Báo cáo Thực tập tại nhà máy bia và quy trình công nghệ sản xuất bia

t trong quy trình sản xuất bia 14 1.2. Thành phần chính của malt và vai trò của chúng 14 1.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng malt. Phương pháp kiểm tra 15 1.4. Bảo quản malt 16 2. Thế liệu 16 2.1. Mục đích sử dụng thế liệu trong sản xuất bia 16 2.2. Chỉ tiêu của gạo 16 2.3. Bảo quản gạo 17 2.4. Sự khác nhau giữa bia có sử dụng thế liệu và bia không có thế liệu 17 3. Nước 18 3.1. Vai trò của nước trong sản xuất bia 18 3.2. Phương pháp xử lí nước 18 3.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước 20 4. Hoa houblon 22 4.1. Vai trò hoa houblon trong sản xuất bia 22 4.2. Thành phần chính của hoa houblon và tác dụng của chúng 22 4.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng hoa 24 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 2 4.4. Bảo quản houblon 24 5. Nấm men 24 5.1. Vai trò của nấm men trong sản xuất bia 24 5.2. Phân loại nấm men trong sản xuất bia. Đặc điểm của từng loại 24 5.3. Sự khác nhau giữa 2 loại nấm men 25 5.4. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nấm men 26 6. Các nguyên liệu phụ 26 6.1. NaOH 26 6.2. Axit 26 6.3. Muối 27 6.4. Chất chống oxi hóa 28 6.5. Chế phẩm enzym 28 6.6. Chất làm sạch dịch đường 30 6.7. Chất trợ lọc 31 6.8. Maturex L 31 6.9. Caramel 31 III. Qui trình công nghệ 32 1. Tiếp nhận nguyên liệu 33 2. Xử lý nguyên liệu 34 2.1. Mục đích 34 2.2. Biến đổi 34 2.3. Thiết bị 34 2.4. Nguyên lý hoạt động 35 3. Nghiền 36 3.1. Nghiền malt 36 3.2. Nghiền gạo 38 4. Nấu dịch nha 40 4.1. Mục đích 40 4.2. Các biến đổi 41 4.3. Các yếu tố ảnh hưởng 44 4.4. Thiết bị 45 4.5. Thông số công nghệ 47 5. Lọc dịch nha 47 5.1. Mục đích 47 5.2. Các biến đổi 48 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 3 5.3. Các yếu tố ảnh hưởng 48 5.4. Thiết bị 49 6. Houblon hóa 51 6.1. Mục đích 51 6.2. Các biến đổi 52 6.3. Các yếu tố ảnh hưởng 54 6.4. Thiết bị 55 6.5. Thông số công nghệ: 58 7. Lắng 58 7.1. Mục đích 58 7.2. Các yếu tố ảnh hưởng 58 7.3. Thiết bị 58 7.4. Thông số công nghệ 59 8. Làm lạnh nhanh 60 8.1. Mục đích 60 8.2. Các biến đổi 60 8.3. Thiết bị: 60 8.4. Thông số công nghệ 61 9. Bão hòa O2 62 9.1. Mục đích 62 9.2. Thiết bị 62 9.3. Thông số công nghệ 63 10. Lên men bia 63 10.1. Men giống 63 10.2. Lên men chính 68 11. Lên men phụ và ủ bia 73 11.1. Mục đích 73 11.2. Các biến đổi 74 11.3. Thông số công nghệ 74 11.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men 74 11.5. Yêu cầu trong quá trình lên men 75 11.6. Thao tác vận hành 76 11.7. Thiết bị sử dụng 79 12. Quá trình lọc bia 80 12.1. Mục đích 80 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 4 12.2. Yêu cầu của bia sau khi lọc 80 12.3. Phương pháp lọc 80 12.4. Thao tác vận hành 82 13. Bão hoà CO2 86 13.1. Mục đích 86 13.2. Yêu cầu của quá trình 86 13.3. Thông số của quá trình 86 13.4. Thao tác vận hành 86 14. Chiết 86 14.1. Mục đích 86 14.2. Thuyết minh 88 15. Rửa chai 89 15.1. Mục đích 89 15.2. Thao tác thực hiện 89 15.3. Thiết bị 90 16. Soi chai 91 17. Chiết chai – đóng nắp 92 17.1. Mục đích 92 17.2. Nguyên tắc hoạt động 92 17.3. Thiết bị 93 18. Thanh trùng 96 18.1. Mục đích 96 18.2. Các biến đổi trong quá trình thanh trùng 96 18.3. Thiết bị 97 19. Dán nhãn 99 19.1. Mục đích 99 19.2. Thao tác vận hành 99 19.3. Thiết bị 100 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 5 I. Tổng quan về nhà máy 1. Giới thiệu về công ty 1.1. Thông tin chung Tên doanh nghiệp: Công ty TNHH TMDV Tân Hiệp Phát. Người sáng lập: Tiến sĩ Trần Quí Thanh Năm thành lập: 1994 Lĩnh vực hoạt động sản xuất kinh doanh: Bia-Nước giải khát, Sữa-Bao bì Trụ sở: 219 quốc lộ 13, xã Vĩnh Phú, huyện Thuận An, Bình Dương, Việt Nam. Văn phòng liên lạc: 294 Bùi Hữu Nghĩa, phường 2, quận Bình Thạnh. TP. Hồ Chí Minh Địa bàn hoạt động: toàn quốc Diện tích đã xây dựng bao gồm: văn phòng: 6.037 m2, nhà máy (gồm 12 nhà máy): 77.511 m2, kho: 45.552 m2 Tháng 3 năm 2000, Công ty TNHH TM-DV Tân Hiệp Phát là đơn vị đầu tiên trong ngành bia và nước giải khát đạt chứng chỉ hệ thống quản lý chất lượng ISO 9002-1994. 1.2. Logo của công ty - THP: chữ viết tắt của tên công ty Tân Hiệp Phát. - Hai bàn tay: sức mạnh của sinh lực, nghị lực. Hai bàn tay đan vào nhau thể hiện sự đoàn kết. - Hai ngón cái: trở thành tập đoàn Việt Nam cung cấp thức uống số một ở Việt Nam và có tầm cỡ châu Á. - Màu xanh nước biển: thể hiện sự thịnh vượng, trường tồn và hòa bình. - Màu xanh lá cây: thể hiện sự phát triển, ngày càng lớn mạnh và đa dạng. - Nhìn tổng thể logo như một tòa tháp: một tòa tháp đầy sức mạnh, nghị lực và sự vững chắc. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 6 1.3. Định hƣớng phát triển “Hôm nay phải hơn hôm qua nhưng không bằng ngày mai” cùng với phương châm “thỏa mãn cao nhất mọi nhu cầu hiện có và tiềm ẩn của khách hàng. Sứ mệnh Tập đoàn Tân Hiệp Phát sản xuất và kinh doanh các sản phẩm tốt cho sức khỏe người tiêu dùng châu Á với mùi vị thích hợp và tiêu chuẩn quốc tế. Mục tiêu Tạo ra những sản phẩm thức uống tốt nhất, qua các thương hiệu: Number One, Laser, Bến Thành, Gold Bến Thành…đến với người tiêu dùng khắp 64 tỉnh thành ở Việt Nam. Trở thành tập đoàn châu Á trong 3 lĩnh vực kinh doanh chính: ngành thức uống, thực phẩm ăn liền, bao bì nhựa. 1.4. Giá trị cốt lõi - Hôm nay phải hơn hôm qua nhưng không bằng ngày mai. - Tinh thần “không gì là không thể” - Tinh thần định hướng của đại gia đình. Mọi người thương yêu, giúp đỡ nhau. - Cam kết chất lượng theo tiêu chuẩn quốc tế. - Trở thành đối tác đáng tin cậy. - Tinh thần “làm chủ” của doanh nghiệp trong công việc. - Tập đoàn Tân Hiệp Phát phấn đấu là công dân có trách nhiệm vì cộng đồng. 1.5. Nguồn nhân lực Tổng số cán bộ công nhân viên của công ty trên 1000 người, bao gồm các chuyên gia nước ngoài, kỹ sư, chuyên viên, nhân viên và công nhân. Trong đó, có 720 nhân viên được đào tạo chuyên môn nghiệp vụ tại các trường đại học, cao đẳng trên cả nước và 90% có kinh nghiệm làm việc ở các công ty, tập đoàn lớn đang hoạt động tại Việt Nam. Cùng với đội ngũ công nhân viên tham gia vào hoạt động sản xuất, hơn 300 kỹ sư, chuyên viên, nhân viên có trình độ nghiệp vụ, tay nghề cao được chuyên gia nước ngoài huấn luyện thực tế trong quá trình lắp đặt, vận hành các dây chuyền công nghệ. 1.6. Các tiêu chuẩn chất lƣợng Tháng 3/2000: là đơn vị đầu tiên trong ngành bia và nước giải khát đạt chứng chỉ hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001-2000 Tháng 10/2006: đón nhận chứng chỉ chứng nhận đạt chuẩn chất lượng quốc tế ISO và HACCP, là doanh nghiệp đầu tiên đạt được chứng nhận tích hợp ISO và HACCP đầy đủ nhất trong lĩnh vực thực phẩm, bao gồm: Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 7 - Hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001-2000 (1999) - Hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn 14001-2004 (2006) - Hệ thống quản lý vệ sinh an toàn thực phẩm theo thiêu chuẩn HACCP (2006) 2. Lịch sử phát triển của công ty Tiền thân của Công ty TNHH TM - DV Tân Hiệp Phát là xưởng nước giải khát Bến Thành, thành lập vào đầu những năm 1990 Công ty TNHH TMDV Tân Hiệp Phát là thành viên của Hiệp hội rượu bia và nước giải khát Việt Nam. Năm 1994: Hình thành phân xưởng nước giải khát Bến Thành, sản xuất nước ngọt, nước giải khát có gas, hương vị bia. Trong thời gian này Tân Hiệp Phát tung ra thị trường 3 sản phẩm mới đó là bia chai-bia hơi Bến Thành và bia tươi Flash. Năm 1995 hình thành xưởng sản xuất sữa đậu nành dạng chai 220ml để bán lẻ tại chỗ và phân phối cho các đại lý, quán… Năm 1996 đầu tư dây chuyền thiết bị bia tươi hiện đại nhập từ Đức (tự động hóa từ khâu súc rửa đến chiết nạp bia) và cho ra đời bia tươi flash, được đông đảo khách hàng tin dùng. Năm 1999: đổi tên xưởng nước giải khát Bến Thành thành nhà máy nước giải khát Bến Thành, sản xuất các mặt hàng sữa đậu nành, bia chai, bia hơi, bia tươi flash. Năm 2000: bia Bến Thành là đơn vị ngành bia đầu tiên của Việt Nam đạt chứng nhận ISO 9002-1994, do cơ quan quản lý chất lượng quốc tế Det Norske Veritas (Hà Lan) chứng nhận vào ngày 23 tháng 3 năm 2000. Năm 2001: xây dựng nhà máy sản xuất và văn phòng tại 219, quốc lộ 13, xã Vĩnh Phú, huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương. Chuẩn bị chiến dịch quảng cáo “Number One sắp có mặt tại Việt Nam” và chuẩn bị cho ra đời sản phẩm cạnh tranh: nước tăng lực Number One. Sản phẩm này đã đạt kỷ lục, đứng vào Top 5 tên toàn Việt Nam chỉ trong 3 tháng sau khi có mặt trên thị trường. Ngày 15 tháng 6 năm 2002: tung sản phẩm nước tăng lực Number One dưới dạng chai 240ml và lon 330ml tạo một hiện tượng mới trong thị trường nước giải khát trong nước, được khách hàng tin dùng và vinh dự đứng vào hàng topten các sản phẩm nước ngọt, nước giải khát khu vực Đông Nam Á. Tháng 12 năm 2006, nước tăng lực Number One đã phủ khắp thị trường miền Bắc, sản phẩm Number One có mặt ở hầu hết các tỉnh thành trong khắp cả nước. Tháng3/2003: nhà máy được cơ quan quản lý chất lượng quốc tế Det Norske Veritas (Hà Lan) đánh giá đạt tiêu chuẩn ISO tích hợp. Đột phá công nghệ với dây chuyền sản xuất hiện đại vào bậc nhất Đông Nam Á. Tân Hiệp Phát cho ra đời sản phẩm lần đầu tiên có mặt tại Đông Nam Á là “Bia tươi LASER”, mở ra một trang sử mới trong ngành bia Việt Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 8 Nam. Năm 2004: Ban hành sơ đồ tái cấu trúc, cải tổ cơ cấu quản lý nhân sự mới thích nghi với giai đoạn phát triển mở rộng của Công ty TNHH TMDV Tân Hiệp Phát. Sản xuất sữa đậu nành và nước tinh khiết Number One. Sữa Number One đã được khẳng định là một loại sữa có thương hiệu hàng đầu Việt Nam. Năm 2005: Tung sản phẩm mới “Bia Gold - Bến Thành” rất gần gũi với người tiêu dùng. Sản phẩm mang ý nghĩa đồng hành cùng may mắn, sự thành công, sự chia sẻ trong cuộc sống của mọi khách hàng. Năm 2006: Tung sản phẩm mới: Sữa đậu nành (Soya) hộp giấy với 3 loại hương, trà xanh không độ với các hương vị chanh, mật ong và không đường được khách hàng ủng hộ nhiệt tình. Nhập hệ thống sản xuất nắp chai nhựa 48, hệ thống máy thổi chai PET chiết nóng, hệ thống điều khiển dây chuyền Krones, dây chuyền chiết HDPE … nhằm chuẩn bị cho việc tung ra các sản phẩm mới đáp ứng nhu cầu đa dạng phong phú của xã hội. Năm 2007: Tháng 1/2007, đón nhận 3 chứng chỉ tích hợp ISO 9001:2000, ISO 14001:2004 và HACCP do cơ quan quốc tế Det Norske Veritas (Hà Lan) cấp. Cùng thời điểm đó, tiến hành lễ ra mắt sản phẩm Trà Bí Đao không độ; nước cam ép Number One Juice với hương vị ổi, chanh dây, thơm, cam, me,…; nước tăng lực Number One Chino và Trà Barley Không độ. Hiện nay, sau 15 năm hoạt động và phát triển, tập đoàn Tân Hiệp Phát đã sở hữu một cơ ngơi rộng lớn với tổng diện tích 20 hecta, 12 nhà máy đang hoạt động được trang bị đầy đủ dây chuyền sản xuất hiện đại, tổng số nhân viên lên tới 4000 người, sản xuất 48 dòng sản phẩm. Có thể nói, tập đoàn Tân Hiệp Phát là một trong những tập đoàn nước giải khát hàng đầu Việt Nam cả về uy tín lẫn chất lượng. Công ty đã tích cực sử dụng hệ thống sở hữu trí tuệ như một phần thiết yếu trong việc nghiên cứu phát triển sản xuất và các chiến lược phát triển thị trường của mình. Công ty cũng quan tâm tăng cường nhận thức cho các thành viên trong doanh nghiệp về lợi ích của hệ thống sở hữu trí tuệ và có sự phối hợp giữa các phòng ban trong công ty để sử dụng hệ thống này một cách tích cực trong các hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty. 3. Thành tựu đạt đƣợc Nhờ vào dây chuyền công nghệ với các trang thiết bị máy móc hiện đại và nguồn nguyên liệu đều được nhập từ nước Đức, Mỹ, Úc... sản phẩm của nhà máy đã đạt được các thành tích sau: - Huy chương vàng Hội chợ thương mại Quốc tế Cần Thơ ngày 17/07/1996. - Bằng khen Hội chợ Quốc tế hàng công nghiệp Việt Nam - Hà Nội ngày 25/10/1996. - Huy chương vàng Hội chợ Quốc tế Quang Trung 1998, Tp.HCM ngày 22/11/1998. - Huy chương vàng Hội chợ xuân Nha Trang năm 1998, Top 5 hàng Việt Nam được khách hàng ưa chuộng nhất do báo Đại Đoàn Kết tổ chức ngày 8/1/1998 - Giấy chứng nhận hàng Việt Nam chất lượng cao do báo Sài Gòn Tiếp thị tổ chức:  Năm 1999 (GCN số 158/99, ngày 10/03/1999).  