NGHIÊN CỨU VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BIA Ở VIỆT NAM

Thuyết minh được về quy trình công nghệ sản xuất bia tại Việt Nam. Tìm hiểu được các công đoạn trong quy trình sản xuất bia: • Chuẩn bị nguyên liệu • Công đoạn nấu, lọc bã. • Công đoạn đun sôi và bổ sung hoa bia • Công đoạn kết lắng • Công đoạn làm lạnh và lên men • Công đoạn ủ • Công đoạn lọc • Công đoạn đóng gói • Xử lí nước thải

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN

NGHIÊN CỨU VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BIA Ở

VIỆT NAM

GVHD: ĐINH NGUYỄN TRỌNG NGHĨA

1)Phùng Thị Thu Hiền 20041100592)Nguyễn T.Thùy Trang 20041103203)Đinh Hữu Hoằng Khai 20041100774)Lê Hoài Xuân Lãm 20041100835)Đặng Thị Thu Thảo 20041101636)Bùi Văn Thắng 20041101677)Lê Quang Việt 2004110218

Mục lục

Chương I Nguyên liệu sản xuất bia

1.1Nước

1.1.1 Khái niệm và tính chất của nước

Nước rất cần thiết cho sự sống, là dung

môi phân cực mạnh, có khả năng hòa tan

nhiều chất Trong điều kiện bình thường:

nước là chất lỏng không màu, không mùi,

không vị Khi hóa rắn nó có thể tồn tại ở 5

dạng tinh thể khác nhau Nước là hợp chất

chiếm phần lớn trên trái đất (3/4 diện tích

trên trái đất là nước)

Tính chất vật lí:

+ Khối lượng phân tử: 18đvc

+ Khối lượng riêng: 1 g/ml (ở 00C,

Sự tồn tại của muối chứa Ca và Mg sẽ quyết định độ cứng của muối

+ Ca: thường tồn tại dưới dạng muối Ca(HCO3)2 và ảnh hưởng đến quá trình nấu bia do làm giảm độ acid của hồ malt và dịch đường hóa

+ Mg: hàm lượng trong nước tuy ít hơn Ca, nhưng tác dụng xấu hơn Ca vì MgCO3 hòa tan được, MgSO4 có vị đắng chat Cả hai đều làm ảnh hưởng tới chất lượng bia

+ Na: tồn tại dưới dạng NaHCO3, Na2CO3, Na2SO4, hay NaCl, Na2CO3 làm giảm độ acid của hồ malt

Na2SO4 với hàm lượng cao sẽ tạo cho bia có vị đắng

NaCl nếu dưới 200mg/l sẽ có kết quả tốt đến mùi, vị bia

+ Fe: thường tồn tại dưới dạng Fe(HCO3)2 hàm lượng cao sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia Vì vậy chỉ cho phép từ 0,2 ÷ 0,5 mg/l

+ Ngoài ra trong nước còn chứa các hợp chất hữu cơ ở dạng keo vô cơ hoặc hữu cơ (như SiO2) hoặc các chất khí (O2, N2, CO2)…

1.1.3 Yêu cầu của nước dùng trong bia

− Hàm lượng muối cacbonat không quá 50 mg/l

− Hàm lượng muối Mg không quá 100 mg/l

− Hàm lượng muối clorua 75÷150 mg/l

− Hàm lượng muối CaSO4 130÷200 mg/l

− Hàm lượng Fe2+ không quá 0,3 mg/l

− Khí NO2: không có

− Vi sinh vật không quá 100 tế bào/ml

− E.coli, coliform: không có

− Độ cứng: 4÷120Đ

− pH: 6,5÷7

1.1.4 Sử dụng nước trong công nghệ sản xuất bia

Nước tham gia trực tiếp vào quy trình công nghệ (như ngâm đại mạch, nấu malt, lọc dịch nha, lên men, trong công đoạn chiết rót…), tạo nên sản phẩm cuối cùng Có thể nói nước là nguyên liệu chính để sản xuất bia do trong bia hàm lượng nước chiếm đến 90÷92% trọng lượng bia

Thành phần và hàm lượng của chúng ảnh hưởng rất lớn đến quy trình công nghệ và chất lượng bia thành phẩm

− Nước dung ngâm đại mạch để sản xuất malt: yêu cầu quan trọng nhất là nước không được chứa nhiều tạp chất và vi sinh vật

