khảo sát quy trình sản xuất bia tại nhà máy bia sài gònsóc trăng

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG LÝ THỊ HỒNG THÁI KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN-SÓC TRĂNG Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Cần Thơ, 201

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

LÝ THỊ HỒNG THÁI

KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA TẠI NHÀ

MÁY BIA SÀI GÒN-SÓC TRĂNG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Cần Thơ, 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tên đề tài:

KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA TẠI NHÀ

MÁY BIA SÀI GÒN-SÓC TRĂNG

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

THS Nguyễn Công Hà Lý Thị Hồng Thái MSSV: LT11616 Lớp: CB1108L1

Cần Thơ, 2013

Luận văn đính kèm sau đây với tên đề tài: “khảo sát quy trình sản xuất bia của nhà máy bia Sài Gòn – Sóc Trăng”, do sinh viên Lý Thị Hồng Thái thực hiện và báo cáo

đã được hội đồng chấm luận văn thông qua

Giáo viên hướng dẫn Cần thơ, ngày tháng năm 2013

Chủ tịch hội đồng

Nguyễn Công Hà

LỜI CẢM ƠN

Được sự phân công và giới thiệu của nhà trường em mới có cơ hội được thực tập tại nhà máy bia Sài Gòn Sóc Trăng Sau gần 2 tháng thực tập em đã học hỏi, trao dồi được những kinh nghiệm, kiến thức về quy trình công nghệ sản xuất bia tại đây Kết hợp kiến thức thầy cô giảng dạy trên lớp và được đi thực tế quan sát học hỏi lần này đối với em là một bài học sâu sắc và khó quên nhất Công ty đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để em và các bạn tiếp cận được quy trình công nghệ của nhà máy Bên cạnh

đó các chú các anh làm việc ở đây đã hết lòng chỉ dẫn, truyền đạt kinh nghiệm và kiến thức của mình cho em và các bạn hiểu Nhờ vậy em mới có thể hoàn thành được bài báo cáo này mặc dù nó không được hoàn hảo và cũng còn nhiều thiếu xót mong thầy

cô và các chú các anh đọc góp ý kiến để bài báo cáo của em được hoàn chỉnh hơn Cuối lời em xin gửi những lời chúc tốt đẹp cùng lời cảm ơn trân thành đến các thầy các cô trong trường đã hết lòng truyền đạt kiến thức cho em Đồng thời em cũng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Công Hà cảm ơn thầy đã tận tình hướng dẫn

em hoàn thành bài báo cáo tốt nghiệp này Cuối cùng em muốn gửi lời cám ơn trân thành của mình đến toàn thể các chú, các anh trong công ty bia Sài Gòn Sóc Trăng đã giúp đỡ em suốt thời gian qua, em xin kính chúc công ty ngày càng phát triển và đưa niềm tự hào bia Sài Gòn vang xa khắp các nước trên thế giới

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Mục lục ii

Danh sách bảng iv

Danh sách hình v

Lời mở đầu vi

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY 1.1 Địa điểm xây dựng .1

1.2 Quá trình hình thành và phát triển 1

1.3 Sơ đồ tổ chức và bố trí nhân sự 4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ BIA THÀNH PHẨM 2.1 Nguên liệu 5

2.1.1 Nước 5

2.1.2 Malt 11

2.1.3 Hoa houblon 14

2.1.4 Gạo 19

2.1.5 Nấm men 21

2.1.6 Phụ gia 23

2.2 Thành phẩm 25

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TRONG SẢN XUẤT BIA 3.1 Sơ đồ quy trình sản xuất 26

3.2 Thuyết minh quy trình 27

3.2.1 Nghiền nguyên liệu 27

3.2.2 Đường hóa nguyên liệu 28

3.2.3 Quá trình lọc tách và rửa bã 31

3.2.4 Houblon hóa 32

3.2.5 Lắng trong làm nguội 33

3.2.6 Làm lạnh nhanh bằng thiết bị 34

3.2.7 Lên men 35

3.3 Quá trình hoàn thiện sản phẩm 40

3.3.1 Lọc trong 41

3.3.2 Bão hòa CO2 41

3.3.3 Sơ đồ quy trình chiết rót bia chai 43

3.3.4 Giải thích quy trình 43

CHƯƠNG 4: MỘT SỐ BIẾN ĐỔI THƯỜNG GẶP TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN 4.1 Các biến đổi trong quá trinh nấu 48

4.2 Một số biến đổi sinh hóa trong quá trình lên men 50

CHƯƠNG 5: GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ THIẾT BỊ VÀ HỆ THỐNG DÙNG TRONG NHÀ MÁY 5.1 Máy nghiền 53

5.2 Nồi nấu 54

5.3 Nồi lắng xoáy 56

5.4 Thiết bị lọc 57

5.5 Thiết bị lên men 59

CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 : Yêu cầu chất lượng nước dùng trong sản xuất bia 10

Bảng 2.2 : Chỉ tiêu kiểm tra nước 11

Bàng 2.3 : Chỉ tiêu chất lượng malt của nhà máy bia Sài Gịn - Sĩc Trăng .14

Bảng 2.4 : Thành phần hĩa học của hoa Houblon 16

Bảng 2.5 : Khối lượng chất đắng (tính theo % chất khơ) 18

Bảng 2.6 : Thành phần chính của gạo 20

Bảng 2.7 : Yêu cầu chất lượng của gạo 21

Bảng 2.8: Thành phần tro của nấm men (%) 23

Bảng 3.1 : Thành phần và khối lượng cho một mẻ nấu 27

Bảng 3.2 : Thành phần của cặn nĩng (kết tủa nĩng) 33

Bảng 3.3 : Tiêu chuẩn của dịch nha 34

Bảng 3.4 : Tiêu chuẩn bia sau khi lên men phụ 38

Bảng 3.5 : Tiêu chuẩn bia TBF 42

Bảng 3.6 : Chỉ tiêu bia thành phẩm 45

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Hệ thống phun mưa dạng tia 8

