LUẬN VĂN ĐỒ ÁN TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA (BẢN VẼ CAD)

LUẬN VĂN ĐỒ ÁN TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA NĂNG SUẤT 130000LNĂM (CÓ ĐÍNH KÈM BẢN VẼ AUTOCAD) được thực hiện bởi sinh viên tại Trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM đã được các thầy, cô phê duyệt.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO ĐỒ ÁN HỌC PHẦN

TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

NĂNG SUẤT 130000L/NĂM

GVHD: Hoàng Thị Ngọc Nhơn

Lớp: 05DHLTP1 MSSV: 2205150127

TP.HỒ CHÍ MINH, NĂM 2017

MỤC LỤC

MỤC LỤC I DANH MỤC HÌNH IV DANH MỤC BẢNG VI

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về nguyên liệu 3

1.1.1 Nước 3

1.1.2 Đại mạch 4

1.1.3 Malt 6

1.1.4 Thế liệu 9

1.1.5 Nấm men 10

1.1.6 Hoa houblon 12

1.1.7 Các chất phụ gia 14

1.2 Tổng quan về sản phẩm 15

1.2.1 Lịch sử phát triển của bia 15

1.2.2 Một số tính chất chung của bia 16

1.2.3 Các loại bia 17

1.3 Tổng quan về các quy trình sản xuất 19

1.4 Giới thiệu các sản phẩm trên thị trường 22

CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA 27

2.1 Quy trình công nghệ sản xuất bia 27

2.2 Thuyết minh quy trình 28

2.2.1 Nghiền nguyên liệu 28

2.2.2 Nấu (Hồ hoá và đường hoá) 29

2.2.3 Lọc bã- rửa bã 32

2.2.4 Nấu dịch đường với hoa houblon 34

2.2.5 Tách bã hoa 37

2.2.6 Lắng trong tách cặn 37

2.2.7 Làm lạnh nhanh 38

2.2.8 Lên men 39

2.2.9 Lên men phụ 41

2.2.10 Giữ giống men bia 48

2.2.11 Nuôi cấy giống men bia 48

2.2.12 Sử dụng lại men sau khi lên men chính 49

2.2.13 Thu hồi CO2 50

2.2.14 Lọc bia 51

2.2.15 Bão hoà CO2 52

2.2.16 Hoàn thiện sản phẩm 53

2.2.17 Thanh trùng 58

2.2.18 Dán nhãn và xếp két 59

2.3 Các tiêu chuẩn và bia thành phẩm 59

CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 62

3.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 62

3.2 Cân bằng sản phẩm cho 1000L bia chai 63

CHƯƠNG 4: CHỌN THIẾT BỊ 71

4.1 Tính toán lựa chọn thiết bị 71

4.1.1 Chọn cân nguyên liệu 71

4.1.2 Chọn máy nghiền malt 71

4.1.3 Chọn máy nghiền gạo 71

4.1.4.Tính thùng chứa malt trước khi nghiền 72

4.1.5 Tính thùng chứa bột gạo 73

4.1.6 Tính nồi hồ hoá 73

4.1.7 Tính nồi đường hoá 74

4.1.8 Tính thiết bị lọc đáy bằng 76

4.1.9 Tính nồi nấu hoa 79

4.1.10 Tính thùng lắng xoáy 81

4.1.11 Chọn thiết bị làm lạnh nhanh 82

4.1.12 Chọn bơm 84

4.1.13 Tính thùng lên men 85

4.1.13 Chọn máy lọc bia-bão hoà CO2 87

CHƯƠNG 5: CÁC SỰ CỐ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 90

5.1 Một số sự cố và cách khắc phục nồi nấu gạo và malt, nồi houblon 90

5.2 Một số sự cố và cách khắc phục nồi lọc 90

5.3 một số sự cố và cách khắc phục của máy lọc bia 91

5.4 Một số sự cố và cách khắc phục của công đoạn lên men 91

5.5 Một số sự cố và cách khắc phục của quá trình hoàn thiện sản phẩm 92

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94

6.1 Kết luận 94

6.2 Kiến nghị 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Đại mạch 4

Hình 1.2: Nội nhũ 5

Hình 1.3: Saccharomyces cereviseae 11

Hình 1.4: Saccharomycescarlbergensis 11

Hình 1.5: Hoa Houblon 12

Hình 1.5: Hoa houblon 12

Hình 1.6: Các dạng houblon 13

Hình 1.7: Bia Sài Gòn 23

Hình 1.8: Bia Tiger 23

Hình 1.9: Bia Heniken 24

Hình 1.10: Bia Hà Nội 24

Hình 1.11: Bia Sapporo 24

Hình 1.12: Bia Huda 25

Hình 1.13: Bia strongbow 26

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia 27

Hình 2.2: Bock 54

Hình 2.3: Hướng vòi phun 55

Hình 2.4: Hút chân không 56

Hình 2.5: Tạo áp suất đối kháng 56

Hình 2.6: Rót bia vào chai 57

Hình 2.7: Hạ chai 57

Hình 2.8: Màu sắc bia tác dụng với Iot 0,01N 60

Hình 2.9: Bảng đồ phân tích vị của bia 60

Hình 2.10: Cường độ màu của bia 61

Hình 4.1: Máy nghiền malt ướt 71

Hình 4.2: Máy nghiền búa 72

Hình 4.3: Nồi đường hoá 76

Hình 4.4: Thiết bị lọc 78

Hình 4.5: Thùng houblon hoá 81

Hình 4.6: Thùng lắng xoáy 82

Hình 4.7: Thiết bị làm lạnh bảng mỏng 84

Hình 4.8: Bơm 85

Hình 4.9: Tank lên men 87

Hình 4.10: Lọc bia 89

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần hoá học của đại mạch 6

Bảng 1.2: Thành phần hoá học của malt 8

Bảng 1.3: Thành phần hoá học trung bình của gạo tính theo % trọng lượng 10

Bảng 1.4: Thành phần hóa học trung bình của houblon 13

Bảng 3.1: Kế hoạch sản xuất bia theo ngày, theo mẻ sản xuất trong năm 2017 62

Bảng 3.2: Quá trình sản xuất và hao hụt trong sản xuất bia 63

Bảng 3.3: Tóm tắt cân bằng vật chất cho sản phẩm bia chai 69

MỞ ĐẦU

Từ lâu bia đã là một trong các loại đồ uống được ưa chuộng trên khắp thế giới Bia cómặt trong tiệc vui, lễ, tết, trong bữa ăn thường ngày, đem lại cho con người sự thoảimái về tinh thần, bổ trợ sức khoẻ, tác dụng giải khát vì có CO2, độ cồn nhẹ, hươngthơm và vị đắng đặc trưng cùng các chất dinh dưỡng phong phú trong bia Nếu uốngbia điều độ không quá 2 cốc/ngày có thể làm tăng trí nhớ, tăng sức đề kháng các bệnhtim mạch Bia không phải là thứ đồ uống xa xỉ mà ngược lại bia còn được tiêu dùngbởi cả người giàu, người có điều kiện kinh tế trung bình và khá

Bia được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa Houblon

và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có các tính chất cảmquan rất hấp hẫn đối với con người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắngmịn, với hàm lượng CO2 khá cao (4-5g/l) giúp cơ thể con người giải khát một cáchtriệt để khi uống nhằm đáp ứng được nhu cầu thưởng thức của tất cả mọi người Ngàynay đời sống vật chất và tinh thần của con người đang tăng lên, nhu cầu tiêu dùng,nhu cầu ẩm thực cung tăng lên Nhiều nhà máy trên thế giới nói chung và ở Việt Namnói riêng đã mở rộng sản xuất Ngoài các nhà máy bia lớn ở trong nước như nhà máybia Sài Gòn, nhà máy bia Hà Nội, còn các nhà máy bia nước ngoài như Huda Huế,Heineken,

Trong bài báo cáo này cho biết mục tiêu là tìm ra quy trình công nghệ sản xuất biavới năng suất 130000L/năm

Nội dung chính trong bài báo cáo này cho biết:

- Những nguyên liệu sản xuất ra sản phẩm, công dụng của các nguyên liệu

- Quy trình sản xuất ra sản phẩm bia

- Trình bày nguyên lí hoạt động của các loại thiết bị như: thiết bị lắng, lọc, thiết bị lênmen

- Tính cân bằng vật chất

- Nắm rõ quy trình sản xuất trên hệ thống, đọc hiểu thuyết minh được quy trình sản

1

xuất bia trên dây chuyền hệ thống.

