Bài giảng Công nghệ sản xuất malt và bia

2009 Đại học Bách khoa Hà nội 59
α-Axit vÀ β-Axit ĐẮng
1 - 5CH2CH3Posthumulon
1 - 10CH2OHCH(CH3)Prehumulon
10 - 15CH(CH3)CH2CH3Adhumulon
20 - 30CH(CH3)2Cohumulon
35 - 70CH2CH(CH3)2Humulon
%Rα- axit
-Postlupulon
1 - 3Prelupulon
5 - 10Adlupulon
20 - 55Colupulon
30 - 55Lupulon
%β-axit
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 60
+α-Axit ĐẮNG
α-Axit ĐẮNG
(trong hoa)
α-ISO Axit ĐẮNG
(trong bia)
§é hoµ tan thÊp, vµ
phô thuéc pH
§é hoµ tan cao h¬n
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 61
Tinh dầu thơm
•Hạt lupulin, 200 chất bay hơi, dễ`tan trong rượu
• C¸c hydrocacbua : chiếm 75%
-Sesquitecpen (C15)
Nerolidol Humulen Aromadendren Caryophyllen
-Rất dễ bay hơi, còn lại rất ít trong dịch nấu hoa
-Mùi thơm đặc trưng
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 62
Tinh dầu thơm 2
Monotecpen (C10):
Linalol Geranyl pyrophosphat Micxen Tecpinolen
α-Tecpinolen Limonen Nerol Geraniol
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 63
Tinh dầu thơm 3
C¸c hîp chÊt l−u huúnh :
- CH3SSSCH3, CH3SSSSCH3, CH3SSCH2SCH3, -
- CH3SOCH2,
C¸c dÉn xuÊt oxygen ; c¸c vßng epoxy
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 64
Tanin và Polyphenol
- Giá trị CN :- Kết lắng và loại bỏ các hợp chất chứa nitơ
-Ổn định và tăng độ bền keo
-Có vị se, oxy hoá flobaphen (mầu đỏ)
-Tanin : Antocyanidin, Leucoantocyanidin, c¸c flavon vµ
catechin, c¸c axit phenolic vµ polyphenolic
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 65
Tanin
Catechin
Procyanidin C3
Cyanidin
Flavonol Procyanidin B3
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 66
Các chế phẩm hoa houblon
• Hoa c¸nh : SÊy nhÑ 500C (W ≤ 11%), sau ®ã Ðp thµnh b¸nh
• Hoa viên loại 90.
• Hoa viên loại 45 (nồng độ cao).
• Hoa viên đã được đồng phân hóa (isomeric).
• Hoa viªn : chiÕm 1/3 thÞ tr−êng, vµ cã nhiÒu d¹ng: 
 Cao hoa :
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 67
Hoa houblon viên
#Hoa viªn 90 : 
3Từ 100 kg hoa thu được 90 kg sản phẩm
3HoublonJ sÊy kh« (< 50oC, W 7-9 %) JnghiÒn (bột 1-5 
mm) J Ðp thµnh viªn (thùc hiÖn ë ®iÒu kiÖn ch©n kh«ng hay 
khÝ tr¬)
# Hoa viªn 45 (giÇu α-axit) :
3Từ 100 kg hoa thu được 45 kg sản phẩm có chứa lượng α-
axit lớn
HoublonJ Tách hạt lupulin ở to rÊt thÊp (-200C) J + cánh
hoaÎ nghiÒn vµ r©yÎ ép và đóng gói
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 68
Chỉ tiêu chế phẩm hoa viên
Hoa viên đắng loại viên 45 :
• Chỉ tiêu cảm quan.
- Màu xanh lá mạ hơi vàng.
- Mùi thơm đặc trưng, vị đắng dịu.
- Hình dạng: viên đùn không vỡ vụn.
• Chỉ tiêu hoá học.
- Hàm lượng axit đắng 8%. 
Hoa viên thơm loại viên 45 :
• Chỉ tiêu cảm quan.
