Tiểu Luận
Quy trình
sản xuất bia
vàng
1
Mục Lục
Mục Lục 2
CHƯƠNG 1 NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 4
1.1 Nguyên liệu chính 4
1.1.1 Malt 4
1.1.2 Hoa Houblon 5
1.1.3 Nước 5
1.2 Nguyên liệu phụ 6
1.2.1. Nguyên liệu tinh bột 6
1.2.2. Phụ gia 7
2.1. Sơ đồ khối quy trình 9
2.2.2 Nấu 10
2.2.2.1 Bản chất 10
2.2.7 Quá trình lên men 14
2.2.9.2 Chiết bia vào chai 16
2.3 Thiết bị chính 18
2.3.1 Thiết bị nghiền 18
CHƯƠNG 3 SẢN PHẨM 27
3.1 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm: 27
3.1.1 Chỉ tiêu cảm quan: 27
3.1.2 Chỉ tiêu hoá lý 28
3.1.3 Chỉ tiêu vi sinh vật: 28
3.2 Thực trạng sử dụng bia trên thế giới và tại Việt Nam 29
KẾT LUẬN 30
TÀI LIỆU THAM KHẢO 31
2
CHƯƠNG 1 NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT
1.1 Nguyên liệu chính
1.1.1 Malt
Malt là sản phẩm được nảy mầm và sấy
khô từ hạt đại mạch. Thuộc họ Fordeum Jessen của
nhóm thực vật có hạt. Trong bia Malt là nguyên
liệu chính, rất quan trọng ảnh hưởng đến chất
lượng của sản phẩm.
Malt sau khi nảy mầm là một sản phẩm rất giàu protein, hệ enzyme, xúc tác
cho quá trình sinh học diễn ra trong quá trình nấu và lên men tạo cho sản phẩm có
hương vị đặc trưng riêng. Ở nước ta do điều kiện khí hậu không thích hợp cho đại
mạch phát triển nên Malt trong sản xuất bia thường nhập ở các nước Đông Âu như
Tiệp Khắc, Đức, Ý
Bảng 1: Thành phần hóa học của Malt :
Thành phần Hàm lượng(%)
Tinh bột 58 - 60
Đường saccharose 3 - 5
Đường khử 3 - 4
Những đường khác 2
Chất dạng gom 2 - 4
Hemicellulose 6 - 8
Cellulose 5
Lipit 2 - 3
Protein thô(N*6,25) 8 - 11
Dạng hòa tan thể muối :Albumin, Globulin 2
Glutein-protein 2
Acid amin và peptid 3 - 4
Acid nucleic 1 - 2
Tro 0,2 - 0,3
Những chất còn lại 2,26 - 7
Nhóm cation chiếm nhiều nhất là Ca
2+
, Mg
2+
, H
+
, Na
+
, Mn
2+
, Al
3+
.
Nhóm anion chủ yếu là nhóm OH
-
, HCO
3
-
, Cl
-
, SO
4
2-
, NO
3
-
, NO
2
-
, SiO
- Sản xuất các loại Bia nhẹ hơn, sáng màu hơn Bia sản xuất hoàn toàn bằng
Malt
Bảng 3: các nguyên liệu thay thế
Dạng rắn Dạng lỏng
Ngô Nước xiro tinh bột, đường ngô, ngũ cốc, củ cải
Gạo Đường lỏng của củ cải, mía, tinh bột
6
Lúa miến Nước xiro Malt
Lúa mì Nước xiro Đại Mạch và các ngũ cốc khác
Đại mạch Xiro caramen
Tiểu mạch Chất màu cùa Malt
Yến mạch
Lúa mạch đen
Khoai tây
Sắn hoặc các loại củ khác
Đường( củ cải, mía, bột tinh bột)
Tinh bột các ngũ cốc kể trên
1.2.2. Phụ gia
1.2.2.1 NaOH : dùng để trung hoà và vệ sinh tẩy rửa
Yêu cầu kỹ thuật: NaOH >96%, NaCl <1,5%, Fe
2
(CO)
3
<0,2%
1.2.2.2 Axit
Bảng 4: một số axit thường dùng
Tên Yêu cầu Mục đích sử dụng
HCl HCl > 30%
Fe <0,01%
SO
> 95%
NaCl < 1%
Fe < 0,02%
Xử lý thành phẩm khi pH của Bia quá thấp
NaCl Màu trắng tinh
NaCl > 99%
H
2
O ≤ 0,5%
Bổ sung vào môi trường và dịch lên men khi
cần thiết. kích thích tiêu hoá và ổn định vị
của bia.