Thời gian qua, dưới sự chỉ dạy tận tình của cô Hoàng Thị Ngọc Nhơn và các thầy côtrong bộ môn trường đại học Công Nghiệp Thực Phẩm TP HCM, đã giúp em hoànthành tốt bài báo cáo này Tuy còn hạn chế về nhiều mặt như kinh nghiệm, thực tiễn

và kiến thức của bản thân nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót, emkính mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và bạn bè để em có thể củng cố kiếnthức bản thân, cũng như tránh được những sai sót trong quá trình sau này

- Mùi: Không mùi, vị lạ, không chứa các chất gây mùi khó chịu như H2S, Cl2, NH3

- Nước dùng trong sản xuất phải có độ cứng tạm thời <7mg đương lượng/Lít

- Độ cứng vĩnh cửu: 0,4-0,7mg đương lượng /lít

- Vi sinh vật gây bệnh: không có [1]

1.1.1.2 Những phương pháp làm tăng chất lượng nước

a: Lắng trong và lọc cơ học

Thông thường cho nước chảy vào các bể chứa lớn và cho chảy ra với vận tốc nhỏ,

chậm hoặc lọc qua cát Nếu nước chứa nhiều chất bẩn hữu cơ ở dạng keo thì dùngnhững chất kết tủa như Al2(SO3) hay FeCl3 Những hydrat khi kết tủa sẽ kéo theo bẩnlắng xuống.

b: Làm mềm nước (dùng trong nấu bia) bằng nhiều phương pháp khác nhau

Phương pháp nhiệt độ, phương pháp nguội, phương pháp vôi-soda, phương pháptrung hoà bằng acid, phương pháp trao đổi ion

c: Sát trùng nước rửa nấm men và thiết bị

Phương pháp lý học: Nước được lọc qua các màng siêu lọc, rất hiệu quả song rất đắttiền

Phương pháp hoá- lý: dùng tia quan tuyến chiếu qua nước, phương pháp tác dụng diệtkhuẩn mạnh, hiệu suất cao và không gây mùi vị gì cho nước

Phương pháp hoá học: Clo hoá

Ozon hoá: với liều lượng từ 1-2g/cm3 diệt hầu hết vi sinh vật có trong nước Dùngdòng điện có điện thế lớn và tần số cao đi qua không khí, O2 sẽ chuyển về O, sau đó

1.1.2 Đại mạch

Hình 1.1: Đại mạch 1.1.2.1 Cấu trúc và thành phần hoá học hạt đại mạch

Cấu trúc hạt đại mạch: gồm ba bộ phận chính: vỏ hạt, phôi và nội nhũ.

Vỏ hạt từ ngoài vào trong chia làm ba lớp: Vỏ trấu, vỏ lụa và vỏ arolon Phần nàychiếm 7-11% trọng lượng hạt

Phôi: là cơ quan sống, hô hấp của hạt, phôi thường chiếm 2,5-5% trọng lượng hạt.Trong phôi có từ 37-50% chất khô là thành phần nitơ, khoáng 7% chất béo, 5-6%đường sacarose, 7-7,5% pentozan, 6-6,5% chất tro và một số ít thành phần khác.Riêng tinh bột hầu như rất ít

1.1.2.2 Thành phần hoá học của đại mạch (Tính theo % trọng lượng chất khô)

Bảng 1.1: Thành phần hoá học của đại mạch [1]

và nhiều chất khác hoà tan bền vững vào nước để thành chất chiết của dịch đường.Mục đích trên đây đạt được bằng cách tạo điều kiện thích hợp về độ ẩm nhiệt độ, độthông thoáng khí cho khối hạt để khối hạt phát triển Sau quá trình nảy nầm, đem sấykhô, tách rễ, làm sạch ta được malt phục vụ cho sản xuất bia.

1.1.3.1 Quá trình ươm mầm đại mạch

Ta tiến hành ngâm đại mạch trong thời gian 36-48 giờ để có độ ẩm 42-46%, nhiệt độngâm 12-150C Sau đó vớt để ráo nước và rải thành các luống, dày 40cm trong nhữngngày đầu và giảm dần đến 15-10cm (vào mùa hè thỉ rải mỏng hơn), nhiệt độ nảy mầm

là 15-220C Thời gian ủ khoảng 8-10 ngày Trong quá trình nảy mầm, hạt đại mạch sẽtích tụ đựơc nhiều enzyme mới, cũng như tăng hoạt lực của một số enzyme (nhưamylase, protease, stitaza, maltase, ) đặc biệt amylase Các enzyme mới này lànhững nhân tố thực hiện chuyển hoá, các chất trong thành phần đại mạch thànhnhững nguyên liệu (acid amin tự do, các loại đường, các vitamin, ) để nấm men sửdụng để tạo thành sản phẩm bia

1.1.3.2 Kỹ thuật sấy malt

Căn cứ vào các biến động lớn trong toàn bộ quá trình sấy malt, ta có thể chia làm 3giai đoạn:

- Giai đoạn sinh lý: nhiệt độ tăng dần đến 450C , hàm ẩm hạ về khoảng 30%, hạt nảychồi và sinh trưởng nhanh, một số các enzyme thủy phân cũng bắt đầu hoạt hóa trởlại

- Giai đoạn sinh hóa: nhiệt độ tăng dần từ 45-700C , hàm ẩm còn 10% Ở giai đoạnnày, quá trình sinh lý bắt đầu dừng lại, các enzyme thủy phân hoạt động yếu lại

- Giai đoạn hóa học: nhiệt độ tăng dần từ 75- 1050C, hàm ẩm giảm về tối thiểu Cácbiến đổi hóa học chủ yếu xảy ra ở giai đoạn này là: tạo thành các hợp chất gây màu,mùi thơm và vị đặc trưng cho malt. [3]

1.1.3.3 Thành phần hóa học của malt

Bảng 1.2: Thành phần hoá học của malt [3]

1.1.3.4 Hệ enzyme có trong malt

Nhóm enzyme thủy phân (Hydrolase) bao gồm:

Carbonhydase (nhóm enzyme thủy phân các hợp chất glucid)

Diastase (amylase): thủy phân các glucid có mạch polyme tương đối đơn giản như:Thủy phân tinh bột thành đường + dextrin

α-amylase: thủy phân tinh bột  glucose và dextrin Ngoài ra còn có tác dụng làmgiảm độ nhớt của dịch cháo T0

opt =700C, pH=5,7 [4]

