K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
Báo cáo thực tập
xưởng bia Bắc Âu
1
K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
Lời mở đầu
Cùng với sự phát triển của loài người, cách chế biến các loại thực phẩm
cũng thay đổi theo thời gian.
Từ thời tiền sử thực phẩm hầu như không được chế biến, cho đến ngày
nay chúng không chỉ được chế biến theo nhiều cách mà còn được xã hội hoá
bằng những công nghệ và dây truyền sản xuất hiện đại. Cùng với các món ăn
truyền thống, ngày nay do nhu cầu của con người, hàng loạt các loại đồ uống ra
đời và ngày càng phát triển.
Bia là loại đồ uống rất thông dụng và được phổ cập rộng rãi trong đời
sống thường ngày. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật dây truyền sản
xuất bia ngày càng được nâng cấp. Chất lượng cũng như sản lượng ngày càng
được nâng cao.
Xưởng bia Bắc Âu đi vào hoạt động được hơn 10 năm, cung cấp loại đồ
uống này cho hầu hết các sinh viên nam của trường và vơí giá cả rất phải chăng.
Tuy máy móc, thiết bị của xưởng rất cũ, sản xuất với quy mô nhỏ, thủ
công nhưng cũng đã đáp ứng được phần nào nhu cầu tìm hiểu công nghệ sản
xuất bia.
Với sự giúp đỡ tận tình của các thầy, các công nhân trong xưởng chúng
em đã thu được những kiến thức về việc sản xuất bia.
2
K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
Phần 1: Xưởng bia Bắc Âu
Mặt bằng xưởng bia Bắc Âu
4
K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
2. Chỉ tiêu hoá học.
• Độ đường ban đầu: 10 – 12 ° BX
• Hàm lượng cồn: 3 – 4,5 %
• Độ đường cuối: 2 – 3 ° BX
• Đạm tổng: 3,5 – 5 g/l
• Diaxetil: < = 0,2 mg/lít
• Rượu bậc cao: 30 – 60 mg/lít
• Este: 15 – 50 mg/lít
• Andêhit: 10- 15 mg/lít
• Axit hữu cơ: 150 – 200 mg/lít
• Glixerin: 2 – 3 g/l
II. CÁC NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA
1. Malt đại mạch:
Đây là nguyên liệu chính. Có 2 loại malt: malt vàng và malt đen. Xưởng
chủ yếu là loại malt vàng .
Malt đem vào sử dụng phải đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng:
- Malt có hạt màu vàng sáng, óng mượt
- Mùi: thơm đặc trưng, không có mùi lạ
- Vị: ngọt nhẹ
- Hình dáng: to tròn, đều hạt
- Tạp chất: cỏ dại < = 0,1%
- Hạt gẫy: < = 0,5 %
- Khối lượng: > 560 g/lít
- Hạt có độ xốp: > 98%
Đó là các chỉ tiêu biểu hiện khả năng và hiệu suất hoà tan của malt. Malt
được tạo ra khi cho đại mạch nảy mầm. Mục đích chủ yếu là để tích tụ được
5
Hàm lượng các chất hoà tan trong dịch đường trước lúc lên men là 10 –
12% khối lượng, như thế có nghĩa là trong bia thành phẩm hàm lượng nước
chiếm 88 – 89% như vậy có thể nói nước là một trong những nguyên liệu chính
để sản xuất bia.
Trong quá trình sản xuất bia ngoài việc nước cung cấp cho các khâu sản
xuất thì nước được dùng một lượng lớn cho việc vệ sinh nhà xưởng, thiết bị.
Thành phần hoá học, chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp tới cả quá trình
công nghệ và chất lượng của bia thành phẩm, do vậy trong quá trình sản xuất bia
việc xử lý nuớc để có thành phần và tính chất thích hợp vối từng mục đích sử
dụng là điều hết sức cần thiết. Nuớc dùng trong sản xuất bia phải có chất lượng
cao hơn là nước sử dụng thông thường. Nếu nước có chứa nhiều vi sinh vật lạ,
các tạp chất hữu cơ … thì chất lượng bia sẽ thay đổi theo chiều hướng giảm chất
lượng như: có mùi lạ, mùi mốc, chua …ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ
người uống.
