Quá trình sản xuất bia

Có 7 bước chính trong một quá trình sản xuất bia đó là: đường hóa, lọc, đun sôi, lên men, ủ phụ, lọc và chiết.

• Đường hóa

Đường hóa là một quá trình trộn lẫn ngũ cốc đã ngiền (thường là ngũ cốc đã trải qua quá trình malt hóa) và đun nóng hỗn hợp này và chờ ở các vọng nhiệt độ nhất định để các enzymes trong malt phá vỡ tinh bột trong ngũ cốc thành đường mà chủ yếu là maltose.

• Lọc

Lọc là quá trình phân tách chất chiết thu được trong quá trình đường hóa ra khỏi bã ngũ cốc (bã bia). Quá trình này được thực hiện 2 loại thiết bị: nồi lọc- là 1 thùng rộng với đáy giả hoặc lọc đường hóa – lọc khung bản. Quá trình lọc gồm 2 giai đoạn: dịch lọc đầu thu được chất chiết mà chưa có sự pha loãng bã bia và dịch lọc sau chất chiết được tận thu bằng cách rửa bã bia với nước nóng.

• Đun sôi

Quá trình đun sôi chất chiết thu được gọi là dịch nha, nhằm giúp dịch nha trở nên vô trùng, tránh sự nhiễm khuẩn. Trong suốt quá trình đun sôi, hoa bia (hoa houblon) được thêm vào giúp tạo độ đắng, hương và vị của bia và trong suốt quá trình sôi, giúp các protein trong nha kết tụ và pH của nha giảm xuống. Cuối cùng quá trình này giúp bay hơi các hương không mong muốn (off flavor) gồm các tiền chất của dimethyl sulfide

Quá trình sôi cần được diễn ra đồng đều và đồng nhất về mức độ sôi, quá trình này thường được diễn ra 50-120 phút phụ thuộc vào cường độ sôi, chế độ bổ sung hoa và thể tích dịch nha mà nhà sản xuất mong muốn

• Thiết bị đun sôi hoa: loại nồi đun sôi hoa đơn giản nhất là đun sôi bằng ngọn lửa trực tiếp, tuy nhiên thiết bị này gây ra sự caramel hóa và rất khó để vệ sinh. Hầu hết các nhà máy sản xuất bia sử dụng nồi đun sôi hoa được gia nhiệt bằng hơi nóng. Hơi nóng sản xuất bởi một hệ thống lò hơi khác dưới áp xuất.
• Thu hồi năng lượng: quá trình đun sôi hoa sử dụng rất nhiều năng lượng, và thật là lãng phí nếu để năng lượng này bị thoát ra ngoài. Con đường đơn giản nhất là thu hồi năng lượng này với bằng các nồi ngưng hơi.

• Lắng xoáy

Cuối quá trình sôi hoa, nha được bơm vào các nồi lắng xoáy theo phương tiếp tuyến nhằm kết tủa các protein và lượng sinh khối từ hoa vào phần giữa nồi lắng xoáy. Phần cặn này sẽ được loại bỏ. Nồi lắng xoáy được thiết kế riêng rẽ, đường kính lớn để tăng cường quá trình lắng, đáy nghiêng và đường ống tiếp dịch theo phương tiếp tuyến gần đáy nồi. Nồi lắng xoáy không được có phần gồ ghề làm giảm tốc độ quay của dịch từ đó giảm khả năng lắng. Ngoài ra, việc sử dụng thiết bị lọc hoa (thiết bị lọc bằng thép không gỉ) giúp cặn hoa được lọc ra tốt hơn, giảm giá thành thiết bị và giảm diện tích sàn.

• Làm lạnh nha

Sau quá trình lọc hoa, dịch nha được hạ lạnh xuống nhiệt độ lên men trước khi tiếp giống nấm men. Ở các nhà máy hiện đại quá trình này được thực hiện thông qua thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Chất tải lạnh thường là nước. Dịch nha có thể được làm lạnh từ 95oC xuống 20oC và làm nóng tác nhân làm lạnh (nước) từ 10-80oC. Sau quá trình làm lạnh, oxy được bão hòa vào dịch nha để cung cấp cho nấm men trong quá trình lên men.