1.1.3.5.Chỉ tiêu của malt

a: Về mặt cảm quan

Màu sắc: có màu vàng óng như rơm

Mùi: có mùi thơm đặc trưng của malt

Vị: có vị ngọt

Độ cứng: malt phải xốp và khô

Độ mịn: không được xay nhuyễn để tạo thành lớp vỏ trấu giúp lọc

Tạp chất: không được lẫn sạn, rơm, rác hay các tạp chất khác

Hình dáng: hạt không bị sâu bệnh, mốc vỡ, khuyết tật, mọt nát

b: Về thành phần

Độ hòa tan tính theo chất khô: 80%

Hàm lượng protein hòa tan: 4,3 %

Trong sản xuất bia, việc dùng thế liệu thay cho malt tuỳ thuộc vào điều kiện chủ quan

và khách quan, có thể nhằm: hạ giá thành sản phẩm, cải thiện một vài tính chất củasản phẩm, tạo ra chủng loại bia có các mức độ phẩm cấp chất lượng khác nhau, theođơn đặt hàng của người tiêu dùng

1.1.4.2 Yêu cầu kỹ thuật của thế liệu

Thế liệu phải dồi dào nguồn glucid (tinh bột) mà từ đó dưới tác động của enzymetrong malt, glucid của thế liệu sẽ chuyển thành các chất hoà tan Vì vậy các loại ngũcốc thường chọn làm thế liệu trong sản xuất bia Khi sử dụng thế liệu, chất lượng củathế liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bia (mùi, vị, màu sắc) Vì vậy phảiquan tâm đến thành phần hoá học thế liệu

1.1.4.3 Thế liệu được sử dụng

Về khả năng thay thế Malt trong bia gạo là loại ngũ cốc được dùng nhiều hơn cả Gạođược coi là một thế liệu hàng đầu trong sản xuất bia, do hàm lượng glucid và proteinkhá cao, khả năng chuyển hoá thành chất hoà tan tốt (có thể đạt đến 90% chất khô).Khi sản xuất với gạo thay thế trên 30% hoàn toàn có thể sản xuất được các loại bia cóchất lượng hảo hạng để xuất khẩu.

Bảng 1.3: Thành phần hoá học trung bình của gạo tính theo % trọng lượng [3]

ra khí CO2 là thành phần chính của bia Nấm men được sử dụng trong công nghệ sản

xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống Saccharomyces Hình dạng: hình elip,

oval Kích thước trung bình dài 9-10 m, rộng 2-7 m Sinh sản bằng cách nảy chồi,phân cách hoặc bằng bào tử [5]

Phân loại: gồm 2 loại

- Nấm men nổi: Saccharomyces cerevisase Sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ cao,

nằm lơ lửng trên bề mặt là chủ yếu, nhiệt độ lên men 10-250C Khi quá trình lên menkết thúc, các tế bào kết chùm, chuỗi tạo thành lớp dày nổi lên bề mặt cùng với bọtbia, làm cho khả năng tự trong của bia rất chậm, khó kết lắng và khó lọc bia

- Nấm men chìm: Saccharomyces carlbergensis Sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ

thấp, nhiệt độ lên men 0-100C Phân bố ở tầng sâu trong thiết bị Dễ kết lắng và dễtách lớp Do đó lọc dễ hơn đồng thời tạo điều kiện sử dụng lại nấm men Nấm menđược sử dụng từ nấm men thuần chủng, men được giữ dưới dạng men khô, sau đónhân giống trung gian rồi đưa vào sử dụng trung sản xuất bia. [5]

1.1.5.2 Chất lượng của nấm men

a: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nấm men [6]

Tốc độ và mức độ lên men, tốc độ và khả năng kết lắng, hàm lượng sản phẩm bậc 2tạo thành, mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật, khả năng chống chịu khi bị tácđộng

b: Yêu cầu chất lượng nấm men trước khi đưa vào sản xuất bia

Tỷ lệ men chết: <2%

Tỷ lệ nảy chồi: >10%

Số lượng nấm men khi đưa vào dịch đường để lên men: 10-20 triệu tế bào/ml dịchgiống Nấm men có khả năng chuyển hóa các đường đôi, đường đơn giản, các peptid,

giống từ chủng thuần khiết và một đời men giống có thể sử dụng đuợc 6-10 chu kỳ

lên men Nấm men sử dụng tại nhà máy là loại nấm men chìm: Saccharomyces

carlbergensis [6]

1.1.6 Hoa houblon

Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản (thứ 2 sau malt đại mạch) của công nghệ sản xuấtbia Hoa houblon có tác dụng: làm cho bia có vị đắng, vị thơm rất đặc trưng, làm tăngkhả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền và ổn định thành phần sinh học của sảnphẩm.

- Nhựa đắng: α nhựa mềm và β) Hiệu quả xúc tác sẽ tuỳ thuộc vào nhiệt nhựa cứng

Trên thị trường hiện nay phổ biến 3 dạng: Dạng hoa cánh khô, dạng hoa houblon hạt,viên, dạng hoa cao trích ly

1.1.6.2 Thành phần của hoa houblon

Bảng 1.4: Thành phần hóa học trung bình của houblon [1]

Hình 1.5: Hoa Houblon Hình 1.5:

Hoa

Hình 1.6: Các dạng houblon

Nước 10,0 Acid amin 0,1

a: Chất đắng

Là thành phần có giá trị nhất của hoa hoblon Chất đắng tạo cho bia có vị đắng đặctrưng và dễ chịu, tham gia vào sự tạo thành bọt và giúp cho bia bảo quản được lâu.Các hợp chất đắng trong hoa houblon có thể chia ra 2 nhóm lớn: những acid đắngcứng các dạng đồng phân, những dạng nhựa đắng (mềm và cứng) Ở dạng tinh thể

song tan tốt trong este, etylic, hecxan hoặc metanol Humnulon là chất gây đắngmạnh nhất (cả số lượng và chất lượng), có độ hoạt động bề mặt lớn, nhờ đó giúp chobia có khả năng tạo bọt tốt, tính kháng sinh mạnh Humulon là chất có giá trị nhấttrong hoa houblon đối với công nghệ sản xuất bia

b: Chất chát –tanin

Với hàm lượng trung bình 4%, hoa houblon có vai trò quan trọng trong sản xuất bia,

từ đó sẽ có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến chất lượng bia Houblon bắt đầuchín thì hàm lượng tanin trong hoa cũng bắt đầu giảm Trong quá trình đun sôi dịchđường với hoa houblon, trước hết tanin được chiết ra ở dạng hòa tan, sau đó điều kiệnnhiệt độ cao và thới gian kéo dài, chúng sẽ bị oxy hóa và trùng ngưng với các mức độkhác nhau, các phân tử trùng ngưng sẽ hình thành mối liên kết đẳng điện với các phân

tử protein trong dịch đường, hình thành những phức tanin-protein, tạo ra dạng kết tủanóng trong quá trình này Mặt khác một dạng phức tương tự nhưng với trọng lượngphân tử nhỏ hơn không kết tủa ở điều kiện nhiệt độ cao, khi hạ nhiệt độ xuống thấpchúng sẽ kết tủa lại, tạo ra kết tủa nguội trong dịch đường

Từ đó ta nhận thấy rằng, tanin có ảnh hưởng tốt đối với quá trình công nghệ, giúp chodịch đường trong nhanh và kết tủa các thành phần protein không bền, làm tăng độ bềnvững keo của bia Tanin cũng làm kết tủa cả những thành phần protein bền, dẫn đếngiảm khả năng tạo bọt của bia Nếu hàm lượng tanin có trong bia vừa phải (0,012 –0,028%) thì sẽ gây cho bia có vị chát và đắng dễ chịu nhưng nếu cao hơn, sẽ gây chobia có vị chát đắng khó chịu, do đó tùy theo hàm lượng tanin trong hoa nhiều hay ít,

ta có thể rửa qua nước nóng một vài lần để loại bớt tanin trước khi đun sôi dịchđường với hoa

1.1.7 Các chất phụ gia

1.1.7.1 Nhóm phụ gia gián tiếp

Nhóm này tất cả nguyên liệu và hóa chất được sử dụng trong quá trình công nghệ,song không được phép có trong sản phẩm như các loại bột trợ lọc: Kizelgua,Diatomit, Belogua 200-400-600 Các loại hóa chất dùng để vệ sinh thiết bị, vệ sinhphân xưởng sản xuất như H2SO4, NaOH, KMnO4 hoặc etanol dùng như là tác nhânlạnh, dung dịch CIP [7]

1.1.7.2 Nhóm phụ gia trực tiếp

Gồm tất cả những nguyên liệu và hóa chất được phép có mặt trong thành phần củasản phẩm với sự kiểm soát chặt chẽ hàm lượng cho phép Như hóa chất xử lý độ

phần trong bia như acid ascocbic, H2O2 hoặc K2S2O5 [7]

1.2 Tổng quan về sản phẩm

1.2.1 Lịch sử phát triển của bia

Từ 7000 năm trước công nguyên, người dân Babilon đã biết sản xuất bia từ đại mạch

và các hạt ngũ cốc Công nghệ sử dụng các nguyên liệu này để nấu bia được truyềndần đến Ai Cập, Ba Tư và một số lận cận, rồi số vùng ở Etiopia vẫn sản xuất bia theophương pháp của người Babilon cổ xưa Người Hy Lạp đã học được phương phápsản xuất bia từ đại mạch của người Ai Cập, họ gọi đó là nước sitôn hay vang đạimạch Người Ý cũng sản xuất loại đại mạch này nhưng không theo phương pháptruyền thống mà có cả các hạt ngũ cốc khác Sau đó, Người Pháp, Đức, Tây BanNha… cũng sản xuất nước giải khát lên men chiết từ đại mạch

Tại Lưỡng Hà, chứng cứ lâu đời nhất về bia được cho là bức vẽ 6000 năm tuổi củangười sumeria miêu tả những người đang uống một thứ đồ uống bằng các cần hútbằng sậy từ thùng công cộng

Nhưng trong suốt thời gian dài, bia chỉ được sản xuất từ đại mạch và một số hạt ngũcốc khác đã nảy mầm và hoàn toàn chưa có một dân tộc nào dùng đến hoa houblon.Thay vào đó, người ta biết sử dụng một số loại cây như lupin, ngải cứu… để tạo nênhương liệu cho bia Khoảng đến thế kỷ thứ IX, bắt nguồn từ các vùng được coi là sứ

sở của hoa houblon như Xibiri- Đông Nam nước Nga, thì người ta mới sản xuất ra biagiống như ngày nay

Trải qua hàng ngàn năm sản xuất và uống bia, ông cha chúng ta không biết nhân tốnào đã làm nên điều kỳ diệu Đó là sự chuyển hoá nguyên liệu thành sản phẩm Mãiđến năm 1857, nhà bác học người Pháp Lusi Pasteur đã khám phá ra điều bí mật này

Và sau một thời gian dài nghiên cứu, ông đã tìm ra được chính nấm men là vi sinh vậtduy nhất mà hoạt động sống của chúng đã làm nên quá trình lên men bia NhưngPasteur vẫn chưa làm sáng tỏ đựơc cơ chế của hiện tượng này Cho mãi đến thế kỷXIX, một số nhà khoa học người Nga và Đức mới chứng minh được cơ chế hoạtđộng của nấm men Đó là nấm men đã tạo ra các enzyme và chính các enzyme nàychuyển hoá đường thành rượu và CO2

Phần lớn các loại bia cho đến thời gian gần đây thực chất là thứ mà ngày nay gọi làale Bia lager đã được phát hiện ra một cách tình cờ vào thế kỷ 16 sau khi bia đượclưu trữ trong các hầm lạnh một thời gian dài, kể từ đó nó đã được sản xuất nhiều hơnale

Với sự phát minh ra động cơ hơi nước năm 1765, công nghiệp hoá sản xuất bia đã trởthành sự thật Các cải tiến trong công nghệ sản xuất bia đã xuất hiện Cho đến cuốithế kỉ 18, mạch nha chủ yếu được làm khô bẳng lửa do đốt, than củi, trấu, năm 1600

là từ than cốc Nói chung, không có loại mạch nha nào trong số này được che chắn tốtkhỏi khói sinh ra trong các lò sấy, do đó loại bia trong thời kì đó có thành phần hơikhói trong hương vị của chúng, các chứng cứ chỉ ra rằng các nhà sản xuất mạch nha

và bia thường xuyên phải cố gắng giảm thiểu sự ám khói của bia thành phẩm Sự phátminh ra lò nướng hình trống năm 1817 của Daniel Wheeler đã cho phép tạo ra mạchnha nướng chín kỹ và tạo tiền đề cho sản xuất các loại bia đen

1.2.2 Một số tính chất chung của bia

1.2.2.1 Thành phần của bia

Trong bia nước chiếm 80% Bia có độ rượu nhẹ (hàm lượng độ rượu khoảng 3-6%V),

đặc trưng Hương và vị của bia là do các hợp chất chiết từ nguyên liệu, cồn CO2 vàcác thành phần lên men khác tạo nên

Trong bia có chứa một số chất bổ dưỡng:

- Chất đạm: đặc biệt là đạm hoà tan chiếm 8-10% chất tan, bao gồm: protein, peptid,

và amino acid

- Glucid: glucid tan (70% là dextrin, pentosan- sản phẩm caramel hoá)

- Vitamin: chủ yếu là vitamin nhóm B (vitamin B1, vitamin B2, PP)

- Lupulin trong bia và hoa houblon có tính an thần, dễ ngủ

- Đặc biệt CO2 hoà tan trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát cho ngườiuống bia, giúp tiêu hoá nhanh thức ăn và ăn uống ngon miệng, giảm mệt mỏi, tăngphần tỉnh táo nếu như người uống sử dụng một liều lượng thích hợp

1.2.2.2 Giá trị dinh dưỡng của bia

Bia là loại thức uống giải khát rất giàu dinh dưỡng Nếu được sử dụng với hàm lượng

thích hợp, bia sẽ giúp cho cơ thể thoải mái, dễ chịu và tăng sức lực cho cơ thể So vớitrà và cà phê, bia không chứa các kim loại gây hại, so với rượu thì hàm lượng cồntrong bia rất thấp (2-6%V).

Trong bia nước chiếm 80% Bên cạnh công dụng giải khát, bia còn cung cấp cho conngười các giá trị dinh dưỡng nhất định: cung cấp nguồn năng lượng cho cơ thể hoạtđộng, cung cấp các vitamin và khoáng chất 1 lít bia có thể cho ra từ 500-600Kcal(tuỳ theo từng loại bia) mà năng lượng cần thiết cho cơ thể con người bình thường là3000-3500 Kcal

Ngoài ra, trong bia còn có một số vitamin, trung bình trong 1 lít bia có 20-50mgtiamin (B1), 340-560mg riboflavin (B1), 5800-9000mg acid nicotinic (PP)

1.2.3 Các loại bia

Có nhiều loại bia khác nhau, mỗi loại bia được coi là thuộc về một kiểu bia cụ thểnào đó Kiểu bia là mác dán miêu tả hương vị tổng thể và thông thường là nguồn gốccủa bia, phù hợp với hệ thống đã tiến hoá qua các lần thử và các sai số qua nhiều thếkỉ