- Màu xanh lá mạ hơi vàng.
- Mùi thơm đặc trưng, vị đắng dịu.
- Hình dạng: viên đùn không vỡ vụn.
• Chỉ tiêu hoá học.
- Hàm lượng axit đắng 6%. 
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 69
Houblon ®· ®−îc ®ång ph©n
 C¸c alpha axit ®−îc ®ång ph©n thµnh iso-alpha axit 
trong qu¸ trình chÕ biÕn.
 Đưa vào Ä nấu hoa hoặc
Ä trong giai ®o¹n hoµn thiÖn
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 70
Các loại chế phẩm hoa houblon
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 71
Hoa viên
Viªn hinh trô 10-15 x 6mm 
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 72
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 73
Cao hoa
- Cao hoa “h÷u c¬”
Dung m«i h÷u c¬ (hexan, metanol, metylen
clorua, tricloetylen, etanol) ®Ó trÝch ly c¸c nhùa
®¾ng vµ tinh dÇu th¬m cña hoa houblon, sau ®ã 
lµm bay h¬i dung m«i
- Cao hoa chiÕt b»ng CO2 : 
chøa 95-99 % α-axit ®¾ng, nhiÒu tinh dÇu th¬m
h¬n c¸c lo¹i cao hoa kh¸c
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 74
Cao hoa
$C¸c chÕ phÈm cao hoa = Kettle 
Extract.
Ä c« đặc Äsản phẩm víi hµm 
l−îng α-axit tõ 30 ®Õn 50% (có thể 
cao hơn).
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 75
Chỉ tiêu chế phẩm cao hoa
• Chỉ tiêu cảm quan:
- Dạng keo màu vàng hổ phách.
- Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi.
- Vị đắng rõ rệt.
• Chỉ tiêu hoá học:
- Hàm lượng α axit đắng 30%.
- Tan hết và có thể tạo kết tủa lắng nhanh khi
đun sôi với nước hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu.
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 76
Nguyên liệu thay thế - gạo
ĐÓ ®¸nh gi¸ chÊt l−îng cña g¹o cÇn phải: 
• KiÓm tra b»ng m¾t: 
- TÊm hay bét g¹o mầu tr¾ng 
- Mïi cña tÊm hay bét, kh«ng «i khÐt
• Chỉ tiêu ho¸ häc:
- Đé Èm: < 13%
- HiÖu suÊt hoµ tan: 80-85% 
- Hµm l−îng chÊt bÐo: 0,5 - 0,7% 
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 77
Nước trong CNSX malt-Bia
1. Thành phần nước
2. Độ cứng của nước
3. Ảnh hưởng các ion trong nước
4. Các phương pháp xử lý nước
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 78
Thành phần nước
Nước chiếm 80-90 % trong bia
Cần khảo sát nguồn nước trước khi xây dựng nhà
máy bia
Nước ngầm:
-Cặn khô : 200-2000 mg/l (TB 500 mg/l)
- Silic : 15-30 mg/l
- Fe : 25-30 mg/l
- NO3 : 20-100 mg/l
Nước dùng sx bia:
-Uống được Mg+2 : <100 mg/l
-Nước mềm Fe : <0,5 mg/l 
- Trong, không mùi vị Không có NH3, NO2
- Cl- : <200 mg/l CaSO4 : <200 mg/l
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 79
Ảnh hưởng của muối Ca và Mg
Phản ứng với các chất có trong malt :
• 2KH2PO4 + Ca(HCO3)2→ CaHPO4 + K2HPO4 + 2H2O + 2CO2
BËc 1 BËc 2 BËc 2
kh«ng tan Tan
• 4KH2PO4 + 3Ca(HCO3)2 →Ca3(PO4)2+2K2HPO4 +6H2O+ 6CO2
BËc 3 BËc 2
• 2KH2PO4 + Mg(HCO3)2→MgHPO4 + K2HPO4 +2H2O + 2CO2. 
