LỜI MỞ ĐẦU Bia là một loại đồ uống có độ cồn thấp giàu chất dinh dưỡng có hương thơm đặc trưng,vị đắng dịu lớp bọt trắng mịn với hàm lượng CO2 (4-5g/l) ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn trong bia còn chứa hệ enzyme khá phong phú,đặc biệt là nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylaza giúp con người giải khát một cách triệt để khi uống. Vì vậy bia là loại đồ uống hiện rất được ưa chuộng ở nước ta cũng như trên thế giới. Được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa hublon. bia đem lại giá trị dinh dưỡng, một lít bia cung cấp 400 – 450kcal, bia có khả năng kích thích tiêu hoá, giúp cơ thể khoẻ mạnh khi dùng với liều lượng thích hợp và đặc biệt còn có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống nhờ đặc tính bão hoà CO2.
Ở Việt Nam, bia xuất hiện chưa lâu lắm (chỉ khoảng 100 năm), ngành công nghiệp sản xuất bia vẫn còn rất nhiều tiềm năng phát triển. Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng bia ở nước ta ngày càng tăng. Rất nhiều nhà máy cũng như cơ sở sản xuất bia được thành lập trên khắp cả nước nhưng vẫn chưa đáp ứng hết được nhu cầu thị trường cả về chất lượng cũng như số lượng. Hơn nữa bia là một ngành công nghiệp có nhiều đóng góp to lớn cho ngành kinh tế quốc dân vì nó là ngành sản xuất đem lại lợi nhuận cao, khả năng thu hồi vốn nhanh, và là nguồn thu quan trọng cho ngân sách quốc gia.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề ra và lợi ích của việc phát triển công nghệ sản xuất bia nên việc xây dựng thêm các nhà máy bia với cơ cấu tổ chức chặt chẽ cùng các thiết bị công nghệ hiện đại để cung cấp cho người tiêu dùng các loại bia có chất lượng cao, giá thành phù hợp là vô cùng cần thiết. Hiện nay có rất nhiều loại bia khác nhau như bia vàng, bia đen,bia đỏ,bia nồng độ cồn cao ,thấp…trong các loai bia trên phân thành bia chai,bia lon,bia hơi với những đặc điểm, hương vị khác nhau nhằm thỏa mãn nhu cầu của nhân dân.Ở nước ta bia vàng được sử dụng nhiều hơn cả. SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: TS.Ngô Thị Minh Phương 1 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia lên men bằng phương pháp hiện đại, năng suất 95 triệu lít/năm Trong bản đồ án này em trình bày “Thiết kế phân xƣởng nấu nhà máy bia lên men bằng phƣơng pháp hiện đại, năng suất 95 triệu lít/năm”. Trong đó, tỉ lệ malt đại mạch dùng 80% và tỉ lệ nguyên liệu thay thế dùng 20%.
SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: TS.Ngô Thị Minh Phương 2 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia lên men bằng phương pháp hiện đại, năng suất 95 triệu lít/năm CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về nguyên liệu 1. Malt đại mạch Malt đại mạch là những hạt đại mạch nảy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhân tạo xác định. [1] Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất bia.
Người ta sản xuất malt đại mạch từ hạt đại mạch. Đại mạch thuộc nhóm ngũ cốc và được chia thành hai loại: đại mạch hai hàng (Hordeum distỉchum) và đại mạch sáu hàng (Hordeum hexadistichum). Trong sản xuất bia, người ta sử dụng chủ yếu là đại mạch hai hàng.Đại mạch hai hàng Hạt đại mạch trải qua quá trình ngâm, ươm mầm sẽ trở thành hạt malt tươi; hạt malt tươi lại tiếp tục qua quá trình sấy, tách rễ và đánh bóng sẽ trở thành hạt malt khô tiêu chuẩn có thể bảo quản dài ngày trong điều kiện khô, mát và được sử dụng để sản xuất bia. Trong quá trình xử lí hạt đại mạch để trở thành hạt malt hoàn thiện hệ enzyme trong hạt đã được hoạt hóa và tăng cường hoạt lực, đặc biệt là hệ enzyme thủy phân thực hiện quá trình chuyển hóa các chất cao phân tử để tạo ra chất chiết của dịch đường.