Nước dùng trong sản xuất phải đạt chỉ tiêu:
• Màu sắc: trong, không màu
• Mùi: không có mùi lạ, mùi khó chịu
• Nước dùng phải là nước mềm, có độ cứng tạm thời <, = 7 mg đương
lượng/lít
• Độ cứng vĩnh cửu: 0,4 – 0,7 mg đương lượng /lít
• Độ pH: 6,5 – 7
• Hàm lượng muối Ca: < 100 mg/lít
• Hàm lượng muối Mg: < 80 mg/lít
• Hàm lượng CaSO
4
: 150 – 200 mg/lít
• Độ cứng, mềm: 4 – 8° Đ, độ cứng trung bình < 8 – 12 °Đ
• Các kim loại nặng: không có
• Vi sinh vật: < 100 tế bào/ ml
• Vi sinh vật gây bệnh: không có
8
K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
CHƯƠNG II
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
Sơ đồ công nghệ
9
Malt
Nghiền
Đường hoá
Lọc Malt
Nấu hoa
Lọc hoa
Làm lắng
Làm lạnh nhanh
Lên men chính
Lọc
Bão hoà CO
2
Bia thành phẩm
Xuất xưởng
Hoa Houblon
Nước
Bã Malt
Bã hoa
Men
Gạo
Nghiền
Nấu cháo
10
K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
hoà tan trong tinh bột tạo thnàh chất hoà tan chung của dịch đường nhờ tác động
của hệ thống men có sẵn trong malt.
Có thể nói quá trình có sự chuyển hóa sau:
Tinh bột gạo nấu hạt dextrin
Hạt dextrin + malt nghiền đường
Protit axit amin
Tiến hành:
• Giai đoạn hồ hoá và dịch hoá nguyên liệu:
Mục đích:
Làm trương nở hoàn toàn nguyên liệu lên tới mức tối đa. Ơ nhiệt độ 86°C
sau thời gian khoảng 25 phút tinh bột xem như được trương nở hoàn toàn. Lúc
này khối dịch có độ nhớt cao nên sự khuấy đảo bị chậm lại dễ gây ra hiện tượng
bén nồi. Do vậy trong sản xuất người ta có bổ sung thêm một lượng malt nhỏ để
nấu cùng gọi là malt lót để tránh hiện tượng bén nồi. Tinh bột đã bị hồ hoá thì dễ
bị thuỷ phân. Malt lót bổ sung vào sẽ có tác dụng làm loãng nồi cháo, giảm độ
nhớt, tạo điêù kiện đun sôi, tinh bột bị phá vỡ nhiều.
Tiến hành:
Ơ nồi cháo toàn bộ lượng bột gạo sau khi nghiền ( 1mẻ nấu cho khoảng 1,1
tạ bột gạo ) cùng với 10% bột malt ( so với tổng khối lượng bột gạo ) được cho
vào phối trộn với nước ở nhiệt độ 45°C. Nguyên tắc cho nước vào trước sau đó
bật cánh khuấy hoạt động rồi mới cho bột vào. Tỷ lệ bột / nước cho vào nồi
khoảng 1 /4 đến 1 /5. Cho thêm enzim termainyl là chế phẩm dạng nước chứa
amylaza chịu nhiệt, giúp thêm cho quá trình chuyển hoá tinh bột thành đường
được nhanh hơn, triệt để hơn. Lượng enzim termainyl cho vào khoảng 45 ml cho
1 mẻ nấu. Nâng nhiệt dần tới 52°C để nguyên trong 20 phút. Tiếp đến nâng
nhiệt lên 68°C ngâm trong 10 phút. Sau đó nâng nhiệt của khối dịch lên tiếp đến
86°C giữ trong 20 – 25 phút. Đây chính là nhiệt độ trương nở của tinh bột.
12
K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
Mục đích:
Đường hoá là giai đoạn quan trọng nhất quyết định hiệu suất nấu.
Sự biến đổi lý, hóa khi đường hoá nguyên liệu.
Sự biến đổi protein:
Khi giữ khối dịch ở nhiệt độ 50 – 52°C trong thời gian 30 phút, các men
thuỷ phân hoạt động rất mạnh. Mặc dù sản phẩm của nó nhỏ nhưng nó tham gia
trực tiếp vào sự hình thành chất lượng và là nguồn thức ăn chính cho nấm men,
tạo vị, tạo bọt, giữ bọt, gây đục… cho bia. Trong quá trình đường hóa dưới tác
dụng của proteaza có sẵn trong malt, protein được thuỷ phân thnàh axit amin,
các peptôn, peptít là những thnàh phần cần thiết cho việc lên men bia sau này.
Nhiệt độ tối ưu của giai đoạn này là 52°C với pH = 5,5 – 5,8.
Sự biến đổi cơ bản trong quá trình đương hoá nguyên liệu.
Tinh bột là nguồn lớn nhất để thu được chất hoà tan. Trong quá trình đường
hoá tập hợp các enzim và amylaza và amino photphattza giúp cho biệc nấu
tinh bột tạo ra dextrin và từ dextrin tạo ra mantozơ
Đường hoá là quá trình sinh hoá phức tạp xảy ra dưới tác dụng của
hệ enzim sẵn có trong nguyên liệu malt và một phần của chế phẩm enzim. Quá
trình này phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ, độ pH, của dịch cháo, nồng độ
tinh bột và hoạt động của enzim.
Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến tốc độ đường hoá, hiệu suất đường
hoá, tỷ lệ các thành phần của sản phẩm đường hoá. Khi tăng nhiệt độ thuỷ phân
( nhiệt độ đường hoá ) lên một giới hạn nhất định thì tốc độ đường hoá sẽ tăng
nhanh nhưng nếu tăng quá giới hạn thì enzim bị giảm hoạt lực , quá trình đường
hoá sẽ chậm lại hoặc ngừng lại hẳn.
Ví dụ: Nhiệt độ tối ưu cho amilaza hoạt động là 63°C, pH = 4,8 – 5,0
Nhiệt độ tối ưu cho amilaza hoạt động là 70 - 73°C, pH = 5,5 – 5,8
Độ pH của dịch cháo mà tương ứng với pH tối thích của các enzim
glucozit trên toàn mạch của amilozơ và mạch nhánh amilo pectin tạo thành
đường mantozơ.
Sau 40 phút gia nhiệt cho khối dịch lên tới 72°C để nguyên trong 20 phút.
Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 75°C và giữ trong 30 phút.
14
K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
Lúc này để kiểm tra chất lượng dịch ta dùng chất chỉ thị là dung dịch Iốt
2%.
Cách kiểm tra:
Khi nhiệt độ đạt 75°C thì trong 10 phút cuối, cứ 5 phút thử dịch bằng Iốt 1
lần. Lấy gáo múc dịch 75°C ra, cho 1 lượng nhỏ ra trên tấm kính, lắc nhẹ cho
dịch nguội tiếp đến nhỏ vài giọt Iốt vào mẫu dịch, sau 30 giây đến 1 phút thấy:
Dịch màu xanh tím: không biến đường
Dich xanh đen: biến đường kém
Không mất màu Iốt: biến đường tốt
Khi kiểm tra thấy đạt yêu cầu thì nâng nhiệt độ lên 76°C rồi đem đi lọc
Kiểm tra quá trình đường hoá
Quá trình đường hoá cũng cần phải có biểu đồ nấu. Công nhân phải quan sát
đồng hồ đo nhiệt độ nồi đường thường xuyên.
Trong quá trình đường hoá người ta có bổ sung thêm enzim celerol với lượng
20 ml để làm cho quá trình biến đổi diễn ra mạnh hơn. nhanh hơn, tạo sản phẩm
có chất lượng tốt hơn và enzim này cũng tham gia với vai trò là chất trợ lọc.
Quá trình đường hoá được tiến hành trong khoảng 2 tiếng.
3. Lọc dịch đường
Thành phần cơ học của cháo malt sau khi đường hoá kết thúc bao gồm hai hợp
phần: pha lỏng và pha rắn.
- Pha lỏng: bao gồm nước và các chất thấp phân tử được trích ly từ malt và gạo
được gọi là dịch đường.
- Pha rắn: bao gồm các cấu tử không hoà tan của bột nghiền gọi là bã malt
trong máy sẽ được thổi ra bằng hơi gió. Sau đó máy lọc tháo bã ra ngoài, bã rơi
xuống máng còn vải lọc thì được tháo ra đem đi giặt, phơi khô chuẩn bị cho mẻ
lọc sau.
Quá trình lọc được tiến hành trong khoảng 40 – 45 phút
4. Nấu dịch đường với hoa Houblon
Mục đích:
16
K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
+ Nhằm làm ổn định thành phần của dịch đường, tạo cho bia có mùi thơm, vị
đắng, gia tăng nồng độ đường, độ axit, cường độ màu, tạo thành chất khử. Độ
nhớt giảm xuống, loại trừ những chất keo không bền.
+ Những, kết tủa protein và thanh trùng nước nha trước khi đưa vào lên men.