Năm 2000 (GCN số 12/00, ngày 27/01/2000). Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 9  Năm 2001 (GCN số 203/01, ngày 15/01/2001). - Được bầu chọn hàng Việt Nam được ưa thích năm 2001 do báo Đại Đoàn Kết tổ chức bình chọn (văn bản số 01/CTBC/D9D9K, ngày 28/02/2001). - Huy chương vàng sản phẩm độc đáo, do Hội Chất lượng Công nghệ và báo Người Lao động tổ chức (BCN số 01/CND9D, ngày 06/05/2000 do văn phòng phát triển thương mại cấp). - Đạt ba giải thưởng chất lượng vàng, vệ sinh an toàn thực phẩm cho ba sản phẩm bia chai, bia tươi, bia lon Export do hội chợ chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm tổ chức ngày 19/01/2001.  Với phương châm: “Hôm nay phải hơn hôm qua nhưng không bằng ngày mai”, nhà máy tiếp tục đầu tư vào hệ thống quản lý bằng điện tử với phần mềm ERP (Enterprise Resources Planning) có thể liên tục cập nhật dữ liệu sản xuất và kinh doanh để đưa ra kế hoạch sản xuất tự động, nhanh chóng và hợp lý nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, mở rộng thị trường, đáp ứng một cách cao nhất nhu cầu ngày càng cao của khách hàng. 4. Các dòng sản phẩm của công ty Nhà máy phát triển theo định hướng: đa dạng hóa sản phẩm đáp ứng nhu cầu đa dạng của thị trường với nhiều loại sản phẩm đóng trong nhiều loại bao bì: chai thủy tinh, lon, hộp giấy, chai nhựa ...  Các sản phẩm chính: - Bia chai và bia lon Bến Thành - Bia tươi đóng chai Laser - Bia hơi - Nước tăng lực Number 1 - Nước giải khát có gas Number 1: Cream Soda, Cam, Cola - Sữa đậu nành chai.  Các sản phẩm trong tƣơng lai: - Sữa đậu nành hoà tan - Nước sữa chua - Nước ép trái cây các loại (Juice) - Trà linh chi, thảo mộc hoà tan  Sản phẩm phụ CO2 thu được trong quá trình lên men chính, một phần được sử dụng cho quá trình lên men phụ, phần còn lại sẽ sử dụng vào sản xuất nước giải khát có gas. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 10  Phế phẩm - Bã hèm: thu được sau khi rửa bã, được bán làm thức ăn gia súc. - Bã nấm men: được dùng để chế biến làm thức ăn gia súc. Hình ảnh về các sản phẩm của nhà máy Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 11 5. Hệ thống quản lý trong công ty Sơ đồ quản lý nhân sự Tổng Giám Đốc Ban KSNB P.Tổng Giám Đốc Ban Trợ lý Ban Dự án GĐ Điều Hành SX GĐ Phát Triển NNL General Sales MGR GĐ Marketing TP XDC B TP Kỹ Thuật TP Mua Hàng GĐ R&D GĐ Hậu Cần GĐ Tài Chính Operation Admin Production Control MGR TP Động Lực TP Bảo Trì Lắp Mới TP QTTB GĐ NM Bao Bì GĐ NM Bia GĐ NM Sữa TP Kế Hoạch TP Tuyển Dụng TP Nhân Sự TP Đào Tạo TP Hành Chánh TP An Ninh TP QC NM Bia TP QC NM Sữa New Channel Development Manager Excutive Secmantery to G&M National Sales MGR Beverage National Sales MGR Acolholic National Key Account Manager Trade Marketing Manager Sales Operation Manager Sales Capability Manager National Modern Trade MGR Category Managers Market Research Manager Communication Manager Marketing Service Manager TP QA TP R&D TP Kế Toán Quản Trị TP Kế Toán Tài Chính Ngân Quỹ TP ICS TP Kho TP Vận Tải Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 12 6. Sơ đồ nhà máy Hiện tại, công ty đang tạo công ăn việc làm ổn định cho 600 nhân viên. Hệ thống phân phối của công ty là 120 đại lý cấp 1/60 tỉnh thành. Phân bố mặt bằng: gồm các khu vực: - Khu văn phòng. - Khu nguyên liệu. - Khu nấu. - Khu lên men. - Dây chuyền chiết chai. - Dây chuyền chiết lon. - Kho bãi. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 13 - Khu sản xuất sữa đậu nành. - Khu sản xuất trà xanh không độ. - Khu sản xuất nước tăng lực. - Khu xử lý nấm men. - Khu sử lý nước công nghiệp. - Khu thu hồi CO2. - Hệ thống làm lạnh. - Khu CIP và lọc. - Phòng bảo vệ. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 14 II. Nguyên liệu Dựa vào quy trình sản xuất và các yêu cầu cần thiết của bia thành phẩm mà Q.C sẽ đưa ra các yêu cầu về nguyên liệu. Đồng thời các tiêu chuẩn về nguyên liệu cũng phải tuân thủ theo quy định của 46/BYT. Các nhà cung cấp nguyên liệu phải đưa C.A về các chỉ tiêu của nguyên liệu, nhân viên Q.C sẽ kiểm tra một số tính chất của nguyên liệu, thường chỉ kiểm tra ngoại quan và một số tính chất hóa lý nhanh của nguyên liệu, còn hầu hết các tính chất còn lại đều theo chỉ tiêu của C.A do nhà cung cấp nguyên liệu đưa. 1. Malt 1.1. Vai trò của malt trong quy trình sản xuất bia Đại mạch được trồng ở nhiều nơi trên thế giới chủ yếu trong vùng khí hậu ôn đới. Có 2 loại đại mạch là Hordeum vulgare (6 hàng) và Hordeum distichon (2 hàng). Trên bông của đại mạch có 6 hàng bông nhưng loại Hordeum distichon chỉ có 2 hàng bông phát triển thành hạt còn loại Hordeum vulgare cả 6 hàng bông đều phát triển thành hạt. Mặc dù cả 6 hàng bông đều có hạt nhưng kích thước hạt quá nhỏ nên đại mạch 6 hàng không được sử dụng để sản xuất malt trong khi đại mạch 2 hàng có kích thước hạt phù hợp cho việc sản xuất Malt. Malt là một trong bốn nguyên liệu chính trong công nghệ sản xuất bia, là thành phần chính làm cơ chất cho nấm men sử dụng tạo C2H5OH, tạo vị ngọt, hàm lượng CO2 và các chất dinh dưỡng có trong bia. 1.2. Thành phần chính của malt và vai trò của chúng Trong thành phần của malt ta chú trọng đến hàm lượng tinh bột, enzym, protein và nước  Tinh bột ( C6H10O5)n Tinh bột có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong công nghệ sản xuất bia. Hàm lượng tinh bột càng cao, hiệu suất thu hồi bia cũng được nâng cao hơn.  Trọng lượng riêng : 1,63  Nhiệt độ hồ hóa : 800C  Amilo : 17 – 24%  Amilopectin : 76 – 83%  Kích thước hạt tinh bột : 2 – 10 hay 20 – 30 m  Protein Trong tinh bột có khoảng 10 – 12% protein. Các sản phẩm thủy phân của protein có ý nghĩa quan trọng cho sự tạo màu bia, sự sinh sản và phát triển của nấm men, sự tạo bọt và giữ bọt của bia Nếu hàm lượng protein lớn hơn 12% trọng lượng chất khô thì giảm chất lượng bia, bọt kém đậm….. Nếu hàm lượng protein nhỏ hơn 10% trọng lượng chất khô thì độ bền sinh học kém, khó bảo quản và dễ hỏng bia… Protein cũng là một trong những nguyên nhân chính làm bia dễ bị đục, kém bền vững. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 15  Enzim Quan trọng nhất là 2 enzim thủy phân tinh bột là α và β-amylase  α-amylase: Tác dụng lên các liên kết α-1,4glucosit ở vị trí bất kì trong phân tử tinh bột nhưng không ở các đầu mạch và không tác dụng lên các liên kết α-1,6glucosit ở các mạch nhánh. Dưới tác dụng của enzim này làm giảm nhanh độ nhớt của dịch và khả năng tạo màu của iode nhưng lại tạo ra chậm các loại đường khử. Do vậy α-amylase là enzim dịch hóa với sản phẩm là hỗn hợp các đường và oligosaccharide bao gồm: maltose glucose, maltotriose. α-amylase thì không có trong hạt đại mạch chín và được sinh ra trong quá trình nảy mầm. α-amylase có pH tối ưu là 5,7; nhiệt độ tối ưu 70- 75oC; nhiệt độ phân hủy 80oC.  β-amylase: Tác dụng lên các liên kết α-1,4glucosit ở gần đầu không khử của chuỗi mạch tinh bột. Nó không tác dụng lên các liên kết α-1,6glucosit và các liên kết α-1,4glucosit ở gần sát điểm phân nhánh. Khi nó tác dụng lên amylose thì sản phẩm là maltose và các dextrin phân nhánh phân tử lượng lớn gọi là các “β-dextrin giới hạn”. Dưới tác dụng của enzim này các đường khử được tạo ra nhanh chóng nhưng độ nhớt và khả năng tạo màu của iode giảm chậm. β-amylase là enzim đường hóa, nó tồn tại dưới 2 dạng trong hạt đại mạch chưa nảy mầm: dạng tự do thì tan còn dạng kia liên kết với phân tử protein không tan bằng các cầu disulfua. Trong quá trình nảy mầm dạng liên kết chuyển sang dạng tự do. Dạng tự do cấu thành từ nhiều isoenzim có điểm đẳng điện khác nhau nhưng có tính chất tương tự nhau. β-amylase có pH tối ưu là 4,7-4,8, nhiệt độ tối ưu 60-65oC; nhiệt độ phân hủy 70oC. 1.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng malt. Phƣơng pháp kiểm tra Sau khi nhập malt về QC sẽ lấy mẫu kiểm tra chất lượng malt với các chỉ tiêu sau:  Màu: màu đặc trưng của malt  Mùi: mùi thơm đặc trưng của malt  Chỉ số khúc xạ: > 78%. Đo bằng máy điều nhiệt  Hoạt lực amylase: > 285% Wk  Độ ẩm: ≤ 4.5%. Đo bằng cân phân tích  pH của dịch wort: 5.5 – 6.5. Đo bằng pH kế  Màu của dịch wort 2.8 – 3.5 EBC. Đo bằng máy đo quang phổ  Hàm lượng protein tổng: 9 - 13%. Đo bằng phương pháp Kjeldahl  Hàm lượng protein hòa tan: ≥ 4.5%  Chỉ số Kolback: 42 - 48% Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 16 1.4. Bảo quản malt Malt được nhập hàng tháng từ nước ngoài và bảo quản trong các cyclo ở nhiệt độ thường (25oC). Trong các cyclo có bộ phận thông gió, bộ phận cảm biến nhiệt, cảm biến độ ẩm để kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm malt trong quá trình bảo quản. Nguyên liệu để trong cyclo có thể bảo quản được trong hai năm. Nhà máy có 4 cyclo chứa malt, mỗi cyclo chứa tối đa 300 tấn malt. 2. Thế liệu 2.1. Mục đích sử dụng thế liệu trong sản xuất bia Thế liệu là các loại ngũ cốc không phải malt (như gạo, ngô, lúa mạch đen, yến mạch, lúa mạch, lúa mì) được sử dụng trong sản xuất bia nhằm mục đích giảm giá thành sản xuất, cải thiện mùi vị của bia và để bảo quản bia được lâu hơn. Nhà máy sử dụng thế liệu là gạo, sản xuất trong nước. Gạo được nhập từ các tỉnh miền tây. 2.2. Chỉ tiêu của gạo Gạo là thế liệu được sử dụng nhiều nhất ở Việt Nam, và thứ 2 ở Hoa Kỳ. Gạo được sử dụng dưới dạng đã tách trấu, cám và mầm. Tuy nhiên trong quá trình loại bỏ các thành phần trên chú ý giảm tỉ lệ hình thành tấm thực tế để giảm giá thành công nghệ chấp nhận tỉ lệ tấm 30%. Do gạo chứa ít chất béo hơn bắp vì thế gạo được sử dụng trong nhiều nhà máy sản xuất bia. Gạo dùng trong sản xuất bia sẽ cho hương thơm và vị trung tính, sản phẩm có màu sáng và trong. Ở nước ta, gạo là nguồn nguyên liệu dồi dào, việc xay nghiền gạo cũng đơn giản hơn, không cần ngâm. Chất lượng của bia dùng thế liệu gạo có thể cần phải cải thiện một số yếu tố như: độ trong; nhiệt độ hồ hóa; độ nhớt của dịch cháo; hương thơm của cháo; hàm lượng chất béo; hàm lượng protein…Gạo bị hư hỏng trong quá trình vận chuyển và tồn trữ cũng là một vấn đề cần quan tâm nhưng với những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong bảo quản điều này không còn là mối lo ngại. Không phải tất cả các loại gạo đều có thể dùng sản xuất bia, do có những lọai gạo có độ nhớt cao khi hồ hóa dẫn đến việc khó khăn khi bơm dịch. Theo các nhà nghiên cứu nếu gạo có thời gian dịch hóa khi đun sôi trong thời gian 15 phút có thể dùng làm thế liệu sản xuất bia. Trong quá trình hồ hóa để tạo điều kiện thuận lợi trong giai đoạn đường hóa và dịch Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 17 hóa gạo người ta thêm vào lượng malt lót từ 5- 10% với mục đích sử dụng lượng enzym có trong malt để làm giảm khối lượng mạch tinh bột.  