Luận văn Khảo sát quy trình sản xuất bia hơi tại nhà máy bia LIDA TP Hồ Chí Minh

Luận văn tốt ngiệp Trang 1 PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Sự hình thành và phát triển của công nghệ sản xuất bia Theo nguồn sử liệu Trung Quốc, Hy Lạp cũng như của Babylon nghề làm bia là những sinh hoạt gia đình bình thường từ 6000 năm trước Công Nguyên được làm từ quá trình lên men bánh mì. Khoảng 4000 năm sau, người Ai Cập cổ đại đầu tiên phát minh các loại nước giải khát có cồn và vị chua được lên men từ hạt Đại Mạch và biến chúng thành thức uống truyền thống. Khoảng thế kỷ IX cây Houblon được phát hiện ở Xiberi – Đông Nam nước Nga, Pháp và một số vùng khác rồi từ đó được dùng trong công nghệ sản xuất bia bởi sự tạo mùi và vị đặc trưng. Cho đến nay, không có nguyên liệu nào có thể thay thế hoa Houblon để tạo ra mùi và hương vị đặc trưng cho bia. Năm 1857, nhà bác học Pháp LOUIS PASTEUR khám phá ra điều bí mật: “ nhân tố nào đã chuyển hóa nguyên liệu thành một loại thức uống tuyệt vời? “ và ông khẳng định: “ nấm men là một loài vi sinh vật duy nhất mà hoạt động sống của chúng đã làm nên quá trình lên men bia “ nhưng ông chưa làm chứng tỏ được thực chất hiện tượng lên men bia. Ngày nay kỹ thuật sản xuất bia được cải tiến không ngừng, rút ngắn thời gian lên men, các thiết bị lên men được cải tiến và hiện nay bia là loại nước giải khát mát, bổ, có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng và rất phổ biến. 1.2 Giá trị của bia: Giá triï dinh dưỡng: Bia là một loại nước uống có giá trị dinh dưỡng, có độ cồn thấp, chứa nhiều thành phần dinh dưỡng. Do trong bia có sẵn chất men, giúp cho con người khi uống dễ tiêu hoá thức ăn. Đặc biệt trong bia có mùi vị và hương thơm đặc trưng của hoa houblon. Giá trị dinh dưỡng của bia phụ thuộc vào các chất hoà tan và nhiều thành phần hoá học khác nhau. ¾ Nước : 77 ÷ 90% ¾ Rượu Etylic : 4 ÷ 5% ¾ Hàm lượng CO2(tự do) : 2,8 ÷ 3,1 g/l (theo TCVN số 5563:91) GVHD: KS Hoàng Lân Huynh SVTH:Đoàn Thị Ngọc Hà Luận văn tốt ngiệp Trang 2 ¾ Hàm lượng chất hoà tan : 5,5 ÷ 10,75%. Trong bia có cả các thành phần dinh dưỡng như vitamin PP, vitamin B, các axit amin, phosphat và các chất khoáng… hầu hết chúng đều có lợi cho sức khoẻ cơ thể con người. Giá trị đối với đời sống: Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là đại mạch được ươm mầm, hoa houblon. Bên cạnh đó bia có tính chất cảm quan rất cao đối với người uống về: hương thơm, vị đắng, lớp bọt trắng mịn. Cùng với hàm lượng CO2 khá cao, làm cho người uống cảm thấy sản khoái và đã khát khi dùng. Bia là loại nước uống giải khát thông dụng, nếu sử dụng đúng mức thì nó sẽ mang lại lợi ích rất lớn đối với cơ thể con người: làm cho cơ thể con người khoẻ mạnh, ăn ngon, dễ tiêu hoá do trong bia có chứa các enzym kích thích tiêu hoá, lợi tiểu… bởi vì trong bia có sẵn chất men. Một lít bia có