− Nước dung để nấu bia:

+ Các muối cacbonat và bicacbonat sẽ hòa tan chất đắng, chất chat trong vỏ malt (nhất là

Na2CO3) gây cho bia có vị đắng khó chịu, làm giảm dộ acid của hồ malt làm cản trở hoạt động của hệ enzim trong malt

− Nước dùng để rửa nấm men và thiết bị:

− Nước dùng để rửa nấm men cần phải sạch, không chứ nhiều hộp chất hữu cơ, và đặc biệt không chứa vi sinh vật

− Nước rửa thiết bị nên có độ cứng thấp đến trung bình, đặc biệt không chứ các muối NH3

và các muối nitrit

1.2 Đại mạch

Là nguyên liệu có tính chất truyền thống để sản xuất bia (có thế thay thếmột phần nguyên liệu khác nhưng nguyên lieu chủ yếu vẫn chính là đại mạch nảy mầm)

Đại mạch cũng giống như những ngũ cốc khác bao gồm hai thành phần chính là

glucid và protein nhưng đại mạch có hàm lượng cao hơn so với các loại ngũ cốc khác và

quan trọng nhất là tỷ lệ glucid/protein cân đối thích hợp cho việc sản xuất bia

1.2.1 Phân loại các giống đại mạch

Đại mạch được xếp vào họ hordeum gồm

có: Hordeum Sativum; Hordeum Murinum;

Hordeum Jubatum Theo mục đích sử dụng,

đại mạch được chia làm 2 nhóm chính:

+ Đại mạch dùng trong công nghiệp: dùng để

chế biến bia hoặc các ngành thực phẩm dùng

malt đại mạch Thường dùng giống đại mạch

2 hàng (gọi là H.Distichum)

+ Trong nông nghiệp dùng để chế biến cho các loại

thức ăn cho qia súc, gia cầm… Thường dùng

giống đại mạch nhiều hàng (gọi là

− Vỏ hạt: từ ngoài vào trong được chia làm 3lớp: vỏ trấu, vỏ lụa và vỏ alơron Phần này

thường chiếm 8÷15% trọng lượng hạt

− Phôi: là cơ quan sống hô hấp của hạt Phôi có từ 37÷50% chất khô là thành phần nitơ,

khoảng 7% chất béo, 5÷6% saccharose, 7÷7,5% pentozan, 6÷6,5% chất tro và một ít

thành phần khác Riêng tinh bột hầu như rất ít Phôi thường chiếm 2,5÷5% trọng lượng

hạt

− Nội nhũ: chiếm 45÷68% trọng lượng hạt, phần này của hạt đại mạch giữ vai trò quyết

định chất lượng của đại mạch trong sản xuất bia

+ Thành phần chính trong nội nhũ là những hạt tinh bột hình tròn, có kích thước rất lớn

(20÷30µm hoặc rất bé 2÷10µm) rất ít các hạt có kích thước trung bình Nếu hàm lượng

protein trong đại mạch càng cao thì càng nhiều hạt tinh bột có kích thước nhỏ

+ Trọng lượng riêng của hạt tinh bột khá cao (1,5÷1,6) vì vậy trong nước chùng lắng xuống

rất nhanh, tinh bột không hòa tan được trong nước, kể cả những dung môi hữu cơ trung

tính

+ Tinh bột đại mạch có nhiệt độ hồ hóa 75÷800C, tính chất này cần phải lưu ý khi nấu bia

Tinh bột đã qua hồ hóa thì khi đường hóa sẽ nhanh và thuận lợi hơn

+ Cấu tạo hạt tinh bột gồm 2 dạng polysaccharide là amylase và amylopectin Amylose chiếm 17÷24% trọng lượng hạt tinh bộ, amylopectin chiếm 76÷83%.

