏkhông lọt qua lỗ sàng tiếp tục được nghiền ở đôi trục thứ hai (5) Sau khi nghiền lần haithành phần bột nghiền như sau: Vỏ 20%, tấm thô 50%, bột mịn 30%

Chú thích

Trục nhập liệu Malt vào Đôi trục nghiền thô Sàng rung

Đôi trục nghiền mịn Cửa tháo liệu Thân máy

Hình : Cấu tạo máy nghiền 2 trục đôi

Các nhà máy bia thường sử dụng thiết bị là máy nghiền búa để tiến hành nghiềngạo, vì ở đây gạo được nghiền càng mịn càng tốt.

Roto Sàng Không khí vào Hạt vào bộ phận nghiền Búa

Bột nghiền ra Sàng chống rung

Hình : Cấu tạo máy nghiền búa

Thiết bị gồm có đế máy vững chắc, bên trong có trục rôto, búa nghiền và lướisàng Trục rôto được thiết kế chịu được va chạm mạnh và được nâng vững chắc trênmáy, có thể quay với tốc độ 1500 vòng/phút Các búa và sàng có thể thay thế được khimòn Ngay cửa nguyên liệu vào có lắp nam châm để loại bỏ các tạp vật kim loại khiđưa nguyên liệu vào nghiền.

3.2.3 Nấu dịch nha

Malt lót lần 2

Malt lót lần 1

Nghiền, xay

Hòa malt

Nghiền, xay

Thủy phân 72 0 C/20p Đạm hóa 52 0 C/10p

Dùng trong chăn nuôi Nước rửa bã

Rửa bã

Sơ đồ quy trình nấu dịch nha

3.2.3.1 Hòa malt – hòa bột

Nghiền khô nguyên liệu sau đó hòa trộn với nước và khuấy đều (bằng thiết bịphối trộn có cánh khuấy)

3.2.3.1.1 Mục đích

Đây là quá trình hòa trộn một cách chính xác bột (malt nghiền và nguyên liệuthay thế) với nước nấu theo một tỷ lệ nhất định Mục đích chính của quá trình này làhòa tan hết chất đường minerals cũng như một số protein quan trọng phục vụ cho quátrình lên men ra khỏi những thành phần không tan như vỏ trấu, chất sơ

5 4

 Cấu tạo

Là một thiết bị chế tạo bằng inox có dạng hình trụ, đáy côn Thân nồi được bảo

ôn bằng các dụng cụ cách nhiệt Cánh khuấy động cơ và hộp giảm tốc được lắp đặtphía dưới thiết bị Xung quanh thiết bị lắp đặt hệ thống đường ống dẫn nước nóng,nước lạnh và các công cụ đo lường Trên nồi có phễu nạp liệu

 Nguyên lý hoạt động

Trước khi đưa bột vào các nồi để hòa trộn tiến hành bật công tắc tổng rồi bậtcánh khuấy và tiếp đó là bơm nước Bột nghiền chảy từ trên xuống gặp nước có nhiệt

độ theo đúng yêu cầu phun từ dưới lên, như thế tránh được sự vón cục

Đối với nồi malt: Bột malt và nước được phối trộn theo tỷ lệ thích hợp, được

khuấy đều trong nồi phối trộn Tiếp theo, cho vào một lượng CaCl2 vào nhằm tạo pHđệm xúc tiến quá trình lắng lọc đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men

về sau Sau khi khối dịch đã được trộn đều bằng cánh khuấy tiến hành bơm dịch quanồi đường hóa

Đối với nồi gạo: Trong nồi gạo ngoài nước ra tiếp tục bổ sung vào ½ malt lót

vào để làm loãng dịch tránh hiện tượng cháy nồi Bột gạo sau khi được phối trộn xongtiến hành bơm qua nồi hồ hóa

Hình : Giản đồ thủy phân

3.2.3.2 Hồ hóa-dịch hóa nguyên liệu

3.2.3.2.1 Mục đích

Nguyên liệu thay thế là gạo qua giai đoạn hồ hóa và dịch hóa để chuyển tinh bột

từ dạng không hòa tan về dạng hòa tan nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme hoạtđộng phân cắt các hợp chất cao phân tử thành các hợp chất thấp phân tử

