Tìm hiểu qui trình công nghệ sản xuất bia

nớc trong quátrình này không đòi hỏi phải có chất lợng cao .5- nấm men :Nấm men dùng để sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc chủngseccharomyces .+ Giống nấm men nổi : seccharom

Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Ngô Bình – Phòng Vi sinh – Viện Công nghệ Sinh Khoa Xây dựng công nghiệp, cùng toàn thể các thầy, cô giáo trong khoa Công nghệ Sinh học - Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm – Phòng Vi sinh – Viện Công nghệ Sinh Tr ờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình dạy dỗ em trong suốt quá trình em học tập.

Cuối cùng em cũng gửi lời cảm ơn tới các cô, các chú, các anh, các chị

và toàn thể các bạn công tác tại Phòng Vi sinh đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình làm tốt nghiêp.

Phần I mở đầu

Bia là loại nớc giải khát mát bổ, có độ cồn thấp, có bọt mịn xốp, có hơng vị

đặc trng, giàu dinh dỡng Ngoài việc cung cấp 1 lợng calo lớn trong bia ,cònchứa một phức hệ enzim có tác dụng kích thích tiêu hoá

Từ những nguyên liệu chính malt đại mạch , hoa houblon và nớc đã tạo cho biahơng thơm đặc trng , vị đắng lớp bọt trắng mịn hàm lợng CO2 bão hoà có tácdụng giảm bớt cơn khát

Vì vậy nó đợc sử dụng rộng rãi ở hầu hết các quốc gia trên thế giới Với sản ợng ngày càng tăng con ngời biết chế biến và sử dụng sản phẩm này khoảng

l-7000 năm

Quá trình phát triển của bia đợc chia làm 2 thời kỳ,công nghệ không ngừng đổimới và thiết bị ngày càng tân tiến

*Quá trình trớc pasteur

Quá trình phát triển chủ yếu nghành bia là theo kinh nghiệm

Từ bớc khởi đầu thổ dân ở các bộ lạc dùng hạt đại mạch hoặc kê rang lên rồinghiền nhỏ nấu chín sau đó đem ủ làm thức ăn cho gia súc Từ ấy con ngời pháthiện trong sản phẩm này rất đặc trng, hơng vị ngon và làm sản phẩm cho ngời đ-

ợc gọi là bia nớc uống và đợc lu truyền đến bây giờ

Bia lúc đầu đợc chế biến thô sơ hay đại mạch sau đó nghiền nhỏ và nấu chín tiếp

đó ngâm vào nớc , nấu nớc ngâm để tiến hành lên men tự do và quá trình lênmen rợu với các quá trình sinh hoá dới sự tác động của vsv ngời ta thu đợc mộtthứ nớc uống hơi chua có nhiều bọt Khi uống vào cơ thể con ngời cảm thấykích thích dễ chịu ,sau đó biết sử dụng malt đại mạch để chế biến nớc uống Dần dần họ biết dùng hơng thơm cỏ dại để tạo hơng thơm cho loại nớc uốngtrên

Con ngời không ngừng tìm tòi để bổ xung cho chất lợng của bia và tại đây họ

đã tìm đợc hoa houblon cách đây 3000 năm trớc công nguyên Từ khi biết chếbiến và sử dụng hoa houblon kỹ thuật đợc nâng lên một bớc ở những thành phốlớn và những nơi buôn bán đều có các cơ sở sản xuất bia , đặc biệt là các nớcchâu âu sự phát triển này rất nhanh với nguyên liệu cố định

Bia = matl đại mạch + hoa houblon + nớc

*Giai đoạn sau pasteur

Vào thế kỷ 19 nhờ phát minh về kính phóng đại ngời ta đã tìm tòi phát hiện vànghiên cứu nấm men , đờng kế đo dịch đờng pasteur nhận thấy tác nhân chínhgây men là vi sinh vật cũng chính nhờ sự phát hiện này mà thúc đẩy ngành biatheo một bớc phát triển mới