Hình 2.2 : Đại mạch hai hàng và hạt malt 11

Hình 2.3: Cấu tạo của hạt dại mạch 12

Hình 2.4 : Cây và Hoa Houblon 15

Hình 2.5 : Các hợp chất đắng trong hoa houblon 17

Hình 2.6 : Houblon viên và Houblon cao 19

Hình 2.7: Bia chai Sài Gòn Lager và Bia chai Sài Gòn Export 25

Hình 3.1 : Hệ thống gầu tải gạo và malt sau khi nghiền 28

Hình 5.1 : Thiết bị nghiền malt 53

Hình 5.2 :Thiết bị nghiền gạo 54

Hình 5.3 : Nồi nấu gạo 55

Hình 5.4 : Nồi nấu malt (nồi đường hóa) 56

Hình 5.5 : Nồi lắng xoáy 56

Hình 5.6 : Thiết bị lọc khung bản 57

Hình 5.7 : Thiết bị lọc tinh 58

Hình 5.8 : Mô tả thiết bị lên men 59

LỜI MỞ ĐẦU

Trong nhiều năm trở lại đây thị trường nước giải khát và các loại nước uống có cồn rất được ưa chuộng Trong đó bia là một loại nước uống được sử dụng rất nhiều trong các buổi vui chơi liên quan, trong các buổi gặp mặt giao tiếp…Vì trong bia không chỉ chứa cồn với lượng thấp mà trong bia còn chứa rất nhiều dưỡng chất, bổ sung một lượng calo rất lớn, kích thích tiêu hóa nhờ hệ enyme có trong bia Bia được sản xuất bằng quy trình công nghệ hiện đại kép kín an toàn và đảm bảo chất lượng Bên cạnh đó bia cũng có rất nhiều loại, mẫu mã đa dạng: từ bia chai, bia lon, bia hơi…

Để làm ra được một loại bia chất lượng thuần túy: thì việc lựa chọn nguyên liệu rất khắc khe, quy trình sản xuất luôn liên tục và đội ngũ nhân viên lao động có trình

độ kỹ thuật ý thức và trách nhiệm với nghề cao Đó chính là lý do người tiêu dùng tìm đến và cảm thấy an tâm khi sử dụng sản phẩm này

Thị trường ngày nay có rất nhiều loại bia khác nhau được sản xuất trong và ngoài nước Mỗi loại bia đều có một hương vị, một nét riêng đặc trưng tạo thương hiệu riêng của mình như : Heiniken, Sài Gòn, Tiger, Phong Dinh…

Được sự giới thiệu của nhà trường, em có dịp thực tập tại nhà máy bia Sài Gòn – Sóc Trăng Tại đây em được tìm hiểu về quy trình công nghệ sản xuất tại nhà máy Kết hợp với lý thuyết em đã học được để hiểu hơn về quá trình làm ra loại nước uống này

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY

****

1.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG

Nằm trên đường Quốc lộ 1A, cách trung tâm Thành phố Sóc Trăng 2km Nhà máy bia Sài Gòn – Sóc Trăng trực thuộc “Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Miền Tây” Địa chỉ 483 quốc lộ 1A, khóm 5, phường 2, Tp Sóc Trăng, tỉnh Sóc Trăng, có diện tích 13.382 m2

Tên giao dịch: SOCTRANG BREWERY

đã chủ trương xây dựng một nhà máy bia với công suất ban đầu là 5triệu lít/năm và dễ dàng nâng công suất 10 triệu lít bia/năm; thiết bị nhà máy phải hiện đại, đồng bộ, đủ điều kiện để sản xuất ra bia có chất lượng cao

Đầu năm 1992 UBND tỉnh Sóc trăng đã chấp thuận cho Công ty lương thực nghiên cứu và lập dự án xây dựng một Nhà máy bia với công suất nhỏ nhưng có khả năng mở rộng cho những năm tiếp theo Với vai trò là chủ đầu tư

dự án, Công ty Lương thực tỉnh Sóc trăng đã tiến hành nghiên cứu thị trường bia trong nước cũng như công nghệ-thiết bị của một số nước có nền công nghiệp bia phát triển Qua nghiên cứu quan sát, Công ty Lương thực đã chọn nhản hiệu bia ISENBECK của tập đoàn bia WARTEINER – và thiết bị của hai hãng KRONER, STEINECKER của Cộng Hoà Liên Bang Đức để thực hiện dự

Các chuyên gia người Đức, các kỹ sư và công nhân Việt Nam cùng tiến hành xây dựng, đầu năm 1996 Nhà máy Bia đã sản xuất những mẽ thử đầu tiên

để điều chỉnh các thông số kỹ thuật của máy móc thiết bị Ngày 27/02/1996 đã được chọn là ngày ra mắt sản phẩm mang thương hiệu ISENBECK cũng là ngày khánh thành nhà máy Dòng bia mang nhãn hiệu ISENBECK sau 06 tháng

ra mắt đã kết thúc tại Việt Nam, như vậy hợp đồng liên doanh giữa Nhà máy Bia Sóc trăng và hãng WARSTEIKER xem như chấm dứt với những nguyên nhân sau :