CaCl
2
Tinh khiết Bổ sung vào dịch đường hoá để bảo vệ
7
enzyme khỏi tác động của nhiệt độ
CaSO
4
Bổ sung vào nồi Malt và nồi hoa để điều
chỉnh nước
Na
2
S Na
2
S > 63,5%
Fe < 0,25%
Chất không tan < 1%
Khử sắt, khử mùi tanh, màu vàng của sắt.
thường hoà Na
o
C).
Khó lọc, khó thu hồi để tái sử dụng. Dễ lọc, dễ thu nhận để tái sử dụng.
Thường dùng để sản xuất Bia Đen và Thường dùng để sản xuất Bia Vàng và
8
Bia có độ cồn cao. Bia có độ cồn thấp.
Sử dụng được 1/3 đường saccaroza. Sử dụng được hoàn toàn đường raffinoza.
CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
2.1. Sơ đồ khối quy trình
Sơ đồ 1: quy trình sản xuất bia
2.2 Thuyết minh quy trình
2.2.1 Xử lý nguyên liệu:
Malt và Gạo trước khi đưa vào sản xuất bia cần phải làm sạch, loại bỏ tạp
chất, sau khi làm sạch đạt yêu cầu thì đem nguyên liệu đi nghiền. Có thể nghiền khô
hay nghiền ướt tuỳ thuộc vào loại thiết bị và công nghệ sản xuất Bia. Ở đây chúng
em xin đi sâu vào phương pháp nghiền khô.
2.2.1.1 Nghiền Malt
9
Rửa, tráng cồn
Chai pet
Hoa viên,
hoa cao
Nguyên liệu
Nghiền
Nấu
Lọc khung bản
Đun sôi với hoa
houblon
Làm lạnh nhanh
Lên men phụ
thường sử dụng máy nghiền 4 trục và 6 trục.
2.2.1.2 Nghiền gạo
*Mục đích: Gạo là hạt tinh bột chưa được hồ hoá. Rất cứng, ở trạng thái
này rất khó thuỷ phân để đạt được mục tiêu cuối cùng là trích ly được nhiều chất
hoà tan từ nguyên liệu thì người ta phải nghiền nhỏ.
Yêu cầu kỹ thuật:
Gạo phải được nghiền nhỏ hơn Malt và xay mịn hơn, nhưng nếu quá mịn sẽ
gây đục và khó lọc. Thiết bị thông dụng của nhóm này là máy nghiền búa.
2.2.2 Nấu
2.2.2.1 Bản chất
*Mục đích: Quá trình thuỷ phân nguyên liệu nhằm chuyển hoá các chất có
cấu tạo hoá học phức tạp có trong nguyên liệu sang dạng đơn giản. Trong đó chủ
yếu là thuỷ phân tinh bột.
(C
6
H
10
O
5
)n+nH
2
OnC
6
H
12
O
6
10
Cơ sở lý thuyết của quá trình thuỷ phân: tạo điều kiện thích hợp nhất về
nhiệt độ, pH, O
C lên 83
0
C trong 30 phút để hồ hoá tinh bột và
làm phá vỡ các hạt tinh bột trong dịch hồ nóng.
Dịch hoá lần 2: hạ nhiệt độ từ 83
0
C -72
0
C cho thêm lượng Malt lót còn lại.
giữ ở 72
0
C trong 30 phút. Quá trình này làm giảm độ nhớt của dịch đã được hồ hoá.
