CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ BIA VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA 1. Giới thiệu về bia: - Bia là loại thức uống lên men có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao và độ cồn thấp, mùi vị thơm, ngon và chứa một số chất bổ dưỡng như: + Chất đạm: đặc biệt là đạm hòa tan chiếm khoảng 8 – 10% chất tan, bao gồm: protien, peptid và amino acid. + Glucid: glucid tan (70% là dextrin, pentosan). + Vitamin: B1, B2, PP,… + Chất khoáng và một số chất thơm đặc trưng.
- Ngoài ra trong bia còn có CO 2 nên tạo nhiều bọt khi rót , bọt là đặc tính ưu việt của bia. Bọt CO2 có tác dụng làm giảm cơn khát, giúp tiêu hóa thức ăn nhanh,… - Ngoài đáp ứng nhu cầu giải khát, nếu chúng ta uống bia với một lượng thích hợp sẽ rất có lợi cho sức khỏe, giúp ăn ngon, dễ tiêu hóa, giảm mệt mỏi,…Chính vì vậy từ lâu bia đã trở thành thức uống quen thuộc được nhiều người ưa thích.1: Một số sản phẩm bia trên thị trường. 3 SVTH: Trần Văn Hưng Trường ĐH KTCN TP: HCM Khóa Luận Tốt Nghiệp 1. Nguyên liệu chính trong sản xuất bia: - Nguyên liệu chính trong sản xuất bia bao gồm: Nước, malt, gạo, nấm men, hoa houblon.
Nước: - Nước có vai trò rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của bia thành phẩm. Nước chiếm từ 77-90% thành phần bia. Nước đóng vai trò quan trọng trong đường hóa và hồ hóa, hòa tan các chất chiết, làm loãng dịch hồ tinh bột tạo thuận lợi cho việc vận chuyển và đảo trộn. Trong quá trình lọc, nước chiết rút tất cả chất hòa tan còn sót lại trong bã malt, nâng cao lượng chất hòa tan trong dịch đường.
Malt: - Malt là tên gọi ngũ cốc nẩy mầm. Malt là nguyên liệu chính không thể thiếu trong công nghệ sản xuất bia. Malt 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 axit amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt là có hệ enzyme phong phú, chủ yếu là proteaza và amylaza. Malt là nguồn nguyên liệu chính cho quá trình lên men và góp phần lớn trong việc tạo hương vị và màu sắc cho bia.3: Malt 4 SVTH: Trần Văn Hưng Trường ĐH KTCN TP: HCM Khóa Luận Tốt Nghiệp 1.
Hoa houblon: - Houblon là nguyên liệu quan trọng, không thể thay thế trong sản xuất bia, làm cho bia có vị đắng dịu và hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo bọt, làm kết tủa protein kém bền vững và có tác dụng sát trùng bia. - Hoa houblon có tên khoa học là Humulus lupulus, là loài thực vật đơn tính, thuộc họ gai mèo. Đặc điểm của giống cây này là hoa đực và hoa cái được sinh ra trên hai cây khác nhau và chỉ có hoa cái chưa thụ phấn là được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất bia ( hoa đực và hoa cái đã qua thụ phấn thì hàm lượng đắng và hương thấp). Nấm men: - Nấm men được sử dụng trong sản xuất bia thuộc loài Saccharomyces Cerevisiae và Saccharomyces calsbergensis.
Tế bào nấm men chứa khoảng 75% nước. Phần chất khô còn lại chủ yếu là protein và gluxit. - Vai trò của nấm men: Chuyển hóa các chất đường thành C 2H5OH và CO2. Trong quá trình lên men chính, ngoài sự chuyển hóa các chất hydrocacbon, nấm men cũng chuyển hóa các chất khác như protein, khoáng, béo,… từ đó hình thành khá nhiều những sản phẩm phụ trong bia: các rượu bậc cao và glyxerin, các axit hữu cơ, este, andehyt,… Hình 1.5: Nấm men 5 SVTH: Trần Văn Hưng Trường ĐH KTCN TP: HCM Khóa Luận Tốt Nghiệp 1.