[4] Trong sản xuất bia malt đại mạch không những là nguyên liệu để nấu mà còn là tác nhân đường hoá. Bia được sản xuất từ malt đại mạch có mùi và tính chất công SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: TS.Ngô Thị Minh Phương 3 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia lên men bằng phương pháp hiện đại, năng suất 95 triệu lít/năm nghệ hơn hẳn so với bia được sản xuất từ malt của các hạt hoà thảo khác. Trong malt đại mạch có chứa một lượng lớn enzim thuỷ phân có khả năng chuyển hoá các chất từ dạng không hoà tan sang dạng hoà tan trong quá trình đường hoá, đạm hoá. Ngoài ra vỏ của malt đại mạch tạo thành một lớp lọc rất xốp tạo điều kiện thuận lợi để tách hết các chất chiết ra khỏi bã trong quá trình lọc.
[1] Hiện nay, các cơ sở sản xuất bia ở nước ta thường sử dụng loại malt có nguồn gốc từ đại mạch hai hàng, chủ yếu được nhập từ Úc hoặc một số nước châu Âu như: Đức, Đan Mạch. Malt dùng trong sản xuất bia cần đảm bảo một số yêu cầu: Chỉ tiêu cảm quan: - Màu sắc: hạt malt vàng có màu vàng rơm, sáng óng ánh, màu chuẩn là 0,3 độ iod; (malt đen có màu sẫm). - Mùi vị: mùi vị đặc trưng cho malt vàng là vị ngọt nhẹ hay ngọt dịu, có hương thơm đặc trưng, không được có mùi vị lạ. - Độ sạch của malt cho phép là 0,5% hạt gãy vỡ, 1% các tạp chất khác.
Chỉ số cơ lý: - Trọng lượng khô tuyệt đối: 28 – 38g/1000hạt - Dung trọng: 530 – 560g/l - Độ ẩm: 5 – 8% - Độ hoà tan: 70 – 80% - Thời gian đường hoá: 10 – 20phút ở 70˚C - Đường maltose chiếm từ 65 – 70% tổng chất hoà tan, tỷ lệ: đường maltose/đường phi maltose = 1/0,4 – 1/0,51 SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: TS.Ngô Thị Minh Phương 4 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia lên men bằng phương pháp hiện đại, năng suất 95 triệu lít/năm Thành phần hóa học của malt: Bảng 1.Thành phần hóa học của malt [4] STT Thành phần hóa học của malt % chất khô 1 Tinh bột 58 – 65 2 Đường khử 4 3 Saccarose 5 4 Pentose 1 5 Nitơ formol 0,7 – 1 6 Chất khoáng 2,5 7 Pentozan không hòa tan và Hentozan 9 8 Cellulose 6 9 Các chất chứa nitơ 10 10 Các chất chứa nitơ không đông tụ 2,5 11 Chất béo 2,5 Ngoài ra trong malt còn chứa một ít các chất inozit, các chất màu, các tannin và chất khoáng. Hệ enzim thuỷ phân trong malt gồm có: -amylaza, -amylaza, prôteinaza, peptidaza, fitaza, xitaza. Trong các enzim kể trên, nhạy cảm với nhiệt độ hơn cả là enzim peptidaza, fitaza, xitaza. Do đó các enzim này chỉ tồn tại ở malt sấy nhẹ.
Hoa houblon Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản thứ hai (sau đại mạch) của công nghệ sản xuất bia. Chính hoa houblon đã truyền cho bia vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng. Ngoài ra nó còn làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, tăng độ bền keo và ổn định thành phẩn sinh học của sản phẩm. [3] Hoa houblon (Humulus lupulus L.) là một loại cây leo lâu năm, đơn tính thuộc họ gai dầu và thuộc bộ Urticales cũng bao gồm họ tầm ma.
