Nhà máy Bia NaDa Thành phố Nam Định

I.MỞ ĐẦU Các nước trên thế giới , Công nghệ sinh học đó phỏt triển mạnh trong 15 năm qua trong tất cả các lĩnh vực như y học , nông nghiệp , thực phâm ... Ở các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam việc nghiên cứu về CNSH trong thời gian qua cũng được đẩy mạnh . Bia và công nghệ sản xuất bia cũng không nằm ngoài chủ trương đó. Hiện nay ở nước ta có không ít những cơ quan doanh nghiệp nhà nước hay tư nhân sản xuất bia bằng những dây chuyền thủ công hay tiên tiến của Đức , Đan Mạch , Hà Lan ...Nhưng mỗi loại bia lại có một đặc trưng riêng . Với mục đích làm quen với Công nghệ thực phẩm sinh học , nắm được các nguồn nguyên phụ liệu , năng lượng sử dụng trong nhà máy , nắm được dây chuyền sản xuất , các thết bị chính của nhà máy . Nắm được về sản phẩm và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm trong sản xuất ...Chúng tôi - những sinh viên lớp Công nghệ Sinh học A Khoá 43 Viện CNSH & CNTP được đi thực tế tại nhà máy Bia NaDa Thành phố Nam Định . Tuy thời gian thực tập không dài nhưng chúng tôi đó thu nhận và tỡm hiểu được nhiều vấn đề mà sau này sẽ là hành trang khi chúng tôi ra trường . Tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tỡnh của thầy giỏo Trần Xuõn Diệu - Bộ mụn Vi sinh và kỹ thuật di truyền ĐHBK Hà nội, Lónh đạo Ban giám đốc nhà máy Bia NaDa - TP Nam Định , đặc biệt là các cô chú công nhân xưởng bia hơi đó tạo điều kiện giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian thực tập tại nhà máy . Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các bạn sinh viên lớp Công nghệ sin học A đó giỳp đỡ và động viên tôi hoàn thành tốt đợt thực tập này. Hà nội , ngày 16 tháng 5 năm 2001 Lờ Tiến Thành II.TỔNG QUAN 2.1 : Lịch sử hỡnh thành và phỏt triển nhà mỏy . ' Chất lượng và dịch vụ sản phẩm không những là sự quan tâm của người tiêu dùng mà cũn quyết định đến sự sống cũn của doanh nghiệp' . Hiểu được điều này , Công ty thực phẩm Nam Định đó biến khẩu hiệu :'Chất lượng và dịch vụ ' thành hành động và việc làm của mỗi thành viên trong công ty . Thành lập từ năm 1960 với tên Xí nghiệp hợp doanh , sản phẩm chính của Công ty lúc này chỉ là kem và đá . Do nhu cầu của thị trường , năm 1970 xí nghiệp đổi tên thành xí nghiệp 1 - 6 và đó mở rộng sản xuất cỏc mặt hàng như bánh bích qui , kẹo mềm các loại và rượu pha ( rượu vang , rượu hương chanh , rượu hương mơ ) đặc biệt là sản phẩm kẹo xỡu chõu phục vụ trong cỏc dịp Tết trung thu , Tết Nguyờn đán . Năm 1975 xí nghiệp có tên là Xí nghiệp thực phẩm Hà Nam Ninh , đến năm 1993 xí nghiệp đổi tên thành xí nghiệp thực phẩm Nam Hà , từ năm 1995 xí nghiệp có tên là Công ty thực phẩm công nghiệp Nam Định . Sản phẩm của Công ty lúc này vẫn là các sản phẩm bánh kẹo , rượu các loại . Để phục vụ nhu cầu về bia , qua tỡm hiểu thị trường Công ty đó quyết định xây dựng nhà máy bia , từ năm 1995 sản phẩm bia của nhà máy ra đời . Năm đầu mới đi vào sản xuất nhà máy chỉ sản xuất 3 triệu lít song do sản phẩm mới ra nên chưa thích ứng với thị trường do đó sang năm 1996 nhà máy chỉ sản xuất 1,5 triệu lít . Từ cuối năm 1996 lónh đạo Công ty đưa ra những giải pháp , nhằm khẳng định chỗ đứng cho sản phẩm của mỡnh trờn thị trường . Đến năm 1997 nhà máy đó sản xuất 7 triệu lớt và những năm tiếp theo sản lượng ngày một tăng lên : Năm 1998 sản xuất 8,5 triệu lớt Năm 1999 sản xuất hơn 9 triệu lít Năm 2000 sản xuất hơn 10,03 triệu lít Dự kiến năm 2001 sản xuất 12 triệu lít . Với dây chuyền sản xuất tiên tiến của Đan Mạch sản phẩm bia của nhà máy không những chỉ phục vụ thị trường trong nước mà cũn vươn ra thị trường thế giới , hàng năm nhà máy xuất khẩu hàng triệu lít bia sang thị trường Hoa kỳ. Công ty mở rộng thị trường tiêu thụ sản phẩm bằng cách : Mở thêm các đại lý ở cỏc tỉnh Ninh Bỡnh , Quảng Ninh , Nghệ an ... Hiện nay Cụng ty có thêm 4 cơ sở sản xuất đó là Đũ quan ( Nam Định ), Quất Lâm ( Nam Định ), 42 Phố Vọng ( Hà Nôị) và Chùa Non nước ( Ninh Bỡnh ), đồng thời triển khai thực hiện quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn Quốc tế ISO 9002 , coi đây là chỡa khoỏ để công ty đi vào thị trường trong và ngoài nước , đáp ứng tiến trỡnh hội nhập và phỏt triển . Kết thỳc năm 2000 Công ty nộp ngân sách nhà nước 2300 triệu đồng chưa kể bảo hiểm xó hội chiếm 1/3 số ngõn sỏch của toàn sở cụng nghiệp Nam Định tăng hơn hẳn so với những năm trước từ năm 94 chỉ có 20 triệu đồng/năm . Công ty thực phẩm công nghiệp tỉnh Nam Định luôn tiến hành tổ chức sắp xếp lại các phũng ban , phõn xưởng phù hợp với điều kiện sản xuất mới theo hướng tinh gọn , điều chỉnh định mức , giảm hao phí lao động , có chính sách hỗ trợ động viên khuyến khích những người có nhu cầu nghỉ hưu , nghỉ mất sức . Đồng thời cử CBCNV đi học , nhằm đào tạo nâng cao kiến thức chuyên môn , tuyển thêm kỹ sư và công nhân tốt nghiệp các trường Đại học và dạy nghề , trẻ hoá đội ngũ lao động . Đời sống của CBCNV công ty không ngừng được cải thiện , thu nhập bỡnh quõn 800 000 đến 1 000 000 đồng/tháng/người . Hiện nay toàn Công ty có khoảng 47 CBCNV có trỡnh độ Đại học và trên Đại học , số công nhân có tay nghề từ bậc 3 trở lên là 20 , số cán bộ trung cấp là 27 .Hàng năm Công ty có tổ chức hai lần thi nâng bậc và kiểm tra tay nghề của công nhân . Những kết quả đạt được khẳng định tính đúng đắn của Lónh đạo Công ty đó lựa chọn và đang thực hiện , là đũn bẩy thỳc đẩy Công ty nói chung và nhà máy bia NaDa nói riêng phát triển một cách vững chắc trong năm 2001 và tạo đà cho những năm tiếp theo. 2.2: Cơ cấu tổ chức hành chính của nhà máy BAN GIÁM ĐỐC Phũng nghiệp vụ Tổ kho Phõn xưởng cơ điện Phõn xưởng bia NaDa Phõn xưởng bia hơi Quầy hàng (từ 1 - 6 ) Phũng hành chớnh , tổ chức Phũng kế toỏn Phũng kinh doanh Trong đợt thực tập này chúng tôi chỉ đi sâu vào tỡm hiểu nghiờn cứu phõn xưởng sản xuất bia hơi .Với công suất 30 000 lít /ngày phân xưởng làm việc theo ca với số lao động như sau : - Nhúm quản lý phõn xưởng : 4 người - Phụ trỏch kỹ thuật : 2 người - Kế toán phân xưởng : 1 người - Tổ hơi : 3 người - Tổ nấu : 12 người - Tổ men : 12 người - Tổ chiết PE : 10 người - Tổ lạnh : 4 người - Tổ cơ khí : 3 người ( làm việc toàn công ty ) - Tổ bỏn hàng : 7 người ( 2 người bán ngày + 5 người bán đêm ) Nhận xột : Về cơ cấu núi chung là hợp lý tuy nhiờn cỏch bố trớ cỏc phũng ban làm việc là chưa hợp lý . Vớ dụ như phũng KCS là phũng rất quan trọng tại đây các thao tác vi sinh , hoá sinh và phân tích hoá học ...thỡ nền nhà , tường , bàn ghế trong phũng phải sạch sẽ , thường xuyên được lau chùi cẩn thận. Nhưng tại phũng này bàn làm việc đều bằng gỗ không phải bằng đá , không có máy hút bụi , diện tích buồng vô trùng quá hẹp . III. NGUYấN LIỆU VÀ CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính Malt đại mạch , hoa Huplông và nước, để tiết kiệm nguồn Malt đại mạch hoặc để sản xuất một vài loại bia thích hợp với thị hiếu người tiêu dùng bên cạnh Malt đại mạch , người ta cũn dựng thờm cỏc nguyờn liệu phụ như bột mỡ , gạo , bột ngụ , thậm chớ cả bột đậu tương đó tỏch bộo . Tuy nhiờn cho đến nay bia trên toàn thế giới được sản xuất chủ yếu với công thức cổ điển sau: BIA = MALT ĐẠI MẠCH + HOA HUPLễNG + NƯỚC 3.1 : Nguyờn liệu 3.1.1: Malt Trong sản xuất bia , Malt cú ý nghĩa rất quan trọng chất lượng của bia phụ thuộc khá nhiều vào chất lượng của Malt ,do đó yêu cầu của Malt trong sản xuất bia cao hơn trong sản xuất rượu . Trong sản xuất bia dùng Malt đại mạch vỡ lẽ Protein của đại mạch có vai trũ rất quan trọng trong việc hỡnh thành nờn vị , bọt và tạo cho cỏc keo của bia được bền vững . Để tạo ra Malt phải cho hạt nảy mầm , mục đích chủ yếu của biện pháp này