+ Tinh bột sẽ chịu tác dụng xúc tác của hệ enzim amylaza (gồm α – amylaza và β –

amylaza) hiệu quả xúc tác sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ và pH Điều này quyết định kết quả quá trình nấu bia

1.2.3 Malt

Malt là tên gọi của ngũ cốc nảy mầm (đại mạch, tiểu mạch, hạt gạo, thóc gạo )

Malt là nguyên liệu truyền thống , thiết yếu không thể thiếu được trong công nghệ sản xuất bia

Các thành phần của malt được sử dụng trong công nghệ sản xuất bia: nội nhũ là các nguồn cơ chất quan trọng, để chuyến hóa tạo ra sản phẩm, phôi hạt và các thành phần khác chứa nhiều hydrolaza, là động lực của quá trình thủy phân hợp chất cao phân tử thành hợp chất hòa tan phân tử thấp

Malt là 1 loại bán thành phẩm nhưng rất giàu chất dinh dưỡng : chứa 16÷18% các chất thấp phân tử dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn giản, dextrin bậc thấp, các acid amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt có hệ enzim phong phú

Chỉ tiêu đánh giá chất lượng malt khô

− Tỉ lệ thu hồi malt khô: 100kg đại mạch sẽ sản xuất được 75÷78kg malt khô

− Kiểm tra cảm quan:

+ Màu: malt vàng có màu vàng rơm, malt đen có màu sẫm hơn, vỏ malt phải óng ánh , kích thước và hình dáng phải giống như hạt đại mạch khô

+ Mùi và vị: phải đặc trưng cho từng loại malt, không có mùi lạ, nếu có mùi chua hoặc mốc chứng tỏ malt còn ẩm

+ Về độ sạch: không lẫn tạp chất, hạt không bị vỡ (lượng hạt vỡ tối đa là 15%), lượng hạt bệnh tối đa là 1%, lượng hạt không nảy mầm tối đa là 5%

+ Đõ ẩm malt (vừa sấy xong) <4,5% và trong bảo quản tốt

+ Thời gian đường hóa của malt vàng là 10÷20 phút ở 700C, malt đen là 20÷30 phút ở 700C

+ Chất hòa tan trung bình là 65÷82% chất khô

+ Hàm lượng maltose của malt vàng là 70% chất hòa tan, malt đen 59÷65% chất hòa tan

+ Độ acit: pH đường hóa từ 5,5÷6,5

Những thành phần hóa học chính của malt khô (% chất khô)

10-Hoa houblon có hoa đực vài hoa cái riêng biệt cho từng cây, trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn Hoa đực không được sử dụng vì nó rất nhỏ, chứa ít lượng phấn hoa, chất đắng cũng rất kém

Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản đứng thứ 2 (sau đại mạch) của công nghệ sản xuất bia Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng làm tăng khả năng tạo và giữ bền bọt, làm tăng độ bền keo và độ ổn định thành phần sinh học của sản phẩm

Do những đặc tính cực kì đặc biệt như vậy nên hoa houblon vẫn giữ 1 vai trò độc tôn và

là nguyên liệu không thể thay thế trong nghành sản xuất bia

Thành phần hóa học hoa houblon

Khoảng 85-95% chất đắng trong bia là do houblon và các đồng phân của nó gây nên.Trong số các thành phần chất đắng có trong houblon thì α-acid đắng là quan tâm nhất bởi vì α-acid đắng có khả năng hòa tan trong nước tốt nhất khoảng 500mg/l, là loại quan trọng nhất chiếm tỉ lệ đáng kể so với các loại khác.

bị oxy hó tác dụng gây mùi cũng thay đổi nhiều Trong quá trình đun sôi với houblon thì phần lớn những cấu tử hương đều bay hơi hết, một số khác thì lại biến đổi hình thành những sản phẩm mới cùng với các chất không bay hơi của tinh dầu sẽ tạo mùi thơm đặc trưng của bia, rất nhẹ nhàng và dễ chịu

1.3.4 Tanin (chất chát)

Với hàm lượng trung bình 4% trọng lượng hoa Giá trị lớn nhất của công nghệ tannin

là chúng dùng để kết lắng và loại bỏ các hợp chất protid cao phân tử ra khỏi dịch đường, hàm lượng tannin trong bia khoảng 0,012÷0,028%

Các chỉ tiêu của hoa houblon trong sản xuất bia

Các tiêu chuẩn Hàm lượng (% tính theo chất khô)

Nhà máy chủ yếu sử dụng houblon dạng viên và dạng cao

Chỉ tiêu Giới hạn

Mùi Mùi thơm đặc trưng của houblon Mũi

1.4 Nấm men

Nấm men là loại vi sinh vật đơn bào, có khả năng sống trong môi trường dị dưỡng có chứa đường, nitơ, photpho và các chất hữu cơ, vô cơ khác Chúng là các vi sinh vật dị dưỡng có khả năng sống trong môi trường kị khí và hiếu khí Nấm men sinh sôi nhanh, tế bào lại chứa nhiều vitamin, acid amin không thay thế, hàm lượng protein chiếm tới 50% trọng lượng khô của tế bào

