Báo cáo thực tập về nha máy bia vinaken.doc

Báo cáo thực tập về nha máy bia vinaken

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tp Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 08 năm 2010

Nhóm thực hiện

i

LỜI MỞ ĐẦU

Được sự đồng ý của Ban Chủ Nhiệm khoa Công Nghệ Thực Phẩm trường Đại HọcNông Lâm TP.HCM, chúng em được tham gia một khóa thực tập giáo trình tại nhà máy bia VINAKEN (xã Bà Điểm, huyện Hóc Môn, thành phố Hồ Chí Minh) từ ngày

05/07/2010 đến ngày 18/07/2010 Trong thời gian thực tập tại nhà máy chúng em đã tiến hành tìm hiểu:

- Tổng quan về nhà máy bia VINAKEN

- Nguyên liệu và quy trình sản xuất bia:

+ Nguyên liệu dùng trong sản xuất bia

+ Quy trình sản xuất bia

- Máy thiết bị trong quá trình sản xuất bia

Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên bài báo cáo của chúng em còn nhiều thiếu sót, kính mong được sự đánh giá, góp ý của quý thầy cô

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

LỜI MỞ ĐẦU ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG vi

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA VINAKEN 1

1 Vị trí của nhà máy 1

2 Lịch sử hình thành và phát triển 4

3 Cơ cấu tổ chức 4

4 Thị trường và chủng loại bia 5

5 An toàn lao động và phòng cháy chữa cháy 7

Chương 2 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT 9

I Nguyên liệu dùng trong sản xuất bia 9

1 Nước 9

3 Malt 11

3 Hoa houblon 15

4 Nấm men bia 19

5 Thế liệu 21

6 Các Enzyme 21

7 Các chất phụ gia 22

II Quy trình sản xuất bia: 23

1 Quy trình công nghệ 23

2 Thuyết minh quy trình 25

2.1 Nghiền malt, nghiền gạo 25

2.2 Nấu malt, nấu gạo 25

2.3 Lọc bã thu dịch đường và rửa bã 29

2.4 Đun sôi dịch đường với hoa houblon 30

iii

2.5 Lắng trong và làm lạnh nhanh 31

2.6 Lên men bia 31

2.6.1 Nhân giống nấm men 31

2.6.2 Lên men chính 32

2.6.3 Lên men phụ 33

2.7 Lọc trong bia 34

2.8 Bão hòa CO2 34

2.9 Hoàn thiện sản phẩm 35

2.9.1 Chiết chai 35

2.9.2 Thanh trùng và dán nhãn 35

Chương 3 MÁY THIẾT BỊ TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BIA 36

1 Thiết bị nghiền malt 36

2 Thiết bị nghiền gạo 37

3 Nồi nấu 39

4 Thùng lọc 41

5 Thiết bị đun sôi dịch đường với hoa houblon 42

6 Thùng Lắng WHIRL POOL 43

7 Máy lọc bia 44

8 Làm lạnh nhanh 44

9 Hệ thống đóng chai trong nhà máy 45

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46

1 Kết luận 46

2 Kiến nghị 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 3: Thành phần chính của malt đại mạch khô tính theo % chất khô 13

Bảng 6 : Thành phần hóa học của hoa houblon cái chưa thụ phấn 16

v

Hình 1 Một số nhãn hiệu nhà máy bia VINAKEN

2

n liệu

và các bock chứa bia hơi

vật tư

Hệ thống

xử lý nước thải của

Thiết bị thu

hồi và nạp

CO2

CổngMáy lọc

trong bia cannoKhu vực lên men gồm nhiều tank

lên men

Khu vệ

sinh chai

Thanh trùng bia

Khu chiết bia chai, đóng nắp

Khu dán nhãn, đóng thùng

Xưởng chiết bia chai petC

Thiết bị làm lạnh nhanhKhu vực

để hóa

chất

CổngPhòng KCSXưởng nấu bia

Xưởng xay nghiềnKhu vực tàng trữ và chiết bia hơi

Khu vực văn phòng

Khu để các ket bia

không

2 Lịch sử hình thành và phát triển

Nhà máy được thành lập vào ngày 29 tháng 11 năm 2005, với toàn bộ công nghệ, dâychuyền và thiết bị sản xuất bia hiện đại được nhập từ Đức do kĩ sư người Đức đảm nhận vàgiám sát Thị trường tiêu thụ chính của nhà máy bia Vinaken là thành phố Hồ Chí Minh vàcác tỉnh lân cận, đến nay nhà máy Vinaken đã phát triển và mở rộng chiếm lĩnh thị trườngđến cả khu vực miền Trung, từ Huế trở vào đã có 30 nhà hàng và hơn 1000 đại lí Các sảnphẩm bia của nhà máy Vinaken ngày càng được sự tín nhiệm của nhiều khách hàng, khôngchỉ ở thành phố Hồ Chí Minh mà còn từ các tỉnh từ Huế đến Cà Mau