Sau một thời gian dài nghiên cứu pasteur đã khảng định, nấm men là vi sinh vậtduy nhất mà hoạt động của chúng đã làm lên quá trình lên men bia Đến cuốithế kỷ một số nhà khoa học Đức và Nga mới chứng minh đợc rằng một số nấmmen đã sản sinh ra enzim chuyển hoá đờng thành rợu và CO2 đó là hai thànhphần quan trọng của bia từ chổ lên men theo tự nhiên con ngời đã dùng kiến thứckhoa học can thiệp vào quá trình lên men ứng dụng điều chỉnh nhiệt độ thíchhợp để giảm tối đa mức ảnh hởng của điều kiện tự nhiên với qui mô côngnghiệp Tổng sản lợng bia thế giới hiện nay gần 100 tỷ lít/ năm Trong đó châu

âu chiếm 40%, bắc mỹ chiếm 25% Còn lại phân bố ở các nớc châu Phi, Nam

Mỹ và Châu á

Tính bình quân theo đầu ngời ở khu vực châu âu 150-200 lít/ngời/năm khuvực đông nam á 20-50 lít/ngời/năm đối với nớc ta nghành bia là một nghànhmới chỉ phát triển mạnh ở hai thập kỷ gần đây Do hàng trăm năm nớc ta bị thựcdân pháp đô hộ sau đó liên tục xảy ra chiến tranh chống giặc ngoại xâm vì vậynền công nghiệp nói chung phát triển chậm so với nớc khác và nghành côngnghệ sản xuất bia rợu cũng bị ảnh hởng lớn Trong những năm gần đây nghànhbia cũng đã đợc đảng và nhà nớc ta chú trọng lên đã có chiều hớng phát triển

Đến nay tổng sản lợng bia của nớc ta khoảng là khá lớn, nhà máy bia HảI PhòngThanh Hoa, Khánh Hoà, Vinh… ngoài ra còn có các nhà máy nhỏ và vừa ở các ngoài ra còn có các nhà máy nhỏ và vừa ở cácthành phố và ở các tỉnh khác nh bia Đà Nẵng, bia Khánh Hoà Ngoài ra còn cómột số bia vốn đầu t nớc ngoài nh Tiger, Halida, Nada Bình quân mỗi đầu ngờinớc ta khoảng 8-10 lít/ngời/năm Do vậy nhu cầu bia ở nớc ta là rất lớn nhất làvào mùa nóng oi bức nhu cầu giải khát càng dâng cao

Malt đại mạch là nguyên liệu chính, trong sản xuất bia Hàng năm chúng tavẫn phải nhập khẩu hàng triệu tấn malt của nớc ngoài Do đó việc ứng dụngenzim để tăng tỷ lệ nguyên liệu gạo thay thế malt là hợp lý

Thành phố Hải Phòng là nơi có nhiều tiềm năng phát triển và tập trung dân c

đông đúc Hiện nay thành phố Hải Phòng có nhà máy bia Hải Phòng từ trớc tớinay rât đợc a chuộng, Xung quanh thành phố tuy có khá nhiều xởng bia t nhânnhng nhu cầu về bia trên thị trờng Hải Phòng là vẫn còn rất lớn và bởi vì các nhàmáy đều sản xuất theo quy mô nhỏ, năng suất còn thấp cha đáp ứng đủ nhu cầucủa ngời tiêu dùng Việc xây dựng thêm một nhà máy bia là hợp lý Nếu xâydựng bây giờ sẽ có nhiều thuận lợi, vì thành phố Hải Phòng là một thành phố trẻtập trung đông dân c và đang trên đà phát triển thu hút sự đầu t trong nớc và nớcngoài Tạo điều kiện cạnh tranh giúp thúc đẩy nghành công nghiệp sản xuất biatrong nớc Từ Hải Phòng mọi hớng giao thông đều thuận tiện (Đờng thuỷ, đờng

bộ, đờng sắt )

Nên theo tôi xây dựng một nhà máy bia với công suất trung bình 45 triệu/lít/năm là thích hợp và cần thiết tại thành phố Hải Phòng

Phần II Lập luận kinh tế

1.Địa điểm xây dựng

Đây là một nhà máy bia vừa để sản xuất bia có giá trị phù hợp với túi tiền của

đa số ngời tiêu dùng nên nhà máy phải áp dụng sao cho hợp lý

Địa điểm xây dựng

Nhà máy đợc xây dựng cạnh tuyến đờng quốc lộ 5A (chạy xuyên qua thành phốHải Phòng) Thành phố Hải Phòng là một trong những trung tâm văn hoá của tỉnhHải Phòng cũng nh của Miền Bắc nằm giữa tam giác kinh tế Hà Hội, Hải Phòng, Quảng Ninh nên việc buôn bánh kinh tế và vận chuyển hàng hoá rất thuận tiện

