Công nghệ sản xuất bia 1

Công nghệ sản xuất bia

LỜI GIỚI THIỆU

Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng Ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzym khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzym kích thích tiêu hóa amylaza

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 cảm quan rất hấp dẫn đối với con người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 khá cao (4-5g/l) giúp cơ thể con người giải khát một cách triệt để khi uống

Trong khoảng 10 năm trở lại đây, ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và ngành công nghiệp sản xuất bia nói riêng của nước ta đã có một diện mạo mới Lượng bia sản xuất được ngày càng tăng, đội ngũ cán bộ kỹ thuật và số người quan tâm đến công nghệ sản xuất bia ngày càng nhiều

Bài báo cáo này trình bày theo các bước của tiến trình công nghệ, từ khâu tiếp nhận nguyên liệu đến khâu hoàn thiện sản phẩm Nội dung bài báo được chia làm bốn phần:

1) Lịch sử phát triển của bia

2) Nguyên liệu sản xuất bia

3) Quy trình công nghệ sản xuất bia

4) Đánh giá chất lượng bia thành phẩm

Bài báo cáo chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót Chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của cô và các bạn để rút kinh nghiệm cho những bài báo cáo sau

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Cẩm Vi và tất cả các bạn đã giúp đỡ chúng tôi hoàn thành bài báo cáo này