Yếu tố chính để xác định loại bia là men bia sử dụng trong quá trình lên men Phầnlớn kiểu bia thuộc về một trong hai họ lớn: ale (sử dụng lên men nổi) hoặc lager (sửdụng lên men chìm) Bia có đặc trưng pha trộn của cả ale và lager gọi là bia lai Đồuống chứa cồn được sản xuất từ việc lên men đường thu được từ các nguồn khôngphải là ngũ cốc nói chung không được gọi là bia, mặc dù chúng được sản xuất từcùng một phản ứng sinh học gốc men bia Mật ong lên men được gọi là rượu mậtong, nước táo lên men được gọi là rượu táo, nước nho lên men được gọi là rựu vang

Ale: là bất kì loại bia nào được sản xuất bằng lên men nổi, và nó thông thường được

lên men ở nhiệt độ cao hơn so với bia lager (15-230C) Các men bia ale ở các nhiệt độnày tạo ra một lượng đáng kể các ester, các hương liệu thứ cấp và các sản phẩm tạomùi khác, kết quả là bia tạo ra của hoa quả tương tự như táo, lê, dứa, cỏ, cỏ khô,chuối, mận Các khác biệt về kiểu giữa các loại ale là nhiều hơn so với các loại lager,

và nhiều loại bia ale khó để phân loại chúng

Lager: là loại bia tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới Có nguồn gốc từ vùng Trung Âu,

có tên gọi này là từ lagern (“lưu trữ”) trong tiếng Đức Men bia lager là loại lên men

lager được làm trong và chín Các điều kiện lạnh cũng kiềm chế việc sản xuất tựnhiên các ester và các phụ phẩm khác, tạo ra hương vị “khô và lạnh hơn” của bia.Các phương pháp hiện đại để sản xuất bia lager đã được Gabriel Sedlmayr và AntonDreher khai phá Gabriel Sedlmayr trẻ là người hoàn thiện bia lager màu nâu sẫm ởnhà máy bia Spaten tại Bavaria còn Anton Dreher là người bắt đầu sản xuất bia lager,

có lẽ màu đỏ hổ phách tại Wien khoảng những năm 1840-1841 Với việc kiểm soátquá trình lên men đã được hoàn thiện hơn, phần lớn các nhà sản xuất bia lager chỉ sửdụng thời gian lưu trữ lạnh ngắn, thông thường từ 1-3 tuần

Phần lớn bia lager ngày nay dựa trên kiểu Pilsener, được sản xuất lần đầu tiên năm

1842 tại thành phố Plzen ở cộng hoà Séc Các loại bia lager Pilsener ngày nay có màusáng và được cacbonat hoá nồng độ cao, với hương vị mạnh của hoa bia và nồng độcồn 3-6% theo thể tích Các thương hiệu bia Pilsener Urquell hay Heineken là các ví

dụ điển hình về bia pilsener

Loại bia hỗn hợp: kiểu bia lai hay bia hỗn hợp sử dụng các nguyên liệu và công nghệ

hiện đại thay vì các khía cạnh truyền thống của sản phẩm bia Mặc dù có một số biếnthể giữa các nguồn khác nhau

- Bia rau quả và bia rau cỏ là hỗn hợp với một số loại phụ gia từ hoa quả hay rau củ

có thể lên men trong quá trình lên men, tạo ra chất lượng hài hoà một cách rõ nét

- Bia thảo mộc và bia gia vị bổ sung các chất chiết ra từ rễ, hạt, lá, hoa hay quả thảomộc hoặc các loại cây gia vị thay vì hoa bia

- Các loại bia tồn trữ trong các thùng gỗ là các loại bia truyền thống hay thực nghiệmđược lưu trữ trong thùng gỗ hoặc được tiếp xúc với gỗ (trong các dạng mảnh nhỏ,mẫu hay hạt) trong một khoảng thời gian (gỗ sồi dùng phổ biến nhất) Thông thường,thùng gỗ hay các miếng gỗ đầu tiên được xử lí bằng một số loại rượu mạnh hay các

đồ uống chứa cồn khác Việc sử dụng rượu bourbon, scotch và shrry là phổ biến nhất

- Bia hun khói là bất kì loại bia nào mà mạch nha đã được hun khói Thông thườngcác loại bia này có hương vị của khói Các ví dụ điển hình của kiểu bia truyền thốngnày là bia Rauchbiers ở Bamberg, Đức Tuy nhiên nhiều nhà sản xuất bia ngoài nướcĐức, chủ yếu là các nhà sản xuất bia thủ công ở Mỹ cũng bổ sung mạch nha bia hunkhói vào bia đen, ale Scotland là một loại kiểu bia khác.

- Bia đặc biệt là cách gọi chung để chỉ các loại bia được sản xuất mà sử dụng cácnguồn đường, hạt ngũ cốc và tinh bột có thể lên men không thông dụng

1.3 Tổng quan về các quy trình sản xuất

Có 7 bước chính trong một quá trình sản xuất bia đó là: đường hóa, lọc, đun sôi, lênmen, ủ phụ, lọc và chiết

- Đường hóa

Đường hóa là một quá trình trộn lẫn ngũ cốc đã nghiền (thường là ngũ cốc đã trải quaquá trình malt hóa) và đun nóng hỗn hợp này và chờ ở các nhiệt độ nhất định để cácenzyme trong malt phá vỡ tinh bột trong ngũ cốc thành đường mà chủ yếu là maltose

- Lọc

Lọc là quá trình phân tách chất chiết thu được trong quá trình đường hóa ra khỏi bãngũ cốc (bã bia) Quá trình này được thực hiện 2 loại thiết bị: nồi lọc là 1 thùng rộngvới đáy giả hoặc lọc đường hóa, lọc khung bản Quá trình lọc gồm 2 giai đoạn: dịchlọc đầu thu được chất chiết mà chưa có sự pha loãng bã bia và dịch lọc sau chất chiếtđược tận thu bằng cách rửa bã bia với nước nóng

- Đun sôi

Quá trình đun sôi chất chiết thu được gọi là dịch nha, nhằm giúp dịch nha trở nên vôtrùng, tránh sự nhiễm khuẩn Trong suốt quá trình đun sôi, hoa bia (hoa houblon)được thêm vào giúp tạo độ đắng, hương và vị của bia và trong suốt quá trình sôi, giúpcác protein trong nha kết tụ và pH của nha giảm xuống Cuối cùng quá trình này giúpbay hơi các hương không mong muốn (off flavor) gồm các tiền chất của dimethylsulfide Quá trình sôi cần được diễn ra đồng đều và đồng nhất về mức độ sôi, quá

trình này thường được diễn ra 50-120 phút phụ thuộc vào cường độ sôi, chế độ bổsung hoa và thể tích dịch nha mà nhà sản xuất mong muốn.

Thiết bị đun sôi hoa: loại nồi đun sôi hoa đơn giản nhất là đun sôi bằng ngọn lửa trựctiếp, tuy nhiên thiết bị này gây ra sự caramel hóa và rất khó để vệ sinh Hầu hết cácnhà máy sản xuất bia sử dụng nồi đun sôi hoa được gia nhiệt bằng hơi nóng Hơinóng sản xuất bởi một hệ thống lò hơi khác dưới áp suất nhất định

Thu hồi năng lượng: quá trình đun sôi hoa sử dụng rất nhiều năng lượng, và thật làlãng phí nếu để năng lượng này bị thoát ra ngoài Con đường đơn giản nhất là thu hồinăng lượng này bằng các nồi ngưng hơi

- Lắng xoáy

Cuối quá trình sôi hoa, nha được bơm vào các nồi lắng xoáy theo phương tiếp tuyếnnhằm kết tủa các protein và lượng sinh khối từ hoa vào phần giữa nồi lắng xoáy Phầncặn này sẽ được loại bỏ Nồi lắng xoáy được thiết kế riêng rẽ, đường kính lớn để tăngcường quá trình lắng, đáy nghiêng và đường ống tiếp dịch theo phương tiếp tuyến gầnđáy nồi Nồi lắng xoáy không được có phần gồ ghề làm giảm tốc độ quay của dịch từ