+ Hoà tan chất đắng
+ Hoà tan các chất trong hoa: có khoảng 103 chất thơm trong hoa chủ yếu là:
cacbua hidro, các rượu, axeton…các chất thơm này trong quá trình đun nấu
chúng hoà tan vào dịch đường và rất dễ bay hơi. Kết quả cuối cùng chỉ có 1 –
2% lượng tinh dầu thơm tồn tại trong bia, tinh dầu của hoa Houblon gây cho bia
có mùi thơm dễ chịu. Để khắc phục đIều này ở xưởng bia hiện nay sử dụng hoa
viên và cao hoa vừa để giữ hương thơm lâu hơn, vừa để không phảI sử dụng
thiết bị lọc cánh hoa và cành hoa.
+ Hoà tan chất chát và chất chứa Nitơ
Trong dịch đường có protein và một số anbumin hay pectin mang điện tích (+)
cộng với chất chát tạo thành phức chất hoà tan ở nhiệt độ cao. Khi thay đổi nhiệt
độ chúng kết tủa xuống dưới, khối lượng phức chất tạo thành khi đun sôi dịch
đường với hoa phụ thuộc vào độ axit, thời gian sôi, trạng thái keo protein và
mức độ oxi hoá chất chát, pH của dịch đường
Tiến hành:
Hoa Houblon được sử dụng dưới dạng viên hoa và cao hoa. Khi dịch đường đã
qua máy lọc khung bản được chuyển vào nồi nấu hoa thì phải được cấp nhiệt
Dịch đường sau khi qua thùng lắng sẽ được bơm vào máy làm lạnh nhanh. Sử
dụng máy làm lạnh nhanh thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng. Máy có 2 khoang
lạnh sử dụng các tác nhân lạnh khác nhau.
+ Khoang 1: Dùng nước lạnh làm tác nhân, khi đó nhiệt độ dịch đường từ 90°C
hạ xuống 50 - 55°C ( nhiệt độ nước lạnh cho vào là 25°C , ra 45°C )
+ Khoang 2: Dùng nước muối làm tác nhân, khi đó nhiệt độ dịch đường từ 50 -
55°C hạ xuống 14°C( nhiệt độ nước muối cho vào là - 6°C, ra 2°C)
18
K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
*Chú ý:
Trong quá trình đường từ thùng lắng được chuyển ra máy làm lạnh nhanh thì
còn có thêm một hệ thống sục khí vào dịch đường lúc dịch còn ở trong thùng
lắng
* Mục đích:
Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa Houblon hầu hết lượng khí O
2
trong dịch đường bị giải phóng ra ngoài. Mà theo yêu cầu công nghệ quá trình
lên men rất cần khí O
2
để nấm men sinh khối nên khi hạ nhiệt độ của dịch
đường ta cần phải sục khí O
2
vào với tỷ lệ 6mg/lít.
* Yêu cầu:
Quá trình hạ nhiệt độ càng nhanh càng tốt để thanh trùng và tránh sự xâm
nhập của vi sinh vật lạ và cần sục khí đầy đủ.
8.Lên men
Mục đích:
Làm thay đổi cơ bản thành phần hoá học có trong dung dịch đường, biến dịch
a.Lên men chính
* Mục đích:
Tạo ra thành phần rượu etilic, CO
2
và một số sản phẩm có trong bia thành
phẩm nhằm định hình hương và vị của bia.
19
K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
Sau quá trình lên men chính thì dịch đường được chuyển thành sản phẩm là
bia non do tác động của tế bào nấm men. Ngoài 2 sản phẩm chính là rượu và
CO
2
trong quá trình lên men chính còn tạo ra nhiều sản phẩm bậc 2
+ Glixerin: C
6
H
12
O
6
lên men C
3
H
5
(OH)
3
+ CO
2
+ Q
20
K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
đã đuổi hết CO
2
ra ngoài cho dịch vào ống đong 500ml đuổi hết bọt khí trên
dịch đường sau đó thả Bomme kế vào đo độ BX của dịch đường. Khi nào đạt
3°BX thì tức là quá trình lên men chính kết thúc.
b. Lên men phụ
Mục đích:
+Tiếp tục quá trình lên men chính nhằm chuyển hoá hết phần đường có khả
năng lên men còn tồn tại trong bia non.
+ Lên men phụ giúp ổn định thành phần chất lượng bia
+ Khử rượu bậc cao, diaxetil, andehit đến mức độ cho phép để làm bia được
thơm
+ Nhiệt độ và áp suất lên men thấp nên bọt bia được tạo ra ở dạng liên kết bền
vững, lâu tan và mịn.