Nhóm thực hiện

MỤC LỤC

LỜI GIỚI THIỆU 1

I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA BIA 5

II NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA .6

1 Ngũ cốc 6

1.1 Malt 6

1.1.1 Đại mạch .8

1.1.1.1 Thành phần của hạt đại mạch 8

1.1.1.2 Hệ enzym trong đại mạch nảy mầm (malt) 9

1.1.2 Bảo quản malt 9

1.2 Nguyên liệu thay thế đại mạch 9

1.2.1 Nguyên liệu thay thế dạng hạt 9

1.2.1.1 Tiểu mạch 9

1.2.1.2 Gạo và thóc tẻ .10

1.2.1.3 Ngô 10

1.2.2 Nguyên liệu thay thế dạng đường 11

1.2.2.1 Đường mía và đường củ cải 11

1.2.2.2 Đường thủy phân 11

1.2.2.3 Đường invertaza 11

1.2.2.4 Xiro tinh bột 11

2 Hoa Houblon ( Humulus lupulus) 11

2.1 Mục đích sử dụng 11

2.2 Thành phần cấu tạo của hoa Houblon 12

3 Nước 13

3.1 Thành phần hóa học 13

3.2 Xử lý nước 13

3.2.1 Tiền xử lý 14

3.2.2 Làm mềm 14

3.2.3 Cải tạo thành phần sinh học của nước 14

3.3 Yêu cầu kỹ thuật của nước trong sản xuất bia 14

4 Nấm men 14

5 Chất phụ gia 15

5.1 Khái niệm 15

5.2 Phân loại 15

III QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 16

1 Chuẩn bị nguyên liệu 17

1.1 Làm sạch và đánh bóng malt 17

2 Kỹ thuật nấu 17

2.1 Mục đích của quá trình nấu bia 17

2.2 Các quá trình xảy ra khi nấu bia 17

2.3 Quá trình nấu 18

2.4 Cấu tạo nồi nấu 20

2.5 Qui trình vận hành 21

3 Lọc nước nha – rửa bã 22

3.1 Mục đích 22

3.2 Quá trình lọc 22

3.3 Thiết bị 23

4 Đun sôi với Houblon 25

4.1 Mục đích 25

4.2 Tiến trình 25

4.3 Quá trình hóa lý 26

4.4 Kiểm tra chất lượng bán thành phẩm 26

5 Lắng trong – làm lạnh 27

5.1 Mục đích của lắng trong 27

5.2 Mục đích của làm lạnh 27

5.3 Các biến đổi hóa lý xảy ra trong quá trình lắng trong – làm lạnh 27

5.4 Thiết bị thùng lắng cặn 28

5.4.1 Cấu tạo 28

5.4.2 Nguyên lý hoạt động 29

5.5 Cấu tạo máy làm lạnh: Alpha laval 29

5.5.1 Cấu tạo 29

5.5.2 Nguyên lý hoạt động 30

5.6 Một số yêu cầu khi làm lạnh 30

6 Lên men dịch nấu 30

6.1 Nấm men bia 31

6.1.1 Sự trao đổi chất 32

6.1.2 chủng loại nấm men 32

6.1.3 Sự phát triển của nấm men bia 33

6.1.4 Nhân giống nấm men bia 34

6.2 Cơ chế của qúa trình lên men 35

6.2.1 Sự tạo thành Etanol 35

6.2.2 Sự tạo thành rượu bậc cao 36

6.2.3 Sự hình thành diacetyl 36

6.3 Lên men chính 36

6.3.1 Mục đích 37

6.3.2 Cơ sở lý thuyết 37

6.3.3 Các biến đổi xảy ra trong quá trình lên men chính 37

6.3.4 Thiết bị lên men-Compitank 39

6.3.5 Tiến trình lên men chính 39

6.4 Lên men phụ và tàng trữ bia 40

6.4.1 Mục đích 40

6.4.2 Các biến đổi xảy ra trong quá trình lên men phụ 40

6.4.3 Yêu cầu kỹ thuật sau khi lên men phụ 41

6.4.4 Tiến trình lên men phụ 41

6.4.5 Xử lý một số sự cố 42

7 Thu hồi CO2 42

7.1 Sơ đồ dây chuyền thu hồi CO2 42

7.2 Các giai đoạn chính của việc thu hồi CO2 42

7.2.1 Tập trung khí CO2 từ các bồn lên men 42

7.2.2 Nén làm sạch, khử trùng 43

7.2.3 Hóa lỏng 43

7.2.4 Sử dụng CO2 tinh khiết 43

7.3 Quy trình thu hồi CO2 43

7.4 Quy trình nén nạp CO2 vào chai 43

8 Lọc bia 43

8.1 Mục đích 43

8.2 Nguyên lý 43

8.3 Yêu cầu bia sau khi lọc 43

8.4 Quy trình lọc 44

9 Chiết bia 44

9.1 Mục đích 45

9.2 Nguyên tắc 45

9.3 Quy trình cơng nghệ chiết chai 45

IV ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BIA THÀNH PHẨM 47

1 Cảm quan 47

2 Thành phần hóa lý 47

3 Chỉ tiêu vi sinh 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

Từ “Bia” bắt đầu từ tiếng Do Thái cổ: Ngũ cốc = ‘Bre’

Từ 7000 năm trước Công Nguyên, người dân Babilon đã biết sản xuất bia từ hạt đại mạch và các hạt ngũ cốc Công nghệ sử dụng các nguyên liệu này để nấu bia được truyền dần đến Ai Cập, Ba Tư và một số nước lân cận, rồi sau đó tràn xuống các nước phía Nam Cho đến ngày nay, một số vùng ở Etiopia vẫn sản xuất bia theo phương pháp của người Babilon cổ xưa Người Hy Lạp đã học được phương pháp sản xuất bia từ đại mạch của người Ai Cập, họ gọi đó là nước sitôn hay vang đại mạch Người Ý cũng sản xuất loại vang đại mạch này nhưng không theo phương pháp truyền thống mà có cả các hạt ngũ cốc khác Sau đó người Pháp, Đức, Tây Ban Nha… cũng sản xuất nước giải khát lên men nước chiết từ đại mạch Nhưng trong suốt thời gian dài, bia chỉ sản xuất từ đại mạch và một số hạt ngũ cốc khác đã nẩy mầm mà hoàn toàn chưa có một dân tộc nào dùng đến hoa houblon Thay vào đó, người ta chỉ biết sử dụng các loại cây như lupin, ngải cứu… để tạo nên hương liệu cho bia Khoảng đến thế kỷ thứ IX, bắt nguồn từ các vùng được coi là xứ xở của hoa houblon như Xibiri – Đông Nam nước Nga… thì người ta mới sản xuất ra bia giống như ngày nay theo công thức chung là: Bia được sản xuất từ malt, hoa houblon, và nước

Trải qua hàng ngàn năm sản xuất và uống bia, ông cha chúng ta không biết được nhân tố nào đã làm nên điều kỳ diệu Đó là sự chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm Mãi đến năm 1857, nhà bác học người Pháp Luis Pasteur đã khám phá ra điều

bí mật này Và sau một thời gian dài nguyên cứu, ông đã tìm ra được chính nấm men là

vi sinh vật duy nhất mà hoạt sống của chúng đã làm nên quá trình lên men Nhưng Pasteur vẫn chưa làm sáng tỏ được cơ chế của hiện tượng này Cho mãi đến thế kỷ XIX, một số nhà bác học người Nga và Đức mới chứng minh được cơ chế hoạt động của nấm men Đó là các nấm men đã tạo ra các enzym và chính các enzym này chuyển hóa đường thành rượu và CO2

