Quy trình công nghệ sản xuất bia

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
I.TỔNG QUAN VỀ BIA
1.Lời giới thiệu
2.Lịch sử
3.Khái niệm về bia
4.Phân loại
5.Thành phần dinh dưỡng
6.Một số sản phẩm nổi tiếng
II.NGUYÊN LIỆU VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
1.Nguyên liệu
2.Quy trình sản xuất
III.CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG SẢN XUẤT BIA
VI.KẾT LUẬN

I.TỔNG QUAN VỀ BIA
1.Lời giới thiệu
Khi nhu cầu sống của con người được cải thiện thì nhu cầu ăn uống
cũng ngày càng cao, không những về số lượng mà cả về chất lượng,
không những ăn no mà phải ăn ngon. Vì vậy việc có những sản phẩm
thực phẩm vừa đáp ứng được thị hiếu, vừa đáp ứng dinh dưỡng là vấn đề
cần thiết, từ đó mà ngành công nghệ thực phẩm đã ra đời và ngày càng
phát triển.Cùng với sự phát triển về kinh tế, nhu cầu về thực phẩm và đồ
uống của người tiêu dùng ngày càng tăng.
Trong đó Bia là một loại nước giải khát có nhiều lợi ích cho sức
khoẻ của con người.
Với xu thế hiện nay người tiêu dùng sử dụng bia ngoài chức năng là
nước giải khát mà còn là chất có giá trị dinh dưỡng cao, tăng hàm lượng
vitamin, chất chống oxi hoá là nhờ nấm men có trong bia. Chính vì vậy
mà bia ra đời để phục vụ nhu cầu cho người dân.
Ngày nay bia là một trong những loại nước giải khát phổ biến nhất
trên khắp thế giới và sản lượng của nó gắn liền với tên tuổi của những

hãng bia lớn như Heineken (Hà Lan), Heninger (Đức), Carlberg ( Đan
Mạch), Foster (Úc), Tiger (Singapore),… với tổng sản lượng hàng tỉ lít
bia mỗi năm, đã tạo công ăn việc làm và thu về những lợi nhuận khổng
lồ.
Nước ta là một nước nằm trong xứ nóng, vì vậy nhu cầu về nước
giải khát chiếm một vị trí khá quan trọng nhất là trong những ngày hè oi
bức nếu không cung cấp đủ nước giải khát cho nhân dân thì ta không tạo
điều kiện để nâng cao năng suất lao động. Do vậy Đảng và chính phủ đã
quan tâm rất nhiều đến sự phát triển của ngành nước uống. Cho đến nay,
ngoài các nhà máy bia lớn như nhà máy bia Hà Nội, nhà máy bia Sài Gòn,
với tổng công suất hàng trăm triệu lít/ năm, đã xuất hiện rất nhiều nhà
máy và các xưởng sản xuất bia ở hầu khắp các tỉnh và thành phố trong cả
nước. Các nhà máy này cùng với các cơ sở sản xuất bia đã tạo ra việc làm
cho nhiều lao động và phần nào đáp ứng nhu cầu thị hiếu của nhân dân.
2.Lịch sử
+ Thời kỳ Ai Cập Cổ Đại:
Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, có niên đại
ít nhất là từ thiên niên kỷ thứ 5 trước công nguyên (TCN) và đã được ghi chép lại
trong các thư tịch cổ của Ai Cập cổ đại và Lưỡng Hà (Mesopotamia)
+ 1500 năm TCN
Đã tìm thấy dấu vết sản xuất bia ở Đan Mạch. Các nước châu Âu cũng biết đến
sản phẩm bia từ đó. Họ cũng đã biết tạo hương bằng cây, cỏ thảo mộc có vị đắng
và hương thơm.
+ Thế kỷ thứ VIII:
Phát hiện hoa Houblon: bảo quản bia lâu hơn, tạo vị đặc biệt. Thay thế mọi
cỏ thơm khác. Nhờ tính kháng khuẩn cuản hao houblon bia có chất lượng tốt hơn.
Tại châu Âu, trong thời Trung cổ, bia chủ yều được sản xuất trong gia đình.
Vào thế kỷ 14 và 15, việc sản xuất bia đã dần dần chuyển từ hoạt động gia đình
sang hoạt động thủ công, với các quán bia và tu viện sản xuất bia hàng loạt để tiêu
thụ.