là để tích tụ được ở hạt một lượng tối đa các phức hệ enzym hoạt động . Trong hạt chín , phần lớn các enzym bị hấp phụ bởi các cấu trúc nguyên sinh của tế bào do đó các enzym ở dưới dạng tiền enzym không hoạt động . Trong khi nảy mầm không những các enzym được chuyển sang trạng thái hoạt động mà cũn được tân tạo thêm . Malt đem vào sản xuất phải đạt các tiêu chuẩn sau: Màu sắc , mùi vị , kích thước hỡnh dỏng : vàng tươi , óng ánh (giống như màu rơm ), mùi thơm đặc trưng , không có mùi lạ , vị ngọt nhẹ , có kích thước và hỡnh dỏng giống nhơ hạt đại mạch khô . Cường độ màu : vỡ sản xuất bia vàng nờn thực tế sane xuất yờu cầu màu chuẩn là màu của 0,5 mg Iod/1 lớt nước . Độ ẩm: Độ ẩm bảo quản cho phộp là 7% Thành phần hoá học tính theo phần trăm chất khô: - Tinh bột 58 - Đường khử 4 - Đường saccaroza 5 - Pentoza hoà tan 1 - Pentoza khụng hoà tan và hexoza 9 - Xơ 6 - Cỏc chất chứa Nitơ 10 - Các chất chứa Nitơ không đông tụ 2 - Đạm formol 0,7 - 1,0 - Chất bộo 2,5 - Chất khoáng 2,5 và một số chất khác như chất màu , chất đắng , chất thơm... Không lẫn đất cát , rác cỏ , các loại thóc khác , tất cả các hạt thóc phải thuộc một loại đại mạch đồng nhất . Tỷ lệ hạt vỡ cho phép đến 0,5% và tỷ lệ hạt bị bệnh cho phép đến 1%, hạt không nảy mầm tối đa 5%. Malt của nhà máy được nhập từ ác nước Châu Âu chủ yếu là Pháp và Đanmạch . Malt trước khi đưa vào nấu phải qua khâu rửa sạch vài lần bằng nước thường đến khi vỏ hạt sáng ánh vàng rồi ngâm trong nước , vớt ra chờ ráo rồi mới đưa vào nghiền để làm dập vỏ Malt , chú ý không được nghiền nhỏ quá nếu không khó lọc . Mặt khác hạn chế được lượng chất tanin từ vỏ Malt hoà tan vào dịch kết tủa với các Protein gây vị đắng khó chịu cho bia , làm giảm chất lượng của bia thành phẩm .Nhà máy sử dụng máy nghiền trục 4 rulo để nghiền Malt. Sau khi nghiền thỡ Malt phải đạt được những yêu cầu về tỷ lệ tấm/bột = 5% để trong quá trỡnh lọc lớp tấm thụ , phần tử nhỏ tinh bột chưa hoà tan , tinh bột bé mịn sẽ tạo ra một lớp màng lọc , tăng hiệu suất quá trỡnh lọc trong thiết bị lọc . Nhận xột : Theo tôi để bảo quản Malt được tốt hơn nhà máy nên tu sửa lại kho chứa Malt cho phự hợp (nõng cao nền , mở thờm ụ thoỏng ). 3.1.2: Gạo Gạo là nguồn nguyên liệu thay thế , có hàm lượng tinh bột cao , hàm lượng Protein thấp , ít chất béo hơn ngô . Do đó gạo được dùng làm nguyên liệu thay thế với tỷ lệ 30% tổng nguyên liệu . Gạo cần được nghiền mịn hơn Malt để các hạt tinh bột được hồ hoá hoàn toàn , do đó gạo được tiến hành nghiền bằng máy nghiền búa . Ở đây vỡ gạo cần mịn nờn ta khụng cần phải qua cụng đoạn làm ẩm . 3.1.3: Hoa Huplụng Hoa Huplụng cũng quyết định đến chất lượng của bia . Nhà máy sử dụng loại hoa viên nhập từ Đanmạch phục vụ cho quỏ trỡnh nấu hoa, tăng tính ổn định của bia , tạo vị đắng, chát , mùi thơm dễ chịu cho bia , bia được tạo ra là sản phẩm đặc trưng cho nhà máy . Hàm lượng acid có trong hoa quyết định đến độ đắng của bia . Độ đắng của bia kí hiệu là BU . 1BU = 1 mg acid hoà tan trong 1 lớt bia Bia thông thường có độ đắng : 19 - 21 BU Bia của nhà máy cũng có độ đắng khoảng 19 - 21 BU 3.1.3 : Nước Nước là nguyên liệu khụng thể thiếu trong quỏ trỡnh sản xuất bia , chớnh vỡ vậy nước được coi là vấn đề quan trọng đặt lên hàng đầu của bất kỳ một nhà máy sản xuất bia nào . Nhà máy bia NaDa sử dụng nguồn nước của nhà máy nước TP Nam Định , nước từ nhà máy nước qua bộ phận sử lý bằng đá , sỏi để tạo thành nước đạt các chỉ tiêu ở từng khâu sản xuất : Nước phải mềm ,có độ cứng từ 4 đến 8 Hàm lượng ion Fe+2 < 0,03 Hàm lượng các anion có cấu tạo từ S,N không có Khụng cú vi khuẩn gõy bẩn Chuẩn số E.Coli cho phộp khụng quá 3 tế bào/1 lít nước ph thớch hợp : 6,8 - 7,2 Toàn bộ nhà máy có hệ thống bể ngầm chứa nước ngâmg khoảng 3000 m2 Lượng nước phân xưởng bia NaDa sử dụng trong thỏng 4 /2001 là 