Tài liệu KĨ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU BIA

Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng Mục lục ˜ ™  Bài 1: KỸ THUẬT SẢN XUẤT DỊCH LÊN MEN BIA I. LICH SỬ PHÁT TRIỂN NGÀNH BIA:...........................................................................3 1. Lịch sử hình thành:..........................................................................................................3 2. Bia là gì?............................................................................................................................3 3. Quá trình phát triển của ngành bia...............................................................................3 II. TÌNH HÌNH SAÛN XUAÁT BIA VAØ TIEÂU THUÏ BIA ....................................................4 1. Trên thế giới:....................................................................................................................4 2. Việt nam trước và sau thời kì đổi mới:.......................................................................4 III. NGUYÊN LIỆU:............................................................................................................5 Nguyên liệu chính:...................................................................................................................5 1. Malt:..................................................................................................................................5 1.1. Nguồn gốc, dặc diểm:............................................................................................5 1.2. Caáu taïo haït ñaïi maïch:.......................................................................6 1.3. Phaân loaïi:......................................................................................................8 2. Hoa houplon :................................................................................................................11 3. Nước:...............................................................................................................................12 3. Thế liệu:...........................................................................................................................13 IV. KỸ THUẬT SẢN XUẤT DỊCH LÊN MEN BIA:......................................................15 1. Sơ đồ công nghệ:........................................................................................................15 2. Giản đồ nấu malt:..........................................................................................................17 3. Kỹ thuật thực hiện:........................................................................................................17 4. Xác định hiệu suất trích ly:...........................................................................................18 5.Nguyên liệu – hóa chất dùng trong sản xuất................................................................19 BÀI 2: KỸ THUẬT NẤU NGUYÊN LIỆU, ĐƯỜNG HÓA VÀ LÊN MEN KỸ THUẬT CHƯNG CẤT RƯỢU, KIỂM TRA ĐỘ RƯỢU VÀ ĐỘ CHUA I. GIỚI THIỆU CHUNG...................................................................................................20 II. UYÊN LIỆU:....................................................................................................................20 1. Gạo:..................................................................................................................................20 2. Sắn...................................................................................................................................21 3. Ngô...................................................................................................................................21 4. Khoai...............................................................................................................................21 III. KỸ THUẬT THỰC HIỆN.............................................................................................23 1. Sơ đổ công nghệ:.........................................................................................................23 2. Thuyết minh quy trình..................................................................................................23 2.1. Kỹ thuật nấu nguyên liệu..........................................................................................23 2.2. Kỹ thuật chưng cất rượu, kiểm tra độ rượu và độ chua...........................................24 BÀI 3: KỸ THUẬT PHA CHẾ RƯỢU MÙI I. GIỚI THIỆU VỀ RƯỢU