+ Thời kỳ Louis Pasteur:
Trong cách mạng Pháp các phân xưởng bia nhà thờ bị suy sụp. Thời
Napoleon các xưởng bia được khôi phục lại. Năm 1880 là bước ngoặc trong ngành
sản xuất bia, Louis Pasteur phát hiện ra bản chất của quá trình sản xuất bia, lên
men tự nhiên và tuyển chọn chủng giống (hương vị ổn định), bảo quản bia bằng
cách đun nóng ở 70oC (thanh trùng Pasteur).
Năm 1883 Viện nghiên cứu và giảng dạy về bia được thành lập tại Đức.
+ Thời đại hiện nay:
Từ đầu thế kỷ XX, sản xuất bia đang phát triển mạnh thì gặp cú sốc do chiến
tranh. Tuy nhiên từ năm 1946, nghiên cứu khoa học phát triển nhanh dẫn đến
ngành công nghệ sản xuất bia cùng phát triển.
3.Khái niệm bia:
Có nhiều định nghĩa về bia ở các nước khác nhau
- Ở Pháp : “Bia là một loại đồ uống thu được từ quá trình lên men
dịch các chất chiết từ đại
mạch nảy mầm, hoa houblon, nấm men và nước.
- Ở Đức: “Bia là là một loại đồ uống thu nhận được nhờ lên men và
không qua chưng cất và ở đây chì sử dụng hạt đại mạch nảy mầm,hoa
houblon,nấm men và nước.
- Còn ở Việt Nam : “Bia là một loại đồ uống lên men có độ cồn và
được làm từ nguyên liệu chính là malt đại mạch,hoa houblon,nấm men và
nước
4.Phân loại:
Bia được chia làm 3 loại chính theo các phương pháp lên men
là: Bia Ale,Bia lager và bia hỗn hợp
Bia Ale
Là loại bia nào được sản xuất bằng lên men nổi, và nó được lên
men ở nhiệt độ cao hơn so với bia lager (15-23°C, 60-75°F). Các men bia
ale ở các nhiệt độ này tạo ra một lượng đáng kể các este, các hương liệu
thứ cấp và các sản phẩm tạo mùi khác, và kết quả là bia tạo ra có mùi vị

của hoa hay quả tương tự (nhưng không chỉ có thế) như tá, lê, dứa, cỏ, cỏ
khô, chuối, mận hay mận khô
Bia Lager
Là loại bia được tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới. Chúng có nguồn
gốc từ vùng Trung Âu.Men bia lager là loại lên men chìm, thông thường
được lên men ở nhiệt độ 7-12 °C gọi là pha lên men, và sau đó được lên
men thứ cấp lâu ở 0-4 °C gọi là pha lager hóa. Trong giai đoạn lên men
thứ cấp, lager được làm trong và chín. Các điều kiện lạnh cũng kiềm chế
việc sản xuất tự nhiên các este và các phụ phẩm khác, tạo ra hương vị
"khô và lạnh hơn" của bia.
Bia hỗn hợp
Kiểu bia lai hay bia hỗn hợp sử dụng các nguyên liệu và công nghệ
hiện đại thay vì các khía cạnh truyền thống của sản xuất bia.Bia hỗn hợp
có thể rơi vào các thể loại sau:
- Bia hoa quả và bia rau cỏ là hỗn hợp với một số loại phụ gia từ hoa
quả hay rau cỏ có thể lên men trong quá trình lên men, tạo ra chất lượng
hài hòa một cách rõ nét.
- Bia thảo mộc và bia gia vị bổ sung các chất chiết ra từ rễ, hạt, lá, hoa
hay quả thảo mộc hoặc các loại cây gia vị thay vì (hoặc bổ sung cho) hoa
bia.
- Bia hun khói là bất kỳ loại bia nào mà mạch nha của nó đã được hun
khói. Thông thường các loại bia này có mùi và hương vị của khói. Ví dụ
như: bia Rauchbiers ở Bamberg, Đức.
5.Thành phần và giá trị dinh dưỡng của bia
Thành phần của bia:
-6 Hydratcacbon,15base hữu cơ.
-16 rượu, 33 este.
-17 hợp chất cacbonyl,29 acis hữu cơ,11 chất khác
-Có 2 acid amin :Valin,Phenylalani.
Ngoài ra trong bia còn có vitamin B1, B2, nhiều vitamin PP và axit

