Tìm hiểu về công nghệ sản xuất bia

……………………………. 3.2.1.3.Nghiền……………………………………… 3.2.1.4.Hồ hóa……………………………………… 3.2.1.5.Đường hóa………………………………….. 3.2.1.6.Lọc –Tách bã……………………………….. 3.2.1.7.Hublon hóa…………………………………. 3.2.2.Quy trình công nghệ ở phân xưởng lên men…. 3.2.2.1.Lắng trong.………………………………….. 3.2.2.2.Làm lạnh nước nha…………………………. 3.2.2.3.Quá trình lên men…………………………... 3.2.2.4.Quá trình lọc………………………………... 3.2.3.Quy trình công nghệ ở phân xưởng chiết…….. 9 10 11 11 11 11 11 12 13 14 15 15 15 16 16 18 18 IV.Thiết bị máy móc vật tư đặc thù trong công nghệ sản xuất bia…………………………………………. 4.1.Thiết bị gàu tải…………………………………. 4.2.Thiết bị tách tạp chất…………………………… 4.3.Thiết bị nghiền…………………………………. 4.4.Thiết bị đạm hoá,hồ hoá,đường hoá,Hubon hoá.. 4.5.Thiết bị lọc khung bản…………………………. 4.6.Thiết bị lắng trong……………………………… 4.7.Thiết bị làm lanh nhanh………………………... 4.8.Tank lên men…………………………………… 4.9.Máy bão hoà CO2………………………………. 19 19 20 21 21 22 23 23 23 24 Kết luận…………………………………………….. 25 Mục lục Mở đầu Trong những năm gần đây,cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật việc ứng dụng những thành tựu công nghệ mới vào thực tiễn sản xuất diễn ra mạnh mẽ và có những bước đột phá. Có thể nó, sự đổi mới liên tục về công nghệ đã trở thành yếu tố then chốt để duy trì sức cạnh tranh cho các doanh nghiệp trên thị trường. Công nghệ sản xuất Bia cũng không nằm ngoài xu hướng đó.Là một mặt hàng có tính cạnh tranh cao trên thị trường đồ uống nói riêng cũng như trên thị trường tiêu thụ nói chung ,các doanh nghiệp trong nước hiện nay luôn tìm cách đổi mới công nghệ nhằm gia tăng lợi nhuận cho mình đồng thời cũng đáp ứng những nhu cầu ngày càng khắt khe từ phía khách hàng. Trong bài báo cáo này,nhóm chúng em xin trình bày một cách tổng quát về công nghệ sản xuất bia để nắm rõ hơn về một ngành nước giải khát có truyền thống lâu đời này. I.Khái niệm Bia là một loại nước uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men. Nói một cách khác, bia là loại nước giải khát có độ cồn thấp, bọt mịn xốp và có hương vị đặc trưng của hoa houblon. Đặc biệt CO2 hòa tan trong bia có tác dụng giải nhiệt nhanh, hỗ trợ cho quá trình tiêu hóa, ngoài ra trong bia còn chứa một lượng vitamin khá phong phú (chủ yếu là vitamin nhóm B như vitamin B1, B2, PP. . .). Nhờ những ưu điểm này, bia được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới với sản lượng ngày càng tăng. Đối với nước ta bia đã trở thành loại đồ uống quen thuộc với sản lượng ngày càng tăng và đã trở ngành công nghiệp mũi nhọn trong ngành công nghiệp nước ta. Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia. Do các thành phần sử dụng để sản xuất bia có khác biệt tùy theo từng khu vực, các đặc trưng của bia như hương vị và màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau và do đó có khái niệm loại bia hay các sự phân loại khác. II.Nguyên vật liệu chính Thành phần chính của bia là nước,lúa mạch đã mạch nha hóa, hoa bia và men bia. Các thành phần khác, chẳng hạn các chất tạo mùi vị hay các nguồn tạo đường khác được thêm vào như là các phụ gia. Các phụ gia phổ biến là ngô và lúa gạo. Các nguồn tinh bột này được ngâm ủ để chuyển hóa thành các loại đường dễ lên men và làm tăng nồng độ cồn trong bia trong khi bổ sung rất ít hương vị. 2.1. Nước Do thành phần chính của bia là nước (chiếm từ 80 - 90%) nên nguồn nước và các đặc trưng của nó có một ảnh hưởng rất quan trọng tới các đặc trưng của bia. Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng hoặc thậm chí được xác định theo đặc trưng của nước trong khu vực sản xuất bia. Mặc dù ảnh hưởng của nó cũng như là tác động tương hỗ của các loại khoáng chất hòa tan trong nước được sử dụng trong sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước cứng là phù hợp hơn cho sản xuất các loại bia sẫm màu như bia đen, trong khi nước mềm là phù hợp hơn cho sản xuất các loại bia sáng màu, chẳng hạn như bia pilsener của Cộng hòa Séc . STT Chi tiêu kiểm tra Yêu cầu 1 pH 6,5 - 7,5 2 Độ kiềm tổng TAC <= 4oF 3 Độ cứng tổng <= 5 oF 4 Độ đục <= 20NP 2.2. Mạch nha Định nghĩa: Tất cả những hạt ngũ cốc, nếu được ươm mầm với sự kiểm soát chặt chẽ của các điều kiện kỹ thuật (độ ẩm, nhiệt độ và mức độ thông gió), sử dụng trong công nghệ sản xuất bia đều có thể gọi chung là mạch nha hay malt (như malt thóc, malt bắp, malt lúa mì…). Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu mạch, thóc, ngô… sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với điều kiện bắt buộc. Malt là một loại bán thành phẩm và giàu chất dinh dưỡng: 16 – 18% chất thấp phân tử dễ hòa tan + hệ enzyme đặc biệt phong phú, chủ yếu là amylase và protease Mạch nha được tạo ra từ hạt ngũ cốc bằng cách ngâm chúng vào trong nước, cho phép chúng nảy mầm và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm trong các lò sấy. Hạt ngũ cốc đã mạch nha hóa tạo ra các enzym để chúng chuyển hóa tinh bột trong hạt thành đường có thể lên men. Thời gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để tạo ra các màu mạch nha khác nhau từ cùng một loại ngũ cốc. Các loại mạch nha sẫm màu hơn sẽ sản xuất ra bia sẫm màu hơn. Ngày nay, trong phần lớn các trường hợp, hai hoặc nhiều loại mạch nha được phối hợp để sản xuất bia. Vai trò của Malt Malt cung cấp toàn bộ lượng glucid (chủ yếu dưới dạng tinh bột) để chuyển hóa thành đường, và từ đường chuyển hóa thành cồn và các chất khác. Để giảm giá thành, người ta có thể sử dụng ngũ cốc làm thế liệu, và lượng tối đa là 50% chứ không thể thay thế hoàn toàn malt. Malt chứa đầy đủ enzym amilaza để thủy phân tinh bột. Nếu sử dụng thế liệu nhiều thì lượng enzym này cung cấp không đầy đủ và ta buộc phải bổ sung enzym từ bên ngoài vào, chủ yếu là enzym từ vi sinh vật. Malt cung cấp khá đủ lượng protein và có chứa hệ enzym proteaza để thủy phân chúng. Trong giai đoạn ươm mầm, hệ enzym này được hoạt hóa mạnh mẽ. Khi chuyển sang giai đoạn nấu, chúng thủy phân protein tạo thành các phức chất có khả năng giữ CO2 tốt, tạo vị bia đặc trưng. STT Chỉ tiêu kiểm tra Tiêu chuẩn 1 Ngoại quan Màu vàng rơm, không có mốc, không sâu mọt 2 Độ ẩm <=5% 3 Độ hòa tan trên chất khô xay nhuyễn >=80% 4 Protein tổng 9,5-11% 5 Hoạt lực 260 - 320WK 6 Cỡ hạt >2,5 mm >=85% Cỡ hạt <2,2 mm >=1,5% 7 Độ trong <= 5 EBC 8 Thời gian đường hoá < 15phút 9 Tốc độ lọc Bình thường 10 Độ màu 3,0-4,5 EBC 11 pH 5,6-6 12 Protein hòa tan 4,0-4,7% 13 Chỉ số Kolbatch 38-43 Các loại enzym trong malt Hệ thống enzyme này gồm có: alpha-amylase, beta-amylase và amilophosphatase, phần lớn chúng tập trung ở phôi mầm và một ít được phân bố ở phần dưới của nội nhũ hoặc trong màng ngăn giữa vỏ trấu và nội nhũ. 2.3. Hoa bia (Hublon) Định nghĩa Hoa bia là thực vật dạng dây leo (Humulus lupulus), sống lâu năm (30-40 năm), có chiều cao trung bình từ 10-15 m. Hoa houblon có hoa đực và hoa cái riêng cho từng cây. Trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn. Thành phần hóa học - Nước : 11 -13% - Chất đắng : 15 -21% - Polyphenol : 2,5 -6% - Protein : 15 – 21% - Cellulose : 12 -14% - Tinh dầu thơm : 0,3 – 1% - Chất khoáng : 5 – 8% - Các hợp chất khác : 26 – 28% Hình ảnh hoa bia Vai trò của hoa bia trong sản xuất bia Hoa bia chứa một số tính chất rất phù hợp cho bia: Cung cấp vị đắng để cân bằng vị ngọt của đường mạch nha, Tạo ra hương vị từ mùi hoa cho tới mùi cam quít hay mùi thảo mộc, Hoa bia có các hiệu ứng kháng sinh giúp cho hoạt động của men bia tốt hơn trước các loại vi sinh vật không mong muốn. Việc sử dụng hoa bia giúp cho việc duy trì thời gian giữ bọt lâu hơn (tạo ra bởi các chất cacbonat hóa bia). Vai