Các chất phụ gia: - Ngoài những nguyên liệu không thể thiếu: nước, malt, hoa houblon, nấm men, người ta còn sử dụng một số chất phụ gia nhằm nâng cao chất lượng của bia: + Catamel: Có tác dụng tạo màu cho bia, cho vào sau giai đoạn đường hóa. + CaCl2:Cho vào giai đoạn nấu, có tác dụng tăng khả năng chịu nhiệt của enzyme. Kích thích hoạt động của amylaza và proteaza, tăng cường khả năng kết lắng của protein ở trong nồi, đối với giai đoạn sau, cần thiết cho khả năng kết lắng hoàn toàn của nấm men và oxalat, đồng thời lượng canxi thích hợp là yếu tố quan trọng để ổn định và tạo vị tốt cho bia. + Axit lactic và axit H 2SO4: Bổ sung trong trường hợp pH của dung dịch nước quá cao.
+ ZnCl2: Có tác dụng tổng hợp nucleotid, làm tăng sinh khối, giảm nguyên nhân thoái hóa nấm men. + Bột trợ lọc Diatomit: Cho vào theo đường ống của bia đi vào thiết bị lọc sau lên men phụ, có tác dụng hỗ trợ cho quá trình lọc làm trong bia. + Chế phẩm enzyme: Có tác dụng làm tăng hiệu quả thủy phân tinh bột. Một số chế phẩm enzyme thường sử dụng trong ngành bia là: Termamyl, Fungamyl, AMG.
Quy trình sản xuất bia: 6 SVTH: Trần Văn Hưng Trường ĐH KTCN TP: HCM Khóa Luận Tốt Nghiệp 1.1: Quy trình công nghệ: MALT GẠO NGHIỀN NGHIỀN PHỐI TRỘN NƯỚC PHỐI TRỘN ĐẠM HÓA HỒ HÓA ĐƯỜNG HÓA LỌC DỊCH ĐƯỜNG RỬA BÃ CAO MỠ, CAO HOUBLON HÓA VIÊ N PHỤ LẮNG CẶN LIỆ U BÃ HÈM LÀM LẠNH NHANH NƯỚC MOUT (dịch nha) Sơ đồ 1.1: Quy trình công nghệ phân xưởng nấu 1.2: Thuyết minh quy trình: 7 SVTH: Trần Văn Hưng Trường ĐH KTCN TP: HCM Khóa Luận Tốt Nghiệp a. Nguyên liệu: - Malt và gạo được cân đúng số lượng yêu cầu và vận chuyển từ kho chứa nguyên liệu đến máy nghiền gạo và malt. Nghiền gạo và malt: - Mục đích: làm giảm kích thước nguyên liệu, tăng diện tích tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần chất của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy qua trình đường hóa và các quá trình thủy phân khác xảy ra nhanh hơn và triệt để hơn. - Tiến hành: + Nghiền malt: Phương pháp nghiền malt là nghiền khô.
Chú ý malt không nên nghiền quá mịn, nên để còn vỏ để hỗ trợ cho quá trình lọc sau này. Sau khi nghiền, malt được cho vào bồn nước để làm ẩm malt, nước hòa trộn với malt khô tạo thành hỗn hợp (tỉ lệ malt : nước là 1:1,5). + Nghiền gạo: do hạt gạo không qua quá trình ươm mầm nên tinh bột trong gạo chưa bị thủy phân, cấu trúc của hạt tinh bột còn rất cứng nên để tăn hiệu suất trích ly thì gạo được nghiền càng mịn càng tốt. Sau khi nghiền, gạo được cho vào bồn nước để làm ẩm, nước hòa trộn với gạo tạo thành hỗn hợp (tỉ lệ gạo : nước là 1:3).6: Máy nghiền gạo và nghiền malt c.
Phối trộn: 8 SVTH: Trần Văn Hưng Trường ĐH KTCN TP: HCM Khóa Luận Tốt Nghiệp - Malt, gạo sau khi xay nghiền sẽ được rót xuống nồi phối trộn, đồng thời nước cũng được bơm vào nồi với lượng xác định : 1kg malt/ 4 lít nước; 1 kg gạo / 3 lít nước. - Sau khi phối trộn đều, nguyên liệu được bơm từ nồi phối trộn sang nồi nấu. Hồ hóa: - Quá trình hồ hóa có ảnh hưởng lớn đến quá trình thủy phân tinh bột. Tinh bột đã qua hồ hóa sẽ thủy phân dễ dàng và triệt để hơn.