amin rất cần thiết cho cơ thẻ. Theo Hopkins, trong 100 ml bia 10% chất
khô có 2,5 – 5 mg vitamin B1, 35 – 36 mg vitamin B2 và PP.
Về mặt dinh dưỡng 1 lít bia có chất lượng trung bình tương đương với
25g thịt bò hoặc 150g bánh mì loại một, hoặc tương đương với nhiệt
lượng là 500 kcal. Vì vậy bia được mệnh danh là bánh mì nước. bia còn
có nhiều giá trị dinh dưỡng như kích thích tiêu hoá, ăn uống ngon miệng,
tăng điều kiện bỗ dưỡng, đặc biệt có khả năng làm tăng nhịp tim, tăng sức
co bóp cơ tim làm tăng lưu thông máu.
6.Một số sản phẩm nổi tiếng
Trên thế giới


Trong nước
II.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1.Nguyên liệu
Nước
-Là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất bia
-Thành phần chính của bia là nước (chiếm từ 80 - 90%)
- Thành phần các ion vô cơ trong nước cũng ảnh hưởng đến sản phẩm rất
lớn. Chúng có tác động đến hương thơm và chất lượng của bia.
Vai trò của nước trong quá trình sản xuất bia:
- Dùng để ngâm đại mạch
- Nước dùng trong quá trình đường hóa (trích ly Malt).
- Nước trong đường ống (dùng để đẩy nguyên liệu, sản phẩm đến
thiết bị) một phần nước này sẽ được xả bỏ.
- Nước dùng cho mục đích rửa men hoặc hòa vào sản phẩm. Lượng
nước này có ảnh hưởng rất lớn đến sản phẩm vì thế chúng cần được thanh
trùng trước khi sử dụng.
- Nước dùng cho vệ sinh thiết bị và dụng cụ chứa sản phẩm. Thường
lượng nước này được thải bỏ tuy nhiên do ảnh hưởng trực tiếp lên quá

trình và sản phẩm nên nước cần phải được xử lý và thanh trùng.
- Nước rửa chai sau khi chiết rót. Lượng nước này không cần quan
tâm đến chất lượng nếu sản phẩm có quá trình thanh trùng.
- Nước dùng cho lò hơi cần được xử lý để làm mềm giúp lò hơi vận
hành tốt và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
Bảng các chỉ tiêu của nước
STT Chi tiêu kiểm tra Yêu cầu
1 pH 6,5 - 7,5
2 Độ kiềm tổng TAC <= 4
o
F
3 Độ cứng tổng <= 5
o
F
4 Độ đục <= 20NP