Hàm lượng glucid ≥ 78%  Màu sắc: màu trắng  Mùi: không có mùi lạ  Độ ẩm: 14-15,5%  Hiệu suất hòa tan: 80-85% 2.3. Bảo quản gạo Gạo được bảo quản trong xilo ở nhiệt độ thường. Nhà máy có 2 xilo gạo, mỗi xilo gạo chứa tối đa 150 tấn. 2.4. Sự khác nhau giữa bia có sử dụng thế liệu và bia không có thế liệu Bia không sử dụng thế liệu Bia sử dụng thế liệu - Giá thành cao - Hàm lượng nitrogen hòa tan nhiều - Chứa nhiều enzim - Hương vị sản phẩm không đa dạng. - Khả năng giữ bọt thấp - Giá thành thấp hơn - Hàm lượng nitrogen hòa tan giảm do protein thấp. - Không chứa hoặc chứa ít enzym - Tăng tính chất và hương vị cho sản phẩm bia, tạo nét đặc trưng cho sản phẩm. - Tăng khả năng giữ bọt Ví dụ: - Độ đường Succrose và Fructose giảm khi tăng tỉ lệ thế liệu.(bắp) - Dùng tỉ lệ thế liệu cao làm tăng mức độ Diacetyl (bắp) - Độ trong, hương thơm của bia tăng, hàm lượng chất béo, hàm lượng protein giảm. (gạo). Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 18 - Giảm lượng nitơ hòa tan và màu của bia, có thể làm tăng khả năng làm ổn định bọt của bia. (lúa mạch). 3. Nƣớc 3.1. Vai trò của nƣớc trong sản xuất bia Nước là nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng thành phẩm. Trong quá trình sản xuất malt và bia cần một lượng nước rất lớn nhu để ngâm đại mạch trong sản xuất malt, hồ hóa, đường hóa, rửa men, rửa thiết bị, cung cấp cho lò hơi.... Nước tham gia trực tiếp vào quy trình công nghệ (như ngâm đại mạch, nấu malt, lọc dịch nha, lên men, trong công đoạn chiết rót…), tạo nên sản phẩm cuối cùng. Có thể coi nước là nguyên liệu chính để sản xuất bia do trong bia hàm lượng nước chiếm đến 90-92% trọng lượng bia. 3.2. Phƣơng pháp xử lí nƣớc Nhà máy bia Bến Thành phân biệt 2 loại nước:  Nước công nghệ: là loại nước tham gia trực tiếp vào quy trình công nghệ để tạo ra sản phẩm cuối cùng. Nước công nghệ được sử dụng trong các quá trình nấu malt, nấu gạo, rửa bã …  Nước công nghiệp: không trực tiếp có mặt trong thành phần của sản phẩm nhưng cũng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Nước này sữ dụng vào nhiều mục đích khác nhau như: vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà xưởng, thanh trùng… Nguồn nước cung cấp cho sản xuất bia lấy từ các giếng khoan và đem đi xử lý lại. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 19 Quy trình xử lý nƣớc công nghiệp Nước giếng Xử lý làm thoáng Lắng lọc sơ bộ Bơm vào bể trung gian Cột lọc các áp lực Nước công nghiệp Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 20 Quy trình xử lý nƣớc công nghệ 3.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc Chất lượng nước được đánh giá chủ yếu thông qua ba nhóm chỉ tiêu: cảm quan, hóa lý và vi sinh.  Chỉ tiêu cảm quan. Trong công nghệ sản xuất thức uống, nước nguyên liệu phải đạt các yêu cầu sau: trong suốt, không màu, không mùi, không vị. (Ban hành theo quyết định số 23/2004/QĐ-BKHCN ngày 25 tháng 8 năm 2004 của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ) Màu sắc, TCU, không lớn hơn: 15 Độ đục, NTU, không lớn hơn: 2 Mùi, vị: không mùi vị. Lọc than Lọc tinh Xử lý acid yếu Xử lý acid mạnh Nước công nghệ Lọc chân không Nước công nghiệp Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 21  Độ trong suốt (độ đục): Độ trong của nước phụ thuộc vào lượng khoáng bị hoà tan, các hợp chất cơ học, chất hữu cơ và chất keo tụ trong nước. Độ đục của nước thường được xác định bằng cách rót hai mẫu nước có cùng thể tích vào hai ống đong bằng thủy tinh trong suốt, được đặt cạnh nhau và ở phía trước là một nền trắng để quan sát. Một mẫu là mẫu nước cần phân tích, mẫu còn lại là mẫu đối chứng sử dụng nước cất. Người phân tích sẽ quan sát và so sánh hai mẫu rồi ghi nhận xét. Để lượng hóa độ đục của nước, người ta sử dụng đơn vị đo là mgSiO2/l. Người phân tích sẽ bổ sung từ từ bột SiO2 vào ống đong chứa mẫu đối chứng với một hàm lượng xác định sao cho sau khi khuấy đều, độ đục của hai ống đong là tương đương nhau. Từ đó, người ta sẽ tính được số mg bột SiO2 cần bổ sung vào 1l nước để có độ đục tương đương với mẫu nước cần phân tích. Ngoài phương pháp trên, người ta có thể xác định độ đục của nước bằng máy đo độ đục. Độ đục làm giảm khả năng truyền sáng của nước, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp, 1 đơn vị độ đục là sự cản quang gây ra bởi 1 mg SiO2 hòa trong 1 lít nước cất. Độ đục được đo bằng máy đo độ đục (đục kế – turbidimeter). Đơn vị đo độ đục theo các máy do Mỹ sản xuất là NTU (Nephelometric Turbidity Unit)  Độ màu. Độ màu của nước là do các hợp chất màu tan trong nước tạo nên, thường là do chất hữu cơ (chất mùn hữu cơ – acid humic), một số ion vô cơ (sắt…), một số loài thủy sinh vật…Màu sắc mang tính chất cảm quan và gây nên ấn tượng tâm lý cho người sử dụng. Phần lớn nước không màu. Nước cứng có màu xanh nhạt, nước chứa Fe và H2S có màu lục nhạt, nước chứa chất hữu cơ thường có màu vàng nhạt. Ngoài phương pháp cảm quan, người ta có thể xác định độ màu của nước bằng máy so màu.  Mùi Mùi của nước do các hợp chất dễ bay hơi có trong nước tạo nên. Nước ở 20oC ít khi bị phát hiện là có mùi lạ do khả năng bay hơi của các chất ở nhiệt độ này không cao. Thông thường để xem nước có mùi lạ hay không, người ta sẽ gia nhiệt mẫu nước lên 50-60oC. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 22  Vị Vị của nước do các loại muối, các chất khí, các tạp chất trong nước quyết định. Nước tinh khiết được xem là không vị. Theo Rukhlideva và cộng sự (1977) thì hàm lượng muối ăn NaCl trong nước từ 250 mg/l đến 300mg/l sẽ làm cho mẫu nước có vị mặn. Tương tự, nếu hàm lượng MgSO4 trong nước từ 500mg/l và hàm lượng sắt từ 55 mg/l trở lên thì mẫu nước sẽ có vị đắng hoặc chát. Khi nước có chứa cacbonate canxi và cacbonate magie hay acid cacbonic thì nước có vị ngọt dễ chịu.  Chỉ tiêu hóa lý.  pH: 6.8-7.4  Độ cứng tạm thời: 0.7mg/l  Độ cứng vĩnh cửu: 0.4 - 0.7mg/l  Hàm lượng NH3: < 5mg/l  Hàm lượng NO-2 = 0  Hàm lượng chì < 0.1 mg/l  Hàm lượng Fe < 0.3 mg/l  Chỉ tiêu vi sinh.  Hàm lượng vi sinh vật hiếu khí < 100 CFU/1ml H2O  Hàm lượng vi sinh vật kị khí = 0  E.coli < 20 CFU/1l  Coliform = 0 4. Hoa houblon 4.1. Vai trò hoa houblon trong sản xuất bia Hoa houblon là nguyên liệu chính thứ hai trong sản xuất bia, có vai trò:  Cung cấp cho bia vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng.  Tạo sức căng bề mặt giúp giữ bọt bia bền lâu hơn.  Các chất đắng trong hoa góp phần ức chế sự phát triển của vi sinh vật. 4.2. Thành phần chính của hoa houblon và tác dụng của chúng Thành phần của houblon như sau:Thành phần H m l  Nước: 10 – 13%  Tổng chất đắng: 15 – 21%  Tinh dầu: 0.5 - 1.5%  Tanin: 2.5 – 6%  Đường khử: 2%  Pectin: 2%  Acid amin: 0.1%  Chất b._.éo: 3%  Tro : 8% Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 23  Cellulose, lignin và những chất còn lại: 40% Các hợp chất đắng trong hoa Hoa houblon chứa 15 – 21% nhựa đắng (theo % chất khô của hoa). Nhựa trong houblon bao gồm 2 loại: nhựa mềm và nhựa cứng. Nhựa mềm: trong houblon tươi chứa một số lượng nhỏ nhựa mà thành phần chủ yếu của nó là α- acid và β- acid ngoài ra còn chứa một phần nhỏ dedoxy α- acid (là thành phần không đóng vai trò gì trong sản xuất bia chúng sẽ bị nấm men hấp phụ trong quá trình lên men). Nhựa mềm là thành phần có khả năng hòa tan trong dung môi hexane Nhựa cứng: Chiếm 1 tỉ lệ rất nhỏ trong houblon tươi nhưng sẽ tăng trong quá trình tồn trữ. Nó được cho là thành phần nhựa không hòa tan trong dung môi hexane. Tổng nhựa của houblon được xác định bằng tổng của nhựa cứng và nhựa mềm. Đây là thanh phần có thể hòa tan trong dung môi Diethylether và Methanol. Phương pháp xác định phần trăm các loại acid được tiến hành bằng cách độ độ hấp thu của dung dịch trích ly acid từ houblon trong dung môi toluen sau khi pha loãng trong dung dịch metanol kiềm được đo tại 3 bước sóng 275nm; 325nm; 355nm bằng máy quang phổ kế. Công thức tính hàm lượng các acid như sau: %α-Acids = D [_19.07A275 + 73.79A325 – 51.56A355] %β-Acids = D [5.10A275 – 47.59A325 + 55.57A355] Trong đó D là hệ số pha loãng. Pectin Thành phần pectin chiếm một tỉ lệ khiêm tốn trong thành phần houblon và chúng không có vài trò lớn đối với sản phẩm bia, hầu hết chúng được loại bỏ trong quá trình lắng cặn. Tuy nhiên, theo những nghiên cứu cho thấy pectin có trong houblon đóng vai trò ổn định bọt. Với hàm lượng pectin houblon 30 ppm có thể làm cải thiện và gia tăng khả năng ổn định bọt của sản phẩm bia. Tinh dầu dễ bay hơi Tinh dầu chiếm khỏang 0.4-2.5ml/100g sản phẩm tinh dầu chưng cất từ houblon. Trong nguyên liệu thô (chưa qua chưng cất) chứa nhiều tinh dầu hơn so với nguyên liệu đã xử lý nhưng hàm lượng lupulin trong hai dạng không có khác biệt lắm. Thành phần chủ yếu của tinh dầu houblon là terpene. Terpene trong tinh dầu houblon có 3 dạng: monoterpene myrcene; α-humulene; β-caryophyllene. Các dạng này thường hoặc chuyển đổi cho nhau và chiếm đến 80% hàm lượng tinh dầu của houblon. Ngoài ra chúng còn chứa các loại terpene khác như α- ; β-selinene và β-farnesene. Trong số các loại tinh dầu theo các nghiên cứu dường như chỉ có myrcene có tác dụng tích cực đến hương thơm của bia. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 24 4.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng hoa Việc sử dụng houblon phụ thuộc vào nhiều yếu tố và mục đích sử dụng. Dựa vào các yếu tố trên chúng ta quyết định lựa chọn lọai houblon nào tối ưu nhất. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng hoa : Mức độ đắng Độ thơm Bền mùi Bền bọt  Chỉ tiêu về cao hoa  Màu vàng sậm  Mùi thơm đặc trưng của hoa houblon  Hàm lượng α-acid ≥ 30%. Xác định bằng phương pháp chuẩn độ  Chỉ tiêu về hoa viên  Màu xanh ô liu  Mùi thơm đặc trưng của hoa houblon  Hàm lượng α-acid: 8±0,5%  Độ ẩm < 10%  Độ đắng bia 30oBU 4.4. Bảo quản houblon Houblon được nhập từ nước ngoài và Q.C sẽ kiểm tra chất lượng, sau đó houblon sẽ được bảo quản ở container lạnh < 0oC, thời gian bảo quản cao nhất là 1 năm, khi sử dụng houblon sẽ được rã đông. 5. Nấm men 5.1. Vai trò của nấm men trong sản xuất bia Chuyển đường thành C2H5OH và tạo ra các mùi vị đặc trưng cho sản phẩm, tùy vào loại nấm men mà tạo ra các mùi, vị khác nhau. Nhà máy sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae 5.2. Phân loại nấm men trong sản xuất bia. Đặc điểm của từng loại  Phân loại Nấm men trong công nghệ sản xuất bia thường là chủng thuộc giống Sacchromyces, gồm có nấm men chìm và nấm men nổi. Có 2 dạng: nấm men có dạng hình oval hoặc dạng tròn. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 25  Nấm men lên men nổi tên là Saccharomyces cerevisiae dùng trong sản xuất bia ale. Tế bào nấm men mẹ và con sau nảy chồi thường dính lạivới nhau tạo thành như chuỗi các tế bào nấm men còn hình dạng chủ yếu hình cầu hoặc ovan với kích thước 7 – 10µm.  Nấm men lên men chìm tên là Saccharomyces carlsbergensis, lên men ở nhiệt độ thấp dùng trong sản xuất bia lager. Hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi, hình dạng chủ yếu là hình cầu.  Đặc điểm  Saccharomyces cerevisiae: sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ cao, lơ lửng trên bề mặt là chủ yếu. Khả năng lắng yếu nên phải lọc cẩn thận.  Saccharomyces carlsbergensis: sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp. Phân bố ở tầng sâu thiết bị. Dễ kết lắng  dễ tách lớp. Do đó lọc dễ hơn đồng thời tạo điều kiện sử dụng lại giống nấm men. 5.3. Sự khác nhau giữa 2 loại nấm men Khả năng lên men các loại đường trisacarit, ví dụ raffinoza. Trong nấm men chìm có enzym có thể sử dụng hoàn toàn đường raffinoza trong khi đó nấm men nổi chỉ sử dụng được 1/3 đường saccharose. Khả năng tạo bào tử của nấm men chìm lâu hơn và hạn chế hơn nấm men nổi. Quá trình trao đổi chất của nấm men chìm chủ yếu xảy ra trong quá trình lên men, còn của nấm men nổi xảy ra mạnh trong quá trình hô hấp, vì vậy sinh khối nấm men nổi thu được nhiều hơn nấm men chìm. Nấm men chìm còn chia ra 2 loại tuỳ thuộc khả năng kết lắng của nó là nấm men bụi và nấm men kết bông. Nấm men bụi là loài nấm men phân ly mịn trong dịch lên men và lắng từ từ khi kết thúc lên men chính. Nấm men kết bông là loài nấm men có thể kết dính với nhau trong thời gian ngắn khi kết thúc lên men chính và tạo thành khối kết bông lớn nên lắng nhanh xuống đáy thiết bị. Còn loài nấm men nổi không có khả năng này. Nấm men nổi nổi lên bề mặt dịch trong và cuối quá trình lên men chính. Trong khi đó nấm men chìm lắng xuống đáy thiết bị khi kết thúc lên men chính, làm cho bia nhanh trong nhưng khả năng lên men hết đường không bằng nấm men nổi. Như vậy đối với sản xuất bia Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 26 bằng phương pháp lên men nổi, nấm men được tách khỏi bia bằng cách hớt bọt, lên men chìm thì xả cặn ở dưới đáy thiết bị lên men. Nấm men chìm S. carlsbergensis và nấm men nổi S. cerevisiae ngoài các đặc điểm nêu trên, giữa chúng có nhiều đặc điểm sinh hoá khác nhau dựa vào năng lực lên men đường disacarit melibioza của chúng. Ở loài S. carlsbergensis có chứa các gen MEL. Các gen này tạo ra enzym ngoại bào là  - galactosidaza (melibiaza) có khả năng chuyển hoá đường melibioza. Trong khi đó S. cerevisiae không chứa gen MEL do đó không chuyển hoá được đường melibioza. Nấm men chìm lên men ở 4-12oC, nấm men nổi ở 14-25oC. 5.4. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nấm men Khi đưa vào sản xuất tỉ lệ men chết dưới 2%, tỉ lệ nảy chồi lớn hơn 10%. Nấm men đưa vào dịch đường để lên men phải được từ 10-20 triệu tế bào/ml giống. Nấm men có khả năng chuyển hóa các đường đôi, đường đơn giản , các peptid,acid amin, giải phóng ra CO2, rượu êtylic và nhiệt. Nấm men phải thuần chủng. 6. Các nguyên liệu phụ 6.1. NaOH Dùng để trung hòa và vệ sinh, tẩy rửa (CIP) Yêu cầu kỹ thuật:  NaOH > 96%  NaCl < 1,5%  Fe2(CO)3 < 0,2% 6.2. Axit Bảng 2.6.2.1. Một số loại axit thường được sử dụng trong sản xuất bia: Tên axit Yêu cầu kỹ thuật Mục đích sử dụng HCl HCl >30% Fe < 0,01% Điều chỉnh pH nước và xử lý men sữa Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 27 SO4 2- < 0,077% H2SO4 d = 1,84 (g/l) 95-98% Điều chỉnh pH nước và xử lý men sữa Axit lactic Điều chỉnh pH dịch hèm trong quá trình nấu và đường hóa HNO3 hoặc HNO2 Vệ sinh, tẩy rửa và sát trùng. H3PO4 Điều chỉnh pH cho nước và vệ sinh tẩy rửa. 6.3. Muối Bảng 2.6.3.1. Một số muối thường dùng trong sản xuất bia: Tên muối Yêu cầu kỹ thuật Mục đích sử dụng Na2CO3 Na2CO3 > 95% NaCl < 1% Fe <0,02% Xử lý bia thành phẩm khi pH của bia quá thấp. NaCl Màu trắng tinh NaCl > 99% H2O ≤ 0,5% Bổ sung vào môi trường và dịch lên men khi cần thiết, kích thích tiêu hóa và ổn định vị của bia. CaCl2 Tinh khiết Bổ sung vào dịch đường hóa để bảo vệ enzym khỏi tác động nhiệt độ. CaSO4 Bổ sung vào nồi malt và nồi hoa để điều chỉnh nước. Na2S Na2S > 63,5% Fe < 0,25% Chất không tan < 1% Khử sắt, khử mùi tanh, màu vàng của sắt. Thường hòa Na2S thành dung dịch 15 0 Baume. ZnCl2 Cung cấp kẽm cần cho sinh trưởng của nấm men. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 28 6.4. Chất chống oxi hóa Bảng 2.6.4.1. Một số chất khử thường dùng: Chất khử Lƣợng chất khử để cố định 1mg O2 (mg) Axit ascorbic 11 Axit D-erythorbic 11 Axit isoascorbic 12,4 Natri ascorbat 13,5 Natri- isoascorbat monohydrat 4 Anhydrit sunfua (SO2) 6,5 Natri hydrogenosunfit 6,81 Canxi hydrogonosunfit 10,88 Natri disunfit 5,94 Kali disunfit 6,94 6.5. Chế phẩm enzym  Amyloglucosidase Tác dụng  Đảm bảo thủy phân 100% liên kết α-1.6 glucosic trong tinh bột.  Hạn chế rủi ro tinh bột suy thoái hình thành. Đặc tính  Dạng chất lỏng mầu nâu.  Mùi : Có mùi lên men thông thường.  Vị: Không có vị gì đặc biệt.  Khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước  Nhiệt độ sử dụng trong khoảng: 40 -65oC  pH sử dụng: 3.0 - 5.5.  Alpha- amylase Tác dụng  Đảm bảo sản xuất bia chất lượng cao từ nguyên liệu thô có tính kinh tế cao. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 29  Giảm thời gian sản xuất bia  Hạn chế rủi ro tinh bột suy thoái hình thành. Đặc tính  Dạng chất lỏng màu nâu.  Khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước.  Nhiệt độ sử dụng trong khoảng: 70 -95oC  pH sử dụng: 5.0 - 7.0.  Beta-Glucanase Tác dụng  Tăng hiệu quả quá trình nấu malt hoặc nguyên liệu thay thế  Giảm độ nhớt cho dịch hèm nhờ khả năng thủy phân beta-glucan  Tăng hiệu quả của quá trình lọc. Đặc tính  Tan hoàn toàn trong nước  Nhiệt độ sử dụng từ 55-65oC  pH sử dụng : 6.5 - 8.  Amyloglucosidase Tác dụng  Đảm bảo thủy phân 100% liên kết α-1,6 glucosidic trong tinh bột.  Hạn chế rủi ro tinh bột suy thoái hình thành. Đặc tính  Dạng chất lỏng mầu nâu.  Mùi : Có mùi lên men thông thường.  Vị: Không có vị gì đặc biệt.  Khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước  Nhiệt độ sử dụng trong khoảng: 40 -65oC  pH sử dụng: 3.0 - 5.5. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 30  α-acetolactate decarboxylase Tác dụng  Dùng để lên men trong quá trình sản xuất bia.  Ngăn chặn sự hình thành diacetyl.  Tăng hiệu quả của quá trình lên men bia.  Giảm thời gian lên men phụ Đặc tính  Tan hòa toàn trong nước, an toàn khi sử dụng trực tiếp.  pH sử dụng tối ưu: 6.0-6.5 .Nhiệt độ sử dụng tối ưu: 35-45oC.  Protease (Papain, pepsin) Tác dụng  Làm tăng hàm lượng Amino acid tự do cần thiết cho quá trình lên men của nấm men trong dịch hèm.  Cải thiện hiệu suất lên men và chất lượng cuối cùng của bia  Cải thiện quá trình thủy phân Protein từ các nguyên liệu casein, đỗ tương, lúa mỳ.  Làm giảm độ nhớt của dịch hèm, cải thiện tốc độ lọc. Đặc tính  Dạng chất lỏng mầu nâu. Tan hoàn toàn trong nước.  Nhiệt độ sử dụng trong khoảng: 40 - 60oC  pH sử dụng: 6.0-8.0  Nhiệt độ 55oC và pH tối ưu: 6.5. 6.6. Chất làm sạch dịch đƣờng Chứa cấu trúc kappa Isomer của carrageenan. Khi thêm vào quá trình sôi của dịch hèm thì cấu trúc kappa carrageenan phản ứng mạnh mẽ với hỗn hợp Protein, đặc biệt là các hạt protein dạng sương mù hoặc dạng mảnh nhỏ trong dịch hèm. Vì vậy nó có tác dụng làm sạch dịch đường. Cải thiện quá trình cắt đứt các liên kết chặt chẽ trong dịch hèm Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 31 Cải thiện hiệu quả và năng cao hiệu suất của nấm men trong quá trình lên men Cải thiện quá trình lọc Cải thiện độ bền keo của bia và làm giảm độ đục bia 6.7. Chất trợ lọc Các chất trợ lọc được sử dụng phổ biến hiện nay là diatomit và peclit.Tại công ty sử dụng bột trợ lọc là kieseguhr (diatonit) Kích thước trung bình của các hạt kieselguhr là vào khoảng 2 - 10m. Khối lượng riêng của chúng: 500 - 600kg/cm2 Tỉ trọng thực là: 2000 - 2200kg/cm3 Độ phân tán của kieselguhr đạt lớn nhất là 92%, khả năng tiếp nhận nước là 5 lần, lớn hơn thể tích của chúng. Do tính phân tán cao của kieseguhr, bột kieselguhr có bề mặt rất lớn và nhẹ. Khả năng tạo bề mặt lớn chính là nguyên nhân tạo nên khả năng hấp thu mạnh của kieselguhr. Chất trợ lọc mà nhà máy đang dùng gồm hai loại: trắng (hạt thô) và đỏ (hạt mịn) với tỉ lệ trắng/đỏ = 9/5. Chất trợ lọc này chỉ dùng một lần, không tái sử dụng. Mức độ phủ bột trên thành ống phụ thuộc vào áp suất đầu vào và đầu ra của thiết bị. Thời gian thay bột lọc phụ thuộc vào năng suất làm việc và thiết bị đầu dò. 6.8. Maturex L Tác dụng rút ngắn thời gian lên men phụ, giảm lượng diacetyl tạo thành trong quá trình lên men chính. 6.9. Caramel Tạo màu cho bia. Caramen dạng bột được pha với nước trước khi cho vào thiết bị lắng, thường sử dụng từ 6.5-6.8oEBC. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 32 III. Qui trình công nghệ Chiết chai CC Thanh trùng Dán nhãn Sản phẩm Làm lạnh, bão hòa O2 Lên men chính Lên men phụ,tàng trữ Phối trộn Malt Sàng Nghiền Phối trộn Nấu Nước CaCl2 Gạo Sàng Nghiền Phối trộn Nấu Nước Malt lót Lọc bã hèm Bã hèm Đun sôi Houblon, ZnCl2, Caramel Lắng Cặn Lọc nến Bão hòa CO2 Tàng trữ Bột trợ lọc O2 Men Nhân giống CO2 Chai Rửa chai CC Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 33 Hình: Dây chuyền nấu bia 1. Tiếp nhận nguyên liệu Malt được nhập từ nước ngoài, gạo được thu mua trong nước. Sau khi vận chuyển vào nhà máy, malt và gạo bảo quản trong các cyclon. Nhà máy 4 cyclon chứa malt (300 tấn/cyclon) và 2 cyclon chứa gạo (150 tấn/cyclon), tất cả đều được trang bị hệ thống thông gió và những đầu dò tự động để kiểm tra điều kiện nhiệt độ, độ ẩm bên trong cyclon. Để có thể nhập liệu và tháo liệu trong cyclon, nhà máy dùng hệ thống gầu tải. Đó là một hệ thống băng tải mà trên đó có gắn các gầu để chứa nguyên liệu. Malt (gạo) đầu tiên được cho vào một hộc nhập liệu. Tại đây, nguyên liệu được tách bụi một phần và bụi được chứa vào cyclon. Hệ thống gầu nhập liệu được bố trí bên ngoài dọc theo cyclon. Malt (gạo) được gầu tải vận chuyển ngược lên đổ vào đỉnh cyclon. Trong mỗi cyclon có hai cảm biến ở đỉnh và đáy. Nhờ vào hai cảm biến này, nhà máy sẽ xác định được lượng nguyên liệu có trong cyclon. Cảm biến đỉnh sẽ báo màu xanh, cảm biến đáy sẽ báo màu đỏ khi không có malt (gạo) tại mỗi vị trí. Và ngược lại, cảm biến đỉnh sẽ báo màu đỏ, cảm biến đáy sẽ báo màu xanh khi có malt (gạo) tại vị trí tương ứng. Malt (gạo) được tháo liệu theo đường ống ở đáy mỗi cyclon. Tại đây có một van tự động để điều chỉnh lượng tháo liệu. Malt (gạo) sau đó cũng được hệ thống gầu tải vận chuyển vào tank chứa trung gian. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 34 2. Xử lý nguyên liệu 2.1. Mục đích - Loại bỏ tạp chất ra khỏi nguyên liệu ( cát, đá, bụi, rơm rác…). - Hệ thống bao gồm: sàng rung, thiết bị tách từ và quạt gió. 2.2. Biến đổi Không có biến đổi đáng kể 2.3. Thiết bị Về cấu tạo, thiết bị sàng malt và gạo giống nhau Hình: Thiết bị sàng rung (1)Mặt sàng nghiêng (2) Mô tơ tạo rung, (3) Tang quay, (4) Nắp thiết bị, (5) Ống thông khí và van điều chỉnh, (6) Nguyên liệu vào, (7) Nguyên liệu ra, (8) Sỏi, đá, (9) Đường ra của sỏi, đá lẫn, Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 35 (10) Đầu cao của máng, (11) Nguyên liệu, (12) Không khí vào. Thiết bị sàng của nhà máy có cấu tạo gồm 03 sàng đặt nghiêng, mỗi sàng nghiêng 150. Hai sàng đầu có đường kính lỗ sàng lớn hơn kích thước hạt malt (gạo) và sàng 03 (sàng dưới cùng) có đường kính lỗ sàng nhỏ hơn kích thước hạt malt (gạo). Ở đầu cao của sàng 01 và 02 (đầu cao của mặt phẳng dốc) là máng thu tạp chất. Đầu dưới của sàng 03 (đầu thấp của mặt phẳng dốc) có máng chứa nguyên liệu sạch, máng này lại thông với ống tháo liệu. Phía trước thiết bị có 2 cửa tháo tạp chất, với cửa trái thông với máng thu tạp chất của sàng 01 còn cửa phải thông với máng thu tạp chất của sàng 02. Phía dưới sàng 03 là máng gom bụi sót. Máng này thông với ống tháo bụi nằm ở đáy thiết bị. Mỗi thiết bị có 6 cửa kính quan sát bên hông. Ở đỉnh của thiết bị là ống thu bụi về cyclon. Bên ngoài thiết bị có hai motor. Một motor tạo chuyển động rung theo phương nghiêng của sàng, motor còn lại tạo chuyển động theo phương đứng. Bảng: Thông số thiết bị của máy sàng rung Gusmer Tên thiết bị Thiết bị sàng Hãng cung cấp Gusmer Độ nghiêng của lƣới sàng 15o±3o Áp suất lọc bụi 4±0.5 kg/cm2 Thông số kiểm soát Áp lọc bụi, dùng áp kế 2.4. Nguyên lý hoạt động Khi hoạt động, từ cyclon chứa trung gian ở tầng trên, nguyên liệu được nhập vào ở phía đỉnh mặt nghiêng của sàng 01. Nhờ có cơ cấu rung lắc, sàng sẽ chịu lực tác dụng đồng thời theo phương nghiêng và phương đứng. Dưới tác dụng rung lắc, những hạt có kích thước nhỏ hơn lỗ sàng 01 và 02 sẽ lần lượt rơi qua 2 sàng này đến sàng 03, chuyển động theo mặt nghiêng sàng 03 đến máng gom và theo ống tháo liệu đến thiết bị tách kim loại. Các thành phần tạp chất trong nguyên liệu sẽ bị giữ lại trên 2 sàng đầu. Trong đó, sàng 01 có nhiệm vụ tách các tạp chất lớn như đá, rơm, giấy vụn, còn sàng 02 dùng tách tạp chất nhỏ hơn. Khi sàng rung lắc, các tạp chất này liên tục bị giật lên, giật xuống rồi bị giật mạnh ngược lên đầu cao của sàng, rơi vào máng thu, theo cửa tháo của mỗi sàng ra ngoài. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 36 Trong quá trình sàng, dưới tác dụng rung lắc của sàng và lực hút của quạt, một phần bụi sẽ tách ra khỏi malt, theo đường ống ở đỉnh thiết bị sàng và đến cyclon chứa bụi. Một lượng bụi khác cũng được tách ra ở đáy sàng 03 và được thu ở phía dưới thiết bị. 3. Nghiền 3.1. Nghiền malt Gồm có nghiền malt chính và nghiền malt lót. Malt từ cyclo chứa (6 cyclo) theo đường ống dẫn được chuyển vào cân sau đó được chuyển xuống thiết bị nghiền, tại đây các hạt malt sẽ được nghiền đến kích thước nhất định nhằm đảm bảo yêu cầu kĩ thuật. 3.1.1. Mục đích Phá vỡ cấu trúc tế bào để tăng bề mặt tiếp xúc của nguyên liệu với nước, tạo điều kiện hồ hoá nhanh, thúc đẩy quá trình đường hoá, tăng khả năng tiếp xúc của enzyme với cơ chất cũng như việc thực hiện quá trình thuỷ phân nhanh, đồng thời thu được chất hòa tan có nồng độ cao nhất. 3.1.2. Nguyên tắc nghiền Do cấu tạo của hạt malt gồm vỏ và nội nhũ. Vỏ gồm: cellulose, lignin, các hợp chất polyphenol, các chất đắng. Cellulose và lignin không tan trong nước, không bị biến đổi dưới tác dụng của enzyme trong malt. Các hợp chất còn lại thì có thể hòa tan vào nước đi vào thành phần dịch đường sẽ làm cho bia có vị đắng chát, khó chịu. Đây là những thành phần không mong muốn trong bia nên không cần phải nghiền mịn malt để tận thu các chất này. Ngoài ra, khi vỏ trấu không bị nát nhiều nó sẽ tạo thành một lớp lọc rất hiệu quả, hỗ trợ tốt cho quá trình lọc. Vì vậy phần vỏ không nên nghiền mịn. Nội nhũ gồm: tinh bột, dextrin, đường, protein và nhiều hợp chất khác. Các thành phần này cung cấp chất hòa tan chủ yếu cho dịch đường nên phần nội nhũ cần được nghiền mịn nhưng nếu quá mịn lại dễ làm tắt lớp lọc về sau. Mặt khác cấu trúc nội nhũ lại không đồng nhất. Trong quá trình ươm mầm, enzyme chưa thủy phân hết nên ở đầu hạt sẽ cứng hơn giữa hạt. Như vậy trên cùng 1 hạt malt, 3 vùng khác nhau yêu cầu 3 mức độ nghiền khác nhau. Không thể đồng thời cùng lúc thỏa mãn cả 3 yêu cầu. Do đó, phải chấp nhận 1 phương án thỏa thuận có xét đến tổng thể cả 3 đối tượng. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 37 3.1.3. Các biến đổi - Kích cỡ hạt giảm, vỏ trấu tách ra khỏi hạt. - Hàm lượng nước trong malt tăng lên, malt trương nở. Do vậy mà các enzyme của malt được hoạt hoá nhẹ nhàng. Nước nóng 52OC là điều kiện thích hợp hoạt hoá enzyme protease. 3.1.4. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình - Lượng tạp chất, kim loại vụn còn sót lại gây nguy hiểm cho cặp trục nghiền. - Thành phần hóa học và cấu trúc hạt nguyên liệu. - Khoảng cách giữa 2 trục nghiền, mức độ song song của 2 trục, tình trạng của các răng khía. 3.1.5. Phƣơng pháp thực hiện Chọn phương pháp nghiền malt là nghiền ướt. Nghiền ướt có tác dụng làm mềm vỏ malt, tránh cho vỏ bị nghiền nát nhiều. Vỏ malt không bị nghiền quá nhỏ sẽ giúp cho quá trình lọc dễ dàng hơn, cũng như giúp giảm bớt ảnh hưởng của các chất đắng và chất chát có trong vỏ malt. Ngoài ra, nhiệt độ nghiền không cao nên không ảnh hưởng nhiều đến hoạt tính enzyme, giúp tạo môi trường pH thích hợp cho dịch đường.  Ƣu điểm: - Vỏ trấu được bảo toàn do đó rút ngắn được thời gian lọc bã khoảng 10 – 20%. - Có thể tăng chiều dày lớp lọc - Phù hợp với thiết bị nồi lọc.  Nhƣợc điểm: - Nghiền không tốt những loại malt kém nhuyễn. - Hoạt lực của enzyme không được kiểm soát trong thùng ngâm. - Thiết bị phức tạp, đầu tư ban đầu lớn. - Khó vệ sinh thiết bị. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 38 3.1.6. Thiết bị  Nguyên lý hoạt động: Theo hình: Malt đã định lượng được đổ vào thùng chứa. Sau đó chuyển tới khoang ngâm. Ở đây, nước nóng 58OC chảy vào khoang tiếp xúc với malt. Hỗn hợp tiếp tục được đưa xuống cặp trục nghiền, hỗn hợp bột nghiền được bơm vào nồi nấu. Sau mỗi mẻ, tất cả các bộ phận tiếp xúc với malt đều được vệ sinh bằng các vòi CIP. Hình: Thiết bị nghiền ướt một cặp trục 3.1.7. Thông số công nghệ - Nhiệt độ malt đầu vào là nhiệt độ thường, đầu ra là 52OC. - Thời gian ngâm ở khoang ngâm là 5 phút. - Khoảng cách giữa 2 trục nghiền là 0.35 – 0.4 mm. 3.2. Nghiền gạo 3.2.1. Mục đích Đưa nguyên liệu từ dạng hạt về dạng bột để dễ dàng thấm nước, tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn chế biến sau này. 3.2.2. Nguyên tắc nghiền Do hạt gạo không qua quá trình ươm mầm nên tinh bột trong gạo chưa bị thủy phân, cấu trúc của hạt tinh bột còn rất cứng. Nên để tăng hiệu suất trích ly thì gạo được nghiền càng mịn càng tốt. 3.2.3. Các biến đổi - Kích cỡ hạt gạo giảm đi. - Hạt gạo được nghiền thành bột mịn. 3.2.4. Các yếu tố ảnh hƣởng - Lượng tạp chất, kim loạ i vụn còn sót lạ i sẽ tạo ra tia lửa, gây hư hỏng cặp trục nghiền. - Thành phần hóa học và cấu trúc hạt nguyên liệu. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 39 - Tình trạng hoạt động của các răng khía. 3.2.5. Phƣơng pháp thực hiện Sử dụng phương pháp nghiền khô.  Ƣu điểm: - Có thể bảo quản trong thời gian dài sau khi nghiền và trước khi nấu. - Nghiền tốt các thế liệu có độ nhuyễn kém. - Dễ vệ sinh. - Hạt có độ mịn tốt.  Nhƣợc điểm: - Bụi nhiều trong quá trình nghiền. 3.2.6. Thiết bị Hình: Thiết bị nghiền búa. (1) Phễu chứa nguyên liệu, (2) Trục phân phối nguyên liệu, (3) Máng trượt, (4) Rô tô, (5) Sàng, (6) Không khí vào, (7) Hạt vào bộ phận nghiền, (8) Búa, (9) Bột nghiền ra, (10) Sàng chống rung. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 40 Hình: Cấu tạo thiết bị nghiền  Nguyên lý hoạt động: Khi hoạt động roto quay, gạo đựoc chuyển xuống, búa đập, hạt bị đập nhỏ ra. Trong buồng nghiền của máy còn có cửa quan sát và van giảm áp. Cấu tạo của máy nghiền gạo gồm một vỏ máy, trên trục thẳng nằm ngang có gắn 6 đĩa, trên mỗi đĩa có gắn 4 búa làm bằng thép không gỉ hướng về 4 phía. Gạo được đưa vào cửa của máy nghiền. Khi trục quay, búa dang thẳng và đập mạnh vào hạt gạo làm cho hạt gạo vỡ ra. Những hạt có kích thước nhỏ hơn hoặc bằng lỗ sàng sẽ lọt sàng ở dưới ra ngoài còn những hạt có kích thước lớn hơn sẽ bị giữ lại để nghiền tiếp. 3.2.7. Thông số công nghệ Gạo phải được xay mịn hơn malt, càng mịn càng tốt. Độ mịn của hạt đồng đều, giảm được thời gian đun sôi và hồ hoá tinh bột được tốt, kích thuớc hạt sau khi nghiền phải: ≤ 20% (tấm lớn), ≥35% (tấm nhỏ) và ≥75% (bột mịn). 4. Nấu dịch nha 4.1. Mục đích - Trích ly các chất chiết từ malt và gạo vào nước. - Góp phần tạo màu cho bia. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 41 - Thủy phân một số chất phân tử lượng lớn thành các chất phân tử lượng nhỏ để cung cấp chất dinh dưỡng cho nấm men phát triển. Quá trình thủy phân này chủ yếu nhờ hệ enzyme có sẵn trong malt, ngoài ra có thể bổ sung thêm một lượng nhỏ chế phẩm enzyme. 4.2. Các biến đổi 4.2.1. Giản đồ nấu – thuyết minh  Thuyết minh: - Gạo sau khi nghiền được đưa vào nồi gạo, cho nước vào nồi, hỗn hợp này chiếm 2/3 nồi. Nâng nhiệt độ lên 52OC, bổ sung malt lót, enzyme, acid lactic, CaCl2. Giữ hỗn hợp ở nhiệt độ này trong 10 phút. - Tăng nhiệt độ lên 72OC, mỗi phút tăng 1 độ. Duy trì nhiệt trong 20 phút. - Gia nhiệt tới 100oC trong 25 phút. Giữ ở nhiệt độ này trong 15 phút. - Khi gạo bắt đầu được nâng nhiệt từ 72oC lên 100oC là lúc bắt đầu hoà bột malt cho xuống nồi nấu, bổ sung acid lactic, CaCl2. Nhiệt độ xuống malt là 52 oC do hoà tan malt cùng nước nóng, duy trì tại nhiệt độ này trong 35 phút. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 42 - Bắt đầu cho hội cháo, nồi gạo được bơm từ từ vào nồi malt, khuấy đảo liên tục. Thời gian hội cháo là 7 phút, nhiệt độ của dịch lúc này là 63oC. Đây là giai đoạn “nghỉ” hình thành maltose. Tổng thời gian duy trì tại nhiệt độ này là 25 phút. - Sau 15 phút giữ nhiệt tại 63oC, một lượng nhỏ (1/4) dịch được bơm sang nồi gạo và gia nhiệt tới nhiệt độ sôi (mất 10 phút để gia nhiệt). - Lượng ¼ sau khi đun sôi được bơm ngược trở lại nồi malt, nâng nhiệt độ của toàn khối dịch lên 75OC, duy trì nhiệt trong 45 phút. - Cuối cùng, toàn bộ khối dịch được gia nhiệt tới 78oC và được bơm sang nồi lọc, chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo. 4.2.2. Diễn biến quá trình nấu  Quá trình nấu gạo: Gạo sau khi nghiền được đưa vào nồi gạo, cho nước vào nồi gạo. Nâng nhiệt độ lên 52oC, bổ sung malt lót (10 – 15%), bổ sung enzyme hỗ trợ quá trình thuỷ phân tinh bột (vì lượng malt lót sử dụng không nhiều), acid lactic để điều chỉnh pH, CaCl2 làm tăng khả năng chịu nhiệt của enzyme amylase. Tăng nhiệt độ lên tới 72oC. Lúc này, tinh bột gạo bắt đầu hút nước để trương nở, làm cho các phân tử tinh bột bị phá vỡ, pH 5.6 – 5.8 là điểu kiện tối ưu cho α – amylase hoạt động. Gia nhiệt từ 72oC tới 100oC trong 25 phút, giữ ở nhiệt độ này trong 15 phút. Tinh bột gạo lúc này được hồ hoá hoàn toàn. Nhiệt độ càng tăng càng làm cho mạch tinh bột yếu đi, giúp cho các quá trình thuỷ phân của enzyme sau này dễ dàng hơn.  