thể cung cấp cho cơ thể con người khoảng 400 ÷ 450 kcal. Giá trị kinh tế: Bia là một loại nuớc uống được sử dụng rộng rãi trên thế giới và được ưa chuộng nhiều nhất, dành cho mọi tầng lớp khác nhau. Cho nên giá trị và lợi nhuận kinh tế mang lại rất lớn. 1.3 Tình hình sản xuất bia hiện nay Hiện nay trên thế giới có khoảng 125 nước sản xuất bia với sản lượng trên 1 tỷ lit/ năm. Trong đó các nước Mỹ, CHLB Đức, mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/ năm. Sản lượng bình quân tính theo đầu người ở một số nước là 160 lit/năm như ở CH Sec, CHLB Đức. Ở nước ta, ngoài hai cơ sở tương đối lớn là nhà máy bia Sài Gòn và nhà máy bia Hà Nội với tổng công suất hơn 500 triệu lít/ năm, gần đây xuất hiện nhiều cơ sở sản xuất với quy mô trung bình và nhỏ ở khắp đất nước. Đặc biệt trong những năm gần đây mức tiêu thụ bia tăng đáng kể, hiện nay tính bình quân mức tiêu thụ bia của người Việt Nam là 18 lít bia/ người/ năm, trong khi những năm trước con số đó chỉ là 4 -5 lít/ người/ năm. Chính vì thế mà sự ra đời của các nhà máy bia vừa và nhỏ ở các tỉnh thành trong cả nước là một vấn đè cấp thiết nhằm tăng khả năng cung cấp bia cũng như giá thành sản phẩm. Bên cạnh đó, nhu cầu người tiêu dùng ngày càng cao, vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm luôn đặt hàng đầu cho nên nhà máy bia được hình thành phải kèm theo cải tiến kỹ thuật cũng như những trang thiết bị. GVHD: KS Hoàng Lân Huynh SVTH:Đoàn Thị Ngọc Hà Luận văn tốt ngiệp Trang 3 Tóm lại, ngành sản xuất bia cần được đầu thư đúng mức, không những đáp ứng nhu cầu thị trường mà còn đảm bảo oan toàn vệ sinh cho người tiêu dùng. Chính vì lý do này chính phủ cũng như các bộ ngành có liên quan cần có các biện pháp thúc đẩy ngành sản xuất bia phát triển để đủ sức cạnh tranh với các loại bia ngoại ở thị trường trong nước cũng như thế giới. 1.4 Tổng quan về công ty 1.4.1 Sơ lược về nhà máy Tên giao dịch : Công Ty Trách Nhiệm Hữu Hạn Kỹ Nghệ Đại Bách Khoa Văn phòng : 64 Phổ Quang, Phường 2, Quận: Tân Bình GPTL : 502340.UBND.TPHCM GPKD : 070133 Sở kế hoạch đầu tư Vốn điều lệ : 1.000.000.000 VND Tên nhà máy : nhà máy bia LiDa Địa điểm sản xuất : 405/3 Trường Chinh, Phường 14, Quận Tân Bình. Nhà máy bia LiDa được xây dựng và hoạt động vào năm 2000 theo giấy phép kinh doanh số 070133 Sở kế hoạch đầu tư cấp với mục đích chủ yếu là sản xuất bia. Trước kia, nhà máy là một công ty chuyên sản xuất về mặt hàng cơ khí điện tử, nhưng do nắm bắt được nhu cầu cuộc sống, sau quá trình điều tra và nghiên cứu ban giám đốc đã chuyển sang kinh doanh nước giải khát đó là bia. Lúc đầu, sản phẩm nhà máy sản xuất đó là bia tươi và bia hơi, nhưng chủ yếu là bia hơi. Sau một thời gian sản xuất, đến năm 2003 do nhu cầu thị trường người tiêu dùng nhà máy đã cho ra một loại bia mới có tên là bia Seagame. Hiện nay, Ban Giám Đốc nhà máy xây dựng thêm nhà