Bia là một loại nước bổ mát, có độ cồn thấp, bọt mịn xốp, có hương vị đặc trưng Hương và vị của bia là do các hợp chất chiết từ nguyên liệu, cồn, CO2 và các thành phần lên men khác tạo nên Đặc biệt CO2 bão hòa trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống Nhờ những ưu điểm này, bia được sử dụng rộng rãi ở hầu khắp các nước trên thế giới và sản lượng của nó ngày càng tăng

Một số tính chất chung của bia:

Trong bia, nước chiếm 80% Bia thường có hàm lượng cồn khoảng 3-6%; CO2: 0,45% Ngoài ra trong bia còn chứa các chất khác như: hydratcacbon, khoáng, polyphenol, chất màu, chất đắng, iso-humylon, glycerin… 1 lít bia có lượng năng lượng

tương đương 500-600 kcal (khoảng 100g bánh mì), vì vậy bia còn được gọi là “bánh mì lỏng”

CO2 trong bia có khả năng kích thích tiêu hóa Bia còn giúp bộ phận bài tiết nước tiểu thanh lọc cặn bã hoạt động tốt hơn

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

Tuy nhiên nếu uống nhiều sẽ khiến cho cơ thể không đủ khả năng hóa giải dẫn đến hại gan, tổn thương hệ thần kinh

II NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA

Nguyên liệu là malt đại mạch, hoa Houblon, nước, nấm men và các chất phụ gia Có thể thay thế một phần malt như bột mì, bột ngô, gạo…

Ở nước ta, nguyên liệu chính để sản xuất bia đều nhập từ nước ngoài, đó là malt đại mạch, hoa Houblon

Công thức sản xuất bia trên thế giới:

1 Ngũ cốc:

Chủ yếu là đại mạch: ngoài ra còn được làm từ những ngũ cốc khác như:

- Bắp: thổ dân Châu Mỹ

- Lúa mì, đại mạch: người German cổ đại

- Lúa miến, đại mạch: người Pannonien

- Lúa miến, khoai mì bia: kaffir của Châu Phi

- Lúa nếp, gạo và kê: Trung Quốc

1.1 Malt:

Malt được sử dụng ở dạng chất khô hòa tan thành dịch đường Malt là nguyên liệu truyền thống, thiết yếu, không thể thiếu được trong công nghệ sản xuất bia Qua quá trình nẩy mầm, một lượng lớn các enzym xuất hiện và tích tụ trong các hạt đại mạch như: amylaza, proteaza Các enzym này là những nhân tố thực hiện việc chuyển hóa các thành phần trong hạt đại mạch thành nguyên liệu mà nấm men có thể sử dụng để tạo thành các sản phẩm bia

Để sản xuất bia vàng người ta dùng malt vàng vì nó có hoạt lực enzym cao, nội nhũ hòa tan tốt, có một số lượng acid amin và đường vừa phải Do đó phải chọn đại mạch chứa ít protein, làm ướt đến 42-48%, nẩy mầm ở nhiệt độ tương đối, giới hạn từ

13-BIA = MALT ĐẠI MẠCH + HOUBLON + NƯỚC + NẤM MEN

hao đạm và polysaccharit ở nước vừa phải và các acid amin, đường cũng được tích tụ với số lượng vừa đủ

Quá trình sấy thực hiện nhanh trong 24 giờ và nhiệt độ ở giai đoạn cuối không quá

85oC Sau đó loại bỏ mầm vì mầm có thể mang lại cho bia có vị không bình thường Không thể dùng malt vừa sấy xong để sấy bia, mà phải qua quá trình bảo quản, malt sẽ hút ẩm từ không khí và độ ẩm dần tăng lên, trong hạt malt xuất hiện một số hiện tượng hóa lý ngược với lúc sấy khô Tất cả những thay đổi dẫn đến một sản phẩm hoàn chỉnh gọi là malt chín tới

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

Ngoài ra trong malt còn có enzym, vitamin và nước Trong thành phần của malt ta chú trọng đến hàm lượng tinh bột, enzym, protein và nước

 Tinh bột (C6H10O5)n:

Tinh bột có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong công nghệ sản xuất bia Hàm lượng tinh bột càng cao thì nồng độ chất hòa tan trong dịch đường càng lớn, hiệu suất thu hồi bia cũng cao hơn

- Trọng lượng riêng :1,63

- Nhiệt độ hồ hóa :80oC

- Kích thước hạt tinh bột :2-10 hay 20-30µm

 Protein: