Tài liệu Thiết kế phân xưởng nấu bia có năng xuất 8 triệu lítnăm

PhÇn më ®Çu. Bia lµ mét lo¹i n-íc gi¶i kh¸t cã tõ l©u ®êi vµ ®-îc nh©n d©n trªn thÕ giíi rÊt -a chuéng. Bia ®-îc chÕ biÕn tõ hai lo¹i nguyªn liÖu chÝnh lµ Malt vµ hoa Hublon. Bia lµ lo¹i ®å uèng cã nhiÒu bät mÞn, cã vÞ ®¾ng dÔ chÞu vµ nång ®é cån thÊp. Hµm l-îng c¸c chÊt hoµ tan trong Bia kh«ng nhiÒu chØ kho¶ng 5 - 10% tuú theo lo¹i Bia, nh-ng hÇu hÕt c¸c chÊt hoµ tan nµy khi vµo trong c¬ thÓ th× ®Òu ®-îc c¬ thÓ con ng-êi hÊp thô rÊt tèt vµ Bia còng cung cÊp nhiÖt l-îng t-¬ng ®èi lín. Ngoµi ra Bia cßn chøa mét l-îng nhá c¸c chÊt kÝch thÝch, lµm t¨ng c-êng sù tiªu ho¸ thøc ¨n cña d¹ dÇy. Trong Bia còng chøa nhiÒu lo¹i Vitamin kh¸c nhau (tuy hµm l-îng c¸c Vitamin nµy kh«ng nhiÒu) tiªu biÓu nh- VitaminB1, VitaminB2, VitaminB6 vµ c¸c Vitamin kh¸c. N-íc ta lµ mét n-íc thuéc vïng khÝ hËu nhiÖt ®íi nªn nhu cÇu vÒ n-íc gi¶i kh¸t rÊt cao. Tuy nhiªn, do nÒn kinh tÕ cña n-íc ta cßn chËm ph¸t triÓn, ®êi sèng cña ng-êi d©n ch-a cao cho nªn viÖc l¾p ®Æt nh÷ng nhµ m¸y cã quy, cã n¨ng suÊt lín ë c¸c ®Þa ph-¬ng lµ mét ®iÒu ch-a hîp lý, trong khi ®ã viÖc x©y dùng c¸c c¬ së s¶n xuÊt Bia cã quy m« võa vµ nhá t¹i c¸c ®Þa ph-¬ng lµ mét viÖc rÊt cÇn thiÕt. Bëi v× nã sÏ ®¸p øng nhu cÇu cÊp thiÕt cña bµ con cña n«ng d©n. §ång thêi sÏ h¹n chÕ ®-îc viÖc nhËp khÈu mét sè mÆt hµng nh- Bia chai, Bia lon cã gi¸ thµnh cao vµo thÞ tr-êng ViÖt Nam. Ngoµi ra cßn t¹o ra c«ng ¨n viÖc lµm gi¶i quyÕt ®-îc rÊt nhiÒu lao ®éng n«ng th«n gãp phÇn vµo c«ng cuéc c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt n-íc theo ®óng chñ ch-¬ng mµ ®¹i héi IX cña §¶ng vµ Nhµ N-íc ta ®ang tÝch cùc ho¹t ®éng. Tõ nh÷ng lîi Ých trªn mµ em ®-îc giao nhiÖm vô: " ThiÕt kÕ ph©n x-ëng nÊu bia cã n¨ng xuÊt 8 triÖu lÝt/n¨m " Víi 100% lµ Bia h¬i vµ cã sö dông nguyªn liÖu g¹o lµm nguyªn liÖu thay thÕ. 1 PhÇn II LËp luËn kinh tÕ chän ®Þa ®iÓm x©y dùng thµnh phè th¸i b×nh. 1 vÞ trÝ ®Þa lý. Th¸i b×nh lµ mét tØnh n»m bªn bê biÓn ®«ng, thuéc §ång B»ng ch©u thæ S«ng Hång. Th¸i b×nh c¸ch Thñ §« Hµ Néi 110 km. Th¸i b×nh c¸ch Thµnh Phè H¶i Phßng 70 km. Th¸i b×nh c¸ch Thµnh Phè Nam §Þnh 18 km. Gi¸p danh biªn giíi víi c¸c tØnh vµ thµnh phè: PhÝa B¾c: h¶i d-¬ng, h-ng yªn, thµnh phè h¶i phßng. PhÝa Nam: nam ®Þnh. PhÝa T©y: hµ nam. PhÝa §«ng: vÞnh b¾c bé. 20 017 " - 22 0 44" VÜ §é B¾c. To¹ §é §Þa Lý: 106 006 " - 106 039" Kinh §«ng. DiÖn tÝch: 1.543 km2. D©n sè: 1.814 ngh×n ng-êi. MËt ®é trung b×nh: 1.176 ng-êi/ km2. Th¸i B×nh vÒ ®¬n vÞ hµnh chÝnh gåm cã: Thµnh Phè Th¸i B×nh. HuyÖn Quúnh Phô. HuyÖn §«ng H-ng. 2 HuyÖn H-ng Hµ. HuyÖn Th¸i Thuþ. HuiyÖn KiÕn x-¬ng. HuyÖn TiÒn H¶i. HuyÖn Vò Th-. B¶ng tæng quan vÒ d©n sè vµ diÖn tÝch cña c¸c ®¬n vÞ hµnh chÝnh. §¬n vÞ DiÖn tÝch D©n sè MËt ®é trungb×nh hµnh chÝnh ( km2) ( ng-êi ) (ng-êi/ km2) 43,30 132.561 3.061 Quúnh Phô 207,34 243.165 1.173 H-ng Hµ 200,33 248.310 1.240 Th¸i Thuþ 256,83 263.403 1.026 §«ng H-ng 198,35 252.822 1.275 Vò Th- 198,43 227.058 1.144 KiÕn X-¬ng 213,08 237.818 1.116 TiÒn H¶i 225,85 209.348 927 Thµnh Phè Th¸i B×nh .2 giao th«ng. HÖ thèng giao th«ng chÝnh: §-êng bé: Bao gåm c¸c ®-êng quèc lé 10, quèc lé 39, quèc lé 39B, quèc l«. 