Nấm men có vai trò quyết định trong sản xuất bia vì quá trình trao đổi chất của tế bào nấm men chính là quá trình chuyển hóa đường của nguyên liệu

Nấm men cung cấp hệ enzyme để chuyển hóa đường trong dịch đường thành CO2 và

Số lượng tế bào trong 1ml dịch

Độ thuần khiết Nấm men phải thuần khiết tuyệt đối không có tế bào

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

Hình thái, kích thước Có hình dạng đặc trưng, kích thước tế bào 6-9µm

Mật độ len men Lên man 75% glucid có trong dịch đường

• Yêu cầu nấm men

 Tốc độ lên men nhanh

 Sử dụng có hiệu quả cao, tạo độ cồn cao

 Có khả năng chịu cồn, áp suất thẩm thấu, oxy, nhiệt độ và nồng độ CO2 phù hợp với nhà máy

 Có khả năng kết bong hoặc kết lắng tốt

 Có khả năng sống sót cao cho mục đích tái sử dụng

 Sản phẩm tạo ra bao gồm các chất hương và vị đặc trưng cho bia

 Đặc tính di truyển và ổn định cao

Chất lượng giống: chọn giống phải đạt các yêu cầu như tốc độ và mức độ lên men, hàm lượng sản phẩm phụ không nhiều, tốc độ và khả năng kết lắng tốt, mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật, khả năng chịu tác động của môi trường…

Loại nấm men, chủng nấm men lựa chọn phải có tính ổn định các đặc trưng trên

1.5 Các chất phụ gia

Trong công nghệ sản xuất bia hiện nay, ngoài những nguyên liệu không thể thiếu như malt, houblon, nấm men và nước thì phụ gia là yếu tố không kém phần quan trọng, nó quyết định chất lượng cảm quan của sản phẩm, giá thành sản phẩm và thỏa mãn tốt nhu cầu của người tiêu dùng

H 3 PO 4: tăng khả năng phân giải tinh bột, hạ thấp pH của dịch đường

CaCl 2: ion Ca2+ làm α-amylase tăng khả năng chịu nhiệt, giúp trao đổi chất của nấm men trong tổng hợp protein, tăng độ bền tàng trữ bia, chống đục bia, ion Cl- làm cho bia đậm đà, dịu, ổn định đặc tính sinh học của bia

ZnCl 2: nhằm tăng nhanh dinh dưỡng cho nấm men sử dụng để lên men.

Acid lactic: tạo pH dung dịch.

Caramen: tạo màu vàng cho bia.

Maltuex: giảm hàm lượng diaxety cho bia thành phẩm.

Các hóa chất vệ sinh: NaOH, P3, HNO3

1.6 Thế liệu

Trong sản xuất bia dùng thế liệu cho malt tùy thuộc vào điều kiện chủ quan và khách quan, có thế nhằm mục đích hạ giá thành sản phẩm tạo các sản phẩm bia có mức chất lượng khác nhau Cải thiện 1 vài tính chất của sản phẩm theo đơn đặt hàng của người tiêu dùng

Nguyên liệu thay thế cho malt:

• Nguyên liệu dạng hạt: tiểu mạch, gạo và thóc tẻ, ngô đã tách phôi

• Nguyên liệu dạng đường: đường mía và củ cải đường, đường thủy phân, đường nghịch chuyển, siro tinh bột

Do đặc điểm nước ta là một nước nông nghiệp lâu

đời có 2 đồng bằng lớn do đó nguyên liệu thay thế

nhanh hơn và triệt để hơn, thu được nhiều chất hòa tan có lợi cho sản xuất và chất lượng thành phẩm.