MÙI:....................................................................................26 Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 1 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT:................................................................................................26 III. NGUYÊN LIỆU:.........................................................................................................27 IV. KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU MÙI:....................................................................28 1. Sơ đồ công nghệ:............................................................................................................28 2. Thuyết minh quy trình:.................................................................................................28 2.1.Kỹ thuật thực hiện:..................................................................................................28 2.2. Cách thực hiện:.......................................................................................................29 BÀI 4: KỸ TUẬT SẢN XUẤT RƯỢU VANG DỨA I. GIỚI THIỆU:.....................................................................................................................32 II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN:..............................................................32 1. Lịch sử hình thành:....................................................................................................32 2. Quá trình phát triển:..................................................................................................33 III. NGUYÊN LIỆU:.............................................................................................................33 1. Tầm quan trọng của nguyên liệu:.............................................................................34 2. Nguyên liệu:.................................................................................................................34 3. Thành phần hóa học ảnh hưởng đến công nghệ sản xuất, tiêu chuẩn:................34 3.1. Cồn ethanol:.............................................................................................................34 3.2. Đường:......................................................................................................................34 3.3. Axit: ..........................................................................................................................35 3.4. Vitamin:.....................................................................................................................35 3.5 Chất gây mùi thơm...............................................................................................35 IV. KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU VANG DỨA:............................................................35 1. Sơ đồ công nghệ:............................................................................................................35 2. Thuyết minh quy trình :............................................................................................37 Tài liệu tham khảo Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 2 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng BÀI 1: KỸ THUẬT SẢN XUẤT DỊCH LÊN MEN BIA ………………™ – — ˜ ……..…….. I. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NGÀNH BIA: 1. Lịch sử hình thành: TỪ 7000 năm TCN ngươi Babilon đã biết sản xuất bia từ hạt đại mạch và một số nguyên liệu từ hạt nảy mầm với công thức rất đơn giản. Người ta rang ngũ cốc rồi đem ngâm cho lên men thu được một loại nước giải khát có cồn và vị hơi chua. Cùng với sự phát triển của thời gian công thức chế biến bia đã thay đổi dần, người ta biết cho thêm cỏ dại có hương thơm để cho nước có vị dễ chịu hơn như: ngãi cứu, lupin…để tăng hương vị của bia. 2. Bia là gì? Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, một trong những loại nước giải khát được yêu thích nhất trên thế giới. Bia có màu vàng rơm và có hương vị đặc trưng không nhầm lẫn với bất kỳ loại nước giải khát nào. Bia thường dành cho phái mạnh nhưng thực chất phái nữ nê thưởng thức nó hơn là rượu. Vì bia là loại sản phẩm không chỉ cung cấp cho một số chất dinh dưỡng mà đặc biệt là có nồng độ thấp. 3. Quá trình phát triển của ngành bia. Khoảng thế kỷ 19, hoa hublon được phát hiện ở Xiberi, Đông Nam nước Nga, Trung Quốc và nhiều cùng khác. Từ đó nó được sử dụng như là một trong những nguyên liệu chuyên dùng để sản xuất bia. Năm 1857, nhà bác học người Pháp Louis Pasteur đã khám phá ra một nhân tố đã chuyển hóa nhiên liệu thành một loại thức uống tuyệt vời và ông đã khẳng định “ nấm men là vi sinh vật duy nhất mà hoạt động của chúng đã làm nên quá trình lên men bia”. Nhưng ông chưa lam sáng tỏ thực chất của hiện tượng và cơ chế hoạt động của quá trình lên men bia, đến cuối thế kỷ 19 hai nhà khoa học người Đức, Nga mới chứng minh được rằng “nấm men tạo nên các enzyme này ngay cả trong trường hợp không có tế bào nấm men tồn tại trong môi trường vẫn có khả năng chuyển hóa đường thành rượu và khí CO 2 , hai thành phần quan trọng nhất của bia”. Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 3 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng Ngày nay, kỹ thuật sản xuất bia cải tiến không ngừng, quá trình lên men giảm từ 49 ngày xuống còn 12 ngày. Các thiết bị lên men được cải tiến và hiện nay bia là loại nước giải khát có độ cồn thấp và giàu dinh dưỡng và khá phổ biến trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng. II. TÌNH HÌNH SAÛN XUAÁT BIA VAØ TIEÂU THUÏ BIA . 1. Trên thế giới: Hiện nay trên thế giới có khoảng 25 quốc gia sản xuất bia với sản lượng lớn hơn 1 tỷ lít/năm. Trong đó nước như Đức, Mỹ, Úc mỗi năm sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm. Sản lượng bình quân tính theo đầu người ở một số nước là 160 lít/năm như ở CH Sec, Đức… Tại một số nước trên thế giới ngành công nghiệp sản xuất bia được đặt dưới quyền kiểm soát bởi các cơ quan nhà nước. Tại Ấn Độ, chính phủ đã thực hiện đổi mới cơ chế, các doanh nghiệp được tự do sản xuất kinh doanh, trừ ra các ngành đặc biệt cần phải có giấy phép của chính phủ cấp thì mới được quyền sản xuất kinh doanh trong đó có ngành sản xuất rượu bia. 2. Việt nam trước và sau thời kì đổi mới: Ở Việt Nam bia được người Pháp du nhập vào cuối thế kỷ 19 với việc xây dựng 2 nhà máy bia: nhà máy bia Hà Nội và nhà máy bia Sài Gòn. Qua hơn một thế kỷ thăng trầm và phát triển, hiện nay Việt Nam có hơn 100 nhà máy bia lớn nhỏ trên khắp cả nước. Từ những năm 90 trở lại đây, sản lượng bia ở Việt Nam tăng nhanh đạt bình quân 8 lít/người/năm, và thu nộp cho nhà nước hàng nghìn tỷ đồng, tạo điều kiện công ăn việc làm cho hàng chục ngàn lao động. - Dựa vào tốc độ tăng trưởng trong sản xuất bia và tiêu thụ sản phẩm. - Dựa vào sự phát triển dân số và thu nhập bình quân đầu người, trên cơ sở tham khảo các mức độ tiêu thụ của các nước trong khu vực, có thể dự báo về mức tiêu thụ bia ở Việt Nam trong những nă tới: Năm 2010 là 16 lít/người/năm. Năm 2020 là 25 lít/người/năm. Mức tiêu thụ bình quân đầu người của nước ta hiện nay là 10 lít/người/năm. Do nhu cầu ngày càng cao của thị trường chỉ trong một thời gian ngắn ngành sản xuất bia đã có những bước phát triển đáng kể. Ngành sản xuất bia của các nhà máy ở Việt Nam hiện nay có tổng công suất khoảng 876 triệu lít/năm. Trong đó các dự án liên doanh với nước ngoài có công suất 420 triệu lít/năm (chiếm khoảng 23,6%). Các nhà máy bia cảu địa phương (chiếm khoảng 30,6%). Sản lượng thực tế năm 1995 mới được 502 triệu lít/năm, đạt được 58%. Công suất thiết kế, nhiều dự án được cấp phép cho đến nay chưa được triển khai nhưng bên cạnh vẫn có một số nhà máy phát huy được công suất như nhà máy bia Sài Gòn, Hà Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 4 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng Nội…Mặc dù công suất thực tế chưa đạt được mức công suất đã thiết kế nhưng ngành sản xuất bia của Việt Nam đã từng bước đi lên một cách mạnh mẽ, tạo cho thị trường bia Việt Nam phong phú hơn và góp một phần nhỏ tring sự đa dạng và phong phú của bia Thế Giới. Một số nhà máy bia Việt Nam hiện nay    � Nhà máy bia Hà Nội  � Nhà máy bia Phú Yên  � Nhà máy bia Halida  � Nhà máy bia Nha Trang  � Nhà máy bia Hải Phòng  � Nhà máy bia Đà Lạt  � Nhà máy bia Thanh Hóa  � Nhà máy bia Sài Gòn  � Nhà máy bia Huda  � Nhà máy bia Việt Nam  � Nhà máy bia Đà Nẵng  � Nhà máy bia Tiền Giang  � Nhà máy bia Quảng Ngãi  � Nhà máy bia Powen Đồng Nai  � Nhà máy bia Quy Nhơn III. NGUYÊN LIỆU: Nguyên liệu chính: Nguyên liệu chính trong sản xuất bia là: Malt, hoa houblon, nước và nấm men. Ở nước ta nguồn nguyên liệu chính để sản xuất bia đều nhập từ nước ngoài: malt, hoa houblon. Nhiều năm nay ở Việt Nam trồng thử cây đại mạch và cây houblon tring một số vùng ở phía Bắc, Đà Lạt,… nhưng năng suất tu hoạch thấp, chất lượng chưa đảm bảo yêu cầu. 1. Malt: 1.1. Nguồn gốc, dặc diểm: Malt là nguyên liệu chính trong sản xuất bia, muốn vậy malt phải trải qua một quá trình nhân tạo. Sau đó được dùng lại bằng cách sấy khô. Mục đích của quá trình sản xuất malt là: biến hạt đại mạch thành sản phẩm giàu enzyme, xúc tác sinh học, có hương vị thích hợp, màu sắc mong muốn cho loại bia sẽ sản xuất. Đại mạch gieo trồng là loại thực vật một năm. Chúng được chia thành 2 nhóm: Đại Mạch mùa đông và Đại Mạch mùa xuân. Chu kỳ sinh trưởng của Đại Mạch thường là 100-200 ngày, kết thúc quá trình cây sẽ trổ bông và kết hạt. Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 5 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng Malt ñaïi maïch Hoa Ñaïi Maïch naèm ôû phaàn treân cuøng cuûa caây vaø keát thaønh boâng. Moãi moät boâng bao goàm hai boä phaän: boâng vaø gieù. Khaùc vôùi caây luùa nöôùc ta, boâng Ñaïi Maïch chæ coù gieù caáp moät maø khoâng coù gieù caáp hai. Gieù cuûa boâng Ñaïi Maïch thöïc chaát laø cuoáng haït, ñöôïc ñònh tröïc tieáp vaøo truïc boâng. Taïi moãi maét cuûa truïc boâng coù ba gieù, treân moãi gieù coù moät hoa. Soá hoa bieán thaønh haït chaéc treân gieù quyeát ñònh hình daùng cuûa boâng Ñaïi Maïch (Thoâng thöôøng thì soá ño ùlaø moät hoaëc ba). Neáu moät hoa bieán thaønh haït (coøn hai hoa kia bò ñieác) thì boâng Ñaïi Maïch seõ coù hai haøng haït – ta goïi laø Ñaïi Maïch hai haøng. Neáu ba hoa bieán thaønh haït thì boâng Ñaïi Maïch coù saùu haøng – ta goïi laø Ñaïi Maïch saùu haøng. Ñaïi Maïch hai haøng: ñöôïc duøng chuû yeáu cho coâng nghieäp saûn xuaát bia. Loaïi Ñaïi Maïch naøy ñöôïc troàng nhieàu ôû moät soá nöôùc Taây AÂu. Ñaïi Maïch ña haøng: ñöôïc chia laøm hai nhoùm :”Ñaïi Maïch saùu haøng vaø Ñaïi Maïch boán haøng”. Ñaïi Maïch boán haøng coù theå duøng ñeå saûn xuaát bia. Ñaïi Maïch ña haøng ñöôïc duøng chuû yeáu laøm thöùc aên gia suùc vaø gia caàm. 1.2. Caáu taïo haït ñaïi maïch: Haït cuûa Ñaïi Maïch bao goàm ba boä phaän chính: voû, noäi nhuõ vaø phoâi. a.Voû Ñaïi Maïch ñöôïc bao boïc beân ngoaøi baèng voû boïc traáu, voû traáu ñöôïc hình thaønh töø ñaøi hoa. Ñaøi hoa döôùi hình thaønh neân voû traáu phía ngoaøi (Phía löng) vaø keát thuùc baèng sôïi Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 6 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng raâu, coøn ñaøi hoa phía treân hình thaønh neân voû traáu phía trong(Phía buïng) cuûa haït. Ñaøi hoa laø coâng cuï ñeå baûo veä caùc cô quan beân trong cuûa haït trong quaù trình hình thaønh vaø chuyeån hoaù cuûa noù. ÔÛû Ñaïi Maïch hai haøng, voû traáu cuûa haït khaù moûng vaø meàm maïi, coøn ôû Ñaïi Maïch ña haøng thì voû traáu daøy vaø thoâ hôn. Döôùi lôùp voû traáu laø lôùp voû quaû ñöôïc caáu taïo töø ba lôùp teá baøo. – Cöù moãi lôùp xeáp ngang thì tieáp ñeán laø moät lôùp xeáp doïc laøm cho lôùp voû quaû dai vaø beàn vöõng. Döôùi lôùp voû quaû laø lôùp voû haït goàm hai lôùp teá baøo. Teá baøo cuûa lôùp ngoaøi coù thaønh raát daøy, lôùp trong thì trong suoát. Lôùp voû haït ñoùng vai troø nhö moät maøng baùn thaám: chæ cho nöôùc thaám vaøo beân trong haït ñoàng thôøi giöõ caùc chaát hoaø tan trong haït khoâng thaám ra ngoaøi. Lôùp voû quaû vaø voû haït lieân keát chaët cheõ vôùi nhau, moái lieân keát ñoù chaéc hôn raát nhieàu so vôùi söï lieân keát giöõa chuùng vôùi lôùp voû traáu. Voû traáu chieám nhieàu nhaát troïng löôïng cuûa voû, chieám 7%-8% troïng löôïng haát khoâ cuûa haït, kích thöôùc haït caøng beù thì tyû leä voû caøng cao so vôùi troïng öôïng cuûa khoái haït. Voû haït chieám moät tyû leä khaù lôùn nhöng khoâng coù giaù trò dinh döôõng. Ñoái vôùi coâng ngheä saûn xuaát bia voû haït gaây aûnh höôûng hai maët: Maët baátlôïi vì trong voû chöùa caùc chaát maøu, chaát ñaéng vaø chaát chaùt. Neáu caùc chaát naøy hoaø tan vaøo dòch ñöôøng seõ laøm giaûm chaát löôïng saûn phaåm. Maët lôïi cuûa lôùp voû laø noù ñoùng vai troø xaây döïng maøng loïc trong quaù trình taùch baû khoûi khoái chaùo. b. Noäi nhuõ: Ñaây laø phaàn lôùn nhaát ñoàng thôøi cuõng laø phaàn giaù trò nhaát cuûa haït. Ngoaøi cuøng cuûa noäi nhuõ tieáp giaùp vôùi lôùp voû haït vaø lôùp Alôron. Ôû Ñaïi Maïch hai haøng lôùp Alôron bao goàm hai lôùp teá baøo hình laêng kính coù thaønh daøy, ôû Ñaïi Maïch ña haøng thì soá lôùp teá baøo nhieàu hôn. Lôùp Alôron raát giaøu protein, chaát beùo, ñöôøng, xenluloza, pentozan, vitamin vaø chaát tro. Vì lôùp Alôron cuûa Ñaïi Maïch ña haøng daøy hôn Ñaïi Maïch hai haøng cho neân haøm löôïng protein cuûa chuùng nhieàu hôn. Döôùi lôùp Alôron môùi ñeán phaàn noäi nhuõ thaät cuûa haït, caáu truùc cuûa noäi nhuõ goàm caùc teá baøo lôùn coù thaønh moûng chöùa ñaày caùc haït tinh boät, moät ít proâteâin, xenluloza, chaát beùo, chaát tro vaø