Vì dưới tác dụng của amylaza các chuỗi amilopeptit tiếp tục phân cắt nhỏ lại và làm
giảm độ nhớt của dịch cháo.
Hồ hoá triệt để: nâng nhiệt độ từ 72
0
C lên 100
0
C trong 20 phút, các hạt tinh
bột còn lại sẽ bị trương nở hoàn toàn.
*Nồi Malt:
Hoà trộn: Sau khi thực hiện nấu nồi gạo được 70 phút thì tiến hành khởi
động nồi Malt. Tại thời điểm dịch hoá lần hai, bơm bột Malt được hoà trộn với
11
nước có kết hợp với khuấy đều theo tỉ lệ Malt và nước 1:3 theo thể tích. Dung tích
cuối cùng khoảng 2500-2600 lít.
Đạm hoá: Thời gian gia nhiệt cho nồi Malt: Từ 30
0
C-50
0
*Mục đích: Tách pha lỏng ra khỏi pha rắn, tức là tách thu lấy dịch đường để
tiếp tục thực hiện các bước tiếp theo của tiến trình công nghệ, còn pha rắn loại ra
ngoài.
Quá trình này có bước rửa bã nhằm tận thu lượng đường, đạm và các chất
hoà tan khác, giảm lượng phế thải trong sản xuất, nâng cao hiệu suất chiết.
*Quá trình lọc dịch đường:
Có thể chia làm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Tuần hoàn dịch đường.
Tấm lọc là tấm bản bằng kim loại có mạng lưới rãnh liên thông được bọc
bằng vật liệu lọc là (bố lọc).
12
Mở van đáy nồi Malt, và mở van ở 2 đầu của máy lọc trước tiên bơm nước
vào camera ở nhiệt độ 80
0
C để thử độ kín của máy, sau đó mở các van để tháo nước
ra, tiếp theo ta bơm dịch cháo vào khung, dịch cháo sẽ đi qua các bản có phủ lớp vải
lọc, lớp vải lọc này sẽ cho dịch đường qua các bản và giữ bã lại trên vải lọc, ở giai
đoạn đầu từ 10-15 phút dịch đường bị đục là vì kích thước của tấm vải lọc còn lớn
nên dịch ra bị đục ta phải bơm trở lại nồi đường hoá để lọc lại.
Giai đoạn 2: Khi dịch đường đã trong ta không tuần hoàn về nồi Malt nữa
mà bơm qua nồi hoá.
Giai đoạn 3: Giai đoạn rửa bã. Ta sử dụng nước ở nhiệt độ 70
0
C-75
0
C để
rửa bã nhằm chiết rút hết chất hoà tan còn lại có trong bã và đồng thời đáp ứng đủ
dung tích cho nồi houblon hoá (10000 lít).
2.2.4 Houblon hoá
*Mục đích: Quá trình này nhằm ổn định thành phần và tạo cho bia có mùi
trình lắng trong vòng 30 phút.
2.2.6 Làm lạnh nhanh và sục khí Oxy
*Mục đích: Làm lạnh nhanh để đưa dịch đường về nhiệt độ thích hợp cho
quá trình lên men tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men hoạt động đồng thời tăng
khả năng hoà tan Oxy vào dịch đường phục vụ cho giai đoạn đầu tạo sinh khối của
nấm men. Làm lạnh nhanh còn có tác dụng tránh vi sinh vật nhiễm vào dịch đường
lên men.
*Quá trình làm lạnh nhanh: Dịch đường từ thùng lắng được bơm sang thiết
bị làm lạnh có nhiệt độ khoảng 90
0
C ta giải nhiệt bằng nước có nhiệt độ 32
0
C. Sau
giải nhiệt bằng nước thì dịch đường có nhiệt độ khoảng 56
0
C, ta tiếp tục giải nhiệt
bằng cồn lạnh có nhiệt độ -7
0
C÷-10
0
C để dịch đường đạt nhiệt độ 12
0
C thích hợp đi
lên men ban đầu.