 Cách thức tiến hành

− Cân nguyên liệu

− Vệ sinh khu vực nghiền và thiết bị nghiền

− Kiểm tra hệ thống điện moter

− Đặt bao vào máng hứng

− Đóng van điều chỉnh lưu lượng sau đó cho malt vào phễu nạp liệu

− Bật công tắc cho moter hoạt động

− Mở van điều chình tiết lưu cho malt rơi xuống Sau đó điều chỉnh khe trục, quan sát malt sau khi xay cho tới khi đạt kích thước yêu cầu

− Sau khi nghiền cong tắt moter, tháo bao chứa sản phẩm ra khỏi máy nghiền đưa sang khu vực nấu, vệ sinh máy và khu vực nghiền

 Yêu cầu nguyên liệu sau khi nghiền của nhà máy

Đối với malt phải đàm bảo yêu cầu nội nhũ theo chất lượng cả malt, nhưng phần vỏ malt giữ được nguyên vẹn càng tốt để thuận lợi cho quá trình lọc sau này

Chất lượng bột nghiền ảnh hưởng tới các vấn đề như sau:

− Hiệu suất và thời gian đường hóa

− Năng suất xưởng bia

− Quá trình lọc

− Màu, mùi vị và các tính chất khác của bia

2.1.3 Quá trình đường hóa(nấu malt)

 Mục đích

Bản chất của quá trinh nấu là thủy phân protein và đường hóa tinh bột nhờ các enzyme

có trong malt để thu được 1 dung dịch đường có nồng độ chất hòa tan lớn nhất

Mục đích của quá trình nấu là sử dụng enzyme thủy phân có trong malt để phân cắt các hợp chất cao phân tửthành sản phẩm thấp phân tử và với các thành phần hòa tan nhất trong công nghệ sản xuất

 Các biến đổi xảy ra trong quá trình đường hóa

Sự thủy phân protein

Sự thủy phân tinh bột

Thủy phân β – glucan

Các hợp chất thủy phân và hòa tan khác

 Cách thức tiến hành

Chuẩn bị

− Kiểm tra, vệ sinh thiết bị, vệ sinh khu vực nấu

− Kiểm tra hệ thống cung cấp điện, hời đốt, nước.

− Kiểm tra đường ống và máy bơm

Tiến hành

Mở van, bật máy bơm, bơm nước từ bồn chứa nước 300C vào nồi nấu malt Quan sát lượng nước bên trong nồi malt, khi đạt mức quy định thì tắt máy bơm, khóa van cập nước lại Mở van hơi cung cấp nhiệt để đun nóng nước lên 500C, bật cánh khuấy Sau đó cho CaCl2 (CaCl2 giúp bảo vệ anzyme không bị vô hoạt bởi nhiệt độ) và H3PO4 (điều chỉnh pH) làm tăng độ bền cho enzyme và tạo môi trường thúc đẩy anzyme hoạt động mạnh tăng phản ứng thủy phân

Tiếp theo cho malt đã nghiền vào tăng nhiệt độ lên 520C Khi nhiệt độ đạt 520C lấy mẫu kiểm tra pH

 Kiểm tra pH của hội cháo

• Thời điểm kiểm tra: Nhiệt độ trong nồi đạt 520C

• Yêu cầu: pH của dịch 5,4

+ Nếu pH của dịch lớn hơn 5,4 thì ta them acid H3PO4

+ Nếu pH của dịch nhỏ hơn 5,4 thì ta them nước

Duy trì nhiệt độ 520C trong 20 phút Sau đó bắt đầu tăng nhiệt độ của khối dịch lên

630C duy trì trong 30 phút để enzyme β – amylaza hoạt động

Tiếp tục nâng lên 720C duy trì 20 phút, giai đoạn này enzyme α – amylaza hoạt động mạnh

Cuối giai đoạn này kiểm tra định tính tinh bột bằng dung dịch iod 0,1N Nếu quan sát thấy iod hóa xanh thì tiếp tục giự nhiệt ở 720C Cách 5 phút kiểm tra tinh bột 1 lần

Nếu trong dung dịch đường hết tinh bột thì iod sẽ không đổi màu

Sau đó nâng nhiệt độ lên 760C, tiếp mỏ van bật bơm để chuyển toàn bộ dịch thủy phân sang nồi lọc

Giản đồ nấu:

 Yêu cầu của dịch đường hóa:

Thủy phân tinh bột triệt để

Hạn chế trích ly các chất đắng, chất chat như: ligin, tannin trong vỏ malt làm ảnh hưởng đến chất lượng bia