-Thiếu vốn, nguồn vốn đầu tư cho kinh doanh – tiếp thị – quảng cáo,phân phối lưu thông của Công ty còn thấp Nguồn vốn cố định và lưu thông phần lớn là vay ngắn hạn, trung hạn với lãi suất cao

-Sản phẩm mới chất lượng chưa ổn định, chưa tạo được khẩu vị cho người tiêu dùng

Sau khi tách khỏi Công ty Lương thực tỉnh Sóc trăng và trở thành Công

ty độc lập trực thuộc Sở Công nghiệp tỉnh Sóc trăng vào tháng 08/1996, vớinhững phương án kinh doanh mới, chủ trương xây dựng một nhãn hiệu mới, nhưng vẫn không làm thay đổi được tình hình trì trệ trong sản xuất kinh doanh , càng làm cho đời sống của cán bộ công nhân viên càng gặp nhiều khó khăn Đến thời điểm tháng7/1997 tổng nợ vay lên đến hơn 80 tỷ đồng, tổng số lỗ luỹ

kế lên đến 15 tỷ đồng

Từ những khó khăn về đồng vốn, về sản phẩm, về thị trường tiêu thụ, hoạt động sản xuất kinh doanh của Công ty Bia Sóc trăng vào những tháng đầu năm 1997 gần như ngừng trệ hẳn Ngày 01/08/1997 hợp đồng chuyển nhượng license của Công ty Bia Sàigòn với Công ty Bia Sóc trăng về việc sản xuất bia Sàigòn tại Công ty Bia Sóc trăng, đó là một phương án giải quyết khó khăn cho Công ty Bia Sóc trăng

* Giai đoạn từ tháng 08/1997 đến tháng 01/2001

Với sự nhiệt tình chuyển giao công nghệ, bí quyết kỹ thuật sản xuất

từ các chuyên gia kỹ thuật của Công ty Bia Sài Gòn theo hợp đồng License, nên Công ty Bia Sóc trăng sản xuất thành công bia Sài Gòn loại 450ml, với chất lượng tương đương sản phẩm sản xuất tại Công ty Bia Sài Gòn Sau khi đã tham khảo ý kiến tư vấn của Công ty Bia Sài Gòn, ban giám đốc Công ty đã lập

dự án nâng công suất nhà máy lên 10 triệu lít/năm nhằm mục đích hạ giá thành sản phẩm và được UBND tỉnh phê duyệt ngày 09/11/1997 Để giải quyết sự phân biệt sản phẩm bia Sài Gòn sản xuất tại Sóc trăng và sản xuất tại Sài Gòn nên ngày 01/01/2001 Công ty Bia Sóc trăng chính thức sáp nhập vào Công ty

Bia Sài Gòn theo quyết định số 26/QĐ-HĐQT của Chủ tịch hội đồng quản trị Tổng công ty Rượu-Bia-NGK Việt Nam Công ty Bia Sóc Trăng được đổi tên

thành Nhà máy Bia Sóc trăng-một đơn vị trực thuộc Công ty Bia Sài Gòn

* Giai đoạn từ 01/2001 đến 11/2004

Năm 2001 là cột mốc đáng nhớ cho toàn thể cán bộ công nhân viên Nhà máy Bia Sóc trăng là xây dựng hoàn chỉnh hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9002 : 1994 và được tổ chức BVQI cấp giấy chứng nhận;

là năm đầu tiên sản xuất có lãi Số lãi đượ quyết toán năm 2001 là 2,2 tỷ với sản lượng lên tới lên đến trên 15triệu lít và nộp ngân sách cho địa phương là 47,76 tỷ đồng

Năm 2003 cùng với việc chia tách Tổng Công ty Rượu–Bia–NGK Việt Nam thành hai Tổng Công ty : Tổng Công ty Bia–Rượu–NGK HàNội và Tổng Công ty Bia–Rượu–NGK Sài Gòn thì Nhà máy Bia SócTrăng chính thức được đổi tên thành Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng vào tháng 08/2003

* Giai đoạn từ tháng 05/2006 đến nay

Căn cứ Điều lệ của Công ty Cổ phần Bia Sài Gòn – Miền Tây được đại hội cổ đông hợp nhất thông qua ngày 27/05/2006; Công ty Bia Sài Gòn – Sóc Trăng được chuyển đổi thành Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng trực thuộc Công ty cổ phần Bia Sài Gòn – Miền Tây Hiện nay Nhà máy sản xuất với công suất 30 triệu lít/năm

Tổng số người lao động là 159 người

+ Đại học: 32 người + Cao Đẳng, trung cấp: 27 người + Phổ thông trung học: 92 người (đã qua đào tạo, huấn luyện)

Tổ lên men

Tổ thành phẩm

Tổ động lực Bảo trì XLN

Văn phòng tổng hợp

Phòng tài chánh

kế toán

Phòng KTCN

QA cơ điện đầu tư

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ BIA

THÀNH PHẨM

2.1 NGUYÊN LIỆU

Để có được một sản phẩm bia đúng chất thì cần phải có 4 loại nguyên liệu chính: nước, hoa Houblon, Malt, nấm men Ngoài ra do đặc điểm của từng công ty và cũng nhằm giảm giá thành sản phẩm nên nhà máy đã bổ sung thêm thế liệu là gạo

2.1.1 Nước

Trong bia thành phẩm hàm lượng nước chiếm đến 77 – 90% Với một tỉ

lệ lớn như vậy trong một sản phẩm, ta có thể nói rằng, nước là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất bia

Các thành phần có trong nước cũng ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị chất lượng của bia thành phẩm:

Canxi có mặt trong tất cả các loại nước ngầm Hàm lượng của chúng dao động trong khoảng rất rộng, từ 5 -6 đến 200 – 250mg/l, tính theo CaO Canxi tồn tại nhiều nhất ở các dạng muối CaHCO3 và CaSO4 Tác động của hai loại muối này đến tiến trình công nghệ ảnh hưởng trái ngược nhau Muối bicacbonat gây ảnh hưởng bất lợi vì chúng làm giảm độ chua định phân của dịch cháo khi chúng tác dụng với các muối phosphat của malt:

2KH2PO4 + 2NaHCO3 → K2HPO4 + H2O + 2CO2

Nếu pH của dịch cháo tăng, khả năng hoạt động của enzyme sẽ bị giảm

và do dó hiệu suất thuỷ phân cũng giảm theo

Ngược lại với muối bicacbonat, muối sunphat của Canxi lại làm tăng độ chua định phân của dịch cháo Tác động này rất có lợi cho quá trình đường hóa :

4K2HPO4 + 3CaSO4 = Ca3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 3K2SO4

Nếu trong nước chứa nhiều MgSO4 thì chúng sẽ gây cho bia vị đắng khó chịu

Nguyên tố quan trọng thứ ba là Natri Natri tồn tại ở trong nước chủ yếu

ở các dạng muối Na2CO3, NaHCO3, Na2SO4 và NaCl Natri sunphat, nếu hàm lượng cao chúng sẽ tạo ra cho bia vị đắng khó chịu

Đối với công nghệ sản xuất malt và bia, sắt là nguyên tố có ảnh hưởng

đường hàm lượng sắt đủ lớn nó sẽ rút ngắn chu kỳ sinh trưởng của nấm men, làm cho sự cân bằng trong tiến trình lên men bị phá vở Mặt khác với hàm lượng cao, sắt sẽ gây cho bia mùi và vị lạ Một khía cạnh bất lợi khác của kim loại này là nó xúc tác quá trình oxy hóa trong bia, làm giảm độ bền keo và dễ dàng gây đục cho sản phẩm đối với nước dùng để sản xuất bia nồng độ tối đa của sắt cho phép là 0,2 – 0,5mg/l

Mangan cũng có tác động tương tự sắt

Hàm lượng các ion sunphat chứa trong nước dao động trong một khoảng rất rộng, từ 1 – 2 đến 200 – 250mg/l Nếu hàm lượng quá cao, bia sẽ có vị đắng khan rất khó chịu

Anion clo ở trong nước ít hơn sunphat Với hàm lượng vừa phải, chúng tạo cho bia vị hài hòa, dễ chịu

Bình thường ở trong nước chứa rất ít nitrat và nitrit Nếu hàm lượng của chúng cao, chứng tỏ là nước đã bị nhiễm bẩn Còn ở giai đoạn lên men, nếu hàm lượng nitrit cao, chúng sẽ ức chế rất mạnh sự phát triển của nấm men

Trong nước dùng để sản xuất bia không cho phép hiện diện NH3

Axit silic có mặt ở trong nước với hàm lượng khoảng 10 -30mg/l Nếu hàm lượng lớn, chúng sẽ cản trở quá trình lên men, và trong một số trường hợp, axit silic là thủ phạm gây đục cho bia

Nước dùng trong sản xuất bia cần phải có thêm các tiêu chuẩn sau đây:

- Trong, không có mùi vị lạ

- Chuẩn coli : 300ml (chuẩn coli là lượng nước tối thiểu cho phép phát hiện một tế bào E.coli)

- Chỉ số coli : 3 (chỉ số coli là tế bào E.coli cho phép có trong 1 lít

nước).( Hoàng Đình Hòa,2002)

Hầu hết mọi công đoạn trong sản xuất đều sử dụng đến nước Đối với nhà máy nếu như không có nước thì mọi hoạt động của nhà máy sẽ dừng lại Chính vì tầm quan trọng của nước đối với sản xuất bia nên nhà máy có bố trí

một hệ thống xử lí nước riêng

- Nước được bơm từ giếng ngầm chuyển qua hệ thống phun mưa dạng tia nhằm để nước tiếp xúc với không khí tạo ra quá trình oxy hóa sắt:

Hình 2.1: Hệ thống phun mưa dạng tia

( Công Ty Bia Sài Gòn – Sóc Trăng)

- Nước được bơm tiếp vào bồn lọc than có chứa than hoạt tính để khử mùi sắt

- Khử mùi xong nước được bơm tiếp vào bồn trung gian và chuyển qua bồn lọc tinh để khử mùi than

Nước sau khi qua hệ thống xử lý cơ học phải đạt tiêu chuẩn : Sắt 0,3ppm, nước trong, không màu, không mùi

- Nước sau khi qua hệ thống xử lý cơ học còn chứa rất nhiều ion dương và ion âm của các muối hòa tan trong nước Để tách các ion này ta dùng phương pháp trao đổi ion, cột cation sử dụng hạt nhựa S100 để tách các ion dương :

Mg2thống thanh trùng UV Nước lúc này được sử dụng trong quá trình nấu cũng như pha bia

+

, Fe3+ , Al3+ , K+ , Na+ , H+ , Li+ , Cột anion sử dụng hạt nhựa MP64 để tách các ion âm hoà tan trong nước như : CO32-, SO42- , NO3- , Cl- , HCO3- , F-

- Sau khi tách các ion xong nước được chuyển tiếp vào bồn lọc tinh

- Nước từ bồn lọc tinh sẽ bơm tiếp vào bể lắng tại đây nước được bổ sung chlorine để khử trùng và nước được cấp sử dụng làm nước sinh hoạt trong nhà máy