• 4KH2PO4 + 3Mg(HCO3)2→Mg3(PO4)2+2K2HPO4+6H2O+ 6CO2
• 4K2HPO4 + 3CaSO4 →Ca3(PO4)2+2KH2PO4 +3K2SO4
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 80
Ảnh hưởng Ca+2 tới chất lượng bia
Ca+2 : <150 mg/l
Ưu điểm
- Ổn định α-amylaza
-Tăng khả năng tách cặn nóng và
lạnh
Nhược điểm
-Giảm PO4-3 trong dịch đường
-Tăng độ hòa tan các chất chứa
nitơ vào dịch đường
-Giảmmầu dịch đường
-Giảm khả năng đồng phân α-
axit đắng
-Giảm tính đệm của dịch đường
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 81
Ảnh hưởng Mg+2, Na+và K+ 
Ưu điểm
Mg+2 : <50 mg/l
- Cofacteur, tốt qt trao đổi chất
-Tạo độ sánh cho bia
Na+<150 mg/l ; K+<10 mg/l ; 
- Tạo độ sánh cho bia
- không thay đổi pH 
Nhược điểm
- Giảm PO4-3 trong dịch đường
- Gây mùi vị khó chụi cho bia
-Tạo vị mặn, mùi khó chụi
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 82
Ảnh hưởng Fe, Cu, Mn, Zn, Pb
Fe+2, Fe+3 <0,2 mg/l
-Xấu tới qt trao đổi chất, nấm
men dễ thoái hoá
- Giảm độ sánh bia, mầu bọt
-Gây mùi kim loại
-Tạo cặn oxy hoá, gây đục bia
Cu+2<0,05 ; 
-*Cần cho quá trình trao đổi chất
- Độc cho nấmmen 
- Tạo cặn oxy hoá, gây đục bia
Mn+2 <0,05 ; Zn+2 <0,2 mg/l
-*Cofacteur, tốt qt trao đổi chất
- Gây mùi kim loại
Pb+2<0,01 mg/l;
- Độc cho nấmmen 
- Gây đục bia
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 83
Ảnh hưởng anion tới chất lượng
bia
HCO3- <400 mg/l
- pH 
- Hoà tan tanin của vỏ malt, 
-Tạo vi đắng chát, bia kém tinh
khiêt
-Mầu dịch đường
-Giảm lượng cặn nóng lạnh
-Cl-<200 mg/l ; 
-*Tăng độ bền keo, độ sánh
- Giảm khả năng kết lắng n/m
- Tạo chlorophenol (mùi dược
phẩm) 
SO4-2
-Bia uống có cảm giác bị khô
-Vị đáng cứng
-Hương vị kém (tạo SO2, H2S) 
NO3-<15 ; NO2-<0,1 mg/l; 
- Độc cho nấmmen, qtlm
- Diaxetyl
-Mùi lạ
SiO3-2 <30 mg/l;
- Độc cho nấmmen, qtlm
- Tạo cặn, gây đục bia
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 84
Thành phần nước của một số loại bia
GiÇu
Bicacbon
8
8,3
2
9
151
18
75
284
Munic
h
8,323290,9Đc ts
<5028328014HCO3-
MÒmCøngGiÇu
Sunfat
MÒm§Æc tÝnh
8970,7Đc tt
<100107365Cl-
<2002896385SO4-2
<10023622Magiê
<502622687Canxi
1110179051Cặn khô
ViÖt namDormun
d
BurtonPilsenCác chất
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 85
Nước dùng trong sx bia
•Nước nấu và đường hóa : nước mềm
•Nước làm lạnh : Mềm - tương đối cứng
•Nước rửa bã : Đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, 
uống được
•Nước lò hơi : Nước mềm
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 86
Xử lý nước dùng trong sx bia