Dịch thủy phân không có mùi cháy khét

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đường hóa

− Chất lượng malt

− Nhiệt độ và khuấy trộn

2.1.4 Lọc, rửa tách bã

 Mục đích

Khi nấu xong, trong cháo malt gồm vỏ trấu, tinh bột sót và chất hòa tan cần thu nhận

do đó cần phải tách riêng chất hòa tan với các chất không hòa tan trong chất triết để thu được dịch đường trong

Quá trình lọc bã malt được tiến hành theo 2 bước:

+ Bước 1: Ép để tách dịch cốt

+ Bước 2: Rửa bã để rút hết tất cả những phần dinh dưỡng còn sót lại trong bã

Quá trình chiết rút chất hòa tan ở giai đoạn rửa bã dựa vào sự khuếch tán của các phần

tử nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp

 Cách thức tiến hành

Giai đoạn 1: lọc lấy dịch cốt

Khi nhiệt độ dịch hèm vừa đạt nhiệt độ 760C mở van, bật bơm để bơm qua thiết bị lọc tách bã và thi dịch đường Thời gian bơm sang thiết bị lọc khoảng 4 phút

Sau khi dịch hèm đã được bơm qua nồi lọc thì tiến hành bật moter quay dao cắt để cho lớp dịch hèm được trải đều, điều này giúp tăng hiệu suất lọc và giảm đáng kể cặn mịn trong dịch đường sau lọc

Dao cắt quay được 7-8 vòng thì tắt moter quay, lúc này dịch lọc được hồi lưu trở lại nồi lọc Quan sát đến khi nhận thấy dịch lọc đạt độ trong yêu cầu thì đóng van hồi lưu và

mở 1/3 van đưa dịch sang nồi houblon

Khi dịch lọc qua nồi houblon 70-80 lit thì tắt bơm, đóng van sau đó tiến hành rửa bã.Lấy 300ml dịch cốt từ van lấy mẫu để kiểm tra độ đường

Giai đoạn 2: rửa bã

Phần bã và dịch đường còn lại trong bã sẽ được rửa bằng nước 800C từ bồn chứa nước.Tiến hành rửa bã 4 lần với nước rửa như sau: lần 1 – 30lit, lần 2 – 40lit, lần 3 – 30lit, lần 4 – 60lit

Ở lần rửa cuối cùng, khi lượng nước còn lại 20-30 lit trong nồi lọc thì kết thúc quá trình rửa, khóa van tắt bơm Sau đó mở van lấy 300ml mẫu ở nồi lọc để kiểm tra độ đường còn sót lại trong bã

Cuối cùng tiến hành mở van đáy xả hết lượng nước còn lại trong nồi lọc, mở cửa tháo

bã cho vào bao Sau đó tiến hành vệ sinh nồi lọc

 Yêu cầu của dịch lọc

• pH: 5,5÷5,6

• Độ đường: >12

• Tinh bột sót:không

• Dịch lọc trong, hiệu suất thu hồi cao

• Tận thu tối đa các chất trích ly có lợi từ bã

• Hạn chế tối thiểu các chất polyphenol, hợp chất đắng…

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc

Độ đường của nước rửa bã cao Điều chỉnh lại ở mẻ nấu sau: mức độ

nghiền malt, thời gian thủy phân

2.1.5 Houblon hóa và lắng xoáy

 Mục đích

Khử trùng dịch lên men, vô hoạt các enzyme

Trich ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường ngọt tạo cho bia có mùi vị đặc trưng Ngoài

ra, polyphenol, chất đắng, chất chat, chất chưa nitơ trong bia là những chất tạo sức căng

bề mặt có hoạt tính cao, tạo độ bền bọt cho bia

Làm bay hơi bớt nước và 1 số chất dễ bay hơi hây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia, giảm độ chua để đưa dịch đưởng về nồng độ pH thích hợp cho quá trình lên men

Ở nhiệt độ cao polyphenol sẽ lien kết với protein tạo phức chất dạng màng nhầy Khi lắng xuống nó sẽ kéo theo các màng nhỏ li ti khác làm tăng độ bền của bia và độ trong của dịch đường

Địch đường sau houblon hóa là 1 hỗn hợp rất phức tạp Ngoài các mảng lớn của kết tủa protein còn chứa vô số hạt có kích thước khác nhau Sự tồn tại của các cặn này gây ảnh hưởng xấu đến các quá trình lên men, lọc và bảo quản bia

Sau khi kết thúc quá trình đun sôi, nước nha được bơm sang thùng lắng cặn nhằm mục đích tách cặn và tủa nóng