- Gạo sau khi đã xay nghiền, phối trộn với nước sẽ được bơm sang nồi gạo, quá trình hồ hóa gạo được tiến hành theo thời gian và nhiệt độ trong giản đồ nấu.7: Giản đồ nấu bia e. Đạm hóa: - Malt sau khi xay nghiền và phối trộn với nước sẽ được bơm sang nồi malt để tiến hành đạm hóa. Qúa trình nấu malt vận hành theo giản đồ nấu.7 – giản đồ nấu bia). - Trong thực tế sản xuất, người ta tiến hành hồ hóa trước rồi mới đạm hóa malt.
Nồi gạo và nồi malt được điều khiển sao cho khi nồi malt vừa đạm hóa xong thì tiến hành hội cháo ngay, không để nồi malt chờ nồi gạo. 9 SVTH: Trần Văn Hưng Trường ĐH KTCN TP: HCM Khóa Luận Tốt Nghiệp Hình 1.8: Nồi nấu gạo và malt f. Lọc dịch đường: - Dịch đường sau khi kết thúc quá trình nấu sẽ được bơm sang nồi lọc và lọc trong 2. - Nguyên lý lọc: dựa vào sự chênh lệch áp suất phía trên và dưới lớp màng lọc, dịch đường sẽ chảy qua lóp màng lọc.
- Trước khi bơm dịch đường vào, ta cho nước 78 oC vào đáy nồi, ngập lưới lọc 1- 2cm. Công đoạn này giúp quá trình tạo màng dễ hơn, tránh hiện tượng tắc lưới lọc do bã malt nén lại. - Khi bơm dịch vào, cánh khuấy nồi lọc bật nhanh, sau đó cho quay chậm lại để gạt đều khối dịch ,tạo mành lọc. - Tắt cánh khuấy và để lắng 5 phút, bã malt lắng xuống đáy và tạo thành một lớp lọc.Để lớp lọc này có độ xốp, không bị nén lại khi lọc, yêu cầu malt không được xay quá nát, vỏ trấu càng nguyên vẹn càng tốt.
Do chênh áp, dịch đường sẽ xuyên qua lớp lọc, theo đường ống ra khỏi nồi lọc.Tuy nhiên, dich lọc lần đầu vẫn còn cặn nên dịch sẽ được chứa trong bình trung gian rồi bơm hồi lại nồi lọc để lọc tiếp. - Sự cố hay gặp khi lọc là bị tắc màng lọc do bã malt nén lại khiến không chảy qua được.Để khắc phục , ta hạ hệ thống dao xuống thấp. bật cánh khuấy cào đảo lớp lọc, tạo độ xốp khoảng 15-20 phút. Sau đó nâng hệ thống dao lên ngang mặt lớp lọc, chao dao về vị trí ban đầu , quay cánh khuấy 10 -15 phút để san phẳng bề mặt, tạo màng lọc cho lọc tiếp.
10 SVTH: Trần Văn Hưng Trường ĐH KTCN TP: HCM Khóa Luận Tốt Nghiệp Hình 1.9: Hỗn hợp trong thiết bị lọc g. Rửa bã: - Khi kết thúc công đoạn lọc, dịch đường được bơm sang nồi cô.Tuy nhiên vẫn còn một lường đường sót khá lớn trong bã malt nên phải rữa bã để tận thu lượng đường này. - Khi lọc hết dịch, lộc mặt bã, ta mở van cấp nước nóng 78 oC vào nước rửa bã.Tiến hành rửa 4 lần để tận thu đường. - Theo yêu cầu, đường sót trong bã chỉ trong khoảng 0,2- 1 oBrix.
Lượng nước rửa bã không nên quá nhiều sẽ làm ảnh hưởng không tốt đến chất lượng bia sau này. Mỗi loại bia khác nhau sẽ có lượng nước rửa bã khác nhau. Xả bã: - Sau khi đạt đủ số lượng dịch cần thiết người ta ngưng rửa bã và xả bã ra ngoài. - Mở cửa ra, nâng cánh khuấy lên ngang mặt bã, cho quay chiều ngược lại với tốc độ nhanh, bã được chuyển đi bằng vít tải.
- Hạ dần cánh khuấy cho đến khi hết bã. Nếu bã khô, phải tưới thêm nước để không gây tắc đường ống.