Phô thuéc vµo møc ®é s¹ch, cần qua 4 giai ®o¹n sau: 
$Lo¹i c¸c chÊt d¹ng huyÒn phï
$ Lo¹i c¸c chÊt hoµ tan
$ DiÖt vi sinh vËt
$ Làm mềm nước
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 87
Xử lý nước dùng trong sx bia
1. Lo¹i bá cÆn :
 Läc (b»ng c¸c h¹t 0,8-1,2 mm)
 10-20 m3 H2O/m2, chiÒu cao 2 m
2. Lo¹i bá chÊt hoµ tan : 
 lo¹i bá Fe vµ Mn b»ng sôc O2
2Fe(HCO3)2 + 1/2 O2 + H2O = 2Fe(OH)3L + 4CO2
2FeS2 + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3 L + 8S
2MnCl2 + O2 + 4 H2O = 2MnO(OH)2L + 4HCl
 Nªn khö oxy 
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 88
Xử lý nước dùng trong sx bia
3. Lo¹i bá vi sinh vËt ;
 Läc tiÖt trïng
 Tia UV
 Ho¸ chÊt ;
<1,2 mg Cl2/l hoÆc <0,4 mg ClO2/l 
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 89
Xử lý nước dùng trong sx bia
4. Khö ®é cøng n−íc :
• Trung hòa bằng axit:
Ca(HCO3)2 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2
Ca(HCO3)2 + 2CH3CHOHCOOH → (CH3CHOHCOO)2Ca + H2O + CO2
• Đun nóng
Ca(HCO3)2 →CaCO3 +H2O + CO2
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 90
S¬ ®å lµm mÒm n−íc
H2O cÇn xö lý
1 1
4 6
5
2
3
1. Thïng cationic
2. Thïng chøa n−íc
mÒm
3. B¬m ly t©m
4. Thïng chøa n−íc
röa
5. Thïng chøa dung 
dÞch hoµ tan muèi.
6. Thïng chÕ biÕn
dung dÞch muèi
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 91
Tiªu thô n−íc trong sx malt vµ bia
8,5 ÷ 10 m3/1 tÊn malt
3 ÷ 4 hl/1 hl dÞch ®−êng
2 hl/ 1 hl bia
2 hl/ 1 hl bia
3 ÷ 3,5 hl/ 1 hl bia
10 ÷ 15 hl/ 1 hl bia
1 - 2 hl/ 1 hl bia
1. Bé phËn nÊu
2. Bé phËn lµm nguéi dÞch ®−êng
3. Bé phËn lªn men chÝnh
4. Bé phËn lªn men phô
5. Bé phËn röa chai vµ ®ãng chai
6. Bé phËn l¹nh
8- Bé phËn nåi h¬i
L−îng tiªu thô
C«ng ®o¹n sản xuÊt
4-10 hl H2O cho 1 hl bia (TB 6 hl /hl bia)
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 92
L−îng n−íc sö dông trong sx bia trong
(nhà máy hiÖn ®¹i )
0,05
1,60
0,40
0,10
0,20
0,30
0,20
1,00
0,10
0,30
•Xö lý n−íc
•Sản xuÊt vµ xö lý dÞch ®−êng
•Vệ sinh TB 
•Lªn men 
•Vệ sinh TB và röa èng dÉn
•Läc vµ vệ sinh TB läc bia
•Röa t¹i chç (läc vµ tank bia ®· läc)
• Chiết chai (70%) + röa
• Thanh trïng Pasteur
• Chuyển thïng (30%) +rửa
L−îng tiªu thô
(hl)
C«ng ®o¹n
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 93
L−îng n−íc sö dông trong sx bia trong
(nhà máy hiÖn ®¹i )
6,3•Tæng l−îng tiªu thô
0,50
0,10
0,10
0,30
0,30
0,10
1,00
• Thu håi khÝ CO2
• H¬i n−íc víi thu håi hÕt chÊt ®ãng cÆn
•M¸y nÐn lµm l¹nh
• Bay h¬i, ng−ng tô
• KhÝ nÐn
• Th«ng giã
• Röa chung
L−îng tiªu thô (hl)C«ng ®o¹n