Những năm gần đây có những bớc chuyển hoá cụ thể

- Nhịp độ tăng trởng kinh tế nhanh

- Mật độ phân bố kinh tế đông

- Có nguồn lao động dồi dào , trình độ dân trí và nhu cầu về đời sống tơng đốicao

- Nhu cầu ngời tiêu dùng lớn với điều kiện giao thông thuận tiện đáp ứng việcvận chuyển và tiêu thụ sản phẩm

2 Nguồn cung cấp nguyên liệu

- Nguyên liệu chính malt đại mạch và hoa houblon phải nhập từ các nớc Đức ,Cộng Hoà Sec , Đan Mạch , Pháp, úc , chủ yếu là úc theo con đờng thơng mại

và vận chuyển về nhà máy theo đờng bộ , đờng thuỷ , và đờng sắt đều rấtthuận lợi , máy móc, thiết bị vật liệu xây dựng cũng đợc vận chuyển dễ dàngvới hệ thống giao thông trên

+Nguyên liệu thay thế là gạo , có sẵn trong nớc mua tại các vùng nông thôn+ Men giống: sử dụng nấm men sachromyces carlsbergensis đã đợc huấn luyện

và thuần hoá để lên men ở nhiệt độ cao

+Nguồn cung cấp giống mua tại các viện nghiên cứu sau đó ta nuôi và nhângiống lên

3-Tiêu thụ sản phẩm

Sản phẩm đối với bia hơi càng gần lơi tiêu thụ càng tốt ở đây ta chủ yếu phục

vụ cho các bà con xung quanh vùng và vùng lân cận có nhu cầu(Các tỉnh bêncạnh nh Hải Dơng, Quảng Ninh, Thái Bình đèu là những tỉnh có nhu cầu giảikhát rất cao) Sản phẩm bia chai đợc đóng vào két nhựa và tiêu thụ rộng rãi ởnhững nơi khách hàng có nhu cầu (Do có một thuận lợi là giao thông ở HảiPhòng rất thuận tiện nên bia sẽ đợc vận chuyển đén các nơi tiêu thụ một cách rất

đễ dàng) Nhà máy có mở đại lý để giới thiệu sản phẩm và đào tạo một đội ngũmaketting để giới thiệu sản phẩm đến tận tay ngời tiêu dùng Các sản phẩm phụ

đợc bán cho bà con nông dân quanh vùng để chăn nuôi

4.Nguồn cung cấp điện n ớc

+Nguồn điện

Sử dụng nguồn điện lới thành phố Trong nhà máy có đặt thêm một biến thế

và hai máy phát để đề phòng sự cố mất điện Trong nhà máy có xây dựng hệthống lò hơi để cấp nhiệt

+ Nguồn nớc

Trong sản xuất bia nớc là một trong những nguyên liệu rất quan trọng đòi hỏichất lợng cao Hiện tại nhà máy sẽ sử dụng nguồn nớc trong cung cấp choThanh phố, đồng thời nhà máy có xây dựng bể nớc dự chữ và khoan thêm giếngnớc ngầm

5 Giao thông đi lại

Đảm bảo thuận tiện Tuyến đờng quốc lộ 5A đã đợc hoàn thành và đa vào sửdụng từ năm 1997, đảm bảo tiêu chuẩn quốc tế và những tuyến đờng tiếp giápvới khu du lịch nh Côn Sơn , Kiếp bạc , Động Kính Chủ đã đợc làm lại tuyệt

đẹp đi lại dễ dàng đảm bảo việc nhập nguyên liệu và cung cấp sản phẩm đợcgiẩm chi phí tối đa

Bên cạnh đó là Cảng Hải Phòng nhng năm gần đây đã đợc sửa chữa và nângcấp rất nhiều(Là một trong những cảng lớn nhất Miền Bắc) Do đó giao thông đ-ờng thuỷ cũng rất thuận tiện Từ đây ta có thể vận chuyển nghuyên liệu bằng đ-ờng thuỷ từ nớc ngoài về một cách dễ dàng