3 Cơ cấu tổ chức

4

Xuất bia Nhập NL

Phòng tài chính

Ban giám đốc

Hình 3 Sơ đồ cơ cấu tổ chức nhà máy

4 Thị trường và chủng loại bia

a Thị trường bia

Bia BIG MAN BEER và VINAKEN BEER là sản phẩm bia tươi nổi tiếng đã đi

vào cuộc sống và chiếm lĩnh thị trường cho những người sành bia tại thành phố Hồ ChíMinh Loại bia này sản xuất từ nguyên liệu nhập khẩu từ Đức và được hướng dẫn sảnxuất- kỹ thuật, chuyển giao công nghệ bởi chuyên gia cao cấp của Đức và luôn đượcchuyên gia điều hành từ xa cho quá trình phát triển để ổn định chất lượng sản phẩm lâudài

Sau một thời gian hoạt động, BIG MAN BEER đã phát triển và mở rộng chiếm lĩnh

thị trường đến cả khu vực miền Trung

Một số hoạt động kinh doanh chính của nhà máy bia :

b Sản phẩm :

Bia hơi, bia chai PET Vinaken, bia chai Smiler, bia chai Bigken, bia vàng, bia đen,

bia lon Bigken

Bảng 1 : Một số sản phẩm của nhà máy bia

(Nguồn từ Công ty)

Bia hơi đóng chai Bia vàng đóng lon 5 lít Bia chai Bigken đóng chai

6

Bia hơi Thùng đựng bia 30 lít, 50 lít các loại

Hình 5 Sản phẩm của nhà máy bia

5 An toàn lao động và phòng cháy chữa cháy

a An toàn lao động

Các công nhân vận hành máy được hướng dẫn các thao tác và vận hành thiết bị cónhiều kinh nghiệm và khả năng thích ứng cao trong mọi trường hợp, làm việc tuân thủtheo quy tắc nghiêm ngặt Mọi thông tin được ban quản lý điều hành theo đúng quy địnhdựa trên một quá trình nghiên cứu sâu sắc và được ghi chép lại một cách cẩn thận đểthuận tiện cho việc kiểm tra và khắc phục

Ở mỗi máy đều niêm yết cách vận hành, mọi sự cố đều được các chuyên gia xử lýkịp thời, nhanh chóng đảm bảo tiến độ sản xuất và an toàn Các máy móc được kiểm tra

b Phòng cháy chữa cháy

Các công nhân được huấn luyện về công tác phòng cháy chữa cháy, luôn chú trọngnâng cao ý thức của người công nhân về vấn đề này

Hệ thống điện được bố trí hợp lý, an toàn bằng hệ thống cầu dao dùng rơle tự động,giảm thiểu tới mức tối đa việc sử dụng lửa trong nhà máy, các khu vực sản xuất khôngdùng lửa Bên cạnh đó còn bố trí các bình chữa cháy ở các bộ phận sản xuất

Chương 2

NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT

I Nguyên liệu dùng trong sản xuất bia

1 Nước

Nước là nguồn nguyên liệu chính không thể thay thế trong công nghệ sản xuất bia(nước chiếm 80 - 90% trọng lượng bia thành phẩm), nước có mặt trong suốt quá trình sảnxuất bia Thành phần hóa học và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến quá trìnhsản xuất bia và đặc biệt ảnh hưởng rất lớn đến đặc điểm, tính chất, chất lượng của bia

thành phẩm Lượng nước sử dụng trong sản xuất bia rất đáng kể ngoài việc dùng cho nấu,

còn dùng cho các công đoạn khác như làm nguội dịch đường, làm mát máy lạnh cung cấpcho nồi hơi, vệ sinh thiết bị, rửa chai, nhà xưởng…(Nguyễn Thông Minh Tuấn, 2002).Chất lượng của nước được quyết định bởi các chỉ tiêu: độ cứng, pH, hàm lượng chấtrắn và các chỉ tiêu sinh học Trong các chỉ tiêu này, chỉ tiêu về độ cứng được quan tâmnhiều nhất vì nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng bia thành phẩm Độ cứng của nước đượcquyết định bởi hàm lượng Ca++ và Mg++, xử lý độ cứng của nước trong sản xuất bia là phảiloại các ion đó ra khỏi nước Nước được dùng trong sản xuất bia phải là nước mềm có ítion Ca++ và Mg++, pH cũng có ý nghĩa quan trọng đối với nước dùng để sản xuất bia,nước phải có tính kiềm yếu ít ion Na+, K+, thông thường pH tốt nhất từ 5,8 – 6 (LâmThanh Hiền, 2006)