máy với quy mô lớn liên kết với Công Ty Bia-Rượu-NGK Sài Gòn để gia công các loại bia như: Bia Lon 333, Bia Sài Gòn Xanh, Sài Gòn Đỏ… Tuy nhà máy hoạt động chưa lâu nhưng thị trường phân phối và tiêu thụ tương đối rộâng như ở TP HCM, các tỉnh miền Tây và Đông Nam Bộ. Sau gần 7 năm phát triển và hoạt động dưới sự lãnh đạo của giám đốc công ty là ông Võ Đăng Linh thì sự tăng trưởng của nhà máy ngày càng đi lên, được nhiều người tiêu dùng biết đến, số lượng bán ra ngày càng nhiều, mỗi năm trung GVHD: KS Hoàng Lân Huynh SVTH:Đoàn Thị Ngọc Hà Luận văn tốt ngiệp Trang 4 bình khoảng 7.300.000 lít bia được tiêu thụ, nên doanh thu của nhà máy ngày mỗi tăng. 1.4..2 Sơ lược về cơ cấu tổ chức của công ty bia LiDa Ban giám đốc Bảo vệ Bộ phận kinh doanh Quản đốc sản xuất Phòng tài chính- kế toán Phòng thí nghiệm Tổ sản xuất Tổ QC Bảo trì Chiết, vận chuyển. Hình 1.1 : Sơ đồ tổ chức của công ty bia Lida. Nhiệm vụ của từng bộ phận: ƒ Ban giám đốc: (1 người) là ban quản lý, chỉ đạo toàn bộ mọi hoạt động của công ty. ƒ Quản đốc sản xuất:(1 người) giám sát điều hành sản xuất, bố trí công nhân thực hiện công việc trên từng công đoạn, đôn đốc kiểm tra qúa trình làm việc của công nhân, quản lý máy móc thiết bị sản xuất, tổ chức đời sống sinh hoạt của công nhân. ƒ Bộ phận kinh doanh: (2 người) có nhiệm vụ tìm hiểu nhu cầu thị trường, phân phối sản phẩm, đề xuất sản xuất các mặt hàng chính theo từng thời gian cụ thể, tìm hiểu và mở rộng thị trường. GVHD: KS Hoàng Lân Huynh SVTH:Đoàn Thị Ngọc Hà Luận văn tốt ngiệp Trang 5 ƒ Phòng tài chính kế toán: (3 người) có trách nhiệm quản lý toàn bộ hoạt động tài chính của công ty, ghi chép các nguồn thu và chi phí của công ty, lập các bảngï báo cáo tình hình tài chính của công ty, chịu trách nhiệm báo cáo thu nhập của công ty và báo cáo cơ quan thuế. ƒ Bảo vệ: ( 1 người) đảm bảo an ninh trật tự cho công ty. ƒ Tổ QC (2 người) thanh tra giám sát trên từng công đoạn. Kiểm tra nguyên liệu và theo dõi trong suốt quá trình nấu (1 người). Giám sát quá trình lên men và hoàn thiện sản phẩm (1người). ƒ Phòng thí nghiệm: ( 2người) Nhân giống và bảo quản nấm men. (1 người). KCS: kiểm tra các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý. (1 người). Đối với chỉ tiêu vi sinh vật đem đến trung tâm kiểm nghiệm kiểm tra định kỳ 6 tháng một lần. ƒ Tổ sản xuất: (12 người) điều hành sản xuất và tạo ra sản phẩm của công ty ƒ Bảo trì: ( 1 người)) theo dõi hoạt động của máy móc thiết bị. ƒ Chiết, vận chuyển:(10 người) chiết bia vào các dụng cụ chứa và phân phối đến tay người tiêu dùng. Tuy nhiên phải đảm bảo để tránh nhiễm bẩn thực phẩm bởi các tác nhân vật lý, hóa học, vi sinh và không làm phân hủy thực phẩm. GVHD: KS Hoàng Lân Huynh SVTH:Đoàn Thị Ngọc Hà Luận văn tốt ngiệp Trang 6 1.4.3 Sơ đồ mặt bằng Hình 1.2: Sơ đồ mặt bằng GVHD: KS Hoàng Lân Huynh SVTH:Đoàn Thị Ngọc Hà Luận