trò của chất đắng: Là thành phần có giá trị nhất của hoa houblon. Làm cho bia có vị đắng dịu, tạo ra một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia. Khi hòa tan vào dịch đường và tồn tại trong bia, chất đắng là những hợp chất có hoạt tính sinh học cao tạo ra sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt lâu. Với nồng độ thấp các chất đắng cũng có khả năng ức chế rất mạnh các vi sinh vật, vì chúng có tính kháng khuẩn rất cao và do đó làm tăng độ bền của bia thành phẩm. - Nhóm acid đắng có 2 loại : + Alpha-acid: gồm humolone (35-70%), cohumolone (20-55%), adhumolone (10-15%), prehomulone (1-10%) và posthumolone (1-5%). + Beta-acid: gồm lupulone (30-55%), colupulone (20-55%), adlupulone (5-10%), prelupulone (1-3%), postlupulone. Vai trò của tinh dầu thơm: Tinh dầu trong hoa houblon gồm hơn 200 chất: terpen, ester, cetone và các hợp chất chứa lưu huỳnh. - Tinh dầu phấn hoa houblon chiếm từ 0,17 – 0,65% trọng lượng hoa, trong đó khoảng 3/4 là các cấu tử thuộc nhóm tecpen (C5H8)n và 1/4 là các cấu tử có mang oxy, đại diện chính là geraniol (C10H18O). - Tinh dầu hoa ở điều kiện gia nhiệt nhẹ dễ bị oxy hoá, khi đó tác dụng gây mùi sẽ thay đổi nhiều, thậm chí tạo ra mùi không phù hợp cho sản phẩm bia như mùi tỏi. - Các hợp chất trong tinh dầu có thể tồn tại dưới các dạng hydratcacbon với nhân là một tecpen (C5H8), hoặc dưới dạng aldehyd, ceton, rượu,… Khi hòa tan vào dịch đường, tinh dầu tồn tại trong bia và tạo ra cho bia một mùi thơm đặc trưng rất nhẹ nhàng và dễ chịu. Vai trò của tannin :Với hàm lượng trung bình khoảng 4% trọng lượng hoa, tannin có 1 vai trò nhất định trong quá trình công nghệ, từ đó có ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến chất lượng bia. Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, trước hết tannin được tách ra dưới dạng hòa tan. Sau đó, do điều kiện nhiệt độ cao và thời gian kéo dài, chúng sẽ bị oxy hoá và trùng ngưng ở các mức độ khác nhau, các phân tử trùng ngưng sẽ hình thành mối liên kết đẳng điện với các protein trong dịch đường, hình thành những phức tannin – protein, tạo ra dạng kết tủa nóng trong quá trình này. Mặt khác, một dạng phức tương tự, nhưng trọng lượng phân tử nhỏ hơn, khi hạ nhiệt độ xuống chúng sẽ kết tủa lại tạo thành kết tủa nguội trong dịch đường. Tóm lại, tannin có ảnh hưởng tốt đến quá trình công nghệ: giúp dịch đường trong nhanh hơn và kết tủa các thành phần protein không bền, làm tăng độ bền keo của bia, nhưng mặt khác tannin cũng làm kết tủa các protein bền làm giảm khả năng tạo bọt của bia. 2.4. Men bia Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường. Các giống men bia cụ thể được lựa chọn để sản xuất các loại bia khác nhau, nhưng có hai giống chính là men ale (Saccharomyces cerevisiae) và men lager (Saccharomyces uvarum), với nhiều giống khác nữa tùy theo loại bia nào được sản xuất. Men bia sẽ chuyển hóa đường thu được từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn và cacbon điôxít (CO2). Trước khi các chức năng của men bia được hiểu rõ thì mọi quá trình lên men đều sử dụng các loại men bia hoang dã. Mặc dù còn rất ít loại bia, chẳng hạn như bia lambic vẫn dựa trên phương pháp cổ này nhưng phần lớn các quá trình lên men ngày nay đều sử dụng các loại men bia được nuôi cấy và có độ tinh khiết cao. Trung bình, hàm lượng cồn trong bia là khoảng 4-6% rượu theo thể tích, mặc dù nó có thể thấp tới 2% và cao tới 14% trong một số trường hợp nào đó. Một số nhà sản xuất bia còn đưa ra loại bia chứa tới 20% cồn. Hình ảnh men bia 2.5. Các chất phụ gia Nhóm phụ giai trực tiếp Gồm tất cả những nguyên liệu và hóa chất có mặt trong thành phần của sản phẩm với sự kiểm soát chặt chẽ với hàm lượng cho phép. Các hóa chất xử lý độ cứng, điều chỉnh độ kiềm của nước công nghệ. Các