6 Khả năng cung cấp lao động

Hiện nay nguồn lao động , nhân công hết sức dồi dào đang có nhu cầu bức súc

về việc làm Vì vậy xây dựng nhà máy cũng là đáp ứng một số l ợng lớn về nhucầu công việc làm cho công nhân lao động Bên cạnh đố nhà máy sẽ có một độingũ hớng dẫn nâng cao tay nghề cho chị em công nhân , tạo cho họ nắm vữngqui trình công nghệ và sẵn sàng hoạt động khi nhà máy hoạt động

7.Hợp tác hoá giữa các xí nghiệp

Việc hợp tác làm ăn để đạt hiệu quả là vô cùng cần thiết vì vậy việc đối tác vớicác xí nghiệp , công ty khu công nghiệp , khu du lịch là tạo cho nhà máy dễ dàngtiêu thụ và lấy sản phẩm

8 Môi tr ờng

Đảm bảo khô giáo sạch sẽ môi trờng không bị ô nhiễm để không đảm bảo đếnchất lợng của nhà máy sức khoẻ của công nhân phải đảm bảo Có hệ thống sử

lý khí lò, chất thải , nớc thải

9 Đặc điểm khí hậu, địa hình

Khí hậu của thành phố quanh năm tơng đối ổn định.Thuận lợi cho việc sảnxuất và vệ sinh thiết bị với lợng nớc ổn định Không bị ứ đọng nớc, không bịbão lụt hay động đất gây lên

Phần III.Thuyết minh và chọn qui trình công nghệ

A.nguyên liệu cho quá trình sản xuất.

Nguyên liệu chính cho quá trình sản xuất là malt đại mạch ,gạo , nớc và hoa

houblon

1-Malt đại mạch.

Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia quá trình quan trọngnhất mà qua đó hạt đại mạch trở thành hạt malt là sự nảy mầm Tạo điều kiệnthích hợp về nhiệt độ , độ ẩm của môi trờng cho phôi phát triển, hệ enzim tronghạt đại mạch giải phóng khỏi trạng thái liên kết trở thành trạng thái tự do hệenzim (amylaza , protera , sitara, , này sẽ là động lực chủ yếu để phân cách cáchợp chất protit và gluxit cao phân tử trong nồi nh ca hạt thành những sản phẩmthấp phân tử ( chủ yếu là đờng đơn giản Dextin loại thấp , axit amin , albumozapepton và nhiều chất khác hoà tan bền vững vào nớc để trở thành chất chiết củadịch đờng Sau quá trình nảy mầm đem sấy khô tách rễ , làm sạch ta đợc maltphục vụ chủ yếu cho nghành sản xuất bia

Malt đại mạch dùng để sản xuất bia chỉ tiêu nh sau

LoạI I màu vàng đến màu vàng óng

LoạI II màu vàng lục

Loai III có màu xanh vàng đến vàng các chỉ tiêu hoá học

Những chất khó tan không có nitơ : 26-28%

 Chất đắng : là thành phần thiết yếu và đặc trng nhất của hoa houblon gồm cóhai nhóm axit đắng và nhựa đắng (do các quá trình biến đổi của axit đắng tạo

ra trung bình trong hoa houblon 16-19% ( axit đắng 9-11% , nhựa đắng 8% )

7- Humulon và các đồng phân của nó ( cohumulon, adhumulon ) tạo ra 85-95%chất đắng trong bia , nó có vị đắng mạnh Độ hoạt động bề mặt rất lớn ( tạobọt và giữ bọt ) và tính kháng sinh mạnh (hoà tan trong nớc ở nhiệt độ nóngchảy 65oc ) Ngoài ra còn có lupulon (và đồng phân của nó , có vị đắng kémhumulon nhng tính kháng sinh mạnh hơn ( nhiệt độ nóng chảy 92oc ít hoà tantrong nớc )

 Tinh dầu : có dạng nớc trong , vàng sánh và có mùi thơm rất mạnh Khi đunsôi hoa đa phần tinh dầu hoa bay hơi và thành phần tinh dầu bị thay đổi , sảnphẩm tạo thành cùng với các thành phần không bay hơi của tinh dầu tạo ramùi thơm dễ chịu , đặc trng của bia