Nước được sử dụng rất nhiều trong công nghệ sản xuất bia: nước dùng ngâm đạimạch để sản xuất malt, nước dùng nấu bia, nước dùng để rửa nấm men, vệ sinh thiết bị,nhà xưởng Yêu cầu quan trọng nhất đối với các loại nước này là phải sạch, không đượcchứa nhiều tạp chất hữu cơ và đặc biệt không chứa vi sinh vật, NH3 và các muối nitrit(Nguyễn Thị Hiền, 2003)

Bảng 2: Yêu cầu chất lượng nước dùng trong sản xuất bia

(Nguồn: theo Nguyễn Thị Hiền, 2003)

3 Malt

Malt là thuật ngữ dùng để chỉ sản phẩm được chế biến từ các loại hạt ngũ cốc (đại mạch, tiểu mạch, thóc, ngô…) đã nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và được sấy khô đến độ

ẩm nhất định với những điều kiện bắt buộc Trong đó malt đại mạch là nguyên liệu chính

để sản xuất bia (Hoàng Đình Hòa, 2002)

Tuy nhiên ở Việt Nam chưa trồng được đại mạch, do đó phải nhập malt từ nướcngoài (chủ yếu từ châu Âu) như Pháp, Đức, Bỉ, Úc, Đan Mạch,… Malt giữ vai trò quyếtđịnh đến chất lượng bia thành phẩm, là nguồn nguyên liệu chính cung cấp các chất hòatan cho dịch đường trước khi lên men

10

Đại mạch giống gieo trồng có tên Latinh là Hordeum sativum – jessen, thuộc nhóm thực vật có hạt (Spermophyta), phân nhóm bí tử (Angiospermae), lớp một lá mầm (monocotyledonae), họ lúa mì (Graminaceae) Đại mạch có giống 2 hàng hay nhiều hàng nhưng để sản xuất bia chỉ dùng giống đại mạch hai hàng Hordeum distichum (Hoàng

 Thành phần hóa học của malt

Malt là loại bán thành phẩm rất giàu chất dinh dưỡng, chứa khoảng 16 – 18% cácchất có phân tử lượng nhỏ dễ hòa tan, chủ yếu là các đường đơn đơn giản, dextrin bậcthấp, các acid amin, khoáng, các vitamin, đặc biệt là các hệ enzyme phong phú nhưprotease, amylase Các enzyme này sẽ là động lực chủ yếu để phân tách các hợp chất caophân tử, protein và glucid trong nội nhũ của hạt thành các sản phẩm có phân tử nhỏ hòatan bền vững vào nước tạo thành chất chiết của dung dịch đường

Bảng 3: Thành phần chính của malt đại mạch khô tính theo % chất khô

(Nguồn: theo Lâm Thanh Hiền, 2006)

 Vai trò của malt trong sản xuất bia:

Malt cung cấp toàn bộ lượng glucid (chủ yếu dưới dạng tinh bột) để chuyển hóathành đường, và từ đường chuyển hóa thành cồn và các chất khác Các loại enzyme trongmalt gồm có:  - amylase,  - amylase và amilophosphatase, phần lớn chúng tập trung ởphôi mầm và một ít được phân bố ở phần dưới của nội nhũ hoặc trong màng ngăn giữa vỏtrấu và nội nhũ Malt chứa đầy đủ enzyme amylase để thủy phân tinh bột Nếu sử dụngthế liệu nhiều thì lượng enzyme này cung cấp không đầy đủ và ta buộc phải bổ sungenzyme từ bên ngoài vào, chủ yếu là enzyme từ vi sinh vật Malt cung cấp khá đủ lượngprotein và có chứa hệ enzym protease để thủy phân chúng Trong giai đoạn ươm mầm, hệenzym này được hoạt hóa mạnh mẽ, khi chuyển sang giai đoạn nấu chúng thủy phânprotein tạo thành các phức chất có khả năng giữ CO2 tốt, tạo vị bia đặc trưng