hóa chất đưa vào để ngăn chặn quá trình oxy hóa những thành phần trong bia. Các hóa chất dùng để điều chỉnh pH. Chất tạo màu cho bia: caramen. Nhóm phụ gia gián tiếp Gồm tất cả nguyên liệu và hóa chất được sử dụng trong quy trình công nghệ nhưng không được phép có mặt trong sản phẩm. Các bột trợ lọc: PVPP, kizelgua, . . . Các hóa chất để vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng. Các chất được dùng như tác nhân làm lạnh NH3, glycol, nước muối III.Quy trình công nghệ sản xuất bia 3.1. Sơ đồ quy trình Nhân giống PTN Nhân giống trung gian Nấm men Cặn thải Chai sạch Bột trợ lọc Tái sử dụng men Bia thành phẩm Xử lý nấm men Thu hồi nấm men Cân Làm sạch Thu hổi CO2 O2 tinh khiết Bã hèm Rửa bã Bã Nước rửa bã Caramen Cao Houblon Chiết chai Lọc bia Lên men phụ Lên men chính Làm lạnh nhanh Lắng trong Houblon hóa Lọc – tách bã Đường hóa Nước Bão hòa CO2 Malt Gạo Hồ hóa Nghiền Nghiền Cân Làm sạch Đạm hóa 3.2.Thuyết minh quy trình 3.2.1.Quy trình công nghệ ở phân xưởng nấu Gạo và malt được cho vào gàu tải và làm sạch. Làm sạch Nguyên liệu (gạo và Malt) được đưa vào đầu vào của máy tách rác. Do lực rung, nguyên liệu sẽ lọt qua lớp lưới trên của máy, còn tạp chất lớn sẽ bị giữ lại trên lớp lưới dưới và được đưa ra ngoài. Khi xuống lớp lưới phía dưới, các tạp chất như cát, bột mịn sẽ lọt qua lớp lưới này sau đó nhờ hệ thống quạt hút, các tạp chất này sẽ được hút ra ngoài. Còn nguyên liệu tốt (vẫn còn sạn có đường kính tương đương như hạt gạo, Malt) sẽ nằm phía trên lớp lưới, từ đây nguyên liệu sẽ được chuyển xuống máy sàng và tách sạn . Tại máy tách sạn, nguyên liệu được đưa vào đầu cao hơn. Khí thổi vào vừa đủ để nâng hạt lên, còn sạn nặng hơn nằm dưới. Khi sàng rung, nhờ độ rung của sàng, hạt di chuyển về đầu thấp đổ xuống dưới, còn sạn đi về hướng ngược lại vào thùng chứa . Máy cũng được nối với quạt hút bụi như máy tách rác. 3.2.1.2. Cân Nguyên liệu sau khi làm sạch được đi qua hệ thống cân tự động để định lượng cho mỗi mẻ nấu. Trong nhà máy tỷ lệ gạo là 25% và Malt là 75%. Do đó mỗi mẻ nấu thông thường là 2500kg gạo và 7500kg Malt (đối với gạo mỗi lần cân là 14kg còn đối với Malt là 30kg). Nghiền Nghiền gạo và Malt nhằm phá vỡ cấu trúc tinh bột của hạt, nghiền hạt thành nhiều mảnh nhỏ để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, giúp cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình hồ hóa và các quá trình thủy phân khác nhanh và triệt để hơn. Đối với gạo thì được nghiền càng mịn càng tốt khả năng tiếp xúc giữa cơ chất và enzyme càng cao, hiệu quả thủy phân càng triệt để. Đối với Malt, có một lớp vỏ trấu bên ngoài, nếu nghiền quá thô sẽ có lợi cho việc lọc bã Malt nhưng độ đường hóa sẽ không hoàn toàn. Ngược lại nếu nghiền quá mịn vỏ trấu sẽ bị nát, khả năng lọc sẽ kém và trong quá trình nấu và lọc các chất trong vỏ trấu (tannin, polyphenol, lignin…) sẽ ảnh hưởng tới chất lượng bia thành phẩm. Nguyên liệu theo hệ thống gàu tải vào thùng chứa rồi vào máy nghiền búa. Sau khi qua máy nghiền nhờ động lực của quạt hút dưới máy nghiền, nguyên liệu được hút qua cửa vào, qua phần gờ hình tam giác. Ở đây gió được thổi vuông góc với dòng nguyên liệu để những nguyên liệu nhẹ sẽ thay đổi góc rơi, rơi vào thùng nghiền còn những hạt sanh và tạp chất nặng sẽ được giữ lại và rơi vào thùng chứa tạp chất của máy. Nguyên liệu xuống phía dưới bị đập nát bởi các búa đập với vận tốc 3000 vòng/ phút. Để tránh trường hợp búa đập bị mòn một phía, máy có hộp đổi chiều để thay đổi chiều quay của búa. Bột gạo và bột Malt sau đó sẽ được đưa vào thùng chứa trung gian để chuẩn bị cho quá trình hồ hóa và đạm hóa. Hồ hóa Trước khi nhập liệu bột gạo, cho nước vào nhằm chống cháy Malt (lúc này cánh khuấy trong nồi bắt đầu hoạt động). Sau đó cho một lượng Malt lót vào (bằng 10% trọng lượng gạo) và được chia làm hai lần. Lần thứ nhất cho khoảng 53,85% tổng số Malt lót (140kg Malt) giúp cho sự hồ hóa tinh bột dễ dàng hơn. Vì trong Malt có hệ enzyme amylaza, đặc biệt là ở gai đoạn đầu có enzyme α–amylase, enzyme này cắt phân tử tinh bột thành những phần mạch ngắn hơn, làm cho nồi gạo không bị vón cục, tránh khê, khét. Thời gian xuống Malt lót khoảng 1 phút. Sau khi xuống Malt lót xong tiến hành nhập liệu gạo.Gạo và nước được xuống cùng một lúc với áp lực mạnh nhằm hòa tan bột gạo trong nước, tránh hiện tượng gạo bị vón cục. Thời gian để xuống hết 2500kg gạo khoảng 12 phút và nhiệt độ của nồi gạo sau khi xong công đoạn pha bột gạo, nhiệt độ khoảng 460C. Do trong công thức nấu tỷ lệ bột gạo là 25% nên ph dịch bột tăng lên, do đó bổ sung 100ml H2SO4 (2%) để điều chỉnh ph dịch bột về khoảng 5,2→5,6, là ph tối ưu cho enzime amylase hoạt động, rút ngắn thời gian lọc, nâng cao hiệu suất đường hoá, đồng thời làm cho quá trình kết tủa protein sau này triệt để hơn. Tăng giảm nhiệt độ phù hợp nhiều lần để hồ hóa tinh bột. Đường hóa Đường hoá là quá trình chuyển tối đa những chất không hoà tan dự trữ trong Malt, thông qua các hệ thống enzyme (amylaza, proteaza) có sẵn trong hạt Malt bằng con đường thuỷ phân. Mục đích quá trình đường hoá là chiết tối đa các chất có thể hoà tan trong nguyên liệu và thuỷ phân các chất có phân tử lượng cao, tạo thành những chất đơn giản, hoà tan được với nước tạo thành dịch đường hoá. Khi nhiệt độ nồi gạo lên 880C, đồng thời lúc này nồi Malt bắt đầu hoạt động. Bột Malt và nước được phun vào cùng một ống dẫn với áp lực lớn, nhằm hoà tan bột Malt vào nước, tránh hiện tượng vón cục. Đồng thời lúc này cánh khuấy bắt đầu hoạt động để bột malt không lắng xuống đáy, tránh hiện tượng cháy, khét và chống vón cục. Cùng lúc với quá trình pha bột Malt, tiến hành bổ sung thêm 0.07% CaCl2.2H2O (5,3kg) nhằm làm mềm nước và hạ nhiệt độ của nước. Ngoài ra Ca2+ có tác dụng làm tăng tính bền và tăng tính hoạt động của enzim α-amylaza, cải thiện sự kết lắng của nấm men. Ngoài ra còn bổ sung 5,66kg acid lactic để điều chỉnh pH của môi trường về pH=5,2→5,6, thích hợp cho enzyme amylaza hoạt động. Thời gian để pha 7500kg bột malt khoảng 18 phút, khi đó nhiệt độ nồi malt khoảng 450C. Nâng nhiệt độ lên 500C trong thời gian khoảng 8 phút và giữa ở nhiệt độ này khoảng 2 phút (tuỳ theo hàm lượng acid amin trong Malt mà thời gian đạm hoá dài hay ngắn, nhưng thông thường thời gian này khoảng 0→30 phút). Trong giai đoạn này xảy ra sự thuỷ phân protein do tác động của enzyme proteaza sẽ diễn ra theo trình tự sau: Protein → albumose → polypeptide → peptone và acid amin Nâng nhiệt độ hỗn hợp lên 750C trong vòng 12→13 phút vàgiữ nhiệt độ này trong khoảng thời gian 19 phút. Đây là nhiệt độ thích hợp cho α-amylaza tác dụng lên amylose và amylopeptin của tinh bột tạo thành nhiều gốc glucose và các gốc này sẽ tạo thành những phân tử dextrin khác nhau. Sản phẩm chủ yếu của công đoạn này là dextrin (chính các dextrin này sẽ tạo độ keo của bọt, độbền và độ dày của bọt). Đến đây quá trình đường hoá kết thúc. Nâng nhiệt độ lên 760C với mục đích làm giảm độ nhớt của hồ malt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc. Khi nhiệt độ lên đến 760C thì được bơm ngay qua máy lọc. . Lọc – tách bã Lọc là quá trình tách dịch đường ra khỏi bã. Để thu kiệt chất hòa tan từ bã sang dịch đường, quá trình lọc sẽ tiến hành theo hai bước: lọc để tách dịch đường ra khỏ bã và rửa bã. Lọc được tiến hành trên máy lọc khung bản, nhiệt độ dịch lọc 760C vì nhiệt độ này là yêu cầu tối ưu về độ nhớt và tạo điều kiện cho α-amylaza tiết tục hoạt động, tốc độ lọc phụ thuộc vào mức độ nghiền Malt, mức độ phân hủy Malt, cấu tạo màng lọc . . . Ngoài lớp nguyên liệu lọc, bã Malt và đặc