2.2.7 Quá trình lên men
Bản chất của quá trình lên men: Quá trình lên men là một quá trình phức
tạp thông qua hoạt động chuyển hoá các chất trong dịch lên men của nấm men mà
hình thành nên tính chất đặc trưng của bia sau này.
2.2.7.1 Quá trình lên men chính: Lên men chính là công đoạn rất quan trọng có tính
quyết định cho sản phẩm bia.
0
C) và lượng nấm men ít
khoảng (2,5.10
6
tế bào/cm
3
) .
*Mục đích: Tiếp tục lên men phần chất khô còn lại sau quá trình lên men
chính. Làm ổn định hoàn toàn các thành phần trong bia, thực hiện quá trình làm
chín bia. Bão hoà lượng CO
2
cần thiết cho bia, tăng khả năng liên kết cho bia với
CO
2
. Làm cho chất kết tủa và nấm men lắng xuống đáy, thuận lợi cho quá trình thu
hồi men và lọc bia sau này. Hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật vào bia. Tăng chất
lượng cho sản phẩm.
Thực chất là quá trình lão hóa bia non để tăng chất lượng cảm quan của sản
phẩm, vì trong 1 thời gian dài nhiệt độ thấp là những điều kiện quan trọng nhất để
thu nhận được bia có độ bền keo và chất lượng cao.
2.2.8 Làm trong bia gồm có lọc và ly tâm:
*Mục đích: Lọc bỏ các cặn mịn, cặn lơ lửng còn sót lại. Tăng giá trị cảm
quan. Loại bỏ xác nấm men còn lại. Loại bỏ vi sinh vật có trong bia. Tạo độ sáng
cho bia.
15
Lọc: nguyên tắc của quá trình lọc là:
+ Giữ chặt bằng lực cơ học các hạt có kích thước lớn hơn kích thước lỗ hổng của
vật liệu lọc.
+ Hấp thụ các hạt có kích thước nhỏ hơn thậm chí cả các hạt hòa tan dạng keo và
các hạt hòa tan phân tử.
Trước tiên chai được ngâm trong nước nóng, sau đó chuyển sang ngâm trong dung
dịch xút, tiếp đến là chai được phun nước nóng và cuối cùng là tráng bằng nước
lạnh vô trùng.
Máy chiết chai chế tạo theo nguyên lý đẳng áp giống máy chiết bock.
Điểm khác là máy hoạt động hoàn toàn tự động, trong quá trình chiết thùng chứa
bia ở phía trên thực hiện chuyển động xoay quanh trục của nó.
2.2.10 Thanh trùng bia
Trong bia thành phẩm luôn chứa tế bào men sống gồm nấm men thuần
chủng và các vi sinh vật lả khác như vi khuẩn acetic. Nấm sợi, vi khuẩn thuộc nhóm
Ecoli….Vì vậy ta phải thanh trùng để diệt nấm men và các vi khuẩn có trong bia.
Thông thường người ta thanh trùng bằng phương pháp xử lí nhiệt. Nội dung của
phương pháp như sau
+ Tiệt trùng là nhiệt độ nâng lên 100-120
0
C
+ Thanh trùng nhiệt độ chỉ ở 60 -80
0
C
Thời gian cần thiết để diệt vi sinh vật phụ thuộc vào nhiệt độ
Đa số các nấm men đều bị diệt ở 62- 63
0
C trong vòng 2 phút ngoại trừ 1 số
vi khuẩn khác thì thời gian phải kéo dài 15 – 20 phút mới bị tiêu diệt.
Đối với vi khuẩn chịu nhiệt thì ở 100
0
C trong thời gian 15 – 20 phút vẫn
không bị diệt.