223 vµ c¸c trôc ®-êng giao th«ng liªn huyÖn liªn x· rÊt réng vµ ®Ñp. §-êng thuû: Bao gåm hÖ thèng c¸c con s«ng nh- S«ng Hång, S«ng Luéc, S«ng Trµ Lý vµ S«ng Ho¸. 3 C¸c con s«ng ®Òu cã c¸c cÇu lín nh- CÇu T©n §Ö, CÇu Th¸i B×nh, CÇu Trµ Lý vµ CÇu TriÒu D-¬ng. Do vËy mµ hÖ thèng giao th«ng cña Th¸i B×nh gÆp rÊt nhiÒu thuËn lîi. 3 nguån cung cÊp nguyªn liÖu. Nguyªn lÖu ®Ó s¶n xuÊt bia: Malt nhËp tõ n-íc ngoµi b»ng ®-êng bé hay cã thÓ nhËp Malt tõ nhµ m¸y s¶n xuÊt Malt B¨c Ninh b»ng ®-êng s«ng. G¹o lµ nguyªn liÖu s·n cã t¹i ®Þa ph-¬ng. 4 nguån cung cÊp nh©n lùc. Nguån nh©n lùc cña Th¸i B×nh rÊt dåi dµo vµ cã chÊt l-îng rÊt cao. Víi d©n sè 1814000 ng-êi tû lÖ lao ®éng cã tr×nh ®é phæ th«ng trung häc trë lªn lµ 15,8%. B¶n chÊt lao ®éng cÇn cï ch¨m chØ ®iÒu nµy rÊt cã ý nghÜa trong lao ®éng vµ s¶n xuÊt. 5 kÕt cÊu h¹ tÇng x©ty dùng. KÕt cÊu h¹ tÇng x©y dùng ®Þa chÊn æn ®Þnh, mÆt b»ng x©y dùng th× réng lín, nguyªn liÖu dïng trong x©y dùng ®-îc phôc vô tai chç. 6 nguån cÊp tho¸t n-íc. Nguån n-íc nhµ m¸y s¶n xuÊt bia cã thÓ sö dông lµ nguån n-íc m¸y thµnh phè vµ nguån n-íc nguån cã chÊt l-îng rÊt tèt hoµn toµn cã kh¶ n¨ng ®¸p øng ®-îc c¸c tiªu chuÈn vÒ ®é ®¶m b¶o vÖ sinh an toµn thùc phÈm. 4 PhÇn III Chän vµ thuyÕt minh d©y chuyÒn c«ng nghÖ. III.1 giíi thiÖu Nguyªn liÖu s¶n xuÊt bia: 1> Nguyªn liÖu Malt: a> Thµnh phÇn ho¸ häc: Nguyªn liÖu dïng ®Ó s¶n xuÊt Malt lµ h¹t ®¹i m¹ch. Thµnh phÇn ho¸ häc cña h¹t ®¹i m¹ch rÊt phøc t¹p nã phô thuéc vµo c¸c yÕu tè nh- gièng, ®Êt ®ai vµ diÒu kiÖn khÝ hËu n¬i trång. Nh×n chung thµnh phÇn ho¸ häc cña h¹t ®¹i m¹ch nh- sau. * N-íc: N-íc hay cßn ®-îc gäi lµ ®é Èm cã trong h¹t ®¹i m¹ch.§é ¶m cña h¹t ®¹i m¹ch cã ¶nh h-ëng rÊt lín tíi qu¸ tr×nh nÈy mÇm, qu¸ tr×nh b¶o qu¶n vµ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt Malt. NÕu h¹t cã ®é Èm qu¸ cao th× h¹t sÏ h« hÊp m¹nh, khèi h¹t rÊt dÔ tù bèc nãng lµm cho c¸c chÊt dinh d-ìng cã trong h¹t sÏ gi¶m nhanh trong qu¸ tr×nh b¶o qu¶n ¶nh h-ëng trùc tiÕp tíi chÊt l-îng cña Malt. MÆt kh¸c ®é Èm cña h¹t cao cßn t¹o ®iÒu kiÖn cho nÊm mèc vµ vi sinh vËt ph¸t triÓn ph¸ háng khèi h¹t. Ng-îc l¹i nÕu ®é Èm cña h¹t qu¸ nhá th× c«ng viÖc b¶o qu¶n sÏ gÆp nhiÒu thuËn lîi h¬n nh-ng l¹i lµm h¹n chÕ kh¶ n¨ng n¶y mÇm cña h¹t còng sÏ ¶nh h-ëng trùc tiÕp tíi qu¸ tr×nh s¶n xuÊt Malt. Tõ ®ã mµ ng-êi ta ph©n lo¹i h¹t ®¹i m¹ch ra lµm c¸c d¹ng sau: Lo¹i kh«: W < 14%. Lo¹i h¹t trung b×nh: W < 14 - 15,5%. Lo¹i Èm: W < 15,5 - 17%. Lo¹i -ít: W > 17%. 