biệt vỏ trấu hình thành một lớp trợ lọc rất tốt. Nước nha được bơm trải đều thành các lớp lọc trong máy lọc, các lớp cặn bã được giữ lại trên lớp bể lọc, chỉ có nước nha trong đi qua, chảy ra đường ống hứng và được bơm lên thùng trung gian. Lúc đầu nước nha còn được cho hoàn lưu lại. Sau đó tiến hành rửa bã, nước rửa bã là nước trong, nhiệt độ 75→780C, nếu dùng nước nóng hơn sẽ làm enzym amylaza bị vô hoạt, tinh bột sót đã bị hồ hóa nhưng không đường hóa được, dẫn đến dịch đường bị đục và sau này làm cho bia khó trong. Houblon hóa Từ thùng trung gian dịch đường được chuyển sang nồi đun. Sau đó nâng dần nhiệt độ nồi đun lên 960C, tiến hành cấp houblon lần 1 khoảng 1.509% (22.34kg houblon cao và 28.63kg houblon viên) tổng số gạo và Malt. Đồng thời với quá trình cấp houblon lần 1, tiến hành nâng nhiệt độ lên 100.4 oC và giữ ở nhiệt độ này trong suốt quá trình cấp houblon, thời gian cấp houblon lần 1 khoảng 50 phút. Trong quá trình cấp houblon được khoảng 45 phút thì bổ sung acid lactic để điều chỉnh pH. Đồng thời kiểm tra độ balling, nếu như không đạt 13oballing thì phải tăng thời gian đun sôi hoặc giảm bớt lượng nước rửa. Sau khi kết thúc quá trình cấp houblon lần 1, tiến hành cấp houblon lần 2 khoảng 0.1284% (12.84kg houblon viên) tổng số nguyên liệu gạo và malt. Thời gian cấp houblon lần hai rất ngắn chỉ khoảng 5 phút. mục đích chính của quá trình cấp houblon lần 2 là: trích ly tinh dầu trong hoa houblon viên. Vì trong quá trình đun sôi, phần lớn (77→88%) tinh dầu sẽ bị khuyếch tán trong hơi nước và bay ra ngoài, phần còn lại có nhiệt độ bay hơi cao hơn, sẽ tồn tại trong dịch đường và sau đó tiếp tục mất đi trong quá trình lên men (có thể đến 90→96% ), tồn tại một lượng rất nhỏ ở dạng khá bền và gây cho bia mùi thơm đặc trưng. Sau khi cấp hoablon lần 2 xong, tiếp tục đun sôi khoảng 20 phút nữa thì kết thúc quá trình hoablon hóa. 3.2.2.Quy trình công nghệ ở phân xưởng lên men Quy trình này gồm có các quá trình sau: 3.2.2.1.Lắng trong Sau khi kết thúc quá trình đun sôi, nước nha được bơm sang thùng lắng cặn nhằm mục đích tách cặn thô và cặn mịn ra khỏi dịch houblon hóa làm cho dịch nha trong hơn và bảo quản lâu hơn. Dịch nha ở 98oC được bơm vào thùng theo chiều tiếp tuyến sát thành thùng nhằm tạo ra lực xoáy hướng tâm, khi đó cặn và các chất không tan sẽ xoáy vào giữa thùng theo hình nón (thời gian cho quá trình bơm là 20÷25 phút). Sau khi bơm xong để lắng 25÷35phút nhằm ổn định dòng xoáy và tạo điều kiện cho cặn kết tủa xuống. Sau đó tiến hành chiết rút. Thời gian chiết rút khoảng 25÷30 phút. Hệ thống gồm hai thùng lắng có thể tích là 600hl. 3.2.2.2.Làm lạnh nước nha Mục đích: lạnh nhằm tạo điều kiện đưa nhiệt độ về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men theo yêu cầu kỹ thuật đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình bão hòa O2. - Phải tiệt trùng đường ống trước khi làm lạnh. Trước tiên cho NaOH (2÷2,5%) hoặc acid (0.5%) qua đường ống trước sau đó rửa lại thật sạch bằng nước sạch. Trước khi bơm dịch nha tiến hành rửa lại đường ống bằng nước nóng. - Sau khi nước nha được làm lạnh theo đúng yêu cầu kỹ thuật được bão hòa O2 nhằm đảm bảo cho sự sinh trưởng và phát triển của nấm men. Hàm lượng bão hòa là 5÷6mgO2/l nước nha. 3.2.2.3. Quá trình lên men Lên men là quá trình chuyển hóa dịch đường houblon hóa thành rượu etylic (C2H5OH), CO2 và một số sản phẩm phụ khác như alhehyde, axeton, este thơm,… dướI tác dụng của nấm men. Song song với quá trình lên men rượu thì trong dịch lên men còn sẩy ra rất nhiều quá trình sinh hóa, sinh lý, hóa lý, hóa học và lý học phức tạp khác. Những quá trình này đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc quyết định thành phần và chất lượng của bia. Quá trình lên men trải qua hai giai đoạn: lên men chính và lên men phụ. Lên men chính:Dịch hèm (trong quá trình gây hèm Bia cũng gọi là quá trình đường hóa) ở nhiệt độ lên men được bơm vào thiết bị lên men (hình trụ đáy côn). Khi dịch hèm bơm vào được khoảng 25% toàn bộ khối dịch thì nấm men được bổ sung vào để bắt đầu quá trình lên men.Sau khi bổ sung nấm men khối dịch được bơm vào (đến 80% dung tích của thiết bị). Chính quá trình bơm dịch này đảo trộn khối dịch đồng đều với nấm men.