Malt

Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại mạch,
tiểu mạch, thóc, ngô v.v. sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy
đến độ ẩm nhất định với điều kiện bắt buộc.
Malt là một loại bán thành phẩm và giàu chất dinh dưỡng: 16 – 18%
chất thấp phân tử dễ hòa tan hệ enzym đặc biệt phong phú, chủ yếu là
amylaza và proteaza.
Trong số các loại mạch nha thì mạch nha từ lúa đại mạch được sử
dụng rộng rãi nhất do nó chứa nhiều amylaza, là một loại enzym tiêu hóa
giúp cho việc phá vỡ tinh bột để chuyển nó thành đường. Tuy nhiên, phụ
thuộc vào loại cây trồng trong từng khu vực mà các loại ngũ cốc được
hoặc không được mạch nha hóa khác cũng có thể sử dụng, bao gồm lúa
mì, lúa gạo, yến mạch và lúa mạch đen ,cũng như ít phổ biến hơn là ngô

và lúa miến.
Mạch nha được tạo ra từ hạt ngũ cốc bằng cách ngâm chúng vào
trong nước, cho phép chúng nảy mầm và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm
trong các lò sấy. Hạt ngũ cốc đã mạch nha hóa tạo ra các enzym để chúng
chuyển hóa tinh bột trong hạt thành đường có thể lên men.
Thời gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để tạo ra các màu
mạch nha khác nhau từ cùng một loại ngũ cốc. Các loại mạch nha sẫm
màu hơn sẽ sản xuất ra bia sẫm màu hơn. Ngày nay, trong phần lớn các
trường hợp, hai hoặc nhiều loại mạch nha được phối hợp để sản xuất bia.
Vai trò
Malt cung cấp toàn bộ lượng glucid (chủ yếu dưới dạng tinh bột) để
chuyển hóa thành đường, và từ đường chuyển hóa thành cồn và các chất
khác. Để giảm giá thành, người ta có thể sử dụng ngũ cốc làm thế liệu, và
lượng tối đa là 50% chứ không thể thay thế hoàn toàn malt.
Malt chứa đầy đủ enzym amilaza để thủy phân tinh bột. Nếu sử dụng
thế liệu nhiều thì lượng enzym này cung cấp không đầy đủ và ta buộc
phải bổ sung enzym từ bên ngoài vào, chủ yếu là enzym từ vi sinh vật.
Malt cung cấp khá đủ lượng protein và có chứa hệ enzym proteaza để
thủy phân chúng. Trong giai đoạn ươm mầm, hệ enzym này được hoạt
hóa mạnh mẽ. Khi chuyển sang giai đoạn nấu, chúng thủy phân protein
tạo thành các phức chất có khả năng giữ CO2 tốt, tạo vị bia đặc trưng.
Bảng các chỉ tiêu của malt
STT Chỉ tiêu kiểm tra Tiêu chuẩn
1 Ngoại quan
Màu vàng rơm, không
có mốc, không sâu mọt
2 Độ ẩm <=5%
3
Độ hòa tan trên chất
khô xay nhuyễn

>=80%
4 Protein tổng 9,5-11%
5 Hoạt lực 260 - 320WK
6 Cỡ hạt >2,5 mm >=85%
Cỡ hạt <2,2 mm >=1,5%
7 Độ trong <= 5 EBC
8 Thời gian đường hoá < 15phút
9 Tốc độ lọc Bình thường
10 Độ màu 3,0-4,5 EBC
11 pH 5,6-6
12 Protein hòa tan 4,0-4,7%
13 Chỉ số Kolbatch 38-43
Hoa Houblon

Hoa Houblon có tên khoa học là Humulus lupulus là một loài thân leo
thuộc hàng Urticacee’, họ Morace. Đây là loài thực vật khác gốc,tức là
hoa cái và hoa đực trổ ra từ các gốc khác nhau. Hoa Houblon sống lâu
năm (30-40 năm), có chiều cao trung bình từ 10-15 m. Có 2 loại Hupblon
là: Hupblon bittermiss và Hupblon Arom
Yếu tố quan trọng nhất của hoa Houblon trong sản xuất bia là nhựa
hoa và các tinh dầu.Nhựa hoa tạo nên vị đắng của bia,còn các tinh dầu
chủ yếu tạo ra hương thơm cho bia
Trong sản xuất bia người ta chỉ sử dụng các búp hoa của cây cái chưa
thụ phấn.Trong hoa cái có chứa nhiều nhựa đắng và tinh dầu,chính các
thành phần này cung cấp cho bia các cấu tử đắng và thơm
Hiện nay hoa Houblon dung trong công nghệ sản xuất bia ở nhiều
dạng khác nhau
-Hoa khô :sau khi thu hái hoa được sấy khô và chế biến để giữ chất hoa
-Hoa viên :hoa khô nghiền thành bột sau đó ép thành viên.
-Cao hoa: dùng dung môi trích các nhựa đắng và tinh dầu của hoa sau đó