văn tốt ngiệp Trang 7 1.4.4 Định hướng phát triển của công ty Mặc dù, với qui mô sản xuất nhỏ và thời gian hoạt động của nhà nhà máy chưa lâu, nhưng do chất lượng của bia và giá thành của sản phẩm phù hợp nên bia LiDa sớm chiếm lĩnh được thị trường người tiêu dùng. Nếu điều kiện vốn và thiết bị kỹ thuật cho phép cùng với nhu cầu thực tế của người tiêu dùng như hiện nay, nhà máy sẽ mở rộng qui mô sản xuất lớn hơn nữa để đa dạng hóa sản phẩm như bia đóng chai thủy tinh, bia lon… Hoà nhập với xu thế đổi mới công ty đang cố gắng chuyển từ công ty TNHH sang công ty cổ phần . Kế hoạch tương lai của công ty là: nổ lực mở thị trường của xí nghiệp, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm, xây dựng dự án mở rộng qui mô xưởng và mỗi ngày đạt năng xuất 8000-10000 lit/ngày (hiện nay là 7000 lit/ngày). Bên cạnh đó công ty cũng phấn đấu xây dựng quy trình sản xuất sản phẩm đạt tiêu chuẩn ISO. 1.5 An toàn lao động, phòng cháy chữa cháy, xử lý phế liệu và vệ sinh công nghiệp. a) An toàn lao động: Công ty đã thực hiện theo đúng thông tư 14/ 1998 về vấn đề bảo hộ lao động. Ban bảo hộ lao động thường xuyên kiểm tra định kỳ, nhắc nhở công nhân viên của công ty thực hiệncho đúng các quy định đã đề ra. b) Phòng cháy chữa cháy (PCCC): Công ty trang bị bình CO2 để sẳn sàng ứng phó với các tình huống nhằm hạn chế tới mức thấp nhất thiệt hại cho công ty nếu xảy ra sự cố. c) Vệ sinh công nghiệp, xử lý phế liệu Trong nhà máy vấn đề vệ sinh công nghiệp nhất là vệ sinh khâu lên men có ý nghĩa hết sức quan trọng vì nếu vệ sinh không đảm bảo sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật lạ phát triển ảnh hưởng đến chất lượng của bia. GVHD: KS Hoàng Lân Huynh SVTH:Đoàn Thị Ngọc Hà Luận văn tốt ngiệp Trang 8 - Vệ sinh nhà xưởng Trong phân xưởng sản xuất sau mỗi buổi làm việc, từng tổ cần phải vệ sinh nhà xưởng, sàn nhà bằng dung dịch xà boong. Thường xuyên vệ sinh trong và ngoài nhà xưởng - Vệ sinh thiết bị lên men Đối với các tank lên men sau mỗi lần xả cần làm vệ sinh sạch se các van xả. Các tank lên men cần làm vệ sinh định kỳ. Quá trình vệ sinh tank như sau: Xả khí CO2 trong tank ra ngoài Xả nước sạch, để làm sạch sơ bộ Xả NaOH nồng độ 2% lần 1 trong 30 phút., dừng 10 phút sau, sau đó với nồng độ NaOhH như trên xả lần 2 trong 30 phút, rồi ngưng 10 phút. Tiếp tục với nồng độ NaOH như vậy tiếp tục xả lần 3 và ngưng phút. Sau đó xả nước sạch từ 1-2 giờ và chạy tuần hoàn NaOH trong vòng 30 phút, rồi xả nước sạch từ 10-20 phút. Tiếp tục chạy tuần hoàn acid 3 lần: Lần 1: 10 phút ngưng từ 1-2 phút Lần 2: 10 phút ngưng từ 1-2 phút Lần 3: 10 phút nhưng không ngưng Cuối cùng xả nước từ 3-10 phút chạy tuần hoàn trong 30 phút, đóng van xả, cấp lạnh chuẩn bị cho quá trình lên men mẽ sau. - Xử lý phế liệu Phế liệu trong quá trình sản xuất nhà máy là bã hèm, là loại dễ nhiễm bẩn dễ gây men sau mỗi