Để yên quá trình lên men trong nhiều ngày (8-10 ngày). Sau nhiều giờ ta thấy xuất hiện bọt ở bề mặt thì tức là quá trình lên men đã chính thức bắt đầu. Quá trình lên men diễn ra tốt nếu như có một lượng tối đa bọt chắc nịch. Sau vài ngày , bọt trở nên nâu, bởi các nhựa đắng và tanin của bọt bị oxy hóa , sau đó bọt được rút ra để không làm biến tính Bia. Sự lên men kết thúc khi – nhờ quan sát bằng kính hiển vi – người ta thấy rằng nấm men kết bông lại với nhau. Lên men là quá trình nấm men thực hiện quá trình chuyển hóa đường thành rượu và CO2, đồng thời tạo ra các chất tạo hượng vị đặc trưng của Bia. Cùng với các chất dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe, quá trình lên men cũng tạo ra các sản phẩm có hại, trong đó có các chất không mong muốn (gây mùi vị và giá trị cảm quan không tốt cho Bia như diacetyl, các rượu bậc cao – nhiều rượu bậc cao sẽ làm cho Bia gây sốc và đau đầu cho người tiêu thụ).Trong suốt quá trình lên men, nhiệt độ của khối dịch liên tục tăng, để duy trì nhiệt độ ổn định cho lên men tốt, người ta có thể sử dụng áo lạnh cho thiết bị với chất tải lanh là Polyglycol có nhiệt độ là 20C. Thiết bị lên men được giữ ở áp suất 0,5-1 atm nhằm bão hòa CO2 cho Bia. Giai đoạn cuối quá trình lên men, nấm men chết chìm xuống đáy thiết bị được tách ra ngoài định kỳ, rửa để tái sử dụng ( có thể sử dụng lại tối đa 7-10 lần tùy theo chất lượng nấm men và nhu cầu nhà máy VIệt Nam). Khi kiểm tra nồng độ cồn và nồng độ đường còn lại trong dịch hèm đạt yêu cầu, quá trình lên men chuyển sang giai đoạn lên men phụ. Lên men phụ:Quá trình lên men phụ diễn ra nhằm ổn định chất lượng cho Bia với quá trình kết tủa các protein phân tử trung bình, giảm lượng rượu bậc cao, lượng diacetyl, ổn định nồng độ CO2, ổn định hương vị, tăng giá trị cảm quan và chất lượng cho Bia.Quá trình này có thể tiến hành trong cùng thiết bị với lên men chính hoặc trong thùng kín chỉ cho CO2 tiếp xúc để bão hòa CO2 cho Bia; nhưng ở nhiệt dộ thấp hơn (khoảng 00C, nhưng không được thấp hơn để nấm men vẫn sản xuất rượu) và thời gian dài hơn (1-5 tuần). Liên tục tách nấm men chết và các chất kết tủa ra khỏi thiết bị lên men. Cuối quá trình này dịch hèm đã trở thành Bia, thực tế nó đã có hầu hết vị và bọt. 3.2.2.4. Quá trình lọc Mục đích của quá trình lọc bia là để loại các tế bào nấm men, các tạp chất...Bia sau khi lên men được gọi là bia non. Bia non tiếp tục đi qua máy lọc khung bản với chất trợ lọc là đất lọc và giấy lọc. Dung dịch sau khi lọc được thu hồi gọi là bia trong. Để đo độ trong của bia người ta dựa vào máy đo độ đục. Sơ đồ khung bản:Sau khi lọc khoảng 2 tuần người ta tiến hành vệ sinh 1 lần để loại bỏ các cặn bã của bia non ra ngoài. Bia non sau khi qua thiết bị lọc thu được bia trong thành phẩm có nồng độ alcol 4,5% và tiếp tục đi qua phân xưởng chiết.3.2.3.Quy trình công nghệ ở phân xưởng chiết:Chai thu hồi được đưa qua máy rửa bằng các băng tải. Quá trình rửa chai trong hệ thống máy rửa như sau: chai được đưa vào bể ngâm khoảng chừng 5 phút để bóc tất cả các dãn hiệu. Sau đó đi vào bể sút khoảng 20 phút để làm sạch chai, tiếp tục qua máy nước nóng để làm sạch sút, rồi qua nước ẩm, cuối cùng là qua nước lạnh và qua hệ thống sấy khô. Chai sau khi ra khỏi máy rửa tiếp tục đi qua các băng tải khác, các băng tải này sẽ đưa chai rửa sạch qua hệ thống đèn soi để thu hồi những chai còn bẫn và chai vỡ và tiếp tục đi qua máy chiết. Bia trong được chiết vào chai bằng một thiết bị xoay tròn (mỗi vòng như vậy chiết được 42 chai) và tiếp tục được đưa qua hệ thống đóng nắp chai. Trước khi đi qua hệ thống đóng nắp, chai bia đã được sục CO2 (hoá lỏng) vào để tạo ga và đồng thời qua hệ thống bơm nước nóng để đuổi hết O2 không khí ra ngoài nhằm diệt con men bia. Chai bia sau khi đã được đóng nắp tiếp tục đi qua hệ thống thanh trùng. Hệ thống thanh trùng gồm có nhiều ngăn, 2 ngăn lạnh rồi đến 2 ngăn nóng, tiếp theo là 2 ngăn lạnh, mỗi ngăn như vậy có một nhiệt độ khác nhau, nhiệt độ thấp nhất là 200C, nhiệt độ cao nhất là 670C. Sở dĩ nhiệt độ lên xuống như vậy là để giảm độ thích nghi của con men bia và nhiệt độ được giữ không quá 670C vì nếu nhiệt độ cao hơn nhiệt độ này thì sẽ tạo 1 áp suất lớn trong chai sẽ làm vỡ chai. Bia sau khi được thanh trùng tiếp tục đi qua bộ phận dán nhãn và đưa vào két, các két đóng xong được đưa vào kho. Bia ra lò có nhiệt độ khoảng 360C. Ở phân xưởng chiết trong 1 ca quá trình diễn ra liên tục và hầu như là cơ khí hoàn toàn. IV.Thiết bị máy móc,vật tư đặc thù trong công nghệ sản xuất bia 4.1. Thiết bị gàu tải: Gàu tải gồm bộ kéo ghép kín với các gàu được gắn chặt. Sử dụng các gàu sâu, có chiều rộng 135 – 450 mm để vận chuyển nguyên liệu dạng hạt. Băng tải vô tận phủ lấy tang dẫn động phía trên và tang căng phía dưới. Băng tải được kéo căng nhờ cơ cấu vít.Tất cả các bộ phận của gàu tải được vỏ ngoài bao phủ, có đầu dẫn động ở phía trên, guốc hãm phía dưới và phần vỏ giữa có hai ống. Phần dưới của vỏ có phễu nạp liệu, còn phần trên có ống tháo liệu. Gàu xúc đầy nguyên liệu từ guốc hãm hay đổ thẳng vào gàu. Gàu chứa nguyên liệu được nâng lên trên và khi chuyển qua tang trên thì bị lật ngược lại. Dưới tác dụng của lực ly tâm và trọng lực, nguyên liệu được đổ ra qua ống tháo liệu vào thiết bị chứa. 4.2. Thiết bị tách tạp chất: Sàng rung là một hệ thống tấm sàng tạo thành hộp sàng, do môtơ chuyển động truyền lực qua trục liên kết và dây curoa, sinh ra quán tính ly tâm, tác động làm cho hộp sàng rung. Lưới sàng là những linh kiện dễ bị hỏng nhất. Căn cứ vào vật liệu yêu cầu của khách hàng, có thể lựa chọn lưới sàng, lỗ sàng bằng thép chất lượng cao và tấm sang bằng cao su. Tấm sàng có hai loại là một tầng và hai tầng, trung bình các tấm sàng đều đáp ứng được yêu cầu khác nhau. Loại sàng rung này được lắp đạt theo hình thức nằm. Góc nghiêng của sàng có thể thay đổi thông qua việc điều chỉnh vị trí độ cao của lò xo. 4.3. Thiết bị nghiền Máy do động cơ điện, thiết bị liên trục, rotor, thùng, khung sàn...hợp thành. Động cơ thông qua thiết bị liên trục làm chuyển động rotor, lợi dụng nguyên lý nghiền xung lực, đầu búa chuyển động quay tròn ở tốc độ cao đập vào nguyên liệu nhờ có sự chuyển động ngược chiều nhau của hai trục rotor làm cho nguyên liệu bị ép lại, nội nhũ nhỏ ra, làm cho nó vỡ ra thành dạng bột. Thông qua máy nghiền này, tỉ lệ nghiền đạt tiêu chuẩn vào khoảng 70%-90%. 4.4. Thiết bị đạm hóa, hồ hóa, đường hóa và Houblon hóa Bề mặt trên của thiết bị đường hóa Thiết bị thuỷ phân có dạng hình trụ, đáy bằng, thân nồi được bảo ôn bằng các lớp vật liệu cách nhiệt. Cánh khuấy, động cơ, hộp giảm tốc được lắp ở phía dưới. Ở dưới đáy của thiết bị có lắp đặt hệ thống đường ống giữ nước nóng, nước lạnh … và các bộ phận như: cửa quan sát, đồng hồ đo áp lực, nhiệt kế được lắp đặt ở phía trên nắp nồi và được theo dõi tại phòng điều khiển. Bên trong có đường ống vệ sinh thiết bị. Mặt cắt của thiết bị đường hóa 4.5. Thiết bị lọc khung bản Sử dụng lực ép lớn để đưa chất lỏng có hàm lượng cặn cao qua màng lọc khung bản. Cặn được giữ lại trên các bản và được lấy ra định kỳ. Nước được tháo ra liên tục qua hệ ._.