3.3.2.2 Yêu cầu

Sau khi hồ hóa hạt gạo phải được hồ hóa triệt để

Sau khi dịch hóa độ nhớt của khối dịch phải nhỏ

72 o C ± 2

Nồi gạo Nồi malt

Thời gian 100

50 100

50

Sau khi vệ sinh thiết bị xong bật cánh khuấy, sau đó bật bơm tiến hành bơm gạo

từ nồi phối trộn sang nồi hồ hóa Mở van xả nước ngưng ở đáy nồi và mở van cấpnhiệt Nâng nhiệt độ của nồi cháo lên 720C trong thời gian 5 phút, giữ nhiệt độ nàytrong thời gian 20 phút Ở nhiệt độ này tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme α-amylazahoạt động phân cắt sơ bộ tinh bột thành các dextrin có mạch ngắn hơn, nó tác động lênmạch amylase và amylopectin bẽ gãy các mối liên kết   1 , 4  glucozide tạo ra các sảnphẩm chủ yếu là dextrin và một số glucoza và maltoza

Chú thích

1– Nơi tiếp nguyên liệu malt hoặc gạo

2 – Quả cầu CIP

3 – Cánh khuấy (quay thuận và quay ngược đều được)

4 – Đường cấp malt lót

5 – Đường cấp hơi và đường xả nước ngưng

6 – Đường cấp nước nóng hoặc nước 260C

Tiếp tục nâng nhiệt độ của khối dịch lên 850C trong 20 phút và giữ nhiệt độ nàytrong 15 phút nhằm tăng khả năng phá hủy tinh bột Đây là nhiệt độ hồ hóa, các hạttinh bột có sức căng bề mặt cực đại và các liên kết glucoside dễ dàng bị phá vỡ lúc nàynồi gạo đạt độ nhớt lớn nhất Và lúc này enzyme   amylazacũng đã bị vô hoạt.

Sau đó hạ nhiệt độ của nồi cháo xuống 720C trong 5 phút bằng cách bổ sungnước vào Bổ sung ½ lượng malt lót còn lại và giữ nhiệt độ này trong thời gian 20 phút.Tại nhiệt độ này   amylaza hoạt động và tiếp tục quá trình thuỷ phân tinh bột sâusắc, tạo ra các sản phẩm phần lớn là dextrin có phân tử lượng khoảng 7- 12 gốcglucoza Và một ít maltoza và glucoza

Tiếp đó nâng nhiệt độ lên 1000C trong 25 phút và giữ nhiệt độ này trong thờigian 15 phút Ở điều kiện này các enzyme hoàn toàn bị ức chế hoàn toàn, cấu trúc tinhbột bị phá vỡ, các amylopectin trong tinh bột tan vào dung dịch triệt để hơn vì nhiệt độhòa tan tốt nhất của chúng trong nước là 950C

3.2.3.3 Đạm hóa - Đường hóa

3.2.3.3.1 Mục đích

Chuyển được càng nhiều các hợp chất không tan sang dạng hòa tan càng tốt tức

là tạo được càng nhiều chất chiết và chất lượng dịch đường càng cao càng tốt Phần lớnchất chiết được tạo ra nhờ các phản ứng enzyme, các enzyme hoạt động mạnh tại cácnhiệt độ thích hợp Bởi vậy quá trình đường hóa được thực hiện tại những điểm nhiệt

độ phù hợp cho hoạt động của các enzyme

3.2.3.3.2 Yêu cầu

Nhiệt độ của dịch nấu thích hợp cho   amylaza hoạt động : 72-750C ( vô hoạt

ở 800C)

pH thích hợp cho   amylaza hoạt động : 5,6-5,8

Nhiệt độ của dịch nấu thích hợp cho   amylaza hoạt động 60-650C (vô hoạt ở

700C)