 Chất chát : có ý nghĩa lớn trong việc làm kết tủa các protit kém bền vững nólàm tăng tính ổn định cho bia Song nh vậy nó cũng làm giảm một lợng đáng

kể các protit khác nên làm tăng khả năng tạo bọt cho bia

3 Gạo

Về khả năng thay thế malt đại mạch trong sản xuất bia thì gạo là loại ngũ cốcdùng nhiều hơn cả Vì gạo chứa nhiều tinh bột , protein vừa phải , chất béo vàxelluloza thì ở dới dạng thấp trong quá trình nấu ta thu đợc nhiều chất hoà tan ,việc khác việc sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế một phần là giảm giá thành

sản phẩm mà chất lợng bia không thua kém so với sử dụng toàn bộ malt đạimạch để sản xuất

*Các chỉ tiêu đánh giá chất lợng của gạo

Trong quá trình sản xuất bia ngoài việc cung cấp cho các khâu sản xuất nh phốitrộn nguyên liệu , hồ hoá , đờng hoá , nớc rửa bã thì nớc sử dụng một lợnglớn cho việc vệ sinh thiết bị và nhà xởng Thành phần hoá học và chất lợng củanớc còn ảnh hởng trực tiếp đế bia thành phẩm Do đó việc cải tạo sử lý nớc để

có thành phần và tính chất thích hợp với từng mục đích sử dụng trong sản xuấtbia là điều cần thiết Nớc dùng trong sản xuất bia phải có chất lợng cao hơn nớcuống hàng ngày

Nếu nớc có chứa sinh vật lạ ,các tạp chất hữu cơ thì chất lợng bia sẽ thay đổi Trong bia sẽ xuất hiện mùi vị lạ nh mùi mốc mùi chua

Các loại muối hoà tan trong nớc cũng gây ảnh hởng không ít tới chất lợng củabia

Các loại muối cacbonat có trong nớc sẽ hoà tan chất đắng trong vỏ malt , làmcho bia có vị khó chịu

* Yêu cầu của nớc dùng trong sản xuất bia cần đạt chỉ tiêu sau :

- Màu sắc : nớc sạch , trong , ít hữu cơ

- Mùi : không có mùi vị lạ không chứa chất gây mùi nh H2S , cl , NH3

Một phần nớc dùng trong sản xuất bia là để vệ sinh nhà xởng nớc trong quátrình này không đòi hỏi phải có chất lợng cao

5- nấm men :

Nấm men dùng để sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc chủngseccharomyces

+ Giống nấm men nổi : seccharomyces cerevisiae

+Giống nấm men chìm : seccharomyces carlsbezgensis

- ở đây ta sử dụng nấm men seccharomyces carbsbezgensis có nguồn gốc nớcngoài mua từ viện công nghệ thực phẩm đã đợc huấn luyện thích ứng lên menchìm ở nhiệt độ cao 15-16%c nhằm rút ngắn thời gian sản xuất bia và phùhợp với yêu cầu công nghệ

* Yêu cầu kỹ thuật :

+ Nấm men phải đợc nhân giống từ chủng thuần khiết và một đời lên men giống

có thể đùng đợc 6-12 chu kỳ lên men

+ Việc nhân giống phải tạo điều kiện ( nhiệt độ , PH , thành phần môi trờng gầngiống sản xuất

+ Số lợng men giống ít nhất phải đạt 10-12 triệu TB / lít dịch lên men

6 Nhóm các chất phụ gia :

Là những chất đợc sử dụng dạng nguyên liệu phụ để đạt yêu cầu kỹ thuật cầnthiết trong quá trình sản xuất bia

- Nhóm phụ gia dùng để sử lý nớc : nhóm này có thể dùng các hoá chất để kìmmềm nớc phục vụ cho sản xuất và nồi hơi đó là các muối Na2CO3 ,NaCL , AL2(SO4)3

- Than hoạt tính axít lactic nhóm ionit vô cơ ( silicat tự nhiên – Phòng Vi sinh – Viện Công nghệ Sinh volit ,perimutit ) nhóm ionit hữu cỏ ( simpho cacbon vofatit )