 Cách tiến hành

Sau khi lọc dịch thủy phân, nhờ 1 hệ thống bơm dịch sang nồi houblon hóa khoảng 240l Và tiến hành cấp nhiệt cho nồi nấu hoa houblon, sau 5-7 phút ta tiến hành lấy ra khoảng 300ml dịch để kiểm tra độ đường Dịch đường được tiếp tục được gia nhiệt khi nhiệt độ trong nồi houblon hóa lên tới sôi ta cho them ZnCl2 Houblon cao sẽ được cho vào nồi sớm nhằm tăng hiệu suất trích ly chất đắng, thời gian đun sôi houblon cao là 50 phút Khoảng 10 phút khi cho houblon cao, bổ sung acid lactic vào (có tác dụng hạ pH của dịch đường xuống 5,3 là pH thích hợp cho quá trình lên men).

Tiếp tục đun sôi, sau 40 phút thì cho houblon viên vào Sau khi cho houblon viên 10 phút thì cho caramen vào để tăng độ màu cho bia

Tiếp tục đun sôi 10 phút kết thúc quá trình đun Tổng thời gian houblon hóa là 70 phút Nếu thể tích bốc hơi không đạt thì có thể kéo dài thời gian đun, nhưng không được kéo dài quá 10 phút

Sau đó mở van bật máy bơm để thực hiên quá trình xoáy Thời gian xoáy khoảng 20 phút sau đó tắt mày bơm, khóa van và để lắng trong 20 phút tiếp theo Quá trình lắng xoáy được thực hiện ngay trong nồi houblon hóa

 Các yếu tố ảnh hưởng

− Nhiệt độ, pH của dịch đường

− Thời gian nấu, lượng protein khả kết trong dịch đường

2.1.6 Làm lạnh nhanh

 Mục đích

Đưa nhiệt độ về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên menthe yêu cầu kỹ thuật đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình bão hòa CO2 Phải tiệt trùng đường ống trước khi làm lạnh

Khi ra khỏi thiết bị lắng, dịch đường có nhiệt độ là 900C và được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng, trao đổi nhiệt với nước lạnh 20C máy làm lạnh bản mỏng có cấu tạo là những bản gấp song song hình chữ nhật làm từ thép không rỉ Thông thường tác nhân làm lạnh cấp 1 là nước, cấp 2 là dung môi còn, glycol, NaCl Có 4 giai đoạn:

Dịch nha nóng sau khi lắng cặn sẽ được giải nhiệt lần lượt qua 4 vùng của thiết bị trao đổi nhiệt Trong đó, tác nhân lạnh ở các vùng 1, 2, 3 là nước; ở vùng 4 là glycol Giá trị nhiệt độ của dịch nha và tác nhân lạnh ở các vùng lần lượt như sau:

 Kiểm tra độ hòa tan, độ chua, độ mặn, độ màu, tinh bột sót

Thời gian kiểm tra: Sau khi quá trình làm lạnh nhanh

Hạ nhiệt độ dịch nha dần nhiệt độ xuống 9-100C và tiến hành cấy men giống giữ ở nhiệt độ này trong suốt quá trình nhận men vì đây là nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men và tạo điều kiện cho nấm men thích nghi dần với điều kiện lên men chính.

Sử dụng men tái sinh:

Sau khi lên men chính, nấm men được thu hồi ở đấy tank lên men, từ đây chuyển vào thùng chứa men

Men giống sử dụng sau khi quay vòng thường được thu ở các tank kết thúc lên men chính trước đó ít nhất 2 giờ

Một trong những công đoạn quan trọng nhất quyết định chất lượng thành phẩm

Do đó phải đảm bảo tốt khâu lên men thì chất lượng bia mới đạt tiêu chuẩn cao

Lúc này quá trình lên men bắt đầu chuyển từ kiểu lên men hiếu khí sang lên men kị khí để tạo ethanol và CO2, bọt bia xuất hiện nhiều và nhanh hơn, bong khí khô và mịn hơn Lượng CO2 tạp ra nhiều hơn và có xu hướng muốn thoát ra ngoài dưới dạng bọt li ti.Trên mặt bong bóng này hình thành 1 lớp hấp thụ đơn phân gồm những chất có sức căng bề mặt như protein, chất đắng, polyphenol… làm cho CO2 không thể thoát ra khỏi bề mặt của lớp trên cùng để thoát ra ngoài môi trường mà chúng lại bị hấp thụ với nhau tạo bọt Giai đoạn này lượng chất hòa tan giảm với tốc độ 1% mỗi ngày và kéo dài trong 2-3 ngày.

