Quy trình sản xuất bia: Những gì bạn cần biết

Cùng Thiết bị phòng sạch VCR khám phá các nguyên liệu và quy trình tạo ra bia trong bài viết sắp được chia sẻ dưới đây.

1. Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia

Nước

Nước là thành phần chính có trong bia, nên đặc trưng của nó sẽ ảnh hưởng một phần đến đặc trưng của bia. Trong khu vực sản xuất bia, nhiều loại bia chịu ảnh hưởng hoặc thậm chí xác định theo đặc trưng của nước.

Mặc dù ảnh hưởng của nước cùng với sự tác động tương hỗ của các loại khoáng chất sử dụng trong sản xuất bia khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung, nước mềm phù hợp để sản xuất các loại bia sáng màu.

Do đó, để đảm bảo mùi vị và chất lượng của sản phẩm, trước khi tham gia vào sản xuất, nước cần được xử lý để đạt được các chỉ tiêu về chất lượng.

Malt

Hạt lúa mạch sau khi được ngâm trong nước sẽ nảy mầm đến một giai đoạn nhất định, tiến hành làm khô hạt đã nảy mầm trong lò sấy để thu được hạt ngũ cốc đã mạch nha hóa (malt). Mục đích của công đoạn này giúp hoạt hóa, tích lũy về hoạt lực và khối lượng của hệ enzyme trong đại mạch. Hệ enzym này giúp chuyển hóa tinh bột trong hạt thành đường hòa tan, sau đó tham gia vào quá trình lên men.

Các đơn vị sản xuất thường áp dụng thời gian và nhiệt độ sấy khác nhau để tạo ra các màu malt khác nhau. Đối với loại mạch nha sẫm màu sẽ tạo ra sản phẩm bia có màu sẫm.

Hoa houblon

Trong quy trình sản xuất bia, hoa houblon là thành phần không thể thiếu. Tác dụng của nguyên liệu này giúp tạo ra hương thơm đặc trưng, làm tăng độ bền keo, tăng khả năng tạo bọt và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm.

Hoa houblon có thể sử dụng ở dạng tươi, nhưng để bảo quản được lâu và dễ vận chuyển cần phải sấy khô và chế biến.

Gạo

Gạo có hàm lượng tinh bột cao nên được sử dụng để sản xuất các loại bia. Trong quá trình chế biến, gạo được nghiền mịn để dễ tan trong quá trình hồ hóa và phối trộn với bột malt khi đã đường hóa.
Trong sản xuất, người ta thường sử dụng hạt gạo có độ trắng đục.

Men

Men bia là loại nấm đơn bào có vai trò quan trọng trong quá trình lên men. Kích thước của chúng khoảng 1/100mm và được tìm thấy ở vùng đất trồng hoa quả tươi.

Trong sản xuất bia, người ta thường sử dụng loại men Saccharomyces cerevisiae. Không những vậy, nhiều doanh nghiệp cũng lựa chọn loại men này để sản xuất rượu vang.

Tác dụng chính của men là chuyển hóa đường thành cồn và CO2. Trung bình hàm lượng CO2 chứa trong bia khoảng 2 - 14%. Đây cũng là yếu tố quyết định đến độ nặng của bia.

Tìm hiểu thêm: Các thiết bị lọc trong sản xuất bia

2. Sơ đồ quy trình sản xuất bia

Dưới đây là chi tiết sơ đồ dây chuyền sản xuất bia:

3. Chi tiết quy trình sản xuất bia

Chuẩn bị nguyên liệu

• Sau khi chuẩn bị đầy đủ các nguyên liệu trên, tiến hành sàng nguyên liệu nhằm mục đích làm sạch sơ bộ trước khi mang đi nghiền nhỏ. Thực hiện sàng nguyên liệu theo nguyên lý dùng sàng tuần hoàn có đầu vào và đầu ra đều hút khí.
• Nguyên lý hoạt động: Thông qua ống nhập liệu, cần phải làm sạch nguyên liệu rồi tới sàng sơ bộ, các phần tử lớn hơn kích thước lỗ sàn được đưa ra ngoài bằng máng trượt và lấy ra ở 2. Nguyên liệu sau khi làm sạch chuyển xuống sàng chính phía dưới và lấy ra ở 1.
• Nguyên liệu nhỏ hơn kích thước lỗ sàng chuyển xuống sàng ở phía dưới sàng chính qua máng trượt và lấy ra ở 3. Sản phẩm được làm sạch được chuyển đến hệ thống sấy (sàng đứng) đặt ở đầu ra của máy. Tại đây, tiến hành hút hết bụi còn tồn đọng ở nguyên vật liệu sạch.