đó giảm khả năng lắng Ngoài ra, việc sử dụng thiết bị lọc hoa (thiết bị lọc bằng thépkhông gỉ) giúp cặn hoa được lọc ra tốt hơn, giảm giá thành thiết bị và giảm diện tíchsàn

- Lên men: quá trình lên men được thực hiện trong các tank lên men và được bắt đầungay khi nấm men được định lượng vào dịch nha lạnh Trong suốt quá trình này nấm

có nhiều dạng khác nhau từ các tank cực lớn giống như các silo lưu trữ cho đếnnhững bình kính dung tích cỡ 5 gallons Hầu hết các nhà máy bia ngày nay dùng cáctank lên men thân trụ và đáy côn (CCT), đáy côn có góc nghiêng 600C cho phép nấmmen lắng xuống đáy CCT có thể thực hiện cả quá trình lên men chính và ủ phụ trongcùng 1 tank Cuối mỗi quá trình lên men, nấm men và các chất rắn khác lắng xuốngđáy và dễ dàng được rút khỏi tank.

Các tank lên men hở cũng được sử dụng nhưng chủ yếu là để trưng bày và ở châu Âutrong quá trình lên men bia từ lúa mỳ Các tank lên men thường được làm từ thépkhông gỉ với phần đáy nghiêng và được đặt dựng đứng, đối lập với các tank ủ chínbia thường được đặt nằm ngang Ngày nay có rất ít các nhà máy bia vẫn còn sử dụngcác tank lên men gỗ để lên men vì gỗ rất khó vệ sinh và dễ nhiễm khuẩn và phải quéthắc ín lại trên dưới mỗi năm

- Ủ chín bia

Khi các loại đường được sử dụng gần hết trong quá trình lên men bia, quá trình lênmen chậm dần và nấm men bắt đầu lắng xuống đáy tank Trong giai đoạn này, biađược làm lạnh xuống nhiệt độ quanh điểm đóng băng, nhằm kích thích quá trình kếtlắng của nấm men và các protein Các hương không mong muốn như các hợp chấtphenolic trở nên không tan trong bia lạnh và hương vị của bia trở nên hài hòa hơn.Trong suốt thời gian này áp suất được duy trì trên tank để bia không nhạt

Nếu các tank lên men có phần áo lạnh quanh chúng, trái với cả khu vực lên men đượclàm lạnh thì quá trình ủ chín có thể được thực hiện trong cùng 1 tank lên men, một sốtrường hợp khác, quá trình ủ phụ này có thể được thực hiện ở các tank khác

- Lọc bia: Lọc bia là quá trình loại bỏ nấm men, cặn, giúp ổn định hương, vị bia vàmang đến cho bia sự trong sáng Tuy nhiên không phải tất cả bia đều được lọc

- Thành phẩm (chiết chai, bao gói): Chiết chai là quá trình rót bia vào chai, keg, lonhoặc các đồ chứa khác có dung tích lớn hơn

- Lên men thứ cấp: là lần lên men sau khi lên men chính Một số loại bia có tới 3 lầnlên men

Lên men trong chai: một số loại bia có thêm quá trình lên men diễn ra trong chai, có

sự bão hòa CO2 diễn ra một cách tự nhiên, đây có thể là quá trình lên men thứ 2 hoặcthứ 3 Loại bia này thường được đóng chai cùng với một lượng dịch nấm men sốngnhất định Trong trường hợp bia không còn đường có khả năng lên men, đường có thể

trong chai và bão hòa vào bia một cách tự nhiên [3]

1.4 Giới thiệu các sản phẩm trên thị trường

a: Bia Sài Gòn

“Có thể bạn không cao nhưng ai cũng phải ngước nhìn” câu slogan đã làm nênthương hiệu của nhãn hàng này cũng đã trở thành câu nói vui quen thuộc của rấtnhiều người Việt Nam Bia Sài Gòn sở hữu những thương hiệu bia nổi tiếng baogồm: Bia Sài Gòn Special, Bia Sài Gòn 333, 333 Premium, 333 Export, Bia Sài GònLarge Bia Sài Gòn là một trong những dòng bia có lượng tiêu thụ lớn nhất trên thịtrường, và được người Việt Nam ưa chuộng nhất với thị phần trên thị trường tới hơn30%

Hình 1.7: Bia Sài Gòn b: Bia Tiger

Không cần phải nói quá nhiều về thương hiệu bia con cọp này bởi lịch sử lâu đời của

nó tại Việt Nam Bia con cọp nâu hoặc trắng là một trong những loại thức uống đượcorder nhiều nhất cũng như có thể được tìm mua dễ dàng tại các đại lý, cửa hàng báchhóa trên toàn quốc

c: Bia Heniken

Cùng với bia Tiger, bia Heineken gần như như là cái tên được người dùng lựa chọnđầu tiên trong các bữa tiệc từ lớn đến nhỏ tại Việt Nam Vị ngon đậm đà từ dòng bianày hợp với vị giác của khá nhiều người Việt Bia Ken cũng là một món quà tặng ưathích để tặng nhau trong các dịp lễ, Tết cũng như những sự kiện quan trọng đối vớicác cá nhân hoặc tổ chức

Hình 1.9: Bia Heniken d: Bia Hà Nội

Cũng như miền Nam có bia Sài Gòn thì miền Bắc có bia Hà Nội Ngon, bổ, rẻ có lẽđiều mọi người sẽ nghĩ đến đầu tiên khi nhắc tới thương hiệu này

Bia Hà Nội có vị dịu nhẹ, hợp khẩu vị của những người thích uống bia để giải kháthơn là những người thích những dòng bia nặng đô

e: Bia Sapporo

Hình 1.10: Bia Hà Nội

Đến từ đất nước Nhật Bản, bia Sapporo cùng với chiến dịch marketing rầm rộ củamình đã trở thành một thương hiệu đồ uống được biết đến rộng rãi tại Việt Nam Vớimức giá hợp lý cùng hương vị dễ chịu, bia Sapporo đã tạo thêm sự lựa chọn chongười tiêu dùng bên cạnh bia Ken, bia Tiger và bia 333

f: Bia Huda

Miền Nam có Saigon, miền Bắc có Hà Nội thì miền Trung có Huda Là một sảnphẩm của công ty Bia Huế Bia Huda được coi như đại diện cho thương hiệu bia miềnTrung với giá cả phải chăng, hợp túi tiền của đại đa số người dân Ngoài bia lon vàbia chai, Huda cũng sở hữu các dòng bia tươi và bia hơi khác của riêng mình

Hình 1.12: Bia Huda g: Bia Strongbow

Cider (Apple Cider – hay nước táo lên men) là loại thức uống có nguồn gốc từ châu

Âu và đã phổ biến toàn cầu từ hàng trăm năm nay Khác với các loại thức uống cócồn khác, sự hấp dẫn của Cider được cho là nằm ở cách thức chế biến đầy ấn tượng

Hình 1.11: Bia Sapporo

từ quá trình lên men táo tự nhiên mang đến men say thuần khiết, hài hòa và đầy cuốnhút Với một chút ngọt dịu, thanh mát kết hợp cùng vị chát nhẹ đặc trưng của táocùng độ men vừa phải đủ để lâng lâng hứng khởi, cider trở thành thức uống hội tụđầy đủ tinh hoa một cách chọn lọc từ thiên nhiên.