Bảng 4: Chỉ tiêu cơ học và lí học của malt đại mạch

Bảng 5: Chỉ tiêu hóa học của malt đại mạch

Hoa houblon có tên khoa học là Humulus lupulus, là cây lưu niên cao trung bình từ

6 – 8 m, có hoa đơn tính biệt chu, thường được sử dụng để tạo vị đắng cho bia kể từkhoảng 3000 năm trước Công nguyên loại thực vật này chỉ thích hợp với khí hậu ôn đớinên được trồng nhiều ở Đức, Tiệp, Liên Bang Nga, Pháp, Mỹ,… Hoa houblon có hoa đực

và hoa cái riêng cho từng cây Trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn (nónhoa), hoa đực không được sử dụng vì nó rất nhỏ, chứa ít lượng phấn hoa (lupulin), chấtđắng cũng rất kém (Hoàng Đình Hòa, 2002)

Bảng 6: Thành phần hóa học của hoa houblon cái chưa thụ phấn

(Nguồn: theo Lâm Thanh Hiền, 2006)

 Vai trò của hoa houblon trong sản xuất bia:

Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản đứng thứ 2 (sau đại mạch) được sử dụng trongcông nghệ sản xuất bia Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặctrưng làm tăng khả năng tạo và giữ bền bọt, làm tăng độ bền keo và độ ổn định thànhphần sinh học của sản phẩm Do những đặc tính cực kì đặc biệt như vậy nên hoa houblonvẫn giữ một vai trò độc tôn và là nguyên liệu không thể thay thế trong ngành sản xuất bia.Hoa houblon chứa một số tính chất rất phù hợp cho bia như sau:

 Cung cấp vị đắng để cân bằng vị ngọt của đường mạch nha

 Tạo ra hương vị từ mùi hoa cho tới mùi cam quít hay mùi thảo mộc

 Hoa bia có các hiệu ứng kháng sinh giúp cho hoạt động của men bia tốt hơn trướccác loại vi sinh vật không mong muốn

 Việc sử dụng hoa bia giúp cho việc duy trì thời gian giữ bọt lâu hơn

 Các dạng hoa houblon được dùng trong sản xuất bia:

Trong công nghệ sản xuất bia người ta có thể sử dụng hoa houblon ở dạng hoatươi, hoa khô hay hoa khô nghiền ép thành viên hoặc cao hoa (chiết các chất hòa tan sau

đó cô đặc) (Bùi Ái, 2003) Tùy thuộc vào các nhà máy sản xuất và phương pháp bảo quản

mà lựa chọn chế phẩm của hoa houblon cho phù hợp

Dạng hoa cánh khô là dạng đã sấy khô có độ ẩm < 13 Dạng hoa houblon hạt, viên

là dạng hoa khô được nghiền mịn, đem ép ( - axit chiếm khoảng 8%) Dạng hoa caotrích ly là hỗn hợp các chất đắng được chiết tách từ hoa và đem cô đặc lại ( - axit chiếmhơn 50%)

Ưu điểm khi dùng chế phẩm thay hoa tươi:

 Giảm hao phí chất đắng khi bảo quản

 Sử dụng được nhiều hơn chất đắng và những hợp chất có lợi khác

16

 Bớt được chi phí cho kho bảo quản.

 Tính toán liều lượng chính xác hơn

 Việc lọc bã hoa đơn giản hơn

 Giảm được chất gây bất lợi cho bia

Bảng 7: Đánh giá chỉ tiêu chất lượng của hoa houblon

Vàng xanh đếnvàng

trưng

Thơm, không cómùi tạp chất khác

Hơi nồng

không rách

Cánh có thể bị rách (1,5 cm), có chấm đỏ

cà phê

Rách nhiều, nhiềuchấm đỏ cà phê

4 Nấm men bia

Nấm men dùng để lên men các chất vô cơ trong dịch nha Nấm men là loại vi sinhvật hô hấp yếm khí tùy tiện nghĩa là trong điều kiện có hay không có oxi chúng đều có thểsống được

Nấm men sử dụng để lên men bia thuộc loại đơn bào chủng Saccharomyces Đã từ

lâu, trong ngành sản xuất bia, các giống nấm men đựơc chia thành 2 nhóm:

* Nhóm nấm men nổi thuộc loại Saccharomyces cerevisiae với các đặc tính:

- Nhiệt độ lên men: 10 – 25 oC

- Lên men mạnh, quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của môi trường