- Từ bể lắng nước được bơm tiếp vào bồn lọc than nhằm loại chlorine ra khỏi nước tránh cho nước không có mùi lạ khi nấu

- Tiếp tục bơm tiếp qua hệ trao đổi ion lần 2 để loại hết các ion còn sót lại

- Sau đó nước được đưa vào bồn lọc tinh lần 2: mục đích loại sạch các tạp chất và than lẫn trong quá trình lọc than

- Trước khi đưa vào sử dụng nước được đưa qua hệ thống thanh trùng UV Nước lúc này được sử dụng trong quá trình nấu cũng như pha bia

Bảng 2.1 : Yêu cầu chất lượng nước dùng trong sản xuất bia

(Công Ty Bia Sài Gòn – Sóc Trăng)

Riêng đối với nước sử dụng để nấu phải có một tiêu chuẩn riêng, để đảm bảo bia thành phẩm làm ra an toàn và chất lượng đối với ngưới tiêu dùng

Bảng 2.2: Chỉ tiêu kiểm tra nước

số hàng mà ta có đại mạch hai hàng hay đại mạch đa hàng Đại mạch 2 hàng được dùng chủ yếu trong công nghệ sản xuất bia và dấu hiệu đặc trưng của chúng là hình dạng hạt cân đối

Hình 2.2: Đại mạch hai hàng và hạt malt

- Malt là hạt đại mạch được nảy mầm trong điều kiện nhân tạo, là loại nguyên liệu chính và không thể thay thế để sản xuất bia

- Cấu tạo hạt malt đại mạch gồm 3 phần chính: vỏ hạt, phôi và nội nhũ + Vỏ hạt: hầu hết các loại đại mạch đều có vỏ trấu, một số loại đại mạch không có lớp vỏ này, nhưng loại đại mạch đó không dùng được trong công nghiệp sản xuất bia

o Vỏ đại mạch có thể chia làm 3 lớp chính: lớp vỏ trấu, vỏ lụa,

valoron

Hình 2.3: Cấu tạo hạt đại mạch

Vỏ trấu là cấu tử chiếm nhiều nhất trọng lượng của vỏ, ở đại mạch hai hàng có chất lượng cao, lượng vỏ trấu chiếm khoảng 7÷8% trọng lượng chất khô của hạt, kích thước hạt càng bé thì tỷ lệ vỏ càng cao so với trọng lượng của khối hạt

Vỏ hạt chiếm tỷ lệ khá lớn nhưng không có giá trị dinh dưỡng Đối với công nghệ sản xuất bia vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt:

- Mặt bất lợi là vì trong vỏ có chứa các chất màu, chất đắng và chất chát Nếu các chất này hòa tan vào dịch đường sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm

- Mặt lợi của lớp vỏ là đóng vai trò tạo thành màng lọc trong quá trình tách bã khỏi khối cháo

+ Phôi: là cơ quan sống, hô hấp của hạt và thường chiếm từ 2.5÷5% trọng lượng hạt Trong phôi thường chiếm từ 37÷50% chất khô chứa nitơ, khoảng 7% chất béo, 5÷6% là đường saccharose, 7÷7.5% pentose, 6÷6.5% chất tro và một số ít thành phần khác

+ Nội nhũ: chiếm từ 45÷68% trọng lượng hạt, phần này giữ vai trò quan trọng quyết định đến chất lượng của hạt đại mạch trong sản xuất bia Thành phần chính trong nội nhũ là hạt tinh bột hình tròn, có kích thước rất lớn (từ 20÷30μm) hoặc rất bé (từ 2÷10 μm) Nếu hàm lượng protein trong đại mạch càng cao thì càng nhiều hạt tinh bột có kích thước nhỏ

Hiện nay nhà máy sử dụng 2 loại malt chính là malt nhập khẩu từ Pháp

và từ Úc Hai loại malt này do tổng Công ty SABECO cung cấp

Malt sau khi về đến công ty sẽ được nhập vào kho nguyên liệu sau khi

đã tiến hành kiểm tra các giấy tờ và kết quả kiểm tra lô hàng đạt tiêu chuẩn theo quy định của công ty

- Thành phần hóa học của malt đại mạch (tính theo % chất khô):

+ Cacbonhydrat tổng số 70 - 85% +Chất béo 1,5 – 2,0% + Các chất khác 1,0 – 2,0% +Các chất vô cơ 2,0 – 4,0% + Protein 10,5 – 11,5%

*Phương pháp đánh giá chất lượng malt

- Về cảm quan:

+ Malt vàng phải có màu vàng rơm, vỏ của malt phải có ánh

+ Hình dạng và kích thước của hạt phải tương ứng với hạt đại mạch nguyên thủy

+ Vị và hương của malt phải đặc trưng cho từng loại khác nhau

+ Độ sạch: tỷ lệ cho phép là 0,5% hạt gãy, vỡ và 1% là các tạp chất khác

- Về lý học:

+ Khối lượng hectolit nằm trong giới hạn 45-60 kg

+ Khối lượng tuyệt đối: là khối lượng 1000 hạt không lựa chọn khoảng 29-38g

- Về hóa học:

+ Độ ẩm ≤5% (thông thường 3%)

+ pH = 5,5-6,5

+ Hàm lượng chất chiết 78%

+ Cường độ màu 0,16-0.3 ml I2 0,1N/100ml nước

+ Đạm hòa tan: chỉ số Kolbach ≥41

+ Đạm khả kết: 13-18% (lượng chất N2 kết lắng sau đun sôi)

+ Hoạt lực amylase: 160-3410WK

Malt đưa vào sử dụng phải được kiểm tra và đảm bảo các chỉ tiêu sau:

Bàng 2.3: Chỉ tiêu chất lượng malt của nhà máy bia Sài Gòn - Sóc Trăng

(Công Ty Bia Sài Gòn – Sóc Trăng)

Mục đích sử dụng malt trong sản xuất bia:

- Cung cấp enzyme cho quá trình đường hóa

- Cung cấp lượng chất chiết hòa tan chủ yếu cho dịch đường, là dinh dưỡng cho nấm men trong quá trình lên men

- Tạo hương vị, màu sắc, độ bọt…cho sản phẩm

2.1.3 Hoa Houblon

Cây Houblon là một loại thực vật ưa ẩm, thuộc họ dây leo, thích hợp khí hậu ôn đới, được trồng nhiều ở Anh, Mỹ Có 2 loại Houblon là: Houblon bittermiss và Houblon Aroma Cả 2 loại này đều phải được bảo quản ở nhiệt độ

dưới 100C để giảm độ mất mát của - axit Trên cây Houblon người ta thường dùng hoa của cây để tạo vị đắng cho bia vì hoa của cây Houblon có vị đắng nhiều hơn

Hình 2.4 : Cây và Hoa Houblon

Houblon là loại nguyên liệu tạo nên vị đắng dịu và hương thơm đặc trưng cho bia, làm tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt cho bia, làm tăng độ bền keo và giúp ổn định sản phẩm

- Houblon thuộc họ Gai mèo, sống lâu năm (30 ÷ 40 năm), có chiều cao trung bình 10-5m, lá to bằng bàn tay Houblon có hoa đực và hoa cái riêng biệt, trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn Hoa đực không sử dụng

vì nó rất nhỏ, chứa ít lượng phấn hoa, chất đắng cũng rất kém

- Khi hoa sắp chín thì ở phần hình nón xuất hiện những hạt tròn có màu vàng xanh óng ánh và nhờn dính, đó là hạt Lupulin – là phần giá trị nhất của hoa Những hạt này chứa chất thơm, chất đắng nhờ đó mà bia có hương vị đặc trưng, tăng độ bền bọt thời gian bảo quản kéo dài

- Hoa đực thu hoạch vào thời kỳ chín kỹ thuật, ở thời kỳ này các cánh hoa hình nón đóng chặt có màu vàng xanh hay xanh vàng nhờn dính và toả hương thơm Nếu không thu hoạch đúng lúc thì thời kỳ chín kỹ thuật sẽ qua đi

và tiếp theo là thời kỳ chín sinh lý, lúc này các cánh hoa hình nón mở ra, hạt lupulin rơi rụng làm mất đi phần giá trị nhất của hoa

Phụ thuộc vào chủng giống, điều kiện khí hậu, đất đai gieo trồng, kỹ thuật canh tác, thành phần hóa học có sự khác nhau đáng kể:

Bảng 2.4 : Thành phần hóa học của hoa Houblon

o α - acid đắng (humulon): là hợp chất chủ yếu tạo vị đắng cho bia, có

vị đắng mạnh và có khả năng kháng khuẩn α - acid đắng có 6 hợp chất: humulon, cohumulon, adhumulon, prehumulon, posthumulon, 4-deoxyhumulon Sáu hợp chất trên khác nhau ở vị trí nhóm R trong công thức cấu tạo

 Ở giai đoạn đun dịch đường với hoa houblon, các hợp chất humulon không trực tiếp hoà tan mà chúng phải trải qua một giai đoạn trung gian là quá trình đồng phân hoá Sau đó các chất đồng phân này hoà tan và bị thuỷ phân thành các sản phẩm có độ đắng cao hơn rất nhiều so với các hợp chất nguyên thuỷ

 Các α-acid đắng dễ bị oxy hoá khi tiếp xúc với không khí nên dễ bị biến chất trong trong thời gian dài và nhiệt độ cao Do đó trong quá trình tồn trữ, houblon phải được bảo quản kín, nhiệt độ 5 ÷ 150C

o β - acid đắng (lupulon): là dạng hợp chất tinh thể, màu trắng, nóng chảy ở nhiệt độ 920C β - acid đắng bao gồm 4 hợp chất: lupulon, colupulon,

adlupulon và prelupulon Các hợp chất này khác nhau ở nhóm R trong công thức cấu tạo

 β - acid đắng dễ dàng hòa tan trong ete, methanol, khả năng hòa tan trong nước, trong dịch đường của β - acid đắng thấp hơn rất nhiều so với α - acid đắng Khi đun sôi với dịch đường, lupulon cũng bị đồng phân hóa sau đó mới bị phân cắt nhưng với tốc độ rất chậm Nếu bị oxy hóa β - acid đắng chuyển thành hulupon, nếu phản ứng kéo dài hulupon sẽ polyme hóa và trở

thành nhựa mềm và sau đó là nhựa cứng(Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2009)

o Nhựa mềm: là sản phẩm ở giai đoạn đầu của quá trình polyme hoá, ở giai đoạn này thì độ đắng và khả năng kháng sinh chỉ còn một phần Tuy nhiên khả năng hoà tan cao nên độ đắng tạo ra trong dịch đường lớn Nhựa đắng là sản phẩm cuối cùng của quá trình polyme hoá, nhựa đắng không còn khả năng hoà tan vào dịch đường và bị thải theo cặn lắng

*Thành phần của chất đắng trong hoa houblon:

Hình 2.5: Các hợp chất đắng trong hoa houblon

(Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2009)

Chất đắng (tan trong ete dietyl)

α-acid đắng

(6÷8%)

Β-acid đắng (3%)

Nhựa mềm (2%)

Nhựa cứng (2%)