- Nhóm các chất chống oxy hoá cho bia nh axit ascorbis H2O2

- Nhóm chất trợ lọc : bột điatomid , kirlgua

* Thuyết minh dây truyền sản xuất

phơng pháp này đợc tiến hành trong hai nồi ( nồi hồ hoá và nồi đờng hoá )

sử dụng nguyên liệu thay thế

-u điểm do có sử dụng đợc nguyên liệu thay thế nên giá thành hạ tiết kiệm hơn

-u điểm : giá thành hạ hiệu suất thu hồi cao

Nhợc điểm: tốn hơi, tốn thời gian thao tác phức tạp, chi phí thiết bị và nhà xởngtăng

Vì vậy để chọn đợc phơng pháp nấu và đờng hoá có hiệu quả thu hồi đợc chấthoà tan cao Đúng yêu cầu công nghệ rút ngắn thời gian làm việc và rút ngắnchi phí thiết bị nhà xởng là điều quan trọng

Sau khi tham khảo tài liệu và nơi thực tập tôi chọn cho nhà máy phơng pháp đunsôi một lần có sử dụng nguyên liệu thay thế 30% là gạo không sử dụng chế phẩmenzim , nhằm giảm chi phí sản xuất mà vẫn đảm bảo đợc chất lơng

2 -Công đoạn lên men :

Đây là quá trình lên men địch đờng houblon dới tác dụng của nấm men

2.1 Chủng nấm men :

Để thuận lợi cho các quá trình công nghệ tôi chọn những nấm men chìm

saccharomyces và lên men đợc ở nhiệt độ tơng đối cao lên menngắn ngày Tế bào hình cầu, lên men nắng xuống dới đáy thiết bịlàm cho bia trong và dễ lọc hơn

* Đặc tính u việc của nấm men này trong sản xuất bia là

- có khả năng phân huỷ hoàn toàn đờng rafino ( glilato, melibio, disaccarit)

- khả năng kết nắng tốt

- khả năng lên men nhanh do đợc huấn luyện và thuần hoá , lên men chính ởnhiệt độ cao dẫn tới rút ngắn thời gian lên men , cho năng suất cao phù hợpvới công nghệ sản xuất bia ngắn ngày có độ thuần khiết SH cao

Sau đây là một số phơng pháp

a Lên men liên tục :

Đặc điểm của phơng pháp này là dịch đờng liên tục đợc đa là lên men và bianon liên tục đợc lấy ra Phơng pháp này có u điểm là thời gian lên men ngắnxong nhợc điểm là chất lợng không đảm bảo , chi phí giá thành đầu t thiết bị lớn

b Phơng pháp lên men cổ điển:

Phơng pháp này đợc sử dụng phổ biến ở các cơ sở cha đảm bảo về mặt thiết bị

và đợc tiến hành trong phòng lạnh hoặc hầm lạnh thời gian lên men cính 8-9ngày lên men phụ từ 20 ngày -30 tháng

- u điểm : chất lợng đảm bảo bia trong dễ lọc

- Nhợc điểm : thời gian lên men dài , chi phí thiết bị về nhà xởng lớn hao tổn

về lạnh nhiều

c Phơng pháp lên men nhanh:

Phơng pháp này đang đợc sử dụng rông dãi ở nớc ta đặc điểm của thiết bị này làlên men chính và lên men phụ trong cùng một thiết bị lên men chính trong vòng

từ 5-7 ngày lên men phụ từ 8-10 ngày

u điểm : do lên men ở nhiệt độ cao lên tốc độ lên men nhanh , vong quay sảnxuất lớn , chi phí phí về thiết bị và nhà xởng giảm ít hao tổn về lạnh

Nhợc điểm :

Lên men ở nhiệt độ cao lên nhiều sản phẩm phụ cha lắng kết lên khó lọc Vậy

để phù hợp với điều kiện hiện nay tôi chọn phơng pháp lên men gia tốc,

Đảm bảo các u điểm của nó là :

Lên men ở nhiệt độ cao lên tốc độ lên men nhanh , vòng quay sản xuất ngắn , íttổn hao về lạnh giảm tổn thất bia Lên men bằng phơng pháp này vẫn đảm bảochất lợng , có độ bền vững keo và sinh học cao , khả năng giữ bọt và tạo bọt tốthơn CO2 thừa đợc thu hồi ( có thể 1,3-1,5 kg/hb dịch lên men)

3.Phân x ởng hoàn thiện :

Đợc thực hiện tại xởng chiết đây là quá trình hoàn thiện bia hơi , bia chai ( chiếtchai , chiết bock , dán dãn , xếp két ) theo đúng yêu cầu kỹ thuật rời xuất xởng Thiết bị ở đây hoàn toàn tự động