17
Nha bào của nấm men và nấm sợi (nấm mốc) kém chịu nhiệt hơn so với
nha bào của vi khuẩn. Do đó muốn diệt nha bào của vi khuẩn thì nhiệt độ thanh
*Cấu tạo:
1. Ống thoát hơi
2. Cánh khuấy
3. Hộp giảm tốc
4. Van tháo dịch
20
5. Bơm dịch
6. Van hơi
7. Van giảm áp
8. Phân phối hơi
9. Hơi ngưng
10. Van đuổi khí
11. Áp kế
12. Ống dẫn dịch từ nồi phối trộn
13. Nhiệt kế
14. Kí đồ
*Nguyên lý hoạt động:
Bật công tắc cánh khuấy cho cánh khuấy hoạt động. Cánh khuấy quay với
vận tốc 30 vòng/phút. Hỗn hợp gồm bột và nước sau khi hoà trộn được bơm vào nồi
qua ống dẫn dịch, đồng thời mở van để cấp hơi cho nồi. Hơi nước sau khi làm nóng
cho nồi thì ngưng tụ và được chuyển về khu lò hơi làm sạch và tái sử dụng.
2.3.2.2 Thiết bị lọc khung bản
*Cấu tạo:
1. đường dẫn dịch cháo
2. rôbine dẫn dịch đường
3. vải lọc
4,5. các đường ống dẫn nước rửa bã
Hình 6: Thiết bị lọc khung bản
*Nguyên lý hoạt động:
Bộ phận chính của máy lọc ép là các khung và các bản: Phía trên khung có
10. ống dẫn dịch
11. van xả nước ngưng
12. áp kế
13. van hơi
14. van dẫn dịch qua nồi lắng
15. ống dẫn hơi vào nồi
*Nguyên lý hoạt động
Nồi Houblon có nhiệm vụ nấu dịch đường sau lọc với nồi Hoa Houblon để
trích ly các chất có lợi trong Hoa Houblon. Nồi Houblon có cấu tạo chính là hệ
thống trao đổi nhiệt ở dạng ống chùm: nó gồm có ống chùm và ồng trung tâm. Ống
trung tâm có kích thước lớn hơn ống chùm, hơi nước cấp vào ống chùm còn dịch
đường sẽ đi vào ống trung tâm. Sự trao đổi nhiệt sẽ làm cho dịch đường ở phần đáy
của ống trung tâm nóng lên dẫn đến sự giãn nở và giãn khối lượng riêng đồng thời
nó cũng kéo phần dịch đường ở không gian thiết bị bên ngoài thiết bị trao đổi nhiệt
vào sau đó qua đáy ở ống trung tâm và tiếp tục được làm nóng. Khi dịch đường
nóng đi từ dưới đáy ống trung tâm lên sẽ bị cản trở lại bởi nó ngưng tụ và rơi xuống
phần không gian bên ngoài của thiết bị trao đổi nhiệt. Điều này nhằm hạn chế hiện
tượng sôi trào ảnh hưởng xấu đến quá trình nấu, dịch sau khi nấu sẽ được bơm theo
đường số( 14) sang thiết bị lắng trong.
2.3.2.4 Thiết bị lọc bia
23
Hình 8: Thiết bị lọc bia
* Cấu tạo:
1. Thùng chứa bột trợ lọc
2. Cánh khuấy
3. Van điều chỉnh bia vào lọc
4. Bơm bia đi lọc
5. Bơm định lượng
6. Lăng tét quan sát bia vào lọc
chai vào máy rửa, các cánh tay
máy sẽ lấy chai từ băng chuyền
và đưa chai chính xác vào các
giá đỡ để đi vào máy bắt đầu
quá trình rửa chai. Khi quá
trình rửa chai kết thúc, các vỏ chai sẽ được đặt lên băng chuyền bởi các cánh tay
máy.
Máy soi chai sẽ kiểm tra chất lượng của các chai đã rửa, nếu không đạt yêu
cầu chai sẽ bị loại ra khỏi chuyền.
25
Hình 9: thiết bị rửa chai
Copyright: Tài liệu đại học ©