ñöôøng. c. Phoâi: Phoâi laø phaàn soáng cuûa haït, troïng löôïng chæ chieám khoaûng 2,5% - 5% so vôùi troïng löôïng cuûa haït. Phoâi naèm ôû phía döôùi gaàn ñeá cuûa haït, bao goàm phoâi laù, phoâi reã vaø giöõa chuùng laø phoâi thaân. Tieáp giaùp giöõa phoâi vaø noäi nhuõ laø nguø. Nguø laø moät maøng baùn thaám: noù Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 7 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng chæ cho pheùp caùc chaát hoaø tan töø noäi nhuõ thaám qua ñeå chuyeån veà phoâi vaø nöôùc töø phía phoâi ñi vaøo noäi nhuõ. Phoâi chieám moät tyû leä khoâng ñaùng keå so vôùi troïng löôïng cuûa haït, trong quaù trình cheá bieán, caùc thaønh phaàn trong phoâi hoaø tan raát ít vaøo dòch ñöôøng. Nhö vaäy, ñoái vôùi coâng ngheä saûn xuaát bia giaù trò dinh döôõng cuûa phoâi haàu nhö khoâng ñaùng keå, maø vai troø to lôùn cuûa noù laø ôû choã: ñaây laø traïm hoaït hoaù vaø laø nhaø maùy saûn xuaát enzim. 1.3. Phaân loaïi: Malt laø saûn phaåm ñöôïc cheá bieán töø caùc haït ñaïi maïch sau khi cho naûy maàm ôû ñieàu kieän nhaân taïo vaø saáy ñeán ñoä aåm nhaát ñònh vôùi nhöõng ñieàu kieän baét buoäc. Malt coù nhöõng loaïi sau: • Malt vaøng: laø Malt coù maøu vaøng saùng, vò dòu ngoït. • Malt ñen: laø Malt coù maøu vaøng saäm ñaäm hôn, vò caø pheâ, thôm ngoït. Ngoaøi ra ñeå taêng cöôøng chaát löôïng, beàn veà maøu saéc, muøi vò vaø ñeå tieán haønh ñöôøng hoùa deã daøng trong naáu bia ngöôøi ta saûn xuaát moät soá Malt ñaëc bieät: • Malt Caramen: Malt ñöôïc saáy ñaëc bieät duøng trong saûn xuaát bia ñen, bia coù vò caramen, saùnh, thôm ngon, boït nhieà • Malt caø pheâ: coù maøu caø pheâ rang, thôm muøi caø pheâ. • Malt Melan: chöùa haøm löôïng Melanoid ñaùng keå. 1.4. ønh phaàn hoùa hoïc cuûa malt: T a h Malt laø loaïi baùn thaønh phaåm raát giaøu chaát dinh döôõng, chöùa khoaûng 16 – 18% caùc chaát coù phaân töû löôïng nhoû deã hoøa tan, chuû yeáu laø caùc ñöôøng ñôn ñôn giaûn, dextrin baäc thaáp, caùc acid amin, khoaùng, caùc vitamin, ñaëc bieät laø caùc heä enzime phong phuù: proteaza, amylaza caùc enzime naøy seõ laø ñoäng löïc chuû yeáu ñeå phaân taùch caùc hôïp chaát protein vaø glucid, cao phaân töû trong noäi nhuõ cuûa haït thaønh caùc saûn phaåm coù phaân töû nhoû hoøa tan beàn vöõng vaøo nöôùc taïo thaønh chaát chieát cuûa dung dòch ñöôøng. Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 8 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng Malt coù chaát löôïng cao neáu quaû khoâng quaù 7-9% troïng löôïng cuûa haït. Neáu lôùn hôn khoâng thích hôïp cho saûn xuaát bia. • Ñaùnh giaù chaát löôïng cuûa malt khoâ : tinh boät 58%, pentozan hoøa tan 1%, hexozan khoâng tan 9%. Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa malt tính theo% chaát khoâ Thaønh Haøm Thaønh Haøm Thaønh Haøm Phaàn löôïng % phaàn löôïng % phaàn löôïng % Tinh boät 58 2,5 Pentoza 8 Lipid 2,5 Saccharose 5 Celluloza 6 Ñöôøng khöû 4 Protit 10 Caùc Phaàn Chaát khoaùng enzym,vitamin coøn laïi Trong coâng ngheä saûn xuaát bia, Malt laø nguoàn nguyeân lieäu chính ñeå cung caáp chaát hoøa tan cho dòch ñöôøng tröôùc khi leân men. Gluxid, enzym, protein coù trong Malt laø thaønh phaàn coù giaù trò coâng ngheä lôùn nhaát cuûa Malt. Gluxid : Chuû yeáu laø nhoùm polysaccharid goàm tinh boät, cellulose, hemicellulose − Tinh boät : coù yù nghóa raát quan troïng trong coâng ngheä saûn xuaát bia, laø nguoàn chuû yeáu cung caáp chaát hoøa tan (chaát chieát) cho dòch ñöôøng. Haøm löôïng tinh boät caøng cao, noàng ñoä chaát chieát caøng lôùn, hieäu suaát thu hoài bia vaø chaát löôïng bia caøng taêng. − Cellulose : Khoâng coù vai troø cung caáp chaát chieát nhöng noù taïo lôùp loïc phuï lyù töôûng khi loïc baõ Malt. − Hemicellulose : döôùi xuùc taùc cuûa enzym, Hemicellulose bò thuyû phaân thaønh hexoza vaø pentoza laø chaát chieát quan troïng cho dòch ñöôøng. • Protein : Neáu haøm löôïng quaù cao thì bia deã bò ñuïc khi baûo quaûn, neáu haøm löôïng quaù thaáp bia keùm boït, vò keùm ñaäm ñaø, toát nhaát laø 8 - 10%. Saûn phaåm thuûy phaân cuûa protit töông taùc vôùi Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 9 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng ñöôøng taïo melanoid – hoãn hôïp maøu vaøng oùng, coù vò ngoït vaø thôm dòu, laø nhaân toá quan troïng cho höông vò bia vaø cung caáp acid amin cho naám men. Enzym : Enzym ( pherment ) : raát phong phuù chia laøm hai nhoùm : − Hydrolase ( enzym thuyû phaân ) : Cacbohydraza : diastaza ( α, β-amylaze ), sitaza ( sitoclataza vaø sitolitaza ), hexodaza ( maltaza, saccharaza ). Protease : proteinaza, peptidaza, amidaza. Esteraza : lipaza, amylophosphataza, fitaza. − Decmolaza ( enzym oxi hoaù khöû ) : dehydraza, oxidaza, catalaza… Caùc chæ tieâu chaát löôïng malt : Malt duøng ñeå saûn xuaát bia caàn ñaùp öùng caùc chæ tieâu sau. + Chæ tieâu cô hoïc vaø lí hoïc. + Chæ tieâu hoùa hoïc cuûa malt ñaïi maïch Chæ tieâu cô hoïc vaø lí hoïc. Chæ tieâu Ñaëc ñieåm, haøm löôïng Maøu haït malt vaøng Vaøng saùng, oùng möôït Muøi Thôm ñaëc tröng Vò Ngoït nheï Hình daùng To troøn, ñeàu haït Taïp chaát ( coû daïi ) <= 0,1 % Haït gaõy <= 0,5% % Khoái löôïng haït 28_ 38 g/ 1000 haït Haït coù boat xoáp > 98 % Daïng baùn thuûy tinh <1 % Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK Ñôn vò 10 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng Daïng thuûy tinh <1 % Chæ tieâu hoùa hoïc cuûa malt ñaïi maïch : Chæ tieâu Haøm löôïng Ñoä hoøa tan tính theo chaát 76_ 81,7 Ñôn vò % khoâ Ñoä aåm <5 % Thôøi gian ñöôøng < 15 hoùa Phuùt Ñoä maøu cuûa nöôùc 0,18_ 0,3 nha % Amylaza 280_330 Wk 11,5 % Chaát khoâ 5_ 8% % pH 5,5_ 6.5 Poliphenol 5_8 Chaát phaàn ñaïm toaøn theo % % • NP ( 0,1 N dung dòch Iod trong 100 ml nöôùc ) 2. Hoa houplon : Ñaëc ñieåm : Teân khoa hoïc Humulus lupulus, loaïi thöïc vaät löu nieân hoï daây leo. Söû duïng cho saûn xuaát bia laø hoa caùi chöa thuï phaán. Ñöôïc troàng nhieàu ôû Trung AÂu vaø Baéc Myõ, hieän taïi chöa coù loaïi nguyeân lieäu naøo coù theå thay theá hoaøn toaøn cho hoa houblon. Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 11 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng Hoa houblon laø nguyeân lieäu chính thöù hai ñeå saûn xuaát bia. Hoa houblon goùp phaàn quan troïng taïo muøi vò ñaëc tröng cuûa bia vaø muøi thôm deã chòu, taïo maøu aùnh vaøng cho bia, ñoàng thôøi hoa cuõng ñöôïc söû duïng nhö moät chaát baûo quaûn vaø giuùp cho caùc thaønh phaàn bia ñöôïc oån ñònh vaø boït bia ñöôïc giöõ laâu hôn. Hoa houblon 3. Nước: Bia thành phẩm với 77 – 90% là nước. Vậy nước là nguyên liệu chính cho sản xuất bia. Ngoài ra nước còn dùng cho quá trình trộn, nấu, vệ sinh thiết bị… Thành phần hóa học của nước ảnh hưởng đến đặc điểm, tính chất sau cùng của bia do nó tác động trong suốt quá trình chế biến. Do đó, nước dùng cho sản xuất bia luôn được kiểm tra trước khi đưa vào sử dụng.  Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa nöôùc: Thoâng thöôøng trong nöôùc coù chöùa caùc ion sau: Cation: H+, Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Al2+,… Anion: OH-, Cl-, HCO3-, CO3-, NO3-, NO2-, SO42-, PO43-, SiO3-,… Vaø nhieàu chaát khaùc hoøa tan ôû daïng phaân töû (raén, loûng, khí, ...) hay caùc phaàn töû lô löûng nhö huyeàn phuø, nhuõ töông, ... Ca2+, Mg2+ gaây neân ñoä cöùng cho nöôùc. Tiêu chuẩn nước cho sản xuất bia: - Muøi vò : tinh khieát khoâng maøu. Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 12 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng - Ñoä cöùng taïm thôøi : 0,7 mg ñöông löôïng/lít. - Ñoä cöùng vónh cöûu : 0,4 - 0,7 mg ñöông löôïng/lít. - Haøm löôïng muoái cacbonat : < 50 mg/lít. - Haøm löôïng muoái Mg2+ : < 100 mg/lít. - Ñoä kieàm : 2 - 3 oF. - Haøm löôïng Clorua : 7,5 - 150 mg/lít. - Haøm löôïng CaSO4 : 130 - 200 mg/lít. - Haøm löôïng Fe2+ : < 0,3mg/lít. - NO3-, NO2-, NH3 : khoâng ñöôïc pheùp coù. - Vi sinh vaät : < 100 teá baøo/ml nöôùc. - Chæ soá E. Coli : < 3 teá baøo/lít. 3. Thế liệu: Trong sản xuất bia việc dùng thế liệu thay cho malt tùy thuộc vào điều kiện chủ quan và khách quan, có thể nhằm mục đích hạ giá thành sản phẩm tạo ra các sản phẩm bia có mức chất lượng khác nhau. Cải thiện một vài tính chất của sản phẩm, theo đơn đặt hàng của người tiêu dùng. Thế liệu phải dồi dào nguồn glucid mà từ đó dưới tác dụng của enzyme trong malt, glucid của thế liệu sẽ chuyển hóa thành đường hòa tan. Vì vậy các loại ngũ cốc được chọn làm thế liệu trong sản xuất bia. Khi sử dụng thế liệu chất lượng của thế liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp dến chất lượng bia (màu sắc, mùi vị). Vì vậy phải quan tâm đến thành phần hóa học của thế liệu. Thường thì trong nhà máy những ưu điểm sau. sử dụng một lượng gạo chiếm 30% vì có Có sẵn trong nước với giá rẻ và chất lượng cao. Do hàm lượng glucid và protein khá cao, khả năng chuyển hóa thành chất hòa tan tốt, có thể đạt 90% chất khô. Thực tế và thực nghiệm đã cho ta thấy có thể thay thế gạo cho malt đến 50% ( nếu malt có hoạt tính enzyme tốt). Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 13 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng Thành phần hóa học của gạo  Hàm lượng tinh bột: 77,8%  Hợp chất nitơ: 7,9%  Hàm lượng chất béo 0,5%/cellulose của vỏ lụa: 0,5%  Chất tro: 0,7%  Độ ẩm: 12.6% Chỉ tiêu chất lượng gạo dùng để sản xuất bia:  Hạt phải sạch, không có tạp chất, không có hạt mốc, mùi hôi.  Màu sắc phải đồng đều, w<12% Ngoài ra ở một số nơi có sử dụng thế liệu khác như: Bắp được sử dụng ở các nước châu Phi hoặc Mỹ La Tinh, vì trong bắp có hàm lượng lipid cao nằm trong phôi vì vậy cần phải tách bỏ phôi và vỏ hạt. Đại mạch: được sử dụng nhiều ở các nước châu Âu, Bắc Mỹ hoặc một số nước trồng được đại mạch Gạo mì: do đặc tính của gạo mì không có vỏ trấu như đại mạch, mặt khác hàm lượng gluten khá cao, vì vậy muốn dùng gạo mì làm thế liệu cho malt đại mạch thường phải ươm mầm rồi dùng kết hợp với malt. Đậu: hàm lượng tinh bột trong đậu không lớn, thường nhỏ hơn 40% trọng lượng, vì vậy trong nấu bia người ta dùng đậu không phải ý nghĩa thế liệu cho malt mà với ý nghĩa làm cho bia có khả năng tạo bọt mạnh (trong đậu có chúa nhiều glucozit) là nguồn thức ăn tốt cho nấm men về sau. Ngoài ra trong đậu còn chứa nhiều vitamin và các chất kích tố tăng trưởng đối với nấm men. Đường saccharose: được sử dụng như một thế liệu cao cấp, đưa trực tiếp dưới dạng tinh thể vào nồi đun với hoa hoặc đưa vào dưới dạng siro trong quá trình chiết bia (đối với một vài loại bia ngọt). 4. Nấm men: Nấm men dùng trong sản xuất bia thuộc họ saccharomyces, có kích thước 6 - 9 µm, chúng sinh sản bằng cách nảy chồi và thuộc loại hiếu khí không bắt buộc. Chỉ trong điều kiện không có CO2 chúng mới thực hiện quá trình lên men để tạo ra C2H5OH, các sản phẩm Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 14 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng lên men và CO2 là chính. Nếu trong điều kiện không có CO2 chúng chủ yếu thực hiện quá trình tăng sinh khối. Có 2 loại nấm men trong sản xuất bia :  Naám men noåi: saccharomyces cerevisine. Ñaëc ñieåm cuûa naám men noåi: - Trong quaù trình leân men teá baøo naám men lô löûng trong dòch leân men taäp trung nhieàu ôû phaàn beà maët. - Thôøi gian leân men ngaén, nhieät ñoä leân men cao (14 -28o C). - Khoâng thuaän tieän cho quaù trình loïc. Khoù thu hoài naám men sau khi keát thuùc ñeå taùi söû duïng. - Thöôøng duøng ñeå saûn xuaát loïai bia ñen vaø bia vaøng coù ñoä coàn cao.  Naám men chìm: saccharomyces carlsbergensis, ngoaøi ra coøn coù moät chuûng naám men khaùc ñang ñöôïc söû duïng nhieàu laø saccharomyces uvanium. - Trong quaù trình leân men teá baøo naám men thöôøng taïo thaønh chuøm, sau ñoù laéng xuoáng ñaùy thieát bò leân men. - Thôøi gian leân men daøi, nhieät ñoä leân men thaáp (6-120C) - Thuaän tieän cho quaù trình loïc vaø laøm trong, deã daøng thu nhaän naám men sau khi leân men ñeå taùi söû duïng. - Thöôøng duøng ñeå saûn xuaát loaïi bia vaøng vaø bia coù ñoä coàn thaáp. Khaû naéng keát laéng cuûa naám men phuï thuoäc vaøo caáu taïo thaønh teá baøo naám men. Neáu trong teá baøo naám men chöùa ít thaønh phaàn hydratcacbon, mangan, chöùa nhieàu acid amin teá baøo naám men caøng deã keát laéng Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 15 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng IV. KỸ THUẬT SẢN XUẤT DỊCH LÊN MEN BIA: 1. Sơ đồ công nghệ: Bột Bột gạo Nước Phối trộn Phối trộn Phụ gia Enzim Ngâm 52°c Hồ hóa – dịch hóa Đường hóa 1 Đường hóa 2 Cara mel Lọc, tách Houb lon Phụ gia Houblon hóa Làm lạnh đến t° lên men Rử a Nước rửa Bã dùng chăn nuôi Cặn tủa Sơ đồ các quá trình công nghệ Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 16 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng 2. Giản đồ nấu malt: Phương pháp đun sôi một lần t0, 0C 100 90 LỌC 80 70 60 50 40 1 2 30 20 10 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 t, ph 220 3. Kỹ thuật thực hiện: Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 17 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng - Cân chính xác 200g gạo và 300g malt. - Tiến hành nghiền gạo mịn, malt vỡ vụn (malt, gạo nghiền riêng). Mục đích của quá trình nghiền malt: là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần chất của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủy phân khác nhanh và triệt để. Đường hóa nguyên liệu: nguyên liệu sau khi được nghiền nhỏ sẽ phối trộn với nước trong hệ thống thiết bị đường hóa. Lượng nước phối trộn với bột nghiền phụ thuộc vào chủng loại bia sẽ sản xuất và đặc tính kỹ thuật của hệ thống thiết bị, dưới xúc tác của hệ enzyme thủy phân, các hợp chất cao phân tử bị phân cắt thành sản phẩm