Trong số hàng trăm loại Cider khác nhau đến từ nhiều quốc gia, Strongbow Ciderđược biết đến như thương hiệu Cider lớn nhất thế giới Chính thức ra mắt từ nhữngnăm 1960, song việc thừa hưởng toàn bộ tinh hoa từ hơn 120 năm của Bulmers – mộttrong những thương hiệu Cider lâu đời nhất – đã mang đến cho Strongbow một “bảnsắc” Cider hoàn toàn khác biệt Với nguồn nguyên liệu hảo hạng, dồi dào đến từ haivườn táo lớn nhất thuộc sở hữu của tập đoàn Heineken toàn cầu tại Bỉ và Anh,Strongbow Cider được hình thành từ quá trình lên men táo tự nhiên Sau khi hoàn tấtgiai đoạn ủ trong hai tuần, sản phẩm được thêm hương liệu tự nhiên để cho ra đờinhững hương vị cuốn hút, riêng biệt và khó thể chối từ

Khác với các loại thức uống có cồn khác, quá trình lên men tự nhiên từ táo nguyênchất đã giúp Strongbow Cider cất giữ trọn vị ngon, sự ngọt ngào và quyến rũ của táotrong chất men đằm dịu, giúp kết nối mọi cuộc vui và chạm đến những giới hạn màcác loại thức uống khác chưa thể Dùng Strongbow Cider với đá lạnh làm điểm nhấn,đặc biệt là trong những bữa tiệc có thực đơn hải sản và thịt nướng đậm vị đang dầntrở thành công thức hoàn hảo cho mọi cuộc vui trên toàn cầu

Hình 1.13: Bia strongbow

CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA2.1 Quy trình công nghệ sản xuất bia

Nghiền Nghiền

Đường hoá

Hồ hoá

Nấu dịch dườngvới hoa houblonHoa houblon

Lọc ép bã

Chiết bock

Chiết chai

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia

Thanh trùng

2.2 Thuyết minh quy trình

2.2.1 Nghiền nguyên liệu

Mục đích:

Mục đích các công đoạn sản xuất dịch đường houblon hoá là chuyển các hợp chất caophân tử (tinh bột, protein, hemixenlulose…) không hoà tan có trong malt, tạo thànhcác sản phẩm phân tử để cùng với các chất thấp phân tử sẵn trong nguyên liệu hoà tanvào nước Tạo điều kiện thuận lợi cho sự biến đổi lý, sinh hoá trong quá trình đườnghoá, nhằm thu được chất cao nhất, yêu cầu về malt: nội nhũ phải mịn nhưng vỏ trấuchỉ dập để dễ dàng cho quá trình lọc Vì vậy nghiền malt có thể thực hiện theo 2phương pháp: nghiền khô và nghiền ướt

Tuy nhiên nếu nghiền thành bột hết thì không tạo được lớp lọc lý tưởng khi lọc dịchđường (vì vỏ hạt bị nghiền nhỏ) ảnh hưởng đến chất lượng bia sau này (có vị chát khóchịu do chất chát trong vỏ trấu hoà tan)

Yêu cầu kỹ thuật:

Trong quá trình nghiền malt, ta cần đặc biệt quan tâm đến mức độ vỡ của hạt malt vì

nó sẽ ảnh hưởng đến quá trình đường hoá sau này Do đó nghiền malt đúng kỹ thuậtrất quan trọng

- Nghiền malt sao cho khi kết thúc quá trình nghiền: vỏ malt được giữ càng nguyêncàng tốt, để tanin, linin, chất khoáng không tan vào dung dịch làm giảm chất lượngcủa bia.

- Vỏ malt xay đúng kỹ thuật làm cho lớp bã xốp nhẹ thì trong quá trình lọc nước maltchảy qua dễ và rửa bã nhanh chóng

- Nếu nghiền quá nhỏ thì lớp bã sẽ bít kín bề mặt lọc làm giảm khả năng lọc của thiết

bị, làm giảm hiệu suất thu hồi các chất còn sót trong bã Nếu xay quá to thì mức độđường hoá không hoàn toàn

- Không nên xay malt trước khi nấu trong khoảng thời gian dài malt sẽ hút ẩm làmgiảm chất lượng của malt

Biến đổi:

Nguyên liệu từ dạng thô sẽ chuyển thành bột. [8]

2.2.2 Nấu (Hồ hoá và đường hoá)

Mục đích:

Nhằm chuyển về dạng hoà tan tất cả các chất cao phân tử nằm dưới dạng không hoàtan trong tinh bột, chúng sẽ cùng với những chất hoà tan trong tinh bột gạo thành chấthoà tan chung của dịch đường nhờ tác động của hệ thống men sẵn có trong malt.Cách tiến hành:

Mỗi enzyme có một nhiệt độ tối thích: Rất cần thiết cho những quá trình thuỷ phânđược tốt nhằm tạo thêm những chất hoà tan mà yêu cầu kỹ thuật đòi hỏi

Yêu cầu kỹ thuật:

pH môi trường thường từ 5-6 trung bình là 5,5

pH tăng hay giảm đều làm cản trở sự triến triển của các quá trình lên men, giảm hiệusuất chất hoà tan, dịch thu được bị đục, khó lọc, màu sẫm, vị đắng khó chịu Nồng độcủa dịch đường tăng sẽ hãm các quá trình lên men, tăng đến quá 18% hoạt động củamen bị chậm lại

Biến đổi:

Tất cả các chất cao phân tử nằm dưới dạng không hoà tan trong tinh bột chuyển vềdạng hoà tan, chúng sẽ cùng với những chất hoà tan trong tinh bột gạo thành chất hoàtan chung của dịch đường nhờ tác động của hệ thống men sẵn có trong malt

Sự hồ hoá [8]

Mục đích:

Nhiệt độ hồ hoá phụ thuộc vào tinh bột của loại hạt và cỡ to nhỏ của hạt tinh bột.Tinh bột của gạo bị hồ hóa ở 80-850C Đây là nhiệt độ cao nhất, hạt tinh bột của gạolại nhỏ nhất

Cách tiến hành:

Ở nồi hồ hoá, toàn bộ gạo sau khi nghiền (đủ khối lượng cho 1 mẻ nấu) cùng với 10%bột malt (so với tổng lượng bột gạo) được cho vào phối trộn với nhiệt độ 450C Cánhkhuấy hoạt động liên tục để khuấy đều dịch bột/nước tỉ lệ 1/5 Tiếp đến khối dịchđường nâng nhiệt độ lên 80-860C, giữ nhiệt độ này 30 phút (đây là nhiệt độ trương nởtinh bột)

Sự dịch hoá [8]

Là sự tác động của enzyme, sự dịch hóa diễn ra rất chậm, thậm chí hàng giờ nếu nhưtinh bột chưa bị hồ hoá xong

Enzyme tác động nhiệt độ ở nhiệt độ thích nghi nhất là 65-700C, pH thích nghi 4,6 và

bị huỷ diệt ở 800C trong thời gian ngắn

Cách tiến hành: Ở nồi hồ hoá, sau khi đủ thời gian 30 phút, người ta bổ sung mộtlượng nước vào khối lượng bột để hạ nhiệt độ khối dịch xuống 860C xuống 720C vàhoà trộn 1 lượng bột malt theo tỷ lệ ¼ (1kg bột malt với 4kg hỗn hợp gạo+ malt lótban đầu) và giữ khối dịch này ở nhiệt độ 720C với thời gian 25-30 phút

Sự đường hoá (Đạm hoá) [8]

Mục đích:

Sự đường hoá là biến đổi tinh bột đã dịch hoá thành dextrin và maltose chỉ xảy rađược khi cháo đã dịch hoá xong Sự đường hoá xảy ra dưới tác động của enzyme.Quá trình đường hóa là tạo điều kiện thích hợp về nhiệt độ và pH của môi trường để

hệ enzyme thuỷ phân trong malt chuyển hoá các hợp chất cao phân tử (chủ yếu làhydatcacbon và protein) thành các sản phẩm thấp phân tử, hoà tan bền vững, tạothành chất chiết của dịch đường