Bảng 2.5: Khối lượng chất đắng(tính theo % chất khô)

Là chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu

Tỷ trọng khoảng 0.88

Dễ hòa tan trong rượu etylic nồng độ cao

Tinh dầu thơm bay hơi khá mạnh ở nhiệt độ thường

+ Polyphenol(chất chát): giá trị lớn nhất là kết lắng và loại bỏ các chất protid cao phân tử do tạo các phức chất không hòa tan làm ổn định và tăng độ bền keo của bia thành phẩm Vì lý do kỹ thuật người ta dùng polyphenol của hoa để loại trừ protein khó biến tính và kết lắng ra khỏi bia

Đặc điểm của polyphenol:

- vị đắng chát dính lưỡi

- kết hợp protein với protein tạo phức kết tủa

- oxi hóa tạo màu nâu đỏ

- Kết hợp với Fe2+ và Fe3+ tạo màu đen

Đó chính là những tác nhân gây đục và ảnh hưởng đến màu sắc của bia Trong các cấu tử trên thì phần có giá trị trước tiên là chất đắng, kế đến là tinh dầu thơm và thứ ba polyphenol

Hoa Houblon do tổng công ty cung cấp, houblon được chứa trong các keg thép không rỉ, đã được vệ sinh sạch vận chuyển trong xe tải có máy lạnh ở nhiệt độ từ 5 - 100C

Houblon viên Houblon cao

Hình 2.6: Houblon viên và Houblon cao

(Công Ty Bia Sài Gòn -Sóc Trăng)

Yêu cầu chất lượng của houblon (đối với cao houblon)

Màu sắc: Màu vàng xanh đục

Mùi: Mùi thơm đặc trưng

tỷ lệ 25% vì có hàm lượng glucid và protein khá cao, có khả năng chuyển hóa thành các chất hòa tan tốt, được sử dụng ở trạng thái chưa nảy mầm và đưa vào chế biến dưới dạng bột nghiền mịn, phối trộn cùng với bột malt Trong thành phần chất khô của gạo thì tinh bột chiếm tới 75%, 8% protein, 1 – 1,5% chất béo, 0,5 -0,8% cellulose, 1 – 1,2% chất khoáng

Nhà máy sử dụng thế liệu gạo nhằm mục đích:

+ Tăng cường độ bền keo

+ Hàm lượng protein cao phân tử và tanin trong gạo rất thấp, hạn chế ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia

+ Sản xuất bia nhẹ hơn và sáng màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằng malt

+ Gạo có hàm lượng tinh bột rất cao, hàm lượng protein thấp

Cũng giống như đại mạch, hạt gạo bao gồm các bộ phận: vỏ trấu, vỏ quả,

vỏ hạt, lớp alơron, nội nhũ và phôi Trong thành phần chất khô của gạo thể hiện

Gạo sau khi được thu mua chứa trong các bao bì kín và được vận chuyển

về nhà máy bằng xe tải Các lô gạo được mua phải có các giấy tờ kèm theo và phải được kiểm tra kỉ càng Để đáp ứng một số yêu cầu sau:

Bảng 2.7 : Yêu cầu chất lượng của gạo

(Công Ty Bia Sài Gòn - Sóc Trăng)

2.1.5 Nấm men

Để thu nhận được các loại bia có chất lượng cao thì yếu tố đầu tiên cần được thỏa mãn là chất lượng của men giống Việc lựa chọn một chủng nấm men thích hợp cho những điều kiện cụ thể của sản xuất là tiền đề trong công nghệ sản xuất bia

Từ một thực tế ở nhà máy này với chủng nấm men này, kết quả thu được

là mỹ mãn Nhưng cũng chủng nấm men này kết quả ngược lại

Khi đánh giá chất lượng của một chủng men sản xuất, cần xem xét các chỉ số sau đây:

- Tốc độ và mức độ lên men

- Hàm lượng sản phẩm bậc hai tạo thành

- Tốc độ và khả năng kết lắng

- Mức độ suy giảm các đặc tính kỷ thuật (tức là mức độ thoái hóa)

- Khả năng chống chịu khi bị tấn công

Một chủng nấm men phù hợp có chất lượng tốt có thể tái sử dụng đến

đời thứ bảy thứ tám (sau mỗi lần lên men là một đời) (Hoàng Đình Hòa,2002)

Nhà máy bia Sài Gòn – Sóc Trăng sử dụng phương pháp lên men chìm,

nấm men được sử dụng là Saccharomyces carlsbergensis Đặc điểm của nấm men Saccharomyces carlsbergensis: có hình cầu hoặc hình elip, kích thước

trung bình 4 - 7μm, sinh sản bằng cách nảy chồi hay sinh bào tử Nấm men Saccharomyces gồm những thành phần chủ yếu sau: vách tế bào, màng tế bào chất, tế bào chất, phát triển ở 100C tầng sâu của thiết bị, dễ lắng, dễ thu hồi men

- Cấu tạo tế bào nấm men:

+ Vách tế bào: cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau Trong đó chủ yếu

là glucan, protein, lipid và một số thành phần nhỏ khác như kitin, volutin

+ Màng tế bào chất: nằm sát vách tế bào, có cấu tạo chủ yếu là lipoprotein, giữ vai trò điều hòa vận chuyển các chất dinh dưỡng cho tế bào