3399 m3 Lượng nước phân xưởng bia hơi sử dụng trong tháng 4 /2001 là 2666 m3 m3 nước Ngày Biểu đồ tiêu thụ nước toàn nhà máy trong tháng 5 /2001 3.2 : Cỏc thiết bị ngoại vi 3.2.1:Thiết bị cung cấp hơi Thiết bị cấp hơi của nhà máy có: Năng suất 1500 kg/h Áp suất làm việc lớn nhất : 10 kg/cm2 Áp suất thử lớn nhất : 15 kg/cm2 Nhiệt độ hơi bóo hoà : 183 0 C Nguyờn lý hoạt động : Hỡnh 3.2.1 : Thiết bị nồi hơi 3.2.2: Bộ phận làm lạnh Đây là khu vực cung cấp toàn bộ chất làm lạnh cho cỏc quỏ trỡnh như: làm lạnh nhanh dịch đường, quá trỡnh lờn men, bảo quản men giống , tàng trữ bia...Phõn xưởng có hai hệ thống làm lạnh : Hỡnh 3.2.2.a: Hệ thống hai mỏy Hỡnh 3.2.2.b: Hệ thống ba mỏy Sơ đồ nguyên lý hoạt động : Ngưng tụ Pcao , to cao Pcao , to giảm Bỡnh chứa cao ỏp (hơi) (lỏng) Mỏy nộn (lỏng ) P cao   (hơi) to thấp Tiết lưu giảm ỏp Bay hơi Mỏy tỏch lỏng (hơi) (lỏng ) ( (lỏng) Bể muối Cụng suất lạnh :100 000 kcal/h Chất tải lạnh : Glycol (có khối lượng riêng nhỏ hơn khối lượng riêng của dung dịch muối). Mỏy nộn lạnh : Năng suất lạnh : 50 000 kcal/h Nhiệt độ làm việc : -15oC Tốc độ : 180 vũng/phỳt Mụi chất lạnh : NH3 Mỏy tỏch lỏng : Dung tớch : 0.2m3 Áp suất làm việc : 12 kg/cm2 Bể muối : Nồng độ muối : 17 - 20 Nhiệt độ : -12oC - -10oC Hỡnh 3.2.2.c: Hệ thống mỏy tỏch lỏng , bể muối Nhận xột : Phân xưởng hàng năm nên vệ sinh bể muối từ 1 - 2 lần , thường xuyên phải kiểm tra nồng đọ muối .Hai tổ máy có thể thay nhau hoạt động tuỳ theo mức độ các quá trỡnh cần chất làm lạnh . 3.2.3: Hệ thống thu hồi khớ Cacbonic Đây là nơi thu hồi toàn bộ lượng khí CO2 của cỏc quỏ trỡnh lờn men chớnh , lờn men phụ ...và cung cấp lượng CO2 tinh khiết cho bia . Phân xưởng có hệ thống thu hồi khí CO2 của Đức mới lắp đặt và đi vào hoạt động thay cho hệ thống trước kia hiệy suất thấp . Hỡnh 3.2.3: Thiết bị thu hồi khớ CO2 Nguyờn lý hoạt động : Lượng CO2 ở cỏc tank lên men được đưa về balông của máy nhờ một hệ thống ống dẫn khí . Khi balông căng , hệ thống máy nén khí bắt đầu làm việc , lượng CO2 sẽ qua hệ thống cột lọc bằng nước , cặn bó trong khớ CO2 lắng xuống . Nhờ quạt làm mát sơ bộ ,qua hệ thống ngưng tụ nước lượng nước nằm lại chỉ cho khí sạch đi qua . Sau đó lượng khí này được máy nén đưa vào cột than hoạt tính để lọc lấy lượng khí CO2 tinh khiết . Lượng khí CO2 tinh khiết này sẽ được nạp vào các bỡnh chứa , khi ỏp suất đạt mức qui định thỡ mỏy ngừng hoạt động . IV . DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BIA HƠI 4.1: Sơ đồ dây chuyền sản xuất Malt Gạo Nghiền Nghiền Nước Nước Đường hoỏ Hồ hoỏ Lọc Đun hoa Lắng xoỏy , tỏch cặn Lạnh nhanh Men giống Sục khụng khớ sạch Lờn men chớnh Rửa Lọc trong Lờn men phụ Thu men , tàng trữ men Box Tạm chứa ,bóo hoà CO2 Chiết box Khỏch hàng 4.2: Giải thớch dõy chuyền ơ 4.2.1: Hồ hoỏ 4.2.1.1: Mục đích Chuyển cỏc hạt tinh bột trong gạo ở dạng khó hoà tan thành tinh bột dễ hoà tan . Sau khi tiến hành nâng nhiệt độ để hồ hoá tinh bột gạo sẽ nhờ enzym Termamyl đưa vào để đường hoá một phần các hạt tinh bột hoà tan tạo ra các dextrin , một ít maltoza và glucoza. 4.2.1.2: Cấu tạo thiết bị Thiết bị nồi để hồ hoá ( nồi cháo ) do Công ty Bách Khoa thiết kế và lắp đặt : Dung tớch một mẻ nấu : 2,4m3 Dung tích tối đa : 3m3 Thiết bị hai vỏ , nấu bằng hơi nước , áp suất từ 2 - 3 kg/cm2 Khuấy trộn bằng hệ thống truyền động cơ học với tốc độ vũng khuấy là 150 vũng /phỳt Vật liệu chế tạo : inox Hỡnh 4.2.1.2: Thiết bị hồ hoỏ 4.2.1.3: Cỏch tiến hành Vệ sinh nồi trước khi nấu Nguyờn liệu : + Nước đó qua xử lý : 1370 lớt + Gạo đó nghiền : 210 kg + Enzym Termamyl: 1% so với lượng gạo Lấy toàn bộ lượng nước ( 10 phút ) , gạo ( 5 phút ) nói trên cho vào nồi , sau khi đổ gạo vào cho toàn bộ lượng enzym cần thiết vào , đậy nồi nâng nhiệt từ từ đến 100oC , thời gian nõng nhiệt từ 50oC lên là 20 phút . Giữ ở nhiệt độ này trong 30 phút , lúc này ở nhiệt độ cao các hạt tinh bột sẽ hút nước và trương nở do đó thể tích của dịch trong nồi tăng lên . EnzymTermamyl dịch hoá dễ dàng , phân cắt các amiloza, amilopectin thành phần lớn các dextrin phân tử lượng thấp và một ít maltoza , glucoza. Sau khi đó hồ hoàn toàn , vụ hoạt enzym Termamyl rồi đưa sang nồi đường hoá . Nhận xột :Theo tụi trong qua trỡnh hồ hoỏ ( nấu chỏo ) để tránh tỡnh trạng bột gạo bị dún hũn, vún cục thỡ thời gian nõng nhiệt độ từ 63oC lên là chưa hợp lý . Ngoài cách giữ nguyên nhiệt độ khi nấu ta cũn cú thể ỏp dụng phương pháp hạ dần nhiệt độ (đun sôi âm ỉ). 4.2.2: Đường hoá 4.2.2.1: Mục đích Chuyển về dạng hoà tan tất cả các chất phân tử lượng cao nằm dưới dạng không hoà tan trong bột Malt , chúng sẽ cùng với những chất chiết (chất hoà tan chung ) của dịch đường . 4.2.2.2: Cấu tạo của nồi nồi đường hoá Thiết bị là nồi hai vỏ truyền nhiệt bằng hơi nước . Khuấy trộn bằng bộ phận truyền động cơ học cánh khuấy với vận tốc 50 vũng /phỳt . Bộ phận truyền nhiệt là hệ thống ống chùm nên tốc độ cấp nhiệt nhanh do đó tác dụng làm cường độ khuấy dịch càng lớn . - Trang thiết bị đồng bộ các bộ phận : van an toàn , van xả nước ngưng tự động , đồng hồ đo nhiệt , đông hồ đo áp suất . Hỡnh 4.2.2.2: Thiết bị đường hoá 4.2.2.3: Cỏch tiến hành Dịch sau khi hồ hoá được chuyển sang nồi đường hoá . Trong suốt quá trỡnh đường hoá và thuỷ phân Protein không thể tránh khỏi hiện tượng chất đạm bị đông tụ . Sự đông tụ này có thể bắt đầu ngay từ khi ta nâng nhiệt độ lên gần 60oC , khi đó albunin bắt đầu đông tụ và nếu tiếp tục nâng nhiệt độ hốn hợp thuỷ phân lên 100oC thỡ globulin bắt đầu đông tụ . Thời gian để nhiệt độ cao kéo dài thỡ sự đông tụ Protein càng xảy ra mạnh . Khi sôi , xảy ra sự phân huỷ chất đạm , vị trí các mối liên kết peptit bị thay đổi , các mối liên kết hyđro bị phá huỷ làm xuất hiện những nhóm chức năng , những trung tâm hoạt lực mà ở Protein bỡnh thường chúng ẩn bên trong phân tử . Các thành phần Protein xuất hiện ở nhiệt độ cao có tác dụng quan trọng trong sự duy trỡ độ bền của bia. Nhận xột :Ở những cơ sở sản xuất nhỏ , thường dùng nồi nấu thủ công , với nồi loại này rất khó bảo đảm điều chỉnh nhiệt độ đồng đều trong toàn khối dịch thuỷ phân , công nhân làm việc vất vả , năng suất không được cao . Tại xưởng bia hơi của nhà máy sử dụng nồi nấu cơ giới bằng inox, có vỏ ngoài gia nhiệt dung dịch thuỷ phân bằng hơi nước bóo hoà cú đồng hồ theo dừi ỏp suất , đo nhiệt độ bên trong khối dung dịch , có cánh khuấy chạy bằng động cơ nên hiệu suất của quỏ trỡnh đường hoá cao. 4.2.3: Lọc dịch đường 4.2.3.1: Mục đích Dịch cháo sau khi đường hoá xong ,gồm hai phần : Phần đặc : Bao gồm tất cả những phần tử nhỏ khụng hoà tan của bột Malt Phần loóng :Là dung dịch nước chứa tất cả những chất hoà tan của Malt , gạo , ta gọi là dịch đường . Mục đích của quá trỡnh lọc nhằm tỏch phần lỏng riờng ra khỏi phần đặc . Việc lọc dịch đường nhờ thiết bị lọc khung bản . Việc lọc dịch đường phụ thuộc rất nhiều vào việc nghiền Malt và diện tích khung lọc cũng như thời gian lọc , rửa bó nhằm thu hồi lại những chất hoà tan cú trong lớp bó sau khi lọc . 4.2.3.1.: Cấu tạo thiết bị Thiết bị lọc khung bản của xưởng gồm 31 khung và bản xếp xen kẽ nhau . Các bản được phủ cả hai mặt bằng hai lớp vải lọc . Mỗi bản có một van nước cho dịch lọc trong chảy ra .Phần trên của mỗi khung có một lố trũn thụng với khoảng khụng gian bờn trong của khung bằng một khe nhỏ . Sau khi xếp cỏc khung và bản vào giỏ để chuẩn bị lọc thỡ cỏc lỗ trũn trờn khung tạo nờn một kờnh chung kộo dài thành đường cho hỗn hợp thuỷ phân đi vào máy lọc nhờ bơm , qua khung rồi chuyển vào các buồng hẹp được tạo nên bởi hai lớp vải lọc trùm lên các bản .Các phần rắn của hỗn hợp được giữ lại giữa các tấm vải lọc , dần dần nén thành khối chặt. Dịch đường trong chảy xuyên qua vải lọc , qua van chảy xuống máng hứng ở phia dưới nhờ hệ thống đường ống dẫn tới nồi nấu hoa . Hỡnh 4.2.3: Thiết bị lọc khung bản Nhận xột : Khi dịch lọc trong qua các van xuống máng hứng ở phía dưới , tại đầu của máng có ống nối dẫn dịch lọc trong vào thiết bị nấu hoa , đây là ống không cố định nên khi tháo đầu ống nối ra lượng dịch cũn lại trong mỏng sẽ tràn ra ngoài . Tụi nghĩ xưởng nên có máng chứa phụ để tiết kiệm toàn bộ lượng dịch này . 