5 * Gluxit: Trong h¹t ®¹i m¹ch, Gluxit lµ thµnh phÇn quan träng nhÊt mµ quan träng h¬n c¶ lµ tinh bét, nã chiÕm kho¶ng 55 - 65% so víi tæng chÊt kh« cã trong nguyªn liÖu. Trong h¹t ®¹i m¹ch tinh bét ®-îc coi lµ chÊt dù tr÷ n¨ng l-îng cña c¬ thÓ, chóng n»m trong phÇn néi nhò bªn trong cña h¹t. Tinh bét cña h¹t ®¹i m¹ch kh«ng hoµ tan trong n-íc nh-ng nã hót n-íc tr-¬ng në ë nhiÖt ®é th-êng vµ bÞ hå ho¸ ë nhiÖt ®é cao. TÝnh chÊt hå ho¸ cña tinh bét cã ý nghÜa lín trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt bia v× tinh bét ®· ®-îc hå ho¸ th× qu¸ tr×nh ®-êng ho¸ sÏ ®-îc tiÕn hµnh nhanh vµ triÖt ®Ó h¬n. NhiÖt ®é hå ho¸ cña c¸c lo¹i tinh bét kh¸c nhau th× kh¸c nhau, nhiÖt ®é hå ho¸ cña tinh bét ®¹i m¹ch vµ ng« lµ: 800C. NhiÖt ®é hå ho¸ cña tinh bét g¹o lµ: 850C, cßn cña khoai t©y lµ: 650C. VÒ cÊu tróc cña h¹t tinh bét ®¹i m¹ch bao gåm Amilo vµ Amilo Pectin, trong ®ã Amilo chiÕm 17 - 24% träng l-îng h¹t tinh bét cßn Amilo Pectin lµ 76 - 83%. Ngoµi tinh bét trong thµnh phÇn Gluxit cßn cã Xenluloza, Hemi Xenluloza, Pentoza, Maltoza vµ c¸c Glucozit, nh-ng víi hµm l-îng nhá vµ hÇu nh- kh«ng cã gi¸ trÞ trong qóa tr×nh s¶n xuÊt bia. Trong h¹t ®¹i m¹ch cßn chøa 1,8% ( so víi l-îng chÊt kh« ) ®-êng Mono Saccarit vµ Di Saccarit, tuy chóng cã hµm l-îng nhá nh-ng cã t¸c dông rÊt lín trong qu¸ tr×nh sèng vµ ph¸t triÓn cña mÇm. * C¸c hîp chÊt cã chøa Nit¬: C¸c hîp chÊt Nit¬ cña ®¹i m¹ch quan träng nhÊt lµ Protit, hµm l-îng cña nã kh«ng cao nh-ng nã liªn quan mËt thiÕt ®Õn chÊt l-îng cña bia. Ngay tõ giai ®o¹n ®Çu cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt bia, Protit ¶nh h-ëng rÊt lín ®Õn sù n¶y mÇm vµ ph¸t triÓn cña mÇm ®¹i m¹ch. Trong qu¸ tr×nh nÊu bÝa Protit bÞ thuû ph©n thµmh Axit Amin, mét phÇn c¸c Axit Amin nµy t¸c dông víi ®-êng khö ®Ó t¹o thµnh Mela Noitdin. C¸c chÊt nµy lµm cho bia cã thªm h-¬ng th¬m vÞ ngät. Ngoµi ra trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt bia Protit cßn tham gia vµo qóa tr×nh t¹o bät vµ gi÷ bät cho bia. Hµm l-îng chung vÒ c¸c hîp chÊt Nit¬ trong ®¹i m¹ch lµ: 10 -12%. 6 * C¸c chÊt bÐo: C¸c chÊt bÐo trong h¹t ®¹i m¹ch chñ yÕu lµ Este cña Glyxerin vµ c¸c axit bÐo bËc cao. C¸c chÊt bÐo nµy th-êng ë d¹ng dÇu s¸nh cã mµu vµng thÉm vµ cã mïi th¬m dÞu. Hµm l-îng c¸c chÊt bÐo trong h¹t ®¹i m¹ch vµo kho¶ng 2,5 - 3%. * C¸c chÊt kho¸ng: §a sè c¸c chÊt kho¸ng trong h¹t ®¹i m¹ch n»m ë d¹ng liªn kÕt cña c¸c hîp chÊt h÷u c¬ ( cã tíi 80% ) chØ cßn l¹i mét l-îng rÊt nhá c¸c chÊt kho¸ng ë d¹ng c¸c muèi v« c¬. trong thµnh phÇn c¸c chÊt kho¸ng cña h¹t ®¹i m¹ch mét sè chÊt kho¸ng cã hµm l-îng ®¸ng kÓ lµ: Natri, Kali, Silic vµ PhotPho.... * C¸c enzyme: Trong qu¸ tr×nh chÝn sù ho¹t ®éng cña c¸c enzyme trong h¹t ®¹i m¹ch gi¶m dÇn vµ ®Õn khi h¹t chÝn hoµn toµn th× sù ho¹t ®éng cña c¸c enzyme gi¶m xuèng tíi møc tèi thiÓu. Nh-ng ®Õn khi ng©m vµ n¶y mÇm do cã ®iÒu kiÖn thÝch hîp, c¸c enzyme nµy l¹i ho¹t ®éng trë l¹i. MÆt kh¸c trong qu¸ tr×nh n¶y mÇm nét sè enzyme còng ®-îc h×nh thµnh trong h¹t ®¹i m¹ch. Nh×n chung c¸c enzyme trong h¹t ®¹i m¹ch ®-îc chia thµnh hai nhãm lµ: Nhãm enzyme Thuû Ph©n vµ nhãm enzyme Oxy Ho¸ Khö. + Nhãm enzyme thuû ph©n: Trong malt ®¹i m¹ch cã c¸c enzyme thuû ph©n chÝnh sau: α - Amilaza, β - Amilaza, Sitaza, Proteaza, Lipaza, Phophattaza. - α - Amilaza: Ho¹t ®éng ®-îc h×nh thµnh trong qu¸ tr×nh n¶y mÇm cña h¹t ®¹i m¹ch. T¸c dông chÝnh cña enzyme nµy lµ ph©n c¾t m¹ch tinh bét thµnh c¸c Dextrin. ®iÒu kiÖn thÝch hîp ®Ó enzyme nµy ho¹t ®éng lµ: t0 = 700C, pH = 5,6 - 5,8 . 7 - β - Amilaza: Cã s½n trong h¹t ®¹i m¹ch nh-ng thêi k× n¶y mÇm ®é ho¹t ®éng cña nã t¨ng lªn nhiÒu lÇn. Nh-ng t¸c ®éng chÝnh cña enzyme nµy lµ ph©n c¾t m¹ch tinh bét ®Ó t¹o thµnh Maltoza. §iÒu kiÖn thÝch hîp ®Ó enzyme nµy ho¹t ®éng lµ: t 0 =550C, pH = 4,6 - 5,4. - Proteaza: Enzyme nµy cã s¼n trong h¹t ®¹i m¹ch nh-ng trong qu¸ tr×nh n¶y mÇm ®é ho¹t ®éng cña nã ®-îc t¨ng lªn rÊt nhiÒu lÇn ( kho¶ng 3 lÇn ). Enzyme nµy cã vai trß quan träng trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt malt vµ bia. §é ho¹t ®éng cña enzyme nµy thÝch hîp ë t0 = 500C, pH = 4,8 - 5,3. - Lipaza: Enzyme nµy còng ho¹t ®éng m¹nh khi h¹t n¶y mÇm nh-ng trong qu¸ tr×nh sÊy malt enzyme nµy hÇu nh- bi ph¸ huû. + Nhãm enzyme Oxy ho¸ khö: C¸c enzyme nµy tham gia vµo c¸c qu¸ tr×nh trao ®æi n¨ng l-îng cña c¸c tÕ bµo sèng. Enzyme nµy cã vai trß quan träng trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt malt, khi tiÕn hµnh sÊy malt, th× ho¹t tÝnh cña enzyne nµy hÇu nh- bÞ ph¸ huû. b > ChØ tiªu ®¸nh gi¸ chÊt l-îng malt ®¹i m¹ch: + ChØ tiªu c¶m quan: - Malt mµu vµng r¬m s¸ng. - Mïi tù nhiªn ®Æc tr-ng. - VÞ ngät dÞu, nhÑ. - Kh«ng lÉn t¹p chÊt. 8 + ChØ tiªu ho¸ lý: - Tû träng: 30 - 38 gam/1000 h¹t. ≤ 7%. - §é Èm: - Dung träng cña h¹t: 500 - 580 gam/ lÝt h¹t. - KÝch th-íc h¹t: d = 2,5 - 2,8 mm. + ChØ tiªu ho¸ häc: - §é hoµ tan: 65 - 82% theo hµm l-îng chÊt kh«. - PH dÞch triÕt: 5,8 - 5,9. + Thµnh phÇn c¸c chÊt tÝnh theo % chÊt kh«: - Tinh bét: 50 - 65%. - Xenlulo: 4 - 6%. - Saccaro: 3 - 5%. - §-êng khö: 2 - 4%. - Pentoza: 7 - 10%. - Protit: 7 - 12%. - ChÊt bÐo: 2 -3%. - ChÊt tro: 2 - 3%. 2 > Hoa hublon: a > Thµnh phÇn ho¸ häc cña hoa hublon: Hoa hublon cã hai lo¹i: hoa ®ùc vµ hoa c¸i. Trong kü thuËt s¶n xuÊt bia ng-êi ta chØ sö dông hoa c¸i ch-a thô phÊn v× nh÷ng h¹t phÊn cña hoa nµy chøa rÊt nhiÒu chÊt ®¾ng vµ chÊt th¬m cña 9 hoa Hublon. Hoa ®ùc kh«ng ®-îc sö dông v× nã bÐ vµ chøa rÊt Ýt l-îng Lupulin. HiÖn nay cã tíi trªn 100 gièng hoa Hublon kh¸c nhau ®-îc trång ë nhiÒu n-íc trªn thÕ giíi. Nh÷ng n-íc trång nhiÒu hoa Hublon lµ TiÖp Kh¾c, §øc, Liªn X«, Mü, Ph¸p, Trung Quèc... * C¸c chÊt ®¾ng: §©y lµ phÇn cã gi¸ trÞ vµ quan träng nh©t cña hoa Hublon, nã lµm cho bia cã vÞ ®¾ng ®Æc biÖt, ngoµi ra nã cßn tham gia vµo sù t¹o bät vµ gióp cho bia ®-îc b¶o qu¶n l©u dµi. C¸c chÊt ®¾ng cña hoa Hublon bao gåm α - axit ®¾ng, β - axit ®¾ng vµ nhùa ®¾ng. + α - axit ®¾ng ( cßn gäi lµ Lupulin) lµ chÊt cã vÞ ®¾ng m¹nh vµ cã ®é ho¹t ®éng bÒ mÆt lín. Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt bia Lupulin lµ chÊt t¹o bät tèt vµ cã kh¶ n¨ng kh¸ng sinh m¹nh chÝnh v× vËy Lupulin lµ phÇn cã gi¸ trÞ nhÊt trong hoa Hublon. - C«ng thøc nguyªn cña α axit ®¾ng lµ: C21H30O5. β - axit ®¾ng ( cßn gäi lµ Lupulin) cã vÞ ®¾ng yÕu h¬n nh-ng l¹i cã tÝnh kh¸ng sinh m¹nh h¬n vµ cã ®é ho¹t ®éng bÒ mÆt hay kh¶ n¨ng t¹o bät còng yÕu h¬n. - C«ng thøc nguyªn cña β - axit ®¾ng lµ: C26H38O4. + Nhùa ®¾ng lµ s¶n phÈm trïng hîp Polime ho¸, Este ho¸ vµ Oxy ho¸ cña c¸c axit ®¾ng. Th«ng th-êng trong hoa cã kho¶ng 1 - 2% nhùa ®¾ng t-¬ng ®-¬ng víi 12% l-îng chÊt ®¾ng chung nªó ®¹i l-îng nµy t¨ng lªn ®Õn 15% th× cã thÓ do qu¸ tr×nh thu hoÆch hoÆc sÊy kh«ng ®óng kü thuËt cßn nÕu v-ît qu¸ 20% th× hoa ®· bÞ háng. + ChÊt ch¸t (Tanin) chÊt ch¸t trong hoa Hublon cã ¶nh h-ëng rÊt lín tíi chÊt l-îng bia thµnh phÈm. Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt bia Tanin cã thÓ t¸c dông víi Protit t¹o thµnh hîp chÊt muèi Tanat Protoin kh«ng tan. §iÒu nµy cã t¸c dông tr¸nh cho bia bÞ ®ôc nÕu trong bia cã hµm l-îng Protit lín, ®ång thêi nÕu hµm l-îng Tanin võa ph¶i nã chØ lµm kÕt tña c¸c Protit kÐm bÒn v÷ng nªn nã lµm t¨ng tÝnh bÒn v÷ng keo Protit cña dung dÞch. Ng-îc 10 l¹i nÕu hµm l-îng Tanin qu¸ cao th× lµm cho Protit khã kÕt tña còng bÞ kÕt tña do ®ã lµm gi¶m kh¶ n¨ng t¹o bät cña bia. Ngoµi ra nÕu hµm l-îng Tanin võa ph¶i cßn lµm cho bia cã vÞ ch¸t nhÑ dÔ chÞu. - C«ng thøc ph©n tö cña Tanin lµ: C25H24O13. + Tinh dÇu: Tinh dÇu hoa Hublon ë d¹ng láng cã mµu vµng s¸nh vµ cã mïi th¬m m¹nh. Trong thµnh phÇn tinh dÇu cã tíi 103 chÊt kh¸c nhau, chóng ë c¸c d¹ng chÝnh sau: Terpen, R-îu, Aldehit, Xeton, Ete vµ Axit. Ngoµi tinh dÇu mïi th¬m cña bia cßn do sù biÕn ®æi cña c¸c chÊt ®¾ng ( nhÊt lµ do axit ®¾ng ) g©y nªn. b > §¸nh gi¸ chÊt l-îng hoa Hublon: Dùa theo nh÷ng nhËn xÐt vÒ c¶m quan vµ mét sè thµnh phÇn chÝnh ng-êi ta chia hoa Hublon ra mét sè lo¹i sau: + Lo¹i 1: Hoa cã mµu vµng ®Õn mµu vµng ãng nh÷ng c¸nh hoa to¶ ®Òu kh«ng bÞ r¸ch vµ kh«ng s©u bÖnh c¸c h¹t Lupulin ph¶i cã mµu vµng hay mµu vµng ãng, cã mïi th¬m ®Æc tr-ng vµ dÔ chÞu. Hµm l-îng c¸c chÊt tÝnh theo chÊt kh« nh- sau: - T¹p chÊt : 1,75%. - ChÊt ®¾ng: ≥ 15%. - L-îng tro: ≤ 10%. + Lo¹i 2: Hoa cã mµu vµng lôc vµ cã nh÷ng chÊm ®á trªn c¸nh hoa cho phÐp mét sè c¸nh hoa bÞ r¸ch ®Õn 1,5 cm vµ sè hoa bÞ s©u bÖnh kh«ng qu¸ 1%. Mµu cña c¸c h¹t Lupulin vµng hay vµng sÉm cã mïi th¬m ®Æc tr-ng. Hµm l-îng c¸c chÊt tÝnh theo chÊt kh« nh- sau: - T¹p chÊt: 11 < 3%. - ChÊt ®¾ng: ≥ 12%. - ChÊt tro: ≤ 11%. + Lo¹i 3: Hoa cã mµu xanh vµng ®Õn vµng, trªn c¸nh hoa cã nhiÒu vÕt ®á vµ bÞ r¸ch nhiÒu. Sè hoa bÞ bÖnh kh«ng qu¸ 5 %, h¹t Hupulin cã mµu vµng sÉm cã mïi ®Æc tr-ng nh-ng h¬i nång. Hµm l-îng c¸c chÊt tÝnh theo chÊt kh« nh- sau: - T¹p chÊt: < 9%. - ChÊt ®¾ng: ≥ 10%. - ChÊt tro: ≤ 12%. * Thµnh phÇn: + N-íc: 10 - 11%. + C¸c chÊt nhùa ®¾ng: 15 - 21%. + Xenluloza: 40 - 50%. + C¸c chÊt chøa Nit¬: 15 -17%. + Tinh dÇu th¬m: 0,5 - 5%. + C¸c chÊt tro: 5 - 8%. + Poliphenol: 2 - 5%. + C¸c chÊt triÕt kh«ng chøa Nit¬: 27%. HiÖn nay ng-êi ta th-êng sö dông hoa Hublon d¹ng viªn, d¹ng cao hoa vµ d¹ng c¸nh ®Ó nÊu bia. L-îng hoa dïng ®Ó nÊu cho s¶n phÈm lµ bia h¬i lµ 2g hoa c¸nh/1 lit bia h¬i vµ th«ng th-êng tû lÖ hoa Hublon sö dông nh- sau: Cao hoa : 30%. Hoa viªn: 65%. 12 Hoa c¸nh: 5%. Tû lÖ quy ®æi nh- sau: 1 kg cao hoa = 6 kg hoa c¸nh. 1 kg hoa viªn = 1,4 kg hoa c¸nh. 3 > N-íc dïng trong s¶n xuÊt bia: Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt bia n-íc cÇn rÊt nhiÒu kÓ tõ khi ng©m ®¹i m¹ch cho ®Õn khi t¹o ®-îc bia thµnh phÈm. Trong mçi c«ng ®o¹n cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt yªu cÇu vÒ n-íc lµ kh¸c nhau: a > N-íc dïng ®Ó ng©m ®¹i m¹ch: N-íc dïng ®Ó ng©m ®¹i m¹ch yªu cÇu kh«ng chøa nhiÒu t¹p chÊt h÷u c¬ vµ vi sinh vËt, v× khi trong n-íc cã lÉn c¸c t¹p chÊt nµy th× sÏ ¶nh h-ëng rÊt lín ®Õn sù n¶y mÇm cña h¹t ®¹i m¹ch. C¸c chÊt kho¸ng cã trong n-íc còng cã ¶nh h-ëng rÊt lín ®Õn sù n¶y mÇm cña h¹t. §Æc biÖt lµ c¸c muèi Cacbonat vµ Di Cacbonat võa cã t¸c dông hoµ tan chÊt ®¾ng cã trong vá trÊu cña h¹t ®¹i m¹ch, võa cã t¸c dông lµm t¨ng chÊt l-îng cña malt. §ång thêi cßn cã t¸c dông lµm gi¶m nång ®é axit cña m«i tr-êng lµm ¶nh h-ëng xÊu tíi qu¸ tr×nh n¶y mÇm cña h¹t ®¹i m¹ch. Cho nªn viÖc chän mét lo¹i n-íc s¹ch thÝch hîp hoµn toµn cho qu¸ tr×nh ng©m h¹t ®¹i m¹ch lµ rÊt khã thùc hiÖn ®-îc. Song qua thùc tÕ ®· cho thÊy r»ng: §Ó ng©m ®¹i m¹ch cÇn ph¶i dïng n-íc mÒm v¬i m«i tr-êng axit yÕu PH = 6 - 7. Riªng qu¸ tr×nh röa h¹t nªn dïng n-íc cã ®é cøng t¹m thêi. NÕu n-íc cã nhiÒu ion Fe vµ Mg th× nªn lo¹i bít tr-íc khi ng©m v× nã g©y ¶nh h-ëng xÊu ®Õn sù n¶y mÇm cña h¹t. 13 b> N-íc dïng ®Ó nÊu dÞch malt: + §Ó qu¸ tr×nh nÊu dÞch malt ®-îc thùc hiÖn tèt yªu cÇu n-íc nÊu dÞch malt ph¶i cã m«i tr-êng axit yÕu. V× vËy c¸c muèi Cacbonat vµ Di Cacbon¸tc ¶nh xÊu tíi qu¸ tr×nh nÊu dÞch malt v× nã lµm gi¶m nång ®é axit cña dung dÞch. Ng-îc l¹i muèi Canxi Sunfat vµ Magie Sunfat th× sÏ cã c¸c ph¶n øng diÔn ra lµm gi¶m hiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh ®-êng ho¸: 2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 = CaHPO4 + K2HPO4 + 2CO2 + 2H2O 2KH2PO4 + Na2CO3 = Na2HPO4 + K2HPO4 + CO2 + H2O V× K2HPO4 vµ Na2HPO4 cã tÝnh kiÒm nªn khi cã mÆt cña Canxi Sunfat vµ Magie Sunfat th× t¹o ra c¸c muèi kÕt tña. Ngoµi ra cßn t¹o ra muèi KH2PO4 lµm cho dÞch ng©m trë thµnh m«i tr-êng cã tÝnh axit m¹nh h¬n. 4K2HPO4 + 3CaSO4 = Ca3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 3K2SO4 4K2HPO4 + 3MgSO4 = Mg3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 3K2SO4 + C¸c muèi Clo vµ Nitrat cña Canxi vµ Magie còng cã t¸c dông lµm gi¶m ®é kiÒm cña dÞch nÊu t-¬ng tù nh- muèi Sunfat cña Canxi vµ Magie. Nªn ta cã ph-¬ng tr×nh ph¶n øng nh- sau: 2KH2PO4 + CaCl2 = CaHPO4 + K2HPO4 + 2KCl 2KH2PO4 + MgCl2 = MgHPO4 + K2HPO4 + 2KCl 2KH2PO4 + = Na2HPO4 + K2HPO4 + 2KCl NaCL V× K2HPO4 vµ Na2HPO4 cã tÝnh kiÒm nªn khi cã mÆt cña Canxi Nitrat vµ Magie Nitrat t¹o ra c¸c muèi kÕt tña vµ lµm cho dÞch nÊu trë thµnh m«i tr-êng cã tÝnh axit m¹nh h¬n ( Do muèi KH2PO4 cã tÝnh axit yÕu). 