α – amylase  dextrin hoá

β) Hiệu quả xúc tác sẽ tuỳ thuộc vào nhiệt – amylase  maltose hoá

Mỗi loại enzyme có nhiệt độ tối thích nghi là topt amylase dễ bị biến tính ở nhiệt độlớn hơn hoặc bằng 700C

α - amylase: to

opt= 60-650C; pHopt= 5,4β) Hiệu quả xúc tác sẽ tuỳ thuộc vào nhiệt - amylase: to

pH 5,5-5,8

Trong nồi đường hoá, toàn bộ lượng bột malt còn lại được trộn đều với nước theo tỉ

lệ nguyên liệu/nước là 1/5, nhiệt độ này 300C, cho acid photphotphoric (hoặc acidlactic) vào hoà trộn cùng bột malt tới khi pH khối dịch đến 5,5 kết hợp cánh khuấy đểdịch bột được trộn đều trong thời gian 10 phút (khuấy chậm khoảng 40 vòng / phút).Nồi đường hóa :

Chức năng của nồi đường hóa là để đường hóa và đun sôi từng phần (thông thường là1/3 phần) của khối cháo, hoặc trong trường hợp sử dụng nguyên liệu thay thế với tỷ lệ

cao thì dùng để hồ hoá lượng nguyên liệu này Chính vì vậy, mà hiện nay ta hay gọithiết bị này là “nồi nấu gạo” còn thiết bị phối trộn là “nồi nấu malt” Có rất nhiềudạng và cách kết cấu của nồi đường hóa, phổ biến nhất là loại có thân hình trụ đáylồi.

Tiếp đến ở nồi hồ hoá, khi cháo đủ thời gian ta bơm một lượng cháo từ nồi hồ hoásang khối dịch (ở nồi đường hoá) sao cho nhiệt độ 520C và giữ nhiệt độ này trong 30phút, cánh khuấy vẫn chạy Trong thời gian này, enzyme protease thuỷ phân proteinthành các acid amin

Sau 30 phút ta tiếp tục bơm nốt lượng cháo sao cho nhiệt độ nồi đường hoá tới 600C,giữ nhiệt độ này trong 30 phút (khi bơm hết cháo mà nhiệt độ nồi chưa tới 630C thì tatiếp tục gia nhiệt cấp hơi cho khối dịch để đạt tới nhiệt độ trên), lúc này cánh khuấyvẫn duy trì chạy Ở nhiệt độ 630C, enzyme β) Hiệu quả xúc tác sẽ tuỳ thuộc vào nhiệt - amylase hoạt động với cường độ mạnhnhất, với pH 5,5 phân cắt 2 gốc trên toàn mạch của amylose và mạch nhánhamylopectin tạo thành đường mantose

Khi giữ đủ thời gian 30 phút, ta bắt đầu gia nhiệt cho khối dịch đến nhiệt độ 750C thìđừng lại với thời gian 60 phút thì tiến hành kiểm tra chất lượng dịch 750C bằng chỉ thị

là dung dịch iot 2%

Yêu cầu kỹ thuật:

Các điểm dừng: 520C-15 đến 20 phút, 630C-20 đến 30 phút, 730C-20 đến 30 phút.Đun sôi 10 đến 15 phút

Tỷ lệ phối trộn: Bia vàng 1/5 (1kg bột/5 lít nước), bia đen 1/3

Biến đổi: Protein được thuỷ phân thành acid amin, các pepton, peptit là những thànhphần cần thiết cho lên men bia sau này [9]

2.2.3 Lọc bã- rửa bã

2.2.3.1 Lọc bã

Mục đích:

Nhằm tách phần lỏng ra khỏi dịch cháo malt để thu hồi được nước malt Thành phầnchủ yếu của phần lỏng là nước và các chất hoà tan.

Cách tiến hành: Quá trình lọc tiến hành theo 2 bước:

- Lọc hỗn hợp thuỷ phân thu được nước nha đầu

- Dùng nước nóng rửa rồi lọc thu được nước nha cuối

Thiết bị dùng để lọc là: lọc đáy bằng và lọc ép khung bản

Yêu cầu kỹ thuật:

Dịch ép phải trong, nhiệt độ lọc: 700C

Biến đổi:

Dịch bia trở nên trong hơn [8]

2.2.3.2 Rửa bã

Mục đích:

Lấy lại các chất hoà tan còn lại nằm trong hèm

Quá trình rửa bã kết thúc khi nồng độ đường trong nước rửa giảm xuống còn 1 đến2% Nếu rửa tiếp thì một số chất đắng và tanin sẽ trích ly vào nước nha làm cho nướcnha có mùi vị không bình thường, ngoài ra còn làm loãng nước nha, ta sẽ phải mấtthời gian và tốn kém năng lượng cho việc cô đặc đến nồng độ cần thiết

Yêu cầu kỹ thuật:

Nước nha đầu và nước nha cuối đều phải trong suốt vì sự hiện diện của các hạt nhỏkhông hoà tan trong nước nha sẽ tạo vị khó chịu cho bia và gây khó khăn cho việc lọcbia thành phẩm

Nồng độ chung của hỗn hợp ép và nước rữa bã cần đạt 90% so với nồng độ yêu cầu.Cách tiến hành:

máy và nâng nhiệt độ của nó lên, tránh sự mất nhiệt của dịch cháo malt (do sự thunhiệt của máy lọc khi chưa được làm nóng) Sau khi hâm nóng máy lọc trong 20-30phút thì mở của van xả dịch được mở rất nhỏ để không khí thoát ra ngoài Sau khidịch cháo malt đã vào đều trong các khoảng không gian tạo bởi khung và vải lọc thì

áp suất lọc được tăng lên 0,2-0,3 at Tiếp đó ta tháo dịch ở mức độ vừa phải, trong10-15 phút dịch đủ trong đạt yêu cầu bơm chúng sang thiết bị dung dịch đường vớihoa houblon

Khi hết dịch ban đầu, tiến hành quá trình rửa bã bằng nước nóng 780C, trong thờigian bơm nước rửa bã, các van xả dịch phải mở Khi nước rửa bã được bơm vào đủthì ta tháo dịch rửa bã Dịch rửa bã này có chứa chất hòa tan còn lại trong bã Quátrình rửa bã kết thúc khi nồng độ các chất hòa tan còn lại trong dịch 1,0-1,5% Nếutiếp tục rửa bã thì một số chất chát, chất đắng của vỏ trấu (trong malt) trích ly vàodịch đường làm cho nước nha có mùi vị và không bình thường, ảnh hưởng đến chấtlượng bia sau này Lượng dịch cuối cùng nằm trong máy được thổi ra bằng hơi gió.Sau đó máy lọc được tháo bã ra, bã sẽ rơi xuống máng còn vải lọc được tháo ra đem

đi giặt, sấy khô,… chuẩn bị cho lọc mẻ sau

2.2.4 Nấu dịch đường với hoa houblon

Mục đích :

Hoà tan các chất đắng, chất thơm, chất chát vào dịch đường, tạo mùi vị, màu cho bia.Các chất trong hoa sẽ kết hợp với các chất trong dịch đường làm ổn định các thànhphần trong bia

Tạo điều kiện cho sự hình thành tủa giữa các protein cao phân tử kém bền vững vớitanin

Tiêu diệt các enzyme xúc tác sinh học

Kết lắng protid cao phân tử (do phản ứng với polyfenol của hoa) và làm trong dịchđường

Tạo phản ứng melanoid