• Lên men: quá trình lên men được thực hiện trong các tank lên men và được bắt đầu ngay khi nấm men được định lượng vào dịch nha lạnh. Trong suốt quá trình này nấm men chuyển hóa các loại đường trong dịch nha thành cồn và CO2. Các tank lên men có nhiều dạng khác nhau từ các tank cực lớn giống như các silo lưu trữ cho đến những bình kính dung tích cỡ 5 gallons. Hầu hết các nhà máy bia ngày nay dùng các tank lên men thân trụ và đáy côn (CCT), đáy côn có góc nghiêng 60oC cho phép nấm men lắng xuống đáy. CCT có thể thực hiện cả quá trình lên men chính và ủ phụ trong cùng 1 tank. Cuối mỗi quá trình lên men, nấm men và các chất rắn khác lắng xuống đáy và dễ dàng được rút khỏi tank.

Các tank lên men hở cũng được sử dụng nhưng chủ yếu là để trưng bày và ở châu Âu trong quá trình lên men bia từ lúa mỳ. Các tank lên men thường được làm từ thép không gỉ với phần đáy nghiêng và được đặt dựng đứng, đối lập với các tank ủ chín bia thường được đặt nằm ngang. Ngày nay có rất ít các nhà máy bia vẫn còn sử dụng các tank lên men gỗ để lên men vì gỗ rất khó vệ sinh và dễ nhiễm khuẩn và phải quét hắc ín lại trên dưới mỗi năm.

• Ủ chín bia

Khi các loại đường được sử dụng gần hết trong quá trình lên men bia, quá trình lên men chậm dần và nấm men bắt đầu lắng xuống đáy tank. Trong giai đoạn này, bia được làm lạnh xuống nhiệt độ quanh điểm đóng băng, nhằm kích thích quá trình kết lắng của nấm men và các protein. Các hương không mong muốn như các hợp chất phenolic trở nên không tan trong bia lạnh và hương vị của bia trở nên hài hòa hơn. Trong suốt thời gian này áp suất được duy trì trên tank để bia không nhạt.

Nếu các tank lên men có phần áo lạnh quanh chúng, trái với cả khu vực lên men được làm lạnh thì quá trình ủ chín có thể được thực hiện trong cùng 1 tank lên men, một số trường hợp khác, quá trình ủ phụ này có thể được thực hiện ở các tank khác.

• Lọc bia

Lọc bia là quá trình loại bỏ nấm men, cặn, giúp ổn định hương, vị bia và mang đến cho bia sự trong sáng. Tuy nhiên không phải tất cả bia đều được lọc. Máy lọc bia có nhiều loại khác nhau như lọc đĩa hay lọc nến sử dụng bột trợ lọc là đất tảo cát gọi là Kieselguhr. Việc lọc bia có thể được chia thành 3 cấp độ là lọc thô, lọc mịn và lọc vô trùng, trong đó bia sau khi lọc thô bia vẫn còn độ đục nhất định (nhưng vẫn trong hơn bia chưa lọc), lọc mịn mang đến một cốc bia trong vắt mà bạn có thể đọc báo qua chúng và lọc vô trùng khiến hầu hết các loại vi khuẩn được loại bỏ khỏi bia

• Máy lọc tấm: máy lọc này sử dụng môi trường lọc đã được làm sẵn, cho phép các phần tử có kích thước nhỏ hơn lỗ lọc (sẵn có) đi qua. Các tấm này đặt trong khung máy lọc, được tiệt trùng (có thể bằng nước nóng) và sau mẻ lọc bia chúng trở nên bí, có thể được phun rửa ngược để tái sử dụng hoặc vứt đi và thay thế bằng các tấm mới
• Máy lọc Kieselguhr: sử dụng bột trợ lọc để tạo lớp lọc và khá phức tạp trong vận hành tuy nhiên lượng bia lọc được khá lớn trước khi thải bột, tái sử dụng nến lọc.

• Thành phẩm (chiết chai, bao gói)

Chiết chai là quá trình rót bia vào chai, keg, lon hoặc các đồ chứa khác có dung tích lớn hơn.

• Lên men thứ cấp: là lần lên men sau khi lên men chính. Một số loại bia có tới 3 lần lên men

Lên men trong chai: một số loại bia có thêm quá trình lên men diễn ra trong chai, có sự bão hòa CO2 diễn ra một cách tự nhiên, đây có thể là quá trình lên men thứ 2 hoặc thứ 3. Loại bia này thường được đóng chai cùng với một lượng dịch nấm men sống nhất định. Trong trường hợp bia không còn đường có khả  năng lên men, đường có thể được bổ sung thêm. Kết quả của quá trình này là CO2 được tạo ra và được giữ lại trong chai và  bão hòa vào bia một cách tự nhiên

Ủ phụ trong thùng to-nô: bia trong thùng to- nô được quản lý một các cẩn thận để không có sự bão hòa CO2.