4K2HPO4 + 3Ca(NO3)2 = Ca3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 6 KNO3 4K2HPO4 + 3Mg(NO3)2 = Mg3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 6KNO3 V× vËy c¸c muèi Clo, Sunfat, Nitrat cña Canxi vµ Magie cã t¸c dông tèt ®èi víi qu¸ tr×nh nÊu dÞch ®-êng. 14 Nh-ng nÕu hµm l-îng c¸c muèi nµy qu¸ lín còng ¶nh h-ëng cã kh«ng tèt tíi chÊt l-îng cña bia, v× muèi K2SO4 vµ MgSO4cã vÞ ®¾ng nªn sÏ lµm gi¶m chÊt l-îng cña bia. c> N-íc dïng ®Ó röa men vµ thiÕt bÞ: Còng nh- n-íc dïng ®Ó ng©m malt ®¹i m¹ch n-íc dïng ®Ó röa men vµ thiÕt bÞ kh«ng ®-îc chøa nhiÒu hîp chÊt h÷u c¬ vµ vi sinh vËt. §Æc biÖt c¸c vi sinh vËt ¶nh h-ëng trùc tiÕp ®Õn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt bia. §ång thêi trong n-íc dïng ®Ó röa men vµ thiÕt bÞ kh«ng ®-îc chøa NH3 vµ muèi Nitrit . Tèt nhÊt nªn dïng n-íc mÒm ®Õn ®é cøng trung b×nh. d> C¸c chØ tiªu chung ®èi víi n-íc dïng ®Ó s¶n xuÊt bia: N-íc dïng ®Ó s¶n xuÊt bia tèt nhÊt lµ dïng n-íc mÒm trung b×nh: * Hµm l-îng c¸c ion nh- sau: + Hµm l-îng ion [CO32 -] : + Hµm l-îng ion [Cl -] : ≤ 50 mg/lÝt. 75 - 150 mg/lÝt. + Hµm l-îng ion [Mg2+] : ≤ 50 mg/lÝt. + Hµm l-îng ion [Fe2+] : < 0,3 mg/lÝt. + Hµm l-îng muèi CaSO4 : 130 - 200 mg/lÝt. + Hµm l-îng NH3 vµ NO2- : kh«ng cã. + Hµm l-îng Vi sinh vËt tæng sè: < 100 con/ml. + Kh«ng cã trùc khuÈn Coli. 4 > Nguyªn liÖu g¹o: * Môc ®Ých: + Sö dông g¹o lµm nguyªn liÖu thay thÕ ®Ó lµm gi¶m gi¸ thµnh s¶n phÈm. + Nh»m tho¶ m·n së thÝch cña ng-êi ViÖt Nam quen dïng r-îu cã ®é cån cao. 15 + TËn dông ®-îc mét l-îng malt ®¸ng kÓ, bëi v× hµm l-îng chÊt triÕt tõ g¹o cao h¬n rÊt nhiÒu so víi l-îng chÊt triÕt tõ malt. + Ngoµi ra nã cßn cã mét ý nghÜa rÊt lín ®ã lµ tiªu thô ®-îc s¶n phÈm cña nghµnh n«ng nghiÖp. * ChØ tiªu chÊt l-îng cña g¹o: + Mµu tr¾ng, kh«ng chøa vá trÊu, c¸m, t¹p chÊt nh- ng«, sái, ®¸ vµ c¸c t¹p chÊt kh¸c. + Kh«ng cã mïi h«i, khÐt. + §é Èm: w < 14%. + ChÊt kh« hoµ tan ( trong tæng chÊt kh« cña g¹o): 93 - 95%. + Hµm l-îng chÊt bÐo: 0,5 - 0,7%. 5 > C¸c chÕ phÈm enzyme: a > ChÕ phÈm enzyme Tenmamyl 120 l: §©y lµ chÕ phÈm enzyme triÕt suÊt tõ vi khuÈn Bacillus Licheniformic ®-îc dïng phæ biÕn trong c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt r-îu cån tõ tinh bét vµ nhµ m¸y s¶n xuÊt bia. Nã cã kh¶ n¨ng chÞu ®-îc nhiÖt ®é cao h¬n c¸c chÕ phÈm enzyme amilaza triªt suÊt tõ nÊm men vµ nÊm mèc, nhiÖt ®é tèi -u lµ: t0 = 90 - 950C, PH = 5,8 - 6,2. §iÒu nµy rÊt thuËn lîi cho qu¸ tr×nh dÞch ho¸ tinh bét g¹o v× nhiÖt ®é hå ho¸ tinh bét g¹o lµ 86 0C. Hµm l-îng sö dông: 0,1% so víi l-îng nguyªn liÖu thay thÕ. Môc ®Ých cña viÖc sö dông chÕ phÈm enzyme lµ: + T¨ng hiÖu suÊt thu håi chÊt hoµ tan. + T¨ng tû lÖ nguyªn liÖu thay thÕ. 16 + Lµm gi¶m gi¸ thµnh cho bia thµnh phÈm. b> C¸c chÕ phÈm enzyme Cereflo. §©y lµ tªn th-¬ng m¹i cña enzyme - Glucozenaza, cã ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng tèi -u ë nhiÖt ®é t0 = 52- 