Tách đá trong nguyên liệu

• Công đoạn này nhằm mục đích tách đá ra khỏi nguyên liệu, giúp đảm bảo chất lượng của nguyên liệu. Thiết bị tách đá hoạt động theo nguyên lý lực trọng trường.
• Bộ phận làm việc chính của thiết bị tách đá là 2 tấm sàng rung đặt chồng nhau trong buồng chân không. Sàng tách đá gồm 3 phần có kích thước khác nhau: Vùng 3 là 1mm, vùng 2 là 2,5mm và vùng 1 là 2mm.
• Nguyên lý hoạt động: Thông qua máng nhập nguyên vật liệu, nguyên liệu được đưa vào máy và phân bố đồng đều trên bề rộng của mặt phẳng sàn trên nhờ thiết bị phân phối đặt tại nguồn vào. Sàng trên gồm 3 vùng khác nhau, được phân biệt bằng kích thước của từng vùng trên lỗ sàng. Sự kết hợp giữa nguyên liệu sàng trên, khí thổi từ dưới lên, độ rung của hộp D nguyên liệu phân bố trên bề mặt sàng, sỏi, đá và nguyên liệu có kích thước lớn hơn rơi xuống sàng thấp đã làm cho những hạt nguyên liệu nhẹ được lấy ra ở sàng Q. Các tạp chất nhẹ được chuyển cùng khí đi qua 4 ống hút để ra ngoài. Ở sàng dưới có van kiểm soát và điều chỉnh đặt trên cửa loại bỏ đá có tác dụng loại bỏ đá, sỏi ra khỏi nguyên liệu.

Nghiền nguyên liệu

• Công đoạn này bao gồm: Nghiền gạo và nghiền malt nhằm mục đích làm dập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng tiếp xúc trực tiếp với nước, từ đó nước xâm nhập vào thành phần của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình thủy phân và đường hóa diễn ra hiệu quả.
• Yêu cầu quá trình nghiền: Trong quá trình nghiền malt, cần bảo toàn vỏ malt. Trường hợp nghiền vỏ malt quá mịn, chất đắng và chát trong vỏ hòa tan vào dịch đường khiến bia có vị đắng khó chịu. Bên cạnh đó, lớp vỏ trấu đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành màng lọc, nhờ chúng nên mặc dù cấu trúc lớp lọc rất chắc, nhưng vẫn đảm bảo đủ độ xốp để tạo thành các mương mao dẫn theo đường ziczac. Dịch đường ở phía trên màng lọc chảy theo đường ziczac, xuyên qua lớp lọc đạt đến độ trong nhất định và giải phóng khỏi hỗn hợp.
• Nếu nghiền nhỏ cấu tử của vỏ trấu sẽ làm rút ngắn độ dài của đường ziczac, từ đó khả năng lọc kém đi và dễ bị tắc các mương, khiến quá trình lọc không đạt hiệu quả cao. Ngược lại, nếu nghiền vỏ quá to, quá trình lọc kéo theo nhiều cặn, bột khiến dịch lọc bị đục, gây ảnh hưởng đến quá trình lọc.
• Phần nội nhũ của malt chứa protein, đường, dextrin, tinh bột, sản phẩm thủy phân của protein và một số hợp chất khác. Lưu ý, không nên nghiền phần nội nhũ quá mịn vì sẽ khiến phần cháo trong màng lọc nén chặt, thể tích ít, gây ảnh hưởng đến việc lọc dịch. Đồng thời, khi rửa bã malt không thể chiết rút hết các thành phần dinh dưỡng. Bên cạnh đó, không nên nghiền phần nội nhũ quá thô vì sẽ kéo dài thời gian đường hóa, nồng độ đường trong dịch đường thu được không đạt yêu cầu.

Công đoạn chuẩn bị dịch lên men

• Quá trình hồ hóa: Sau khi nghiền nhỏ gạo, tiến hành hồ hóa trước khi mang đi đường hóa nhằm mục đích sử dụng nhiệt độ cao để nấu chín tinh bột gạo. Đồng thời, nhờ hoạt động của enzym thủy phân trong 10% malt lót để phân cắt hợp chất cao phân tử có trong gạo, phá vỡ và làm đứt liên kết màng tế bào của tinh bột, tạo ra các cấu tử thấp phân tử dễ hòa tan vào nước và trở thành chất chiết của dịch đường. Vì độ bền của màng tế bào đối với từng loại gạo khác nhau nên cần có chế độ hồ hóa thích hợp cho từng mẻ nguyên liệu.
• Quá trình đường hóa: Mục đích của quá trình này là tạo các vùng nhiệt độ thích hợp cho hệ thống enzyme hoạt động để phân cắt các hợp chất cao phân tử có trong gạo và malt thành sản phẩm thấp phân tử. Từ đó, sản phẩm thấp phân tử cùng với phân tử có sẵn trong nguyên liệu hòa tan vào dịch đường.