Quá trình nấu malt:  Quá trình đạm hoá: Khi gạo bắt đầu được nâng nhiệt từ 72oC lên 100oC là lúc bắt đầu hoà bột malt cho xuống nồi nấu, bổ sung acid lactic để điều chỉnh pH về 5.2 – 5.6, CaCl2 làm tăng khả năng chịu nhiệt của enzyme amylase, bổ sung enzyme để hỗ trợ cho quá trình thuỷ phân tinh bột, vì lượng enzyme trong malt không đủ đáp ứng. Nhiệt độ xuống malt là 52oC do hoà tan malt cùng nước nóng, duy trì tại nhiệt độ này trong 35 phút. Đây là thời gian diễn ra quá trình đạm hoá tại nồi malt. Khi này, các enzyme hemicellulase, protease sẽ thuỷ phân glucan hoặc protein phức tạp bao quanh hạt tinh bột, tạo điều kiên cho enzyme amylase thuỷ phân tinh bột. Sau quá trình đạm hoá, protein bị thuỷ phân thành albumoza, peptone, polypeptide và các acid amin. Các peptid và các acid amin sẽ là nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho nấm men trong giai đoạn lên men còn albumoza, pepton, polypeptide sẽ tham gia vào việc tạo vị, tạo Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 43 bọt và làm bền bọt cho bia. Tuy nhiên, các phân tử protein nếu không được thủy phân hết trong quá trình nấu sẽ là nguyên nhân làm đục bia sau này.  Quá trình đường hoá: Bắt đầu cho hội cháo, nồi gạo được bơm từ từ vào nồi malt, khuấy đảo liên tục. Thời gian hội cháo là 7 phút, nhiệt độ của dịch lúc này là 63oC. Đây là giai đoạn “nghỉ” hình thành maltose. pH được điều chỉnh về 5.4 – 5.6 là điều kiện tối ưu cho enzyme β – amylase hoạt động. Enzyme này bắt đầu cắt liên kết α – 1,4 glycoside của tinh bột trong quá trình dịch hóa từ đầu không khử và cắt hai gốc glucose để tạo thành đường maltose. Tổng thời gian duy trì tại nhiệt độ này là 25 phút nhằm thu được nhiều đường maltose.  Quá trình dextrin hoá: Sau 15 phút duy trì tại hỗn hợp tại nhiệt độ 63oC, một lượng nhỏ (1/4) dịch được bơm sang nồi gạo và gia nhiệt tới nhiệt độ sôi (mất 10 phút để gia nhiệt). Mục đích của quá trình này là nhằm nâng nhiệt độ của toàn khối hỗn hợp sau đó lên 75oC, tăng hiệu suất của quá trình nấu và tiết kiệm năng lượng đun. Lượng malt cho vào lúc ban đầu đã được tính toán để bù trừ lượng enzyme trong ¼ dịch đun sôi bị vô hoạt. Lượng ¼ sau khi đun sôi được bơm ngược trở lại nồi malt, nâng nhiệt độ của toàn khối dịch lên 75oC, duy trì trong 45 phút, cùng với pH 5.6 – 5.8 là điều kiện tối ưu cho quá trình dextrin hoá, tinh bột còn sót sẽ bị thuỷ phân tạo ra các dextrin. Tinh bột nếu không được thuỷ phân hết sẽ gây đục bia thành phẩm. Sự thuỷ phân tinh bột được kiểm tra bằng iod với nguyên tắc dung dịch iod chuyển sang màu xanh ở nhiệt độ phòng khi có mặt tinh bột và dextrin phân tử lượng lớn. Kết thúc đường hoá, toàn bộ khối dịch được gia nhiệt tới 78oC để thuận tiện cho quá trình lọc vì khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm. Nếu nhiệt độ cao trên 800C thì cellulose sẽ bị chuyển về dạng tinh bột làm đục bia và tanin hòa tan sẽ tạo vị đắng chát khó chịu, làm giảm chất lượng bia sau này. Nhiệt độ thấp hơn thì thuận lợi cho vi sinh vật chịu nhiệt phát triển làm ảnh hưởng tới tính an toàn của sản phẩm. 4.2.3. Các biến đổi - Hóa lý: Sự hòa tan và trích ly các chất có phân tử lượng thấp vào nước (đường, acid amin, một số vitamin, khoáng…); sự kết lắng và biến tính protein. - Hóa sinh và hóa học: Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 44  Thủy phân protein: sản phẩm polypeptide và peptide (endoenzyme), acid amin (exo-enzyme).  Thủy ph._.g tới quá trình lên men  Nhiệt độ (yếu tố quan trọng nhất). Việc duy trì nhiệt độ lên men chính từ 7- 14oC giúp tạo ra sản phẩm mong muốn. Do vậy, cần có hệ thống ổn định nhiệt nhằm duy trì nhiệt độ tối ưu.  pH. pH của dịch lên men sẽ giảm và đạt đến mức tối thiểu 3,8 - 4,4 do hình thành các acid hữu cơ. Việc giảm pH có tác động tích cực đến bảo quản vì mức pH thấp sẽ hạn chế sự lây nhiễm của nhiều vi sinh vật khác, đồng thời pH thấp tạo điều kiện cho protein đông tụ và kết lắng một phần Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 75 tế bào nấm men. pH của dịch nha trước khi tiến hành lên men khoảng 5,0 - 5,4, pH này được lựa chọn nhằm tạo điều kiện thuận lợi ban đầu ưu tiên cho nấm men.  Ion kim loại. Kim loại nặng như là kẽm ở dạng ion kẽm II đóng vai trò như một co-enzyme trong tế bào nấm men phục vụ cho quá trình tăng trưởng của tế bào. Chắc chắn hàm lượng Zn2+ trong dịch nha sẽ không đáp ứng nhu cầu của nấm men, vì vậy cần bổ sung kim loại này vào dịch nha.  Chủng, số lượng tế bào nấm men sử dụng sẽ ảnh hưởng đến: o Tốc độ và mức độ lên men. o Hàm lượng sản phẩm bậc hai tạo thành. o Tốc độ và khả năng kết lắng. o Mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật (tức là mức độ thoái hóa). o 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 10.106 đến 20.106 tế bào / 1ml dịch lên men  Tỷ lệ của tế bào chết ≤ 5%.  Tỉ lệ tế bào nảy chồi 15– 20%.  Lượng oxy hòa tan trong dịch nha. Do nấm men tăng sinh khối suốt cả quá trình lên men, chúng chỉ chậm lại ở cuối quá trình lên men chính, cho nên lượng oxy hòa tan trong dịch nha cần thiết cho nấm men hô hấp là trong pha thích nghi (từ 12- 24 giờ). Trong giai đoạn này, nấm men làm quen với môi trường dinh dưỡng mới, chúng sử dụng oxy nhiều để hô hấp và glycogen được tạo thành trong tế bào nấm men. Oxy đủ để nấm men tăng sinh khối (8- 10 mg/l)  Nồng độ của dịch nha. Nồng độ của dịch nha nếu lên đến 20% thì nấm men không phát triển được vì áp suất của môi trường vượt quá khả năng thẩm thấu của tế bào. Dịch nha khi vào thiết bị lên men có tổng chất rắn hòa tan (độ plato) tính theo đường Saccharose 10 - 12 độ. 11.5. Yêu cầu trong quá trình lên men Thiết bị lên men phải đảm bảo điều kiện vệ sinh và độ kín trong suốt quá trình lên men. Nhiệt độ và áp suất của tank lên men luôn được kiểm soát thông qua các đầu dò nhiệt độ và đồng hồ đo áp suất. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 76 Mẫu phải được kiểm tra liên tục để kiểm tra các chỉ tiêu về cảm quan, hóa lý, vi sinh. Cuối quá trình lên men chính, lượng đường sót còn lại trong bia là 40 P. 11.6. Thao tác vận hành Nhà máy có tất cả 36 tank lên men (dung tích 360 m3/ tank), 9 tank chứa bia thành phầm (180m3 / tank), 1 tank nuôi nấm men giống, 2 tank nhân giống nấm men, 4 tank chứa men sau lên men.Quá trình lên men chính và lên men phụ diễn ra trong cùng một tank. Trước khi tiến hành lên men, các tank lên men sẽ được vệ sinh kỹ bằng hệ thống CIP. Dịch nha sau khi được cấp men giống sẽ được bơm vào tank lên men. Các tank này được để ở ngoài trời, trên mỗi tank có bốn vùng làm lạnh khác nhau (tác nhân làm lạnh là glycol). Nhiệt độ tại vùng làm lạnh dưới luôn cao hơn vùng làm lạnh trên để tạo đối lưu nhiệt bên trong tank. Tùy theo từng giai đoạn lên men mà công nhân sẽ điều chỉnh các vùng làm lạnh này để đạt được nhiệt độ thích hợp. Cụ thể: khi lên men ở 9OC, vùng làm lạnh số 4 mở; lên men ở 8OC, vùng 3 và 4 cùng mở; lên men ở 4OC thì mở cả 4 vùng. Nhiệt độ dịch trong quá trình lên men chính hạ xuống 7OC là lúc độ plato giảm còn 4O, đây là giai đoạn chấm dứ t lên men chính, chuyển sang quá trình lên men phụ. Nhiệt độ lên men phụ đạt 4OC là lúc độ plato đạt 3O. Tại các mốc chỉ số plato là 8 ± 0.2O , 4 ± 0.2O, 3 ± 0.2O thì QC sẽ dằn nhiệt, dằn áp và lấy mẫu để đo chua mặn. Khi nhiệt độ lên men phụ đạt 0OC, độ plato đạt từ 1.8 – 2.4O là thời điểm chấm dứt lên men phụ, chuẩn bị giai đoạn thu hồi men. Cặn men sau quá trình lên men phụ được chia làm 3 lớp: Lớp dưới cùng là những tế bào già, hoạt tính thấp. Lớp giữa là những tế bào trẻ hơn, có khả năng lên men mạnh hơn. Lớp trên cùng là những tế bào nhỏ, khả năng kết lắng kém, đồng thời có lẫn nhiều tạp chất. Nấm men chết được chuyển qua tank chứa men thải bỏ. Nấm men sữa được thu hồi để tái sử dụng cho những lần lên men sau. Việc phân loại nấm men sẽ được tiến hành dựa vào một đầu dò đo độ dẫn điện (microsimen): BẢNG: Độ dẫn điện Microsimen ứng với các tác nhân khác nhau Tác nhân Độ dẫn điện(mS) Nấm men chết < 650 Nấm men sữa 650 – 1000 Bia 1000 - 1200 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 77 Quy trình thu hồi men được thực hiện một cách tự động nhờ hệ thống thu hồi men (theo sơ đồ 3.4). Hệ thống này gồm một cảm biến (1) điều khiển việc đóng hoặc mở các van (2) và (3) dựa trên nguyên tắc đo độ dẫn điện của dịch nấm men đi ra. Đầu tiên, dịch men từ đáy thiết bị sẽ được tháo ra và được cuốn theo nước nhờ bơm (4) đi qua cảm biến (1). Lúc đầu, độ dẫn điện < 650 mS, van (2) đóng, van (3) mở. Nấm men sẽ được bơm (5) chuyển đến tank 3 – tank chứa men thải. Sau một khoảng thời gian gian nhất định, dịch nấm men ra khỏi thiết bị có độ dẫn điện trong khoảng 650 – 1000 mS thì van (2) mở, van (3) đóng, dịch nấm men sẽ được bơm vào tank 2 – tank thu hồi men nhờ bơm (5). Nấm men thu được lúc này là men tốt sẽ được tái sử dụng cho mẻ lên men bia tiếp theo. Khi lượng men tốt được thu hồi gần hết thì lớp nấm men trên cùng sẽ bị lôi cuốn theo một phần dịch bia. Do đó, mật độ tế bào nấm men đi qua cảm biến giảm đi làm cho độ dẫn điện tăng lên. Kết quả là van (2) bị khóa lại và van (3) mở. Toàn bộ lượng men cuối sẽ được xả hết vào tank 2. Sau 360 giây thì dừng việc thu hồi men và chuẩn bị bơm dịch bia sang các tank chứa bia thành phẩm. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 78 SƠ ĐỒ: Sơ đồ quy trình thu hồi nấm men (1) Thiết bị cảm biến đo độ dẫn diện (2) , (3) Van điều chỉnh đóng/ mở (4), (5) Bơm Tank 1 : Tank lên men Tank 2 : Tank thu hồi men Tank 3: Tank chứa men thải bỏ Hơi CO2 được thu hồi từ các tank lên men được đưa đến sục vào bình chứa nước để rửa và khử bụi. Sau khi qua bình chứa nước, khí CO2 được dẫn vào bình đựng dung dịch KMnO4 để khử trùng và được đưa lên phao chứa CO2 thổi phồng phao lên. Hơi CO2 vào trong phao được máy nén hút về rồi đưa qua cột silicat để tách ẩm, sau đó đi qua bình than hoạt tính để khử mùi. Tiếp Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 79 theo, khí CO2 được đưa qua bình hoá lỏng để chuyển CO2 từ thể khí sang thể lỏng, lỏng CO2 được đưa về tank chứa, lượng CO2 trong bình chứa một phần được chiết ra chai dự phòng, một phần đi qua dàn bay hơi. CO2 dạng hơi lạnh được cấp cho các bộ phận sử dụng trong nhà máy cấp cho xưởng lên men, chiết vào bia. 11.7. Thiết bị sử dụng HÌNH 3.19: Thiết bị lên men (Cylindroconical tank) Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 80 (1) Sàn thao tác, (2) Mái vòm của tank lên men, (3) Ống dẫn cáp và ống thoát nước đặt bên trong lớp cách nhiệt, (4) Nhiệt kế, (5) Vùng làm lạnh cho bia lager, (6) (8) Vùng làm lạnh lên men, (7) Lớp cách nhiệt, (9) Ống cung cấp ammonia lỏng, có van điều chỉnh, (9a) Ống thải ammonia ngưng tụ, (10) Vùng làm lạnh ở chóp, (11) Van xoay DN 450 cho d ịch vào và lấy dịch ra, (12) Van khoá mẫu, (13) Ống thoát và cung cấp (CO2, không khí, CIP) tới mái vòm, (14) Thiết bị đo và điều chỉnh áp suất, (15) Thiết bị đo lượng dịch bên trong tank, báo khi tank rỗng. 12. Quá trình lọc bia 12.1. Mục đích Làm cho bia có độ trong long lánh đúng yêu cầu chất lượng. Loại bỏ các phức chất protein, các hạt dạng keo polyphenol, polysaccharide và protein ít tan, làm bia ổn định hơn, gia tăng độ bền vững, sinh hóa học cho bia. Loại bỏ đáng kể các vi sinh vật bao gồm nấm men vẫn còn tồn tại sau quá trình tang trữ có khả năng làm đục bia. 12.2. Yêu cầu của bia sau khi lọc Bia phải có màu vàng óng ánh khi có ánh sáng xuyên qua. Bia phải có độ bền vững hóa học cao (không bị phân tán, không bị chuyển thành các chất khác). Kỹ thuật pha trộn trước và sau khi lọc các mẽ bia khác nhau phải đảm bảo chất lượng đồng nhất. Không được để oxy không khí tiếp xúc trực tiếp với bia (hoàn toàn phải lọc kín). Lọc bia thực hiện trong một hệ thống kín ở nhiệt độ từ 0 – 100C để tránh tổn thất CO2 tránh sự xâm nhập của oxy không khí cùng với vi sinh vật khác. Sau khi lọc, chất hoà tan, độ nhớt, áp suất trên bề mặt bia cùng khả năng tạo bọt và CO2 của bia đều giảm đi chút ít. Vì vậy lọc phải cẩn thận và đạt được độ trong cần thiết nhưng lọc càng nhanh càng tốt. 12.3. Phƣơng pháp lọc Nhà máy sử dụng thiết bị lọc nến, và bột trợ lọc là Kieselguhr. Máy lọc nến là một thiết bị hình trụ, đáy côn đặt thẳng đứng, trong đó có chứa một tấm lọc được gắn vào một tấm vĩ ngăn cách giữa vùng dịch chưa lọc và vùng dịch đã lọc. Khi làm việc, bia và bột trợ lọc được bơm vào thiết bị theo đường cùng một đường. Bột sẽ phủ lên trên bề mặt các cột lọc, bia trong sẽ đi qua lớp bột trợ lọc này và đi vào tâm của các cột lọc sau khi đã tách các kết tủa và cặn. Bia trong theo tâm ống được dẫn lên khoang phía trên và được dẫn ra ngoài theo một đường ống. Cột lọc có cấu tạo gồm nhiều vành thép không gỉ gắn cách nhau một khoảng nhất định. Các rãnh của ống có đục lỗ cho phép hút dịch và thoát dịch trong được thực hiện dễ dàng. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 81 Các ống được treo trong thiết bị bởi một tấm kim loại. Đường kính mỗi ống là d = 35mm, l = 2m  s = 0,220m2. Ưu điểm: Bề mặt lọc tăng dần do sự bồi đắp liên tục của bột trợ lọc. Các bộ phận lọc không di chuyển. Bản mặt lọc không bị thay thế định kỳ. Có thể tự động hóa. Giảm hàm lượng oxy xâm nhập. Dễ dàn lắp đặt. Nhược điểm: Rất nhạy cảm với sự tăng áp suất đột ngột. Chu trình lọc ngắn. Không thể tăng năng suất bằng cách tăng bộ phận lọc. Tiêu thụ lượng nước lớn. Khó khăn trong việc rửa và bảo quản các nến lọc. Việc tháo dỡ phức tạp đối với các nến dạng cốc. Có nguy cơ bị biến dạng khi siết chặt các nến dạng cốc. Có nguy cơ bị đứt vòng đỡ của dãy trên các nến dạng sợi quấn thành hình xoáy ốc. Thông số của quá trình Áp khí vào: 1,5 – 7,5 bar Áp khí ra: 1,5 – 3,5 bar Khi áp vào > 7,5 ta tiến hành tháo bột và đắp lại áo bột để tránh bị nghẹt. Áp khí vào khi tháo bột 7.8kg/cm2 Áp khí ra khi tháo bột: 1.8kg/cm2 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 82 12.4. Thao tác vận hành Trước hết, bơm nước nóng vào thiết bị lọc để đuổi khí. Hòa bột trợ lọc Kieselguhr với nước trong một bình trung gian và sau đó bơm tuần hoàn trong thiết bị lọc. Mục đích của giai đoạn này là tạo một lớp trợ lọc diatomit. Có 4 lần đắp bột: Lần đắp bột thứ 1: sử dụng 2 bao bột thô, tuần hoàn cho tới khi độ đục < 2 thì tiến hành đắp bột lần 2. Lần đắp thứ 2: sử dụng 2 bao bột tinh, khi độ đục < 2 thì đắp bột lần 3. Lần đắp thứ 3 và 4: tỉ lệ 2 loại bột thô – tinh sử dụng là 3,5 : 1,5 tuần hoàn tới khi độ đục < 0.15 thì chấm dứt đắp bột. Tổng lượng 2 loại bột dùng cho một mẻ lọc là 0.15g/ hl. Bột bám chắc vào cột lọc là do có sự chênh lệch áp khí vào và ra. Tháo bột trợ lọc bằng cách dùng gió và nước thổi theo hướng từ bên trong cột lọc ra ngoài, cặn bẩn cùng bột sẽ bong ra và chuyển vào tank chứa bột. Bia sẽ được tuần hoàn và lọc lại cho tới khi độ trong đạt yêu cầu. Sau khi bia trong, người ta sẽ bơm nước sạch vào để đẩy bia ra ngoài. Bã rơi xuống dưới được tháo ra ngoài theo đường ống dưới đáy thiết bị. Nước rửa sẽ đi từ trên xuống (ngược chiều đi của bia), khi đó áp lực trong ống sẽ làm nước thoát ra ngoài và làm bã bung ra. Người ta tiến hành rửa xuôi rửa ngược 4 lần. Toàn thiết bị sẽ bị vệ sinh bằng nước nóng, chuẩn bị cho mẻ lọc sau. Theo định kì, người ta phải làm sạch các lỗ trong ống bằng cách rữa chúng bằng dung môi thích hợp, ở đây người ta dùng axit và xút. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 83 Thiết bị sử dụng Hình : Thiết bị lọc nến (1) Thùng lọc (2) Cột lọc (3) Vỉ kim loại cố định cột lọc (4) Nắp thiết bị (5) Đườngvào của bia (6) Đường ra của bia (7)Đường xả bột (8) Đường thoát khí Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 84 Hình : Cột lọc (1) Vỉ đỡ (2) Ống rỗng đục lỗ (3) Sợi kim loại bao quanh (4) Vít xiết Hình : Áo cột lọc với Kieselguhr (1) Lớp giấy lọc hoặc mắc lưới kim loại (2) Lớp áo bột thứ nhất (3) Lớp áo bột thứ hai (4) Các lớp bột kế tiếp Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 85 Thông số của thiết bị lọc nến Thông số kiểm soát Mức quy định Thiết bị sử dụng Lưu lượng 160 – 420 hl Flowmeter Hàm lượng CO2 0,55 – 0,85 % Dầu dò CO2 Áp vào máy lọc 1,5 -7,5 bar Áp kế Áp ra máy lọc 1,5 – 3,5 bar Áp kế Nhiệt độ bảo quản bia 0 – 2,0 oC Sensor kế Độ đục <= 1 EBC Đầu dò độ đục Nguyên lý hoạt động Khi bia được bơm vào, do áp lực bơm phần bia trong sẽ vào trong ống và thoát ra ngoài còn phần bã được giữ lại trên bề mặt ống. Yêu cầu của chất trợ lọc Kích thước trung bình của các hạt Kieselguhr là vào khoảng 2 – 10 µm. Khối lượng riêng của chúng 500 – 600 kg/cm2. Tỉ trọng thực là 2000 – 2200 kg/cm3. Độ phân tán của Kieselguhr đạt lớn nhất là 92%, khả năng tiếp nhận nước là 5 lần lớn hơn thể tích của chúng. Do tính phân tán cao của Kieselguhr, bộ Kieselguhr có bề mặt rất lớn và nhẹ. Khả năng tạo bề mặt lớn chính là nguyên nhân tạo nên khả năng hấp thụ mạnh của Kieselguhr. Chất trọ lọc mà nhà máy đang dùng gồm 2 loại: trắng (hạt thô) và đỏ (hạt mịn) với tỉ lệ trắng/đỏ = 9/5. Chất trợ lọc này chỉ dùng 1 lần, không tái sử dụng. Mức độ phủ bộ trên thành ống phụ thuộc vào áp suất đầu vào và đầu ra của thiết bị. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 86 Thời gian thay bột trợ lọc phụ thuộc vào năng suất làm việc và thiết bị đầu dò. 13. Bão hoà CO2 13.1. Mục đích Nhằm làm tăng chất lượng cảm quan, chống kết tủa và là môi trường tốt để bảo quản bia. Bổ sung lượng CO2 bị thất thoát trong quá trình lọc bia. 13.2. Yêu cầu của quá trình CO2 được bổ sung vào bia ở dạng các bọt khí có kích thước càng nhỏ càng tốt. CO2 bổ sung vào phải đảm bảo: không chứa oxy và vi sinh vật nhiễm tạp. Thùng chứa bia bão hòa CO2 phải được vệ sinh toàn bộ và quá trình vệ sinh phải được theo dõi kiểm tra. Bề mặt bên trong thùng chứa phải nhẵn. Lúc mới nạp, CO2 còn liên kết với các thành phần trong bia ở dạng lỏng lẻo và cần phải có thời gian để các liên kết này trở nên bền vững. 13.3. Thông số của quá trình Nồng độ CO2 trong bia phải đạt: 5 – 7 mg/l Nhiệt độ bão hoà: 40C 13.4. Thao tác vận hành Bia được nạp CO2 ở thời điểm sau khi qua thiết bị lọc nến và nạp bổ sung lần hai sau lọc vi sinh. Từ thiết bị lọc nến, bia được bơm sang 2 tank bão hoà CO2, tại đây, áp suất trong tank 4-5 kg/cm2. Nguyên tắc nạp CO2 là sục từ phía dưới lên. Bia sau khi bổ sung CO2 được chứa trong các thùng chịu áp suất trong thời gian từ 2 – 3 ngày để CO2 hòa tan hết vào bia. Trước khi đưa bia vào thùng, CO2 được đưa vào để đẩy O2 ra ngoài, đồng thời tạo áp suất đủ lớn để hạn chế sự giải phóng CO2 ra khỏi bia. 14. Chiết 14.1. Mục đích Thực hiện quá trình chiết bia vào chai, thanh trùng bia lần cuối và dán nhãn để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh đưa ra thị trường tiêu thụ. Sơ đồ qui trình Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 87 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 88 Hình Sơ đồ quy trình chiết và thanh trùng 14.2. Thuyết minh Các két bia sau khi được đưa về nhà máy được đưa vào xưởng chiết đóng chai đề tiến hành rửa chai, chiết rót. Các chai bia đã qua sử dụng sẽ được rửa sạch, lột nhãn, đi qua máy soi chai để kiểm tra xem chai có đạt chất lượng yêu cầu hay không, sau đó sẽ đi qua máy chiết – đóng nắp, chai đã đóng nắp sẽ đi qua máy kiểm tra mực bia sau đó đi vào máy thanh trùng và cuối cùng là dán nhãn mới cho chai thành phẩm. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 89 Toàn bộ các máy trong phân xưởng được thiết lập với chạy cùng 1 công suất như nhau. 15. Rửa chai 15.1. Mục đích Làm sạch chai đã qua sử dụng từ thị trường bên ngoài đưa về nhà máy. 15.2. Thao tác thực hiện Chai sau khi được lấy ra khỏi két sẽ đi theo các băng chuyền đến thiết bị rửa chai. Tại thiết bị rửa chai, chai sẽ được đưa vào các vỉ chứa và các vỉ này sẽ lần lượt đi qua các hầm trong thiết bị rửa như sau:  Hầm nước lạnh: pH < 11,5.  Hầm nước nóng 1: pH < 12.  Hầm nước nóng 2: pH < 12.  Hầm xút 1: nồng độ xút 0,5%.  Hầm xút 2: nồng độ xút từ 1,7 – 2,5%.  Hầm nước vô trùng tráng xút trong chai với yêu cầu là chênh lệch pH giữa nước đầu vào và nước ra sau khi tráng rửa chai không quá 1 đơn vị.  Cuối cùng là hầm nước vô khuẩn để tráng lại chai, nước trong hầm này được bổ sung clorine với nồng độ 0,2 – 0,5 ppm để tiệt trùng chai.Đối với bia Bến Thành thì hầm cuối cùng này không cần bổ sung clorine. Người ta sẽ tiến hành kiểm tra dư lượng xút trong chai trước khi đưa vào phòng vô trùng. Năng suất thiết bị rửa chai khoảng 65000 – 70000 chai/giờ và phụ thuộc vào năng suất của thiết bị chiết. Tại quá trình rửa chai, nhà máy lưu ý đến mối nguy hóa học do dư lượng chất tẩy rửa và mối nguy sinh học do việc xúc rửa chai không đảm bảo yêu cầu vi sinh và đặt đây là một CCP của dây chuyền chiết rót. Kiểm soát CCP tại đây qua các thông số của thiết bị rửa chai như sau:  Nhiệt độ hầm xút 1: 79 – 85oC.  Nhiệt độ hầm xút 2: 79 – 85oC.  Độ dẫn điện hầm xút 1: 70 – 110 ms  Độ ẫn điện hầm xút 2: 70 – 110 ms.  Áp phun nước lạnh: 0,5 – 1,5 bar. Bên cạnh đó, QC cũng sẽ lấy mẫu chai để kiểm tra dư lượng xút và clorine trên chai. Tần suất kiểm tra các thông số hóa lý như trên là 2 giờ/lần. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 90 15.3. Thiết bị Hình Thiết bị rửa chai Hình Sơ đồ đường đi của chai trong thiết bị rửa chai Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 91 Hình Vòi phun tia rửa chai Trong quá trình đưa chai vào máy rửa, các cánh tay máy sẽ lấy chai từ băng chuyền và đưa chai chính xác vào các giá đỡ chai để đi vào máy bắt đầu quá trình rửa chai. Khi quá trình rửa chai kết thúc, các vỏ chai sạch sẽ được đặt lên băng chuyền bởi các cánh tay máy. Hình 20 Cách đưa chai vào thiết bị và đẩy chai ra khỏi thiết bị 16. Soi chai Mục đích Máy soi chai có tác dụng kiểm tra chai sau khi rửa đã đạt được chất lượng theo đúng yêu cầu sử dụng hay không. Máy sẽ kiểm tra độ dày thành chai, miệng chai, đáy chai và bên trong chai để chắc chắn là chai đã được làm sạch hoàn toàn và không bị bể hay mẻ. Những chai không đạt được chất lượng sẽ được loại bỏ ra khỏi. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 92 17. Chiết chai – đóng nắp 17.1. Mục đích Máy có công dụng đưa vào chai 1 lượng bia nhất định vào từng chai bia và tiến hành đóng nắp để đưa chai đi thanh trùng. 17.2. Nguyên tắc hoạt động Chai sau khi rửa được băng tải đưa vào phòng vô trùng. Trước khi làm việc 20 phút, phòng được chiếu đèn UV trong vòng 1 giờ, nhiệt độ phòng không quá 16oC. Chai được dẫn qua một băng tải dài và ngoằn ngoèo trước khi vào các thiết bị khác với mục đích là ổn định lưu lượng chai, tránh gây ngã, đổ vỡ chai. Trên băng tải còn có các cảm biến dò chai ngã và bề mặt băng tải được bôi trơn để giảm ma sát gây ngã chai. Người ta thực hiện việc kiểm tra chất lượng chai bằng một thiết bị kiểm tra đặt cuối băng tải trước phòng chiết. Thiết bị này hoạt động trên nguyên tắc chụp hình chai ở nhiều vị trí khác nhau và so sánh với giá trị cho phép để loại các chai còn dơ, chai nứt vỡ khỏi dây chuyền nhờ một thanh gạt. Năng suất thiết bị kiểm tra chai vào khoảng 65000 – 70000 chai/giờ. Sau quá trình kiểm tra, các chai đạt yêu cầu sẽ được đưa vào phòng chiết. Tại đây, trước tiên có một bộ phận giúp dốc ngược chai lại và hệ thống phun nước vô khuẩn chứa clorine nồng độ 0,05 ppm sẽ tráng chai lần cuối. Chai tiếp tục được dốc ngược trở lại và đi vào thiết bị chiết rót đẳng áp. Đối với các sản phẩm đồ uống có gas như bia, CO2 bên trong sản phẩm tồn tại dưới dạng liên kết không chặt chẽ, vì vậy bất kỳ sự thay đổi điều kiện hoá lý nào cũng có thể dẫn đến hiện tượng trào bọt làm tổn thất CO2, giảm độ bền hoá lý và chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm. Do đó, đối với các sản phẩm này, quá trình chiết rót phải kèm theo các điều kiện sau:  Nhiệt độ chiết rót thấp, nhỏ hơn 4oC (nhiệt độ hoà tan tốt nhất của CO2 vào sản phẩm).  Hệ thống chiết rót hoàn toàn kín.  Chiết rót theo nguyên tắc đẳng áp giảm thiểu được tổn thất CO2 cũng như giảm được sự xâm nhập của O2 vào trong bia, tránh hiện tượng trào bọt nhờ vậy mà giữ ổn định chất lượng bia tốt hơn. Sản phẩm lỏng được chứa trong các bồn chứa, áp suất trong bồn thường được duy trì và kiểm soát nhờ van một chiều nối giữa bồn chứa và nguồn cung cấp CO2 tinh khiết. Các chai được rút hết không khí nhờ hệ thống hút chân không trước khi tiến hành chiết rót. Ban đầu CO2 được bơm vào chai cho đến khi đạt đến cân bằng áp suất giữa chai và bồn chứa. Chai chỉ được thông với phần khí trong bồn chứa nhờ một ống xyphông. Lúc này, van rót mở ra, chất lỏng sẽ tự chảy do trọng lực theo thành chai xuống tránh tạo bọt và chất lỏng sẽ đẩy CO2 về bồn chứa. Khi chất lỏng lên đến ống xi-phông, tức là chất lỏng đã đạt đến mức cần rót thì chất lỏng dư sẽ tự động theo ống xi-phông quay trở lại bồn chứa theo nguyên tắc cân bằng áp. Khi đó, van rót đóng lại, áp suất trong chai sẽ được làm giảm xuống bằng với áp suất khí trời. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 93 17.3. Thiết bị Quá trình chiết bia vào chai được thực hiện theo nguyên tắc đẳng áp để đảm bảo là lượng bia được chiết vào mỗi chai là như nhau. Hình Các bước tiến hành quá trình chiết Thiết bị chiết rót sử dụng trong quy trình sản xuất bia của nhà máy do hãng Krones cung cấp, trong đó chai sẽ đi qua 2 lần rút chân không và 2 lần bơm CO2 xen kẽ nhau như hình vẽ, sau đó bia sẽ được chiết vào chai theo đúng định mức. Thông số của quá trình chiết:  Nhiệt độ chiết bia khoảng 2  4oC.  Áp suất chiết: 3 bar  Số lượng vòi chiết: 144 vòi  Năng suất: 60 000 chai/ giờ Ngay bên cạnh thiết bị chiết rót là thiết bị đóng nắp chai. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị này như sau: nắp chai được sắp xếp trong phễu, sau đó sẽ được di chuyển theo một hướng trong khuôn dập và đẩy từng nắp vào miệng chai. Đúng vào thời điểm đó, búa piston nén xuống đóng chặt nắp vào cố chai. Năng suất của thiết bị đóng nắp chai phải đồng bộ với năng suất của thiết bị chiết. Ở nhà máy thì năng suất này là 60000 chai/giờ. Quá trình chiết rót có mối nguy sinh học là sự nhiễm các vi sinh vật vào bên trong sản phẩm và nhà máy coi đây là một CCP. Sự nhiễm vi sinh này có thể là do các công đoạn trước đó không đảm bảo điều kiện vô trùng (khâu vệ sinh chai, nắp, do sản phẩm…), hoặc cũng có thể do nắp đóng không kín gây nhiễm. Vì vậy, trước khi chiết rót, QC sẽ lấy mẫu bia để kiểm tra vi sinh tần suất 4 giờ/lần, đồng thời sau khi đóng nắp thì cũng sẽ kiểm tra độ kín của chai tần suất 2 giờ/lần. Sau khi chiết rót, chai sẽ được đưa qua thiết bị thanh trùng tunnel để thực hiện quá trình thanh trùng nhằm đảm bảo chỉ tiêu vi sinh cho sản phẩm. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 94 Hình Sơ đồ cấu tạo của thiết bị chiết – đóng nắp Hình Các vòi chiết chai Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 95 Hình Máy chiết chai Hình Máy đóng nắp Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 96 18. Thanh trùng 18.1. Mục đích - Tiêu diệt và ức chế vi sinh vật.; - Tăng thời gian bảo quản. 18.2. Các biến đổi trong quá trình thanh trùng  Vật lý - Xuất hiện gradient nhiệt độ: sự tăng giảm nhiệt độ của sản phẩm theo từng giai đoạn trong suốt quá trình thanh trùng. - Sự thay đổi tỷ trọng, thể tích sản phẩm  Hóa học Sự thay đổi tốc độ các phản ứng hóa học như thủy phân, oxy hóa, tạo phức…của các thành phần có trong bia.  Hóa lý - Sự bay hơi của một số chất dễ bay hơi có trong bia - Thanh trùng bia cũng có thể dẫn đến vẩn đục dạng keo cho sản phẩm. Vấn đề này phụ thuộc vào thành phần protein của bia, nhiệt độ, thời gian đun nóng. Protein cao phân tử là nguyên nhân chính gây ra vẩn đục dạng keo trong giai đoạn thanh trùng. Ở một mức độ nào đó, các hợp chất polyphenol ngưng tụ cũng góp phần vào việc làm hỏng bia.  Hóa sinh - Sự thay đổi tốc độ các phản ứng hóa sinh: sự thay đổi này tùy thuộc vào sự thay đổi của hoạt tính enzyme. - Ở giai đoạn đầu của quá trình thanh trùng, nhiệt độ tăng dần, khi đó enzyme bắt đầu hoạt động mạnh làm tăng tốc độ các phản ứng. Nếu giai đoạn gia nhiệt, làm nguội kéo dài sẽ dẫn đến làm thay đổi chất lượng sản phẩm. - Ở giai đoạn thanh trùng thì tốc độ của các phản ứng sẽ tăng hay giảm tùy thuộc vào sự thay đổi hoạt tính của enzyme theo nhiệt độ. Thanh trùng bia sẽ dẫn đến những thay đổi bất lợi cho hương, vị và màu sắc của sản phẩm. Ngay sau khi thanh trùng, những sự thay đổi đó rất khó nhận ra, nhưng sau một thời gian bảo quản thì chúng mới thể hiện rõ. Một trong những nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi đó là do sự hình thành hợp chất melanoid.  Vi sinh Ức chế các vi sinh vật có trong bia như một số loại vi khuẩn, nấm men. Các chỉ tiêu cần kiểm tra sau quá trình thanh trùng  Kiểm tra vi sinh vật hiếu khí, kể cả nấm men.  Kiểm tra vi sinh vật hiếu khí, không kể nấm men.  Kiểm tra vi sinh vật kị khí Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 97 18.3. Thiết bị Thiết bị thanh trùng là thiết bị tunnel phun tự động Thiết bị được chia thành hai ngăn. Mỗi ngăn sẽ có cửa vào nhập liệu (chai bia sau khi chiết rót) và cửa tháo sản phẩm. Trong mỗi ngăn được chia thành 10 vùng: 3 vùng đầu là vùng gia nhiệt, 4 vùng tiếp theo là vùng giữ nhiệt và 3 vùng cuối là vùng giảm nhiệt. Bảng Nhiệt độ tại các vùng trong hầm thanh trùng Vùng Nhiệt độ Vùng gia nhiệt 1 350C 2 450C 3 550C Vùng giữ nhiệt 4 63  10C 5 63  10C 6 61  10C 7 61  10C Vùng hạ nhiệt 8 550C 9 450C 10 350C Chai bia chuyển động trong thiết bị nhờ vào hệ thống băng tải dạng lưới. Tại mỗi vùng có hệ thống đầu phun để cung cấp nước gia nhiệt cho từng vùng, nước sau đó chảy qua băng tải lưới đi vào bể chứa tương ứng bên dưới. Nước sau khi được thu hồi tại mỗi bể sẽ được đi qua thiết bị gia nhiệt ống lồng ống nhằm gia nhiệt nước cung cấp trở lại cho thiết bị. Nước nóng được bơm lên nhờ hệ thống mày bơm được đặt trên sàng. Nguyên tắc hoạt động Bia sau khi được chiết rót sẽ theo hệ thống băng tải đi đến thiết bị thanh trùng. Có hai hệ thống băng tải để đưa chai bia đi vào hai ngăn của thiết bị. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 98 Tại vùng đầu tiên có tác dụng nâng nhiệt độ của chai lên khoảng 35oC, với tác nhân là nước nóng được cung cấp ở vùng 10, nước được phun từ trên xuống qua hai băng tải lưới sau đó tích tụ bể chứa bên dưới vùng 1. Tiếp theo chai bia sẽ qua vùng 2 cũng có tác dụng gia nhiệt, bia tiếp tục nâng nhiệt độ lên khoảng 45oC nhờ nước nóng cung cấp ở vùng 9. Nước sau đó nước cũng được tích tụ lại ở bể chứa dưới vùng 2. Vùng 3 cũng có tác dụng nâng nhiệt độ chai lên 55oC nhờ nước nóng được bơm qua từ vùng 8. Nước sau đó cũng được tích tụ lại ở bể chứa bên dưới vùng 3. Tiếp theo chai bia sẽ đi đến vùng thanh trùng, vùng này có 4 ngăn nhằm kéo dài thời gian giữ nhiệt. Chai sẽ đạt đến nhiệt độ thanh trùng 63oC tại vùng 4, 5 và được giữ nhiệt ở 610C trong vùng 6,7 với nhiệt độ không đổi và tổng thời gian giữ nhiệt là 20 phút. Nước phun được duy trì ở 63oC nhờ hệ thống hơi quá nhiệt, và cũng được tuần hoàn liên tục để giữ cho nhiệt độ thanh trùng không đổi. Sau khi ra khỏi vùng thanh trùng chai bia sẽ đi đến vùng số 8 là vùng giảm nhiệt. Tại vùng số 8, chai được giảm nhiệt độ xuống còn 55oC nhờ vào lượng nước được cung cấp từ bể số (3) bơm qua. Nước sau khi phun xuống cũng qua hệ thống băng tải lưới và được tích tụ lại ở bể chứa dưới vùng 8 và được bơm trở lại vùng số 3 để gia nhiệt cho bia. Tiếp tục hạ nhiệt độ của chai bia xuống 45oC nhờ dùng lượng nước bơm qua từ vùng 2 đến vùng 9. Nước sau khi trao đổi nhiệt với bia được bơm lại qua vùng 2 để gia nhiệt sơ bộ cho bia. Sau đó bia đến vùng số 10 là vùng làm nguội cuối cùng giúp giảm nhiệt độ bia xuống còn 35oC nhờ vào nước được bơm qua từ vùng 1. Nước sau đó cũng được tích tụ lại ở bể chứa để bơm lại về bể 1. Bia sau đó theo cửa ra để ra ngoài thiết bị. Tổng cộng thời gian thanh trùng là 45 - 50 phút, thời gian của mỗi vùng khoảng 5 phút. Năng suất thiết bị tùy thuộc vào năng suất của thiết bị chiết rót. Thiết bị thanh trùng nhờ sử dụng kết hợp các vùng nên tiết kiệm được nhiều năng lượng và nước. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 99 Hình Máy thanh trùng tunnel 19. Dán nhãn 19.1. Mục đích Bia sau khi được thanh trùng sẽ được dán nhãn trên nắp và nhãn trên thân, đó là bước cuối cùng để tạo ra sản phẩm hoàn thiện để đưa ra thị trường tiêu thụ. Tại đây cũng đặt đầu dò mức bia bên trong chai là sẽ loaị các chai không đảm bảo mức bia này. Sau khi dán nhãn, chai được xếp vào két với số lượng 24 chai/két và các két này sẽ tiếp tục được xếp lên các pallet tại khu vực bảo quản. 19.2. Thao tác vận hành Chai bia qua máy này nó sẽ được những chổi quét, quét keo dán lên chai tại 2 vị trí là thân chai và trên cổ chai, sau đó nhãn sẽ được dán vào hai vị trí là nhãn thân và nhãn ở cổ chai. Sau khi dán và đóng code xong chai bia sẽ đi qua máy In Date. In Date: Máy sẽ in lên nhãn chai ngày giờ sản xuất và hạn sử dụng của chai bia đó. In Date xong là kết thúc quá trình hoàn thiện sản phẩm. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 100 19.3. Thiết bị Hình Sơ đồ đường đi của chai qua máy dán nhãn ._.