Tiến hành:
Sau khi lên men chính đạt độ đường là 3°BX ta hạ nhiệt độ xuống 6 °C để
trong một ngày rồi kết thúc lên men chính. Hạ nhiệt độ xuống luôn 2°C bắt đầu
tiến hành lên men phụ. Nhiệt độ không được hạ quá nhanh từ 14°C xuống 2°C
vì như vậy sẽ ảnh hưởng không tốt tới chất lượng bia thành phẩm.
Quá trình lên men phụ diễn ra trong khoảng 1 –2 ngày.
Khi nhiệt độ lên men phụ là 2°C thì sau khi lên men xong lấy men tái sản
xuất vì ở lúc này thể tích của men là nhỏ nhất, khối lượng riêng lớn nhất nên
men non không xốp, dễ lắng có thể dùng làm men tái sản xuất.
Vậy trong quá trình lên men, số lượng tế bào nấm men phát triển theo 3
giai đoạn:
Số lượng tế
bào nấm
lọc diễn ra tuần hoàn và có thêm bột trợ lọc diatomit. Lượng bột cho vào mỗi
lần lọc thường là 3g. Bột này có phản ứng trung tính hoặc axit yếu không gây
ảnh hưởng đến mùi vị, mầu sắc, pH của bia, nó có tác dụng tạo lớp lọc trên các
22
K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
tấm vải lọc, đảm bảo độ xốp cần thiết để giữ cho lớp xác men lưu lại trên lớp
vải lọc, kéo dài thời gian lọc, không phải thay vải lọc nhiều lần. Bột diatomit
cùng với bia từ thùng lên men ra được chứa vào thùng lọc thô. Dung dịch sau
khi qua máy lọc tinh phải có màu vàng sáng hoặc vàng đỏ, trong suốt tạo giá
trị cảm quan cho bia. Áp suất lọc bằng 0,7 kg/cm
2
.
Kiểm tra:
Xem độ trong bằng cách rót bia sau khi lọc ra cốc và quan sát được rõ các
vân tay ở bên kia thnàh cốc thuỷ tinh là đạt yêu cầu.Nếu chưa đủ độ trong thì
phải tiến hành lọc lại.
Trên thực tế người ta có thể cho thêm khoảng 0,5 lít chất tạo màu caramen
vào trong quá trình lọc để giúp bia có mầu đẹp hơn.
Thời gian lọc phụ thuộc vào từng mẻ lọc và chế độ làm việc của máy lọc
tinh.
7. Bão hoà CO
2
Mục đích:
Khí CO
2
được tạo thnàh trong sản xuất bia do qua nhiều công đoạn sau lên
men nên CO
2
1. Máy nghiền đĩa (hình vẽ)
Dùng để nghiền gạo
• Cấu tạo:
Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành, có cấu tạo giống máy nghiền búa, Thân
máy hình trụ. Sàng phân loại hình trụ khuyết trong có rôto quay, phía đầu trục
24
K5A – NSTP Báo cáo thực tập nhận thức
dưới của rôto có lắp 1 đĩa, trên thân đĩa được lắp nhiều búa theo dạng đối xứng.
Các búa này đầu lắp vào các đĩa hoạt động theo nguyên lý khớp mềm.
• Thông số kỹ thuật
Mô tơ chạy với công suất điện: 1.5 KW
Số vòng quay: 1140 vòng/ phút
Máy quay: 3420 vòng/ phút
• Hoạt động
Nguyên liệu được cho vào phễu nạp liệu và đi vào trong máy, những búa
gắn trên đĩa quay sẽ đập vào nguyên liệu làm nguyên liệu đập vào máy có nhiều
gân nổi lên nhờ vậy qua lưới nguyên liệu được đập nhỏ. Những hạt nhỏ đạt yêu
cầu lọt qua lưới tập trung vào trong máng hứng rồi đi ra ngoài.
Khi ta tăng số vòng quay của đĩa búa làm vận tốc tăng lên khiến sự chà sát
của các búa lên đường ray lớn làm gạo càng được nghiền nhỏ.
• Sự cố của máy
- Không nâng quá cao số vòng quay của búa vì có thể gây ma sát lớn và
chạm mạnh khiến mâm búa bị hỏng.
- Khi chạy một thời gian búa có thể bị mòn ta phải đIều chỉnh khoảng cách
giữa mâm búa và đĩa để đạt độ nhỏ của hạt
- Nếu dây coroa bị dãn ta cũng có thể nới rộng khoảng cách giữa 2 trục của
puli môtơ và puli mâm búa. Tuy nhiên nếu quá giới hạn trên giá gá thì phải thay
dây mới
- Để tránh hiện tượng tắc gạo ( lượng gạo vào quá nhiều ) thì phải có phần