550C, PH = 5,5 - 6,0. Cã t¸c dông lµm gi¶m ®é nhít dÞch ®-êng, t¨ng c-êng hiÖu suÊt läc, t¨ng kh¶ n¨ng trÝch ly c¸c chÊt vµo trong dÞch ®-êng. V× vËy cÇn ®-a ngay chÕ phÈm enzyme nµy vµo ®Çu qu¸ tr×nh ®-êng ho¸. Nång ®é thay thÕ lµ 0.06% so víi l-îng nguyªn liÖu thay thÕ. c> C¸c chÕ phÈm enzyme Fungamyl: §©y lµ enzyme 1, 4 α - D - Glucan Gluco Hy®rolaza, s¶n phÈm thuû ph©n chñ yÕu lµ ®-êng Maltoza. §-êng Maltoza sÏ cã t¸c dông lµm t¨ng kh¶ n¨ng lªn men cña dÞch ®-êng tõ 2 - 5%. §ång thêi, nã cßn hç trî ®¾c lùc cho enzyme Termamyl 120l trong vai trß ®-êng ho¸ tinh bét ®· dÞch ho¸, nhÊt lµ khi tû lÖ nguyªn liÖu thay thÕ lín. 6> C¸c nguyªn liÖu kh¸c: + Axit H2SO4 dïng ®Ó ®iÒu chØnh PH cña dÞch ®-êng ho¸ dÕn PH = 5,3 - 5,5 khi ®-êng ho¸. + C¸c ho¸ chÊt vÖ sinh tÈy röa thiÕt bÞ nh-: Tank lªn men, nåi hå ho¸, nåi ®-êng ho¸, hÖ thèng ®-êng èng, thiÕt bÞ läc, thiÕt bÞ l¾ng, thïng t¹m chøa, hÖ thèng triÕt bock, bock. Nh- lµ axit Nitric ( HNO3), NaOH, n-íc v« trïng, n-íc P3 chøa trong c¸c thïng CIP. + Bét trî läc Diatomit. + NÊm men Saccaromyces Calsbergersis d-îc nu«i cÊy vµ nh©n gièng trong qu¸ tr×nh lªn men. + Kh«ng khÝ s¹ch dïng cho qu¸ tr×nh lªn men s¬ bé. Kh«ng khÝ nµy ph¶i ®¶m b¶o c¸c chØ tiªu nh- sau: 17 - Kh«ng lÉn tinh dÇu: - Kh«ng cã lÉn bôi, ®Êt c¸t. - Kh«ng cã lÉn c¸c lo¹i vi sinh vËt g©y h¹i cho bia vµ søc khoÎ con ng-êi. + KhÝ CO2 thu ®-îc tõ qu¸ tr×nh lªn men sÏ ®-îc läc vµ lµm s¹ch sau ®ã ®-îc ®-a vµo m¸y nÐn, nÐn vµo c¸c b×nh chøa ®Ó sau khi qu¸ tr×nh lªn men kÕt thóc b·o hoµ CO2 cho bia thµnh phÈm. 18 III. 2. s¬ ®å quy tr×nh s¶n xuÊt: Malt NghiÒn G¹o 5% §-êng Ho¸ Hoa Huplon NghiÒn Enzyme em NÊu Läc B· NÊu Hoa Röa B· L¾ng Trong Lµm L¹nh DÞch Lªn Men 19 B· III. 3. ThuyÕt minh d©y chuyÒn s¶n xuÊt: 1. NghiÒn malt: a > Môc ®Ých: - Ph¸ vì cÊu tróc tÕ bµo cña nguyªn liÖu. - Lµm t¨ng bÒ mÆt tiÕp xóc còng nh- lµ diÖn tÝch tiÕp xóc gi÷a c¬ chÊt vµ enzyme trong qu¸ tr×nh thuû ph©n tinh bét. - T¨ng hiÖu suÊt ho¹t ®éng cña c¸c enzyme Amilaza, Proteaza, Lipaza. - Quan träng h¬n c¶ lµ t¹o ®iÒu kiÖn cho qu¸ tr×nh trÝch ly c¸c chÊt nh®-êng, axit amin, chÊt t¹o mµu t¹p vÞ vµ t¹o h-¬ng th¬m cho bia thµnh phÈm. b> Yªu cÇu kü thuËt: + PhÇn vá trÊu: PhÇn vá trÊu kh«ng ®-îc nghiÒn qu¸ n¸t bëi v× ta sÏ tËn dông líp vá trÊu nµy lµm líp trî läc rÊt lµ tèt. Nã võa ®¸p øng ®-îc c¸c yªu cÇu kü thuËt läc dÞch ®-êng vµ nã ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ rÊt lín. Do ®ã mµ nã cã vai trß v« cïng lín vÒ mÆt kinh tÕ. + PhÇn bét malt: PhÇn bét malt hay chÝnh lµ phÇn néi nhò cña h¹t malt th× l¹i cã yªu cÇu kü thuËt ng-îc l¹i víi phÇn vá trÊu. §ã lµ, bét malt ph¶i ®-îc nghiÒn mÞn, nh»m môc ®Ých t¹o ®iÒu kiÖn cho qu¸ tr×nh thuû ph©n tinh bét còng nh- lµ hµm l-îng chÊt triÕt vµo trong dÞch ®-êng. + Yªu cÇu vÒ thµnh phÇn cña bét malt: - Vá trÊu: 15 - 18 %. - TÊm to: 18 - 22 %. - TÊm nhá: 30 - 35 %. - Bét mÞn: 25 - 35 %. Th«ng th-êng phÇn bét mÞn + tÊm nhá ≥ 2 - 3 lÇn tÊm to. 20