4.2.4: Nấu hoa Huplụng 4.2.4.1:Mục đích Tất cả dịch đường sau khi lọc được bơm và thiết bị nấu hoa Huplông ,nhằm ổn định thành phần dịch đường và làm cho dịch đường có mùi thơm của hương chiết từ hoa Huplông . Đun sôi hoa chính là trích ly các chất thơm và các chất đắng từ hoa , đun sôi hoa cũn làm mất hoạt lực cỏc enzym làm đông tụ Protein, thanh trùng dịch đường và cô đặc dịch đến nồng độ thích hợp đối với từng loại bia. 4.2.4.2:Cấu tạo thiết bị Là thiết bị nồi hai vỏ được cấp nhiệt nhờ hệ thống ống chùm , tốc độ cấp nhiệt nhanh nên khả năng hoà tan hoa Huplông vào dịch càng cao. Thiết bị được chế tạo bằng inox Hỡnh 4.2.4:Thiết bị nồi nấu hoa Huplụng 4.2.4.3: Cỏch tiến hành - Vệ sinh sạch nồi trước khi nấu Sau khi dịch trong được đưa vào nồi , cho hoa Huplông . Nhiều quỏ trỡnh hoỏ lý quan trọng xảy ra trong lỳc đun sôi hoa Huplông . Trước hết là sự hoà tan các cấu tử đặc trưng của hoa , sự hoà tan các chất Melaniot, các Caramen . Sự hoà tan các chất đắng làm thay đổi vị của dịch từ chỗ chỉ có vị ngọt trở thành vừa ngọt vừa hơi đắng . Dầu của hoa Huplông có ảnh hưởng đến mùi thơm của dịch đường .Phần lớn các pha khác nhau của dầu Huplông chuyển hoá thành các chất không bay hơi và được giữ lại trong nước như là một nhân tố sinh hương . Để tăng mùi thơm cho bia , cần giữ lại một phần hoa Huplông để cho vào dịch đường trước khi kết thúc giai đoạn đun hoa. Trong quá trỡnh đun sôi hoa Huplông , sự đông tụ Protein là rất quan trọng . Quá trỡnh đông tụ Protein xảy ra theo hai bước : 1-Sự phá huỷ cấu trúc của phân tử Protein , 2- Đông tụ. Sự có mặt của Protein hoà tan trong dịch đường đó đun sôi với hoa Huplông có thể sẽ làm cho sản phẩm bị đục và giảm độ bền sinh học của bia . Trong dịch đường có chất Tanin của Malt và của hoa Huplông . Tanin của hoa Huplông có hoạt tính hoá học cao và có độ hoà tan lớn trong nước.Các chất này làm kết tủa Protein không đông tụ và do đó khi ta tăng lượng hoa Huplông trong dịch đường lên thỡ lượng Protein kết tủa cũng tăng lên . Prôtein không đông tụ hết có thể kỡm hóm quỏ trỡnh lờn men , vỡ Protờin hấp phụ lờn trờn bề mặt tế bào nấm men gõy những khú khăn trong quá trỡnh làm trong bia , khú lọc , bia bị đục khi ướp lạnh . Quỏ trỡnh đun sôi hoa Huplông làm cho màu sắc dịch bia thay đổi từ nhạt sang đậm dần vỡ hiện tượng caramen hoá các đường , sự hỡnh thành cỏc chất melanoit và cỏc chất cú màu của hoa Huplụng chuyển từ hoa vào dịch . Lượng hoa Huplông cho vào dịch trong sản xuất bia nhiều hay ít tuỳ thuộc vào loại bia , thị hiếu người tiêu dùng . Nói chung mức trung bỡnh từ 1 đến 2 gam hoa cho 1 lít dịch đường .Thời gian đun sôi hoa trung bỡnh là hai giờ .Chỉ tiờu quan trọng để kết thúc đun hoa là nồng độ chất hoà tan trong dịch đường ,chỉ tiêu thứ hai là sự tồn tại của những kết tủa dạng bông do Protein đông tụ tạo thành . Sau khi kết thúc đun sôi hoa Huplông ,tháo ngay dịch sang thiết bị lắng xoáy . Nhận xột : Tại phân xưởng của nhà máy mỗi mẻ cho thêm 4000g hoa Huplông , theo nguyên tắc phải cho dần lượng hoa vào nồi đun hoa nhưng ở đây lại cho liền vào một lúc . Do đó quá trỡnh nấu hoa đạt hiệu suất không cao . 4.2.5: Lắng xoỏy 4.2.5.1: Mục đích Khi ra khỏi nồi nấu hoa Huplông dich đường có nhiệt độ hơn 100oC ,trong đó có chứa các cấu tử ở dạng lơ lửng (Protein kết tủa) và các phần không tan của hoa Huplông . Để thực hiện quỏ trỡnh lờn men dịch đường làm trong và loại bỏ hết tạp chất có trong dịch bia . 