thấp phân tử và hòa tan vào nước để trở thành chất triết của dịch đường. Thực chất các quá trình của giai đoạn này là sự thủy phân các hợp chất cao phân tử dưới xúc tác của emzyme. Những quá trình emzyme rất quan trọng nhất là sự thủy phân tinh bột, protein và các hợp chất chứa phosphat. - Chuẩn bị sẵn bếp ga và nồi ( loại 5 lít ). - Đong chính xác 1 lít nước kĩ thuật cho vào nồi, đun đến nhiệt độ 45°C, tắt bếp gaz, cho 200g gạo và 30g malt đã nghiền vào nồi, hòa tan hoàn toàn với nước. - Tiếp tục bật bếp gaz, nâng nhiệt độ lên 85°C ( dùng đũa thủy tinh khuấy liên tục trong quá trình nâng nhiệt). Tắt bếp gaz, dừng khuấy, và giữ ở nhiệt độ 83°C, trong 15 phút. - Dùng nước kĩ thuật cho trực tiếp vào nồi cháo hạ nhiệt độ xuống 76°c, bổ sung 30g malt lót vào và điều chỉnh nhiệt độ xuống 72°C ( khuấy liên tục trong quá trình hạ nhiệt độ), giữ nhiệt độ này trong 25-30 phút, (không khuấy khi giữ nhiệt độ) - Bập bếp gaz, khuấy và nâng nhiệt độ lên 100°C, tắc bếp gaz và giữ ở nhiệt độ này trong 5 phút. - Dùng nước hạ nhiệt độ xuống 75°C, bổ sung toàn bộ lượng malt còn lại và tiếp tục hạ nhiệt độ xuống 50°C, dừng khuấy, giữ ở nhiệt độ này trong 25- 30 phút. - Bật bếp gaz, khuấy và nâng nhiệt độ lên 65°C, tắt bếp gaz, dừng khuấy và giữ ở nhiệt độ này trong 30 – 40 phút - Bật bếp gaz, khuấy và nâng nhiệt đô lên 78°C, tắt bếp gaz, chuyển toàn bộ lượng cháo malt và thiết bị lọc tác bã. - Sau khi tách dịch cốt đường, cho toàn bộ lượng bã vào cốc thủy tinh và dùng nước 78°C (dùng với thể tích thích hợp cộng với thể tích dịch cốt ban đầu thì thu được 2 lít dịch đường) hòa loãng và để rữa và nhanh chóng cho vào phễu lọc như ban đầu - Dịch đường sau khi thu được, đem đi đun sôi( lúc này ta đã chuẩn bị 0,15g houblon viên), cho toàn bộ houblon vào và tiếp tục đun sôi nhẹ thêm 70 phút nữa. Tắt bếp gaz, kết thúc. Mang dịch nha houblon hóa đi làm lạnh đến nhiệt độ 8 -12°C 4. Xác định hiệu suất trích ly: Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 18 Báo Cáo Thực Hành E GVHD: Ths. Trần Văn Dũng 0,96.W .d .B ,% M Trong đó: E: Hiệu suất trích ly. % 0,96: Hệ số co thể tích của dịch nha khi làm lạnh đến 100C. W: Thể tích dịch nha ở 1000C, lít. d: Tỷ trọng riêng của dịch nha ở 200C, kg/l. B: Hàm lượng chất hòa tan của dịch nha ở 200C , % W/W. M: Khối lượng nguyên liệu sử dụng, kg. 5.Nguyên liệu – hóa chất dùng trong sản xuất. - 1.nguyên liệu. - Malt. - Gạo - Houblon - Caramen - 2. dụng cụ - Bếp gaz - Nồi (loại 3- 5 lít) - Cốc sứ + chài - Cốc 1 lít - Phểu+ giấy lọc ( vải màng) - Ống đong ( 100 và 250 ) - Khúc xạ kế ( 0-32 °bx) - Cân - Nhiệt kế - Đũa thủy tinh Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 19 Báo Cáo Thực Hành GVHD: Ths. Trần Văn Dũng BÀI 2: KỸ THUẬT NẤU NGUYÊN LIỆU, ĐƯỜNG HÓA VÀ LÊN MEN KỸ THUẬT CHƯNG CẤT RƯỢU, KIỂM TRA ĐỘ RƯỢU VÀ ĐỘ CHUA ………………™ – — ˜ I. ……..…….. GIỚI THIỆU CHUNG: Êtanol đã được con người sử dụng từ thời tiền sử như là một thành phần gây cảm giác say trong đồ uống chứa cồn. Các cặn bã khô trong các bình gốm 9000 năm tuổi tìm thấy ở miền bắc Trung Quốc đã gián tiếp cho thấy việc sử dụng các đồ uống chứa cồn trong số những người sống ở thời kỳ đồ đá mới. Việc chiết nó ra dưới dạng tương đối nguyên chất đã được thực hiện lần đầu tiên bởi các nhà giả kim thuật Hồi giáo và họ là những người đã phát triển ra nghệ thuật chưng cất rượu trong thời kỳ của chế độ khalip (vua chúa Hồi giáo) thời kỳ Abbasid (tiếng Ả Rập: al-ʿAbbāsidīn). Các ghi chép của Jabir Ibn Hayyan (Geber) (721-815) đã đề cập tới hơi dễ cháy của rượu được đun sôi. Al-Kindī (801-873) cũng đã miêu tả rõ ràng quá trình chưng cất rượu. Việc chưng cất êtanol ra khỏi nước có thể tạo ra các sản phẩm chứa tới 96% êtanol. Êtanol nguyên chất lần đầu tiên đã thu được vào năm 1796 bởi Johann Tobias Lowitz, bằng cách lọc êtanol chưng cất qua than củi. Antoine Lavoisier đã mô tả êtanol như là một hợp chất của cacbon, hiđrô và ôxy, và năm 1808, Nicolas-Théodore de Saussure đã xác định được công thức hóa học của nó. Năm 1858, Archibald Scott Couper đã công bố công thức cấu trúc của êtanol: điều này làm cho êtanol trở thành một trong các hợp chất hóa học đầu tiên có sự xác định cấu trúc hóa học. Êtanol lần đầu tiên được tổng hợp nhân tạo vào năm 1826, thông qua các cố gắng độc lập của Henry Hennel ở Anh và S.G. Sérullas ở Pháp. Michael Faraday đã điều chế êtanol bằng phản ứng hyđrat hóa êtylen với xúc tác axít năm 1828, theo một công nghệ tương tự như công nghệ tổng hợp êtanol công nghiệp ngày nay. II. NGUYÊN LIỆU: Môn: Công Nghệ Sản Xuất Rượu-Bia-NGK 20