• Giai đoạn 3:

Trong giai đoạn này quá trình lên men xảy ra mạnh nhất, thể hiện rõ qua sự giảm nồng

độ chất hòa tan, sự tăng nhanh về nhiệt độ

Tiêu hao cơ chất với tốc độ 1-1,5% mỗi ngày đêm Lượng CO2 tạo ra nhiều và 1 phần thoát ra ngoài nhưng lại được thu hồi và tái sử dụng tiếp Bọt lúc này xốp và bồng lên cao,

bề mặt bọt trắng dần và chuyển sang màu nâu Giai đoạn này kéo dài từ 2-3 ngày

• Giai đoạn 4 (2 ngày cuối):

Giai đoạn này cường độ lên men yếu, nồng độ chất hòa tan giảm chậm, sự tiêu hao chất hòa tan diễn ra chậm 0,2-0,5% mỗi ngày đêm Khi thấy hàm lượng chất hòa tan chỉ còn lại 30-35% so với lượng chất chiết ban đầu thì ta dừng quá trình lên men chính lại Lúc này tế bào nấm men tạo thành những lớp như bong và lắng xuống đáy cùng với những thành phần keo tụ protein, tannin, nhực đắng của houblon… Sản phẩm của giai đoạn này được gọi là bia non

 Yêu cầu sau khi lên men:

 Mục đích

Chuyển hóa phần đường còn sót lại sau quá trình lên men chính để tạo thành CO2 và các sản phẩm khác Quá trình lên men phụ còn góp phần ổn định hương vị và độ trong cho bia thành phẩm.

 Cách tiến hành

Sau khi lên men chính kết thúc thì hạ nhiệt độ trong tank xuống thấp hơn Các biến đổi giống như lên men chính nhưng với tốc độ châm hơn do nhiệt độ thấp và lượng men ít hơn

Nhiệt độ lên men phụ: 0-20C, áp suất khoảng 0,5-1,8 at

Lên men phụ được thực hiện trong 2 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: kết thúc khi nồng độ đường giảm xuống 2-4

+ Giai đoạn 2: kết thúc khi nồng độ đường còn 0,1

Thời gian lên men phụ: 14-21 ngày

 Sự cố xảy ra trong quá trình lên men:

− Sự ì trong quá trình lên men:

+ Nguyên nhân: nấm men bị chết hay thiếu các điều kiện cần thiết(cấp khí không

đủ, cấp men không đủ, thành phần dinh dưỡng không thích hợp, lẫn nấm men sát thủ)

+ Cách khắc phục: xả nấm men chết ra, cấp thêm nấm men vào, điều chỉnh thành

phần phần dinh dưỡng và cấp khí đầy đủ

− Nếu nồng độ dịch đường không giảm:

+ Nguyên nhân: áp suất cao làm nấm men không sử dụng chất dinh dưỡng để lên

men được

+ Cách khắc phục: giảm áp suất để nấm men sử dụng chất dinh dưỡng để lên men

được

− Độ đường xuống quá nhanh tạo ra những chất không mong muốn

+ Nguyên nhân: do trong quá trình lên men tạo ra nhiệt lượng, làm tăng nhiệt độ

lên men, dẫn đến nấm men sinh trưởng, phát triển nhiều, ăn nhiều đường và tạo

ra chất không mong muốn như tạo nhiều diacetyl

+ Cách khắc phục: tăng glycol để làm lạnh dịch bia.

2.1.9 Chiết bia

 Mục đích

+ Tăng thời gian bảo quản cho bia

+ Ổn định chất lượng và hương vị đặc trưng cho bia trong quá trình vận chuyển

+ Dễ dàng cho việc trữ bia cũng như dễ dàng vận chuyển bia thành phẩm đến nơi tiêu thụ

 Nguyên tắc chiết bia

Khác với những sản phẩm dạng nước, trong thành phần của bia có nhiều hợp chất hữu

cơ và vô cô hòa tan khác nhau, trong đó có nhiều hợp chất keo đặc biệt khí CO2 tồn tại