4.2.5.2:Sơ đồ cấu tạo Hỡnh 4.2.5:Thiết bị lắng xoỏy Ống thông khí có tác dụng là đưa một lượng vừa đủ không khí vào để tạo vùng xoáy hỡnh nún khi lắng xoỏy nhưng đồng thời cũng hạn chế không để cho dịch đường bị nhiễm khuẩn . Trước khi chuyển dịch chuyển từ nồi nấu hoa sang nồi lắng xoáy cần phải được vệ sinh , CIP toàn bộ nồi lắng xoáy . Dịch được bơm đưa sang nồi lắng xoáy theo phương tiếp tuyến với thành thiết bị với vận tốc khoảng 5 m/s đồng thời chuyển động quay xung quanh trục đứng của thiết bị . Lực ly tâm làm các cấu tử này bị hóm lại trờn đáy thùng làm xuất hiện gradien vận tốc và gradien áp lực , chất lỏng có xu hướng chảy thành dũng vào phớa trong làm các vẩn đục tập trung thành khối cặn hỡnh nún ở trung tõm . Như vậy chất lỏng chuyển động tuần hoàn đi xuống ở phía ngoài , đi lên gần trung tâm làm các cấu tử được vận chuyển theo .Thời gian tiến hành lắng xoáy chính là thời gian đưa dịch vào khoảng 20 phút . Sau đó để lắng tự nhiên nhằm mục đích ổn định lớp bó và làm nguội tự nhiờn trong vũng 20 phỳt xuống cũn 90oC đây cũng chính là lúc bó hoa , tạp chất nặng và một phần chất kết tủa núng cú thể lắng xuống tập trung ở giữa đáy tạo thành hỡnh chúp . Sau 20 phút để lắng, nguội tự nhiên ta tiến hành tách lấy dịch lọc bia ra. Quỏ trỡnh chia ra làm 3 giai đoạn : Tách lấy dịch theo van ở ngang thân thùng, đây là lượng dịch đạt yêu cầu Tách lấy dịch theo van đáy Để lắng tự nhiên tiếp theo trong một thời gian để các tạp chất trong dịch lắng xuống . sau đó tách nốt dịch trong ra . lượng cũn lại trong thựng sẽ được đẩy ra ngoài theo van xả đáy. Dịch đường sau khi cho lắng xoáy tách bó hoa và một phần cặn núng thỡ được đưa sang thiết làm lạnh dịch đường. 4.2.6:Làm lạnh 4.2.6.1: Mục đích Ra khỏi thiết bị lắng xoáy dịch có nhiệt độ hơn 100oC , trong dịch đường không có oxy hoà tan mà chỉ có cặn bẩn sinh ra trong quá trỡnh đun sôi hoa và lắng trong . Các cặn bẩn này sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bia và ảnh hưởng đến các quá trỡnh tiếp theo là lờn men chớnh , lờn men phụ , lọc và bảo quản bia . Khi ta làm lạnh dịch , cỏc loại cặn bẩn kể cả Protein đông tụ sẽ lắng xuống và oxy xuất hiện dần trong dịch ,tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men phát triển . Như vậy mục đích của quá trỡnh làm lạnh là làm giảm nhiệt đoọ dịch đường xuống , đưa oxy từ không khí vào dịch thể và kết lắng các chất bẩn . 4.2.6.2:Sơ đồ quá trỡnh làm lạnh nhanh (trang bờn). Thiết bị làm lạnh nhanh cú hai cấp : Cấp I: dựng tỏc nhõn lạnh là nước sạch ở nhiệt độ thường để hạ nhiệt độ dịch đường tới 60oC, cấp này cú 22 bản . Cấp II: Dùng tác nhân lạnh là nước muối có nhiệt độ - 10oC để hạ nhiệt độ dịch đường tới 20oC,cấp này cú 39 bản . Các bản này đều được chế tạo bằng kim loại có độ dẫn nhiệt tốt ,không bị rỉ.Thiết bị làm lạnh cũn cú cỏc nhiệt kế để đo nhiệt độ nước muối vào , nhệt độ dịch đường ra .Trước khi làm lạnh dịch đường , máy lạnh cần phải vệ sinh bằng nước sôi để diệt trùng . 4.2.6.3:Cỏch tiến hành Dịch đường sau khi ra khỏi thiết bị lắng xoáy có nhiệt độ trên 100oC được đưa theo đường (a) vào làm lạnh sơ bộ cấp I với tác nhân lạnh là nước thường đi vào theo đường (b) , nước sẽ theo các rónh , đường ống sang các bản kế cận , đi ngược chiều với chiều chảy của dịch đường , trao đổi nhiệt với dịch đường thông qua bản kim loại .Nhờ đó mà nhiệt độ của dịch đường khi ra khỏi cấp I cnhiệt độ chỉ cũn khoảng 60oC , cũn nước ấm đi ra ngoài theo đường (c) . Dịch đường sau khi ra khỏi cấp I ngay lập tức sẽ được đưa sang làm lạnh cấp II với tác nhân lạnh là nước muối - 12oC , nước muối và dịch đường cũng đi ngược chiều nhau , trao đổi nhiệt gián tiếp thông qua bản kim loại ở giữa . Nhiệt độ của dịch đường sau ra khỏi cấp II là 20oC . Tại cấp I , một phần cặn núng sẽ bị giữ lại do đó làm giảm lượng cặn có trong dịch đường khi đưa sang thùng lên men . Tuy nhiên vỡ cặn núng bỏm lại trờn bề mặt của bản kim loại nờn sẽ ảnh hưởng tới khả năng trao đôỉ nhiệt của tác nhân và dịch đường phía sau . Vỡ vậy , trong thực tế thường sau 1 - 2 thỏng thỡ yờu cầu phải vệ sinh cỏc tấm bản kim loại . Sau khi ra khỏi thiết bị làm lạnh dịch đường đưa tới thùng lên men . 