• Quá trình lọc thô: Gồm công đoạn lọc và rửa bã malt. Cụ thể, mục đích của việc lọc dịch đường nhằm tách pha lỏng hỗn hợp để thực hiện các bước tiếp theo. Phần bã malt được đưa ra ngoài, mục đích của quá trình rửa bã là sử dụng nước nóng ở nhiệt độ 75 - 78 độ C để hòa tan, khuếch tán các thành phần còn sót trong bã. Quá trình lọc bã gồm 2 giai đoạn: Ép để tách dịch lọc và rửa bã để chiết rút các chất hòa tan còn sót lại.
• Quá trình nấu hoa bia: Mục đích của việc nấu hoa houblon với dịch đường để trích ly chất đắng, hợp chất chứa Nitơ, tinh dầu thơm polyphenol và các thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường để biến đổi vị ngọt của dịch đường thành vị đắng.

Công đoạn lên men

• Chủng nấm men: Nấm men là thành phần chuyển hóa đường thành cồn và tạo hương vị đặc trưng cho bia. Trong quy trình sản xuất bia thường dùng loại vi sinh vật đơn bào, phổ biến nhất là chủng Saccharomyces Carlsbergensis.
• Tiến hành nhân giống nấm men: Mục đích của công đoạn này nhằm cung cấp đầy đủ lượng giống chất lượng và cần thiết cho quá trình lên men. Men được nuôi cấy trong các bình được đặt ở khu vực lên men. Thực hiện nhân giống trong phòng thí nghiệm trước, sau đó mới nhân giống sản xuất.
• Lên men: Gồm 2 giai đoạn là lên men chính và lên men phụ. Với giai đoạn lên men chính, tạo điều kiện cho nấm men hoạt động chuyển hóa dịch đường hoa houblon thành rượu etylic (C2H5OH), CO2 và một số ít loại sản phẩm nhằm định hình hương vị cho bia.
• Lên men phụ và lưu trữ: Tiếp tục lên men lượng chất hòa tan còn sót lại trong quá trình lên men chính. Đặc trưng của quá trình này là lên men rất chậm với một lượng không đáng kể. Mục đích chính của quá trình lên men phụ và lưu trữ giúp ổn định thành phần chất lượng của bia (tạo bọt, tạo hương vị, giữ bọt cho bia, khử diacetyl, aldehyde, rượu bậc cao tới mức cho phép).

Công đoạn hoàn thiện sản phẩm

Đây là công đoạn cuối cùng trong quy trình sản xuất bia, gồm có:

• Quá trình lọc bia: Nhằm mục đích loại bỏ hạt phân tán cơ học, nấm men, nhựa đắng, chất protein – phenol và hạt nhỏ li ti khác nhằm tăng độ bền của bia và kéo dài thời gian bảo quản.
• Quá trình bão hòa CO2: Một lượng lớn khí CO2 bị thải vào môi trường không khí trong quá trình lên men chính và một lượng CO2 hòa tan vào bia trong quá trình lên men phụ. Tuy nhiên, các công đoạn sau quá trình lên men đã làm thất thoát khá lớn lượng CO2 nên cần phải bão hòa CO2 để đảm bảo lượng yêu cầu trong bia thành phẩm.
• Chiết rót bia: Thùng block là dụng cụ chứa bia thành phẩm được làm từ kẽm kim loại hoặc gỗ. Các đơn vị sản xuất sẽ đóng bia vào thùng block để chuyển ra ngoài thị trường.
• Tiến hành rửa chai: Trước khi mang đi chiết bia, cần rửa chai kỹ lưỡng để đảm bảo vệ sinh an toàn tuyệt đối.
• Máy siết nắp: Sau khi chiết bia vào chai sẽ chuyển qua máy dập nút và siết nắp.
• Thanh trùng bia: Trong bia thành phẩm thường chứa một số ít tế bào còn sống như vi trùng lactic, nấm men thuần chủng và vi sinh vật khác. Công đoạn này nhằm mục đích loại bỏ hoàn toàn vi sinh vật lạ, nhằm tăng thời gian bảo quản và đảm bảo chất lượng bia.

Và đó là những chia sẻ của VCR về quy trình sản xuất bia mà bạn đọc có thể tham khảo. Tóm lại, trong bản báo cáo quy trình sản xuất bia, bạn cần liệt kê đầy đủ các công đoạn cần làm để đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra hiệu quả nhất. Chúc bạn thành công!