+ Tế bào chất gồm có mạng lưới nội chất là vị trí của nhiều hệ thống enzyme khác nhau, đảm bảo sự vận chuyển vật chất cho tế bào và các cấu tử khác nhau như bộ máy golgi, riboxom, không bào Trong tế bào chất có nhân chứa thông tin di truyền cho tế bào và các thành phần liên quan trong quá trình sinh tổng hợp và sinh sản của tế bào Năng lượng cung cấp cho tế bào qua những phản ứng xảy ra trong ty thể cũng nằm trong tế bào chất Ngoài ra còn có hạt glycogen, hạt mỡ dự trữ chất dinh dưỡng cho tế bào

- Thành phần hoá học của tế bào nấm men Saccharomyces khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện môi trường nuôi cấy, thành phần các chất dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy và tình trạng sinh lý của tế bào Nấm men ép có chứa 70 ÷ 75% nước, 25 ÷ 30% còn lại là chất khô

+ Nước: bao gồm phần nước nằm bên ngoài tế bào là phần nước nằm trong khoảng trống giữa tế bào và nước nằm bên trong tế bào (nội bào) là phần nước nằm bên trong tế bào chất của tế bào Lượng nước khác nhau tuỳ thuộc vào chủng nấm men, kỹ thuật nuôi và phương pháp thu tế bào Thành phần chất khô của tế bào nấm men bao gồm protein và các chất có nitơ khác chiếm 50%, chất béo 1,6%, cacbonhydrat 33,2%, mô tế bào 7,6%, tro 7,6% Thành phần của những chất này không cố định, nó có thể thay đổi trong quá trình nuôi cấy cũng như quá trình lên men

+ Cacbonhydrate gồm: polysaccharide, glycogen, trehalose (12 ÷ 12,5%), mannan (18,7 ÷ 24,9%), glucan (9,471 ÷ 0,96%) và chitin Những nghiên cứu động học về sự biến đổi cacbonhydrat trong quá trình bảo quản nấm men cho thấy là glucan, mannan và dạng glycogen tan trong kiềm và acid clohydric là yếu tố cấu trúc của tế bào, trong khi trehalose và glycogen tan trong acid acetic, là chất tạo năng lượng chính cho tế bào Hàm lượng trehalose trong nấm men có liên quan đến tính bền vững của nó: lượng trehalose càng cao nấm men càng bền

+ Chất mỡ của nấm men là mỡ trung tính glycerol, photpholipid, sterol

tự do và nhiều sterol, ester

+ Tro chiếm 6,5 ÷ 12% Lượng chất khô trong nấm men dao động tùy theo môi trường nuôi cấy

Bảng 2.8: Thành phần tro của nấm men (%)

( Nguyễn Thị Hiền và ctv., 2007)

- Nấm men sử dụng để lên men là nấm men ở đời thứ tư được chuyển

từ tổng công ty về nhà máy và được bảo quản ở nhiệt độ 40C Đời nấm men sử dụng để lên men bia tối đa là 8 đời, thời gian lưu trữ men thu hồi sau khi kết thúc quá trình lên men chính không vược quá 48 giờ

- Yêu cầu kỹ thuật của nấm men trong sản xuất bia của nhà máy: + Hình thái đặc trưng

+ Số tế bào nảy chồi, số tế bào chết ≤ 10%

* Nhóm phụ gia gián tiếp:

- Gồm tất cả nguyên liệu và hoá chất được sử dụng trong quy trình công nghệ, song không được phép còn lại trong thành phần của sản phẩm

- Các loại bột trợ lọc như: kizelgua, PVPP…

- Các hoá chất dùng để vệ sinh thiết bị, phân xưởng như: H2SO4, NaOH, KMnO4, glycol hoặc etanol dùng như là tác nhân lạnh…

* Nhóm phụ gia trực tiếp:

Nhóm phụ gia trực tiếp: gồm những nguyên liệu và hóa chất được phép

có mặt trong sản phẩm với sự kiểm soát chặt chẽ về hàm lượng cho phép

động, đồng thời hạ pH của môi trường xuống điểm đẳng điện để kết tủa protein

- Vicant: chất chống oxy hóa cho bia, ổn định mùi vị, thành phần chủ yếu là acid ascorbic

- Acid sulfuric: cho vào nồi gạo tạo pH môi trường thích hợp cho các enzyme α, β-amylase có trong malt lót hoạt động, giúp tăng khả năng phân giải tinh bột

- CaCl2: tăng độ bền vững và khả năng chịu nhiệt của các enzyme ở nhiệt độ cao, tăng khả năng trao đổi chất của nấm men trong quá trình tổng hợp

- ZnCl2: cho vào nồi đun sôi, cung cấp ion Zn2+ kích thích sự phát triển của nấm men

- Caramel: cho vào dịch nha khi đun sôi với houblon để tạo độ màu cho bia

- Collupulin: enzyme thủy phân protein cao phân tử

- Malturex-L (enzyme acetolactate decarboxylase): rút ngắn thời gian lên men, giảm lượng diacetyl tạo thành trong lên men chính

- Desi: có tác dụng thanh trùng sau khi rửa bằng soude

2.2 THÀNH PHẨM

Nhà máy bia Sài Gòn – Sóc Trăng sản xuất 2 sản phẩm chính đó là bia chai Sài Gòn Lager (Sài Gòn 450 hay còn gọi là Sài Gòn xanh) và bia chai Sài Gòn Export (Sài Gòn 355 hay còn gọi là Sài Gòn đỏ)

Hình 2.7: Bia chai Sài Gòn Lager và Bia chai Sài Gòn Expo

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CƠNG NHỆ TRONG SẢN XUẤT

BIA

3.1 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

Gạo

Hồ hĩa Nghiền

Lắng trong Làm nguội

Lên men chính

Lên men phụ

Houblon hĩa

cao houblon

Thanh trùng Thành

phẩm Dán nhãn