4.3: Quỏ trỡnh lờn men 4.3.1: Lờn men Sản xuất bia thuộc lĩnh vực lên men cổ điển (như lên men rượu , một số ít chất hữu cơ, một số dung môi hữu cơ...) đó là quá trỡnh hoỏ sinh , vi sinh tương đối đơn giản so với các nghành lên men thuộc lĩnh vực lên men hiện đại như sinh tổng hợp các axitamin , các enzym... Quỏ trỡnh chủ yếu của sản xuất bia là quỏ trỡnh lờn men rượu các loại đường trong dịch đường dưới tác dụng của các enzym trong nấm men bia . Quá trỡnh lờn men này dẫn đến nhứng thay đổi cơ bản trong thành phần hoá học của dịch đường , biến dịch đường thành một loại nước uống có hương thơm và vị dễ chịu đó là bia . Trong sản xuất bia , quỏ trỡnh lờn men cú hai dạng là lờn men nổi và lờn men chỡm . Hai loại lờn men này chỉ khỏc nhau chủ yếu ở chỗ sử dụng hai loại nấm men khỏc nhau . 4.3.2: Cấu tạo của thiết bị lờn men Tại thựng lờn men sẽ xảy ra hai quỏ trỡnh lờn men chớnh và lờn men phụ làm chớn bia vỡ vậy , thựng (tank) lờn men cú cấu tạo đáy hỡnh cụn , gúc cụn khoảng 70oC, có nhiều khoang lạnh để duy trỡ nhiệt độ thích hợp cho từng giai đoạn . Trong xưởng bia hơi của nhà máy có 34 tank lên men , cú tank thể tớch là 12m3, cú tank thể tớch là 8m3 . Trong mỗi tank có 2 đến 3 khoang lạnh tuỳ vào thể tích của tank . Mối khoang cách nhau 30cm , trong mỗi khoang có các áo lạnh cách nhau 20cm đi theo chiều xoắn ruột gà . tác nhân lạnh đi vào ở dưới và đi ra ở trờn . Hỡnh 4.3.2 : Thiết bị lờn men 4.3.3: Men giống Sản xuất bia thực chất là một quỏ trỡnh sinh hoỏ , vi sinh trong đó sự thuần khiết của chủng giống men có ý nghĩa quyết định .Loại nấm men được sử dụng là chủng nấm men Sacchromyses Carlsbergensis đó được thuần hoá trong điều kiện sản xuất , nhiệt độ thích hợp cho nấm men phát triển là 24oC. Nấm men thuần khiết là nâm men được sinh ra từ một tế bào .Trong thực tiễn sản xuất giữ cho nấm men thuần khiết là việc làm không đơn giản . Nấm men bia ngừng hoạt động ở nhiệt độ trên 40oC và có thể chết dần ở nhiệt độ này , nhưng chúng lại chịu được ở nhiệt độ rất thấp thậm chí ở -180oC chúng vẫn sống . Nấm men bia có thể phát triển trong môi trường có oxy lẫn không có oxy . Trong quá trỡnh lờn men bia lỳc đầu môi trường có chứa oxy hoà tan , nấm men bia dùng oxy đó để oxy hoá để oxy hoá cơ chất , tạo năng lượng cho sinh sản và phát triển, Khi dịch đường đó trải qua một giai đoạn lên men , lượng oxy hoà tan cạn dần thỡ tế bào nấm men lại thu năng lượng nhờ hệ enzym đặc biệt của mỡnh qua phản ứng oxy hoỏ khử cỏc cơ chất . Nấm men chỡm cú khả năng đặc biệt trong quá trỡnh phỏt triển , tế bào của chỳng kết dớnh vào nhau thành chựm và lắng xuống dưới đáy thiết bị lên men thành lớp chặt thuận tiện cho việc tách lớp tế bào đó làm men giống cho các đơn vị sản xuất tiếp theo .Tuỳ thuộc vào đời men ( tốt nhất là 6 đời trở lại ) có thể được dùng trở lại . Hỡnh 4.3.3: Thiết bị bảo quản men giống 4.3.4: Lờn men chớnh 4.3.4.1: Mục đích Lên men chính là sự tiêu hao cơ chất diễn ra mạnh mẽ , một lượng đường khá lớn và các dẻtin có phân tử lượng thấp chuyển hoá thành cồn , CO2 và một số sản phẩm phụ khác tạo thành bia theo đúng yêu cầu kỹ thuật và chất lượng sản phẩm . 4.3.4.2: Tiến hành Trước khi đưa dịch vào lên men tank cần được vệ sinh , CIP nóng theo thứ tự : NaOH : 2 - 5 %00 KMnO4 :2 - 5 %oo Nước lạnh Nước sôi P3: 2%oo Đưa trước một ít dịch vào để trộn với men giống._.