mẽ thải ra ngoài và nhà máy bán cho cho các nhà máy, trại chăn nuôi gia súc. GVHD: KS Hoàng Lân Huynh SVTH:Đoàn Thị Ngọc Hà Luận văn tốt ngiệp Trang 9 PHẦN 2: QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA TẠI NHÀ MÁY BIA LIDA 2.1 Nguyên liệu sản xuất bia 2.1.1 Nước a. Vai trò trong công nghệ Nước trong sản xuất bia là một yếu tố rất quan trọng. Trong thành phần bia đạt tiêu chuẩn thì có đến 77-90% là nước, còn lại cồn, đường, các thành phần khác như protein, lipit, các chất khoáng hầu như không đáng kể. Nước được sử dụng trong suốt quá trình sản xuất như nấu dịch nha, lọc bã, rửa bã, làm nguội, vệ sinh thiết bị… Thành phần chất lượng nước sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm, do đó nước dùng trong khâu nấu rất quan trọng. Do đó, nước dùng cho sản xuất bia luôn được kiểm tra trước khi đưa vào sử dụng và phải thoả mãn các chỉ tiêu chất lượng theo yêu cầu công nghệ. Nước mà nhà máy sử dụng đã qua hệ thống xử lý nước từ công ty nước Sài Gòn. Thành phần hóa học và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến kỹ thuật sản xuất và chất lượng bia chẳng hạn như muối hòa tan trong nước làm ảnh hưởng lên pH của dịch malt và bia. pH cao không thuận lợi cho một số phản ứng quan trọng trong quá trình nấu như: ƒ Làm qua trình đường hóa xảy ra chậm và khó khăn. ƒ Hiệu suất trích ly các chất hòa tan giảm . ƒ Sự keo tụ protein không triệt để. ƒ Màu của bia sậm đi. ƒ Aûnh hưởng quá trình lên men. b. Một số yêu cầu kỹ thuật của H2O dùng trong sản xuất. Mùi vị :tinh khiết, không mùi pH :6.5-8.0 Hàm lượng Clorua :75-150mg/lit Hàm lượng CaSO4 :130-200mg/lit GVHD: KS Hoàng Lân Huynh SVTH:Đoàn Thị Ngọc Hà Luận văn tốt ngiệp Trang 10 Hàm lượng Fe2+ :<0.3mg/lit NH3, các muối NO2,NO3 :không có Vi sinh vật :<100tế bào/1cm3 nước Chỉ số E.Coli ( trực khuẩn) :<3 tế bào/lit 2.1.2 Malt đại mạch: Trong ngành thực vật học thì đại mạch thuộc họ Hordeum, thuộc nhóm thực vật có hạt (Spermophyta), lớp một lá mầm (monocotydonae), họ lúa mì (Gramineae). Đại mạch là loại thực vật một năm. Trong công nghệ sản xuất bia dùng đại mạch hai hàng. Malt nhà máy sử dụng là malt được nhập từ Úc. Malt mua về và được bảo quản ở nhiệt độ thường 24-28oC. Hình 2.1: Hạt malt a. Quá trình sản xuất malt Malt là sản phẩm được chế biến từ các hạt đại mạch sau khi cho nảy mầm trong những điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với những điều kiện bắt buộc. GVHD: KS Hoàng Lân Huynh SVTH:Đoàn Thị Ngọc Hà Luận văn tốt ngiệp Trang 11 Quạt sạch Ngâm Tách tạp chất Ươm mầm Sấy khô Tách rễ Đóng gói Bảo quản Đại mạch Thành phẩm Phân loại Nước Hình 2.1 : Sơ đồ qui trình sản xuất malt GVHD: KS Hoàng Lân Huynh SVTH:Đoàn Thị Ngọc Hà Luận văn tốt ngiệp Trang 12 b. Vai trò trong công nghệ Là một nguyên liệu chính để sản xuất bia, sử dụng malt chính là sử dụng nguồn enzim proteaza và enzym amylaza nhằm