- Khi quá trình lên men kết thúc, các tế bào kết chùm, chuỗi, tạo thành lớp dày trên

bề mặt cùng với bọt bia, bia tự trong chậm

- Sản phẩm là bia đen

* Nhóm nấm men chìm thuộc loại Saccharomyces carlsbergensis với các đặc tính:

- Nhiệt độ lên men: 0 – 10 oC

- Khả năng lên men tốt, có khả năng lên men hoàn toàn (vì có thể lên men đườngrafinose hoàn toàn)

- Khi lên men xong, các tế bào kết thành chùm hoặc chuỗi kết lắng xuống đáythùng, lên men rất nhanh, nhờ vậy bia tự trong nhanh hơn lên men nổi

Hiện nay các nhà máy bia trên thế giới sử dụng phổ biến là chủng nấm men chìm

Saccharomyces carlsbergensis được Hasen phân lập năm 1833.

- Ngoài ra chủng nấm men này còn có khả năng tái sử dụng tốt (6 - 8 đời), tỷ lệ tếbào chết < 10%

- Sản phẩm là bia vàng

18

* Vai trò của nấm men trong sản xuất bia:

Nấm men là nguồn nguyên liệu đặc biệt trong sản xuất bia, là yếu tố quan trọng đểtạo ra chất lượng của bia, giống nấm men tốt làm cho bia tốt hơn, có hương vị đậm đà vàmùi thơm đặc trưng và làm giảm hàm lượng diacetyl Nó không những quyết định hiệusuất thu hồi sản phẩm mà còn trực tiếp tham gia vào sự chuyển hóa dịch đường thànhrượu etylic, khí CO2 Chúng hấp thu dịch đường và chất dinh dưỡng để phát triển sinhkhối đến một số lượng nhất định và trong môi trường yếm khí nó lại thực hiện vai trò tạorượu và hương độc đáo cho bia Vỏ tế bào có khả năng kết dính lại với nhau và lắngxuống, quá trình này rất có ý nghĩa trong nấu bia làm cho dịch lên men trong hơn

Bảng 8: Chỉ tiêu kỹ thuật của nấm men bia.

tế bào lạ, không thoái hóa, có nhiều tế bào nảy

chồiHình thái, khích thước Có hình dạng đặc trưng, ,kích thước tế bào từ 6

– 9 μmm

(Nguồn: theo Nguyễn Thị Hiền, 2005)

5 Thế liệu

Trong sản xuất bia việc dùng thế liệu thay cho malt tùy thuộc vào điều kiện chủquan và khách quan, có thể nhằm mục đích hạ giá thành sản phẩm, tạo ra các sản phẩmbia có mức chất lượng khác nhau hoặc cải thiện một vài tính chất của sản phẩm theo đơnđặt hàng của người tiêu dùng Thế liệu phải dồi dào nguồn glucid mà từ đó dưới tác dụngcủa enzyme trong malt, glucid của thế liệu sẽ chuyển hóa thành đường hòa tan Vì vậycác loại ngũ cốc được chọn làm thế liệu trong sản xuất bia và lượng thế liệu tối đa là 50%chứ không thể thay thế hoàn toàn malt

Khi sử dụng thế liệu chất lượng của thế liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượngbia (màu sắc, mùi vị) Vì vậy phải quan tâm đến thành phần hóa học của thế liệu Hiệnnay các nhà máy bia ở nước ta thường sử dụng thế liệu là gạo do gạo có những ưu điểmsau:

- 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 tantốt, có thể đạt 90% chất khô Thực tế và thực nghiệm đã cho ta thấy có thể thay thế gạocho malt đến 50% (nếu malt có hoạt tính enzyme tốt)

6 Các Enzyme

 Hệ thống enzym thủy phân tinh bột:

- Với enzyme alpha-amylase cơ chất của nó là tinh bột và destrin, từ đó tạo ra sản phẩm làmaltose và các destrin mạch ngắn Enzyme này hoạt động tối ưu ở pHopt = 5.8, topt = 72 – 76 0C

- Với enzyme beta-amylase, nó có trong hạt đại mạch ở dạng liên kết cũng như dạng tự

do, nhưng trong quá trình ươm mầm hoạt tính của enzyme này sẽ tăng dần Với sự tham gia của enzyme này, tinh bột đại mạch sẽ bị phân cắt thành đường maltose Enzyme này hoạt động tối ưu ở pHopt = 5.5 – 5.8, topt = 62 – 650C

20