làm bay hơi dung môi ta được dung dịch nhớt màu xanh da trời và nó
được bảo quản ở nhiệt độ lạnh.
Tiêu chuẩn chất lượng cua hoa Houblon(tính theo %chất khô)
W : 12,5-13,3 Chất đắng(gumulom,pulumon) : 18,3
Tro :7,5 Tanin : 3
Các chất chứa nito :17,5 Các chất trích ly không có nito:27,5 Este :0,4
Men bia

Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường. Các giống
men bia cụ thể được lựa chọn để sản xuất các loại bia khác nhau.
Nấm men dùng trong sản xuất bia thuộc giống Saccharomyces
Các chủng nấm men thường sử dụng trong sản xuất bia:
-Saccharomyces cerevisiae hansen
-Saccharomyces carbergensis hansen
Saccharomyces cerevisiae hansen: lên men nổi, hoạt động từ 0
0
C -
10
0
C hoặc cao hơn trên bề mặt dịch lên men, có khả năng lên men 1/3
đường rafinose.
Saccharomyces carbergensis hansen: có khả năng lên men chìm,
hoạt động ở nhiệt độ thấp(<10
0
C) và có khả năng tiêu thụ hoàn toàn
đường rafinose.
Ngoài ra, chủng Saccharomyces uvarum cũng đang được dùng
trong các loại bia chất lượng cao.
Men bia sẽ chuyển hóa đường thu được từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn
và cacbon điôxít (CO

2 và
các hợp chất khác
Một chủng nấm men sản xuất, cần xem xét các chỉ số sau đây:
- Tốc độ và mức độ lên men.
- Hàm lượng sản phẩm bậc hai tạo thành.
- Tốc độ và khả năng kết lắng.
- Mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật (tức là mức độ thoái hóa).
- Khả năng chống chịu khi bị tấn công.
Trước khi cho nấm men vào tank phải kiểm tra các chỉ tiêu sau:
 Độ thuần khiết không có vi sinh vật lạ.
 Số lượng tế bào từ 10.10
6
đến 20.10
6
tế bào / 1ml dịch lên men
 Tỷ lệ của tế bào chết <5%.
 Tỉ lệ tế bào nảy chồi 15– 20%.
Các thành phần phụ khác
Chia thành hai nhóm chính:
– Nhóm phụ gia trực tiếp

+ Các hóa chất xử lý độ cứng, điều chỉnh độ kiềm của nước công nghệ như HCl,
Al2(SO4)3.16H2O, CaSO4,. . . .
+ Các hóa chất đưa vào để ngăn chặn quá trình oxy hóa những thành phần trong
bia như acid ascorbic, H2O2, . . .
+ Các hóa chất dùng để điều chỉnh ph như: H2SO4, acid lactic, CaCl2 . . .
+ Chất tạo màu cho bia: caramen.
– Nhóm phụ gia gián tiếp
+Các bột trợ lọc: PVPP, kizelgua, . . .
+Các hóa chất để vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng như: H2SO4, KmnO4,

NaOH . . .
+ Các chất được dùng như tác nhân làm lạnh NH3, glycol, nước muối
Một số thế liệu thường dùng:
- Gạo là nguyên liệu phụ,được sử dụng là nguồn bổ trợ cho hương vị,là
nguồn nguyên liệu chiết có sẵn tại chỗ.
- 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.
- 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