phục vụ cho quá trình thuỷ phân tinh bột, protein… Các sản phẩm thuỷ phân tinh bột là cơ chất cơ bản cho quá trình lên men, tạo cho bia có màu sắc và hương vị đặc trưng. Các thành phần trong nội nhủ của malt như tinh bột, đường, protein, khoáng, enzym là nguồn cung cấp chất hoà tan cho dịch đường lên men, hình thành các tính chất đặc trưng cho bia các loại. Bên cạnh đó, các enzym amylaza, enzym proteaza… lại là động lực quan trọng thiết yếu để chuyển hoá các hợp chất cao phân tử không hoà tan thành các hợp chất phân tử thấp hoà tan của quá trình thuỷ phân trong công nghệ sản xuất bia. Vỏ malt chủ yếu là xenlulose và polyphenol( chất chát, chất đắng…) không có vai trò cung cấp chất chiết, nhưng nó tạo lớp lọc phụ lý tưởng khi lọc bã malt, làm trong dịch thủy phân, góp phần làm tăng độ bền hoá lý cho bia thành phẩm. c. Đặc tính kỹ thuật Thành phần hóa học của giống đại mạch hai hàng trồng ở Châu Aâu trình bày trong bảng 2.1 GVHD: KS Hoàng Lân Huynh SVTH:Đoàn Thị Ngọc Hà Luận văn tốt ngiệp Trang 13 Bảng 2.1: Tính theo % trọng lượng chất khô. Thành phần Đại mạch Malt Tinh bột Đường sacaroza Đường khử Những đường khác Chất dạng gom Hemixenlulo Xenlulo Lipit Protein thô (N x 6.25) Dạng hoà tan thể muối: albumin, globulin Hordein – protein (prolamin) Glutein – protein Axit amin và peptit Axit nucleit Tro Những chất còn lại 63 ÷ 65 1 ÷ 2 0.1 ÷ 0.2 1 1 ÷ 1.5 8 ÷ 10 4 ÷ 5 2 ÷ 3 8 ÷11 0.5 3 3 ÷ 4 3 ÷ 4 0.5 0.2 ÷ 0.3 2 5 ÷ 6 58 ÷ 60 3 ÷ 5 3 ÷ 4 2 2 ÷ 4 6 ÷ 8 5 2 ÷ 3 8 ÷ 11 2 - 2 3 ÷ 4 1 ÷ 2 0.2 ÷ 0.3 2.2 6 ÷ 7 d. Yêu cầu kỹ thuật của malt dùng trong sản xuất Mùi : có mùi thơm đặc trưng của malt Màu : phải có màu vàng rơm, tươi sáng. Vị : có vị ngọt Độ thuần khiết : không bị lẫn tạp chất, không bị vỡ, hạt bị vỡ Tối đa là 5%, hạt bị bệnh là 1% Độ xốp : 82% Độ ẩm : < 4% Thời gian đường hóa : 10 – 20 phút Độ chua nước malt : pH =5,5- 6 Độ nhớt : 1,3 -1,5cp Trọng lượng vỏ :<7-9% hạt Hàm lượng protit :8-14% chất khô của hạt Hàm lượng gluxit : trọng lượng hạt 55-62% Tỷ lệ trấu bụi :<1%. Hàm lượng amilo : chiếm 17-24% Hàm lượng amilopectin :chiếm 76-83% GVHD: KS Hoàng Lân Huynh SVTH:Đoàn Thị Ngọc Hà Luận văn tốt ngiệp Trang 14 2.1.3 Gạo(thế liệu) Trong công nghệ sản xuất bia gạo được coi là nguyên liệu hàng đầu dùng để thay thế cho malt. Vì hàm lượng protein và gluxit trong gạo khá cao và có khả năng chuyển hóa thành chất hòa tan tốt. Nhà máy sử dụng gạo từ các tỉnh miền Tây Nam Bộ. Gạo mua về bảo quản ở điều kiện nhiệt độ, độ ẩm thường. Tỷ lệ mà nhà máy sử dụng trong quá trình nấu giữa gạo và malt là 1:1. a. Mục đích: Giảm giá thành sản phẩm . Cải thiện chất lượng bia. Bảo quản được lâu hơn. Tỷ lệ mà nhà máy sử dụng trong quá trình nấu giữa gao và malt là1:1 b. Thành phần của gạo Hợp chất N : 7,9% Chất béo : 0,5% Gluxit : 77,8% Cenllulose : 0,5% Tro : 0,7% Chất khoáng : 1-1,5% Hàm lượng amilopetin