Trong sản xuất bia, người ta sử dụng hoa cái chưa thụ phấn vì loại hoa này chứa nhựa đắng và tinh dầu cung cấp các thành phần tạo vị đắng và hương thơm cho bia và các sản phẩm SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: TS.Ngô Thị Minh Phương 5 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia lên men bằng phương pháp hiện đại, năng suất 95 triệu lít/năm làm từ chúng chỉ chứa các thành phần từ cây hoa houblon. Hoa houblon được trồng ở các vùng trồng trọt đặc biệt, nơi có các điều kiện sinh trưởng cần thiệt.Hoa houblon Một bông hoa Houblon có cấu tạo gồm: búp hoa 3 – 5 cm, cánh hoa 40 – 100 cánh, số tế bào trong mỗi cánh vào khoảng 60 tế bào, ngoài ra còn có các thành phần khác như: cuống, trục, nhị hoa và hạt Lupulin. [12] Cho đến nay, các quốc gia trồng hoa houblon lớn nhất là Đức và Mỹ, tiếp đến là Cộng hòa Séc và gần đây là Trung Quốc. [3] Hoa houblon thường được sử dụng dưới 3 dạng: hoa cánh, hoa viên và cao hoa.
[4] - Hoa cánh: hoa houblon tươi, nguyên cánh được sấy khô đến hàm ẩm 11%, sau đó được phân loại rồi xông hơi (SO2) để hạn chế sự oxy hóa và sự phát triển của vi sinh vật. [4] - Hoa viên: hoa houblon sau khi xử lý sơ bộ, được nghiền và ép thành các viên nhỏ, xếp vào các túi polyetylen hàn kín miệng để tiện cho việc bảo quản cũng như vận chuyển. [4] - Cao hoa: trích ly các tinh chất trong hoa bằng các dung môi hữu cơ (toluen, benzen. ), sau đó cô đặc để thu lấy chế phẩm ở dạng cao.
[4] Các chỉ tiêu kĩ thuật của hoa: [4] - Hoa cánh có màu vàng hơi xanh, hoa viên có màu xanh, cao hoa có màu đen hoặc vàng. Hoa cánh sử dụng là hoa cái chưa thụ phấn, nghiền còn dính. SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: TS.Ngô Thị Minh Phương 6 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia lên men bằng phương pháp hiện đại, năng suất 95 triệu lít/năm - Hoa có mùi thơm đặc trưng, không lẫn các tạp chất.Thành phần hóa học của hoa houblon [4] STT Thành phần % chất khô 1 Độ ẩm 11 – 13 2 Chất đắng 15 – 21 3 Polyphenol 2,5 – 6 4 Tinh dầu thơm 0,3 – 1 5 Cellulose 12 – 14 6 Chất khoáng 5–8 7 Protein 15 – 21 8 Các hợp chất khác 26 – 28 1. Nước Trong quá trình sản xuất bia, nước được sử dụng rộng rãi trong mọi khâu, từ các công đoạn chính như nấu, lọc.
đến các khâu vệ sinh. Trong thành phần bia, nước cũng chiếm một lượng lớn (80 – 90%), góp phần hình thành nên hương vị của bia. Bởi vậy, nước dùng trong sản xuất bia phải có chất lượng tốt, đáp ứng được các chỉ tiêu quan trọng: [4] - Nước uống phải đảm bảo yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm. [4] - Nước trong suốt, không màu, không mùi, không vị, không có tạp chất cơ học.
[4] - Hàm lượng các ion: Ca2+: < 250mg/lít; Mg2+: < 100mg/lít; Na+: 15 – 20 mg/lít; Fe2+: 0,2 – 0,5mg/lít; SO42-: < 250 mg/lít; muối cacbonat < 50mg/l; muối clorua < 50mg/l; muối phospho < 5000mg/l; không có đồng, kẽm; amoniac và muối nitrit < 0,1mg/l. [4] - Chỉ số coli < 3.[4] SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: TS.