Trên cơ sở đã nêu ta chọn dây truyền sản xuất cho nhà máy bia theo sơ đồ sau

Quy trính công nghệ

10% malt

Bã dùng chăn nuôi

Bia hơi

II thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất

1- phân xởng nấu : ( chế biến dịch đờng houblon hoá )

1.1 : Mục đích chính của công đoạn sản xuất dịch đờng houblon hoá là chuyểncác hợp chất cao phân tử ( tinh bột , protein , hemixelluloza )không hoà tan

có trong malt , gạo thành các sản phẩm thấp phân tử , để cùng với các chấtthấp phân tử có sẵn trong nguyên liệu hoà tan vào nớc Ngoài ra còn một l-ợng lớn chất tan trong hoa houblon cũng đợc hoà tan vào dịch đờng nh chất

Rửa bã

Làm lạnh Lên men chính

Chiết bock

Xếp két

Xuất xởng

BIA CHAI

đắng , tinh dầu thơm , poly phenol nhằm tạo hơng và vị đặc trng của bia saunày

1.2 : Nghiền nguyên liệu :

a : Nghiền malt đại mạch

Mục đích : mục đích của quá trình nghiền malt là đập nhỏ hạt thànhnhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp súc vơi nớc , làm cho sự xâm nhập của nớc vàocác thành phần của nồi nhũ nhanh hơn , thúc đẩy quá trình đờng hoá và các quátrình thuỷ phân khác nhanh và triệt để hơn

Tiến hành : malt đợc cân theo từng mẻ nấu sau đó đem malt đi nghiền thiết bịnghiền malt là máy nghiền trục Ơ đây ta chọn máy nghiền 6 trục 2 sàng máynghiền loại này đợc cấu tạo bởi 3 cặp trục phân bố giữa các cặp trục sẵng sàngphân loại mức độ nghiền nhỏ loại nghiền to đợc điều chỉnh bởi khoảng cách gầnhoặc xa giữa 3 cặp trục Mức độ nghiền nhỏ của malt có vai trò vô cùng quantrọng vì hạt malt nghiền nhỏ thì diện tích chịu ảnh hởng của enzim lớn , tạo điềukiện cho các enzim thuỷ phần hoạt động nhanh rút ngắn thời gian đờng hoá Tuy nhiên nếu nghiền nhỏ malt thành bột hết thì sẽ có những nhợc điểm sau : + Không tạo đợc lớp lọc lý tởng khi lọc dịch đờng ( vì vỏ bị nghiền nhỏ )

+ ảnh hởng tới chất lợng malt sau này ( bia sẽ có vị chát khó chựu do các chấtchát trong vỏ malt hoà tan )

Do vậy nếu dùng máy ép lọc khung bản thì tỷ lệ nghiền của malt sau khi nghiền

Để chiết đợc nhiều chất tan từ gạo ta phải nghiền thật nhỏ , mặt khác quá trình

hồ hoá tinh bột xảy ra dễ dàng

Gạo đợc cân định lợng cho từng mẻ nấu , sau đó ta đem nghiền gạo bằng máynghiền búa , cấu tạo của máy nghiền búa bao gồm một sàng phân loại , một rotoquay ( trên roto có lắp nhiều đĩa mới đĩa đợc ngắn nhiều lỡi bằng thép )

1.3 Hồ hoá nguyên liệu :

a Mục đích:

Mục đích chính của quá trình hồ hoá là dùng nhiệt độ cao để nấu chín tinh bộtgạo Tạo điều kiện cho hệ enzim có trong malt lót sẽ phân cắt các hợp chất caophân tử có trong gạo ( tinh bột , protein ) để tạo thành các hợp chất thấp phân tử

dễ hoà tan vào nớc và trở thành chất chiết của dịch đờng Đồng thời với lợngmalt lót sẽ làm giảm độ nhớt , không bị rón cục làm cho cháo không bị khô khéthay cháy

b Cách tiến hành

ở nồi hồ hoá toàn bộ lợng gạo và 5% bột malt lót đợc chọn đều với nớc theo tỷ lệ1/5 ở nhiệt độ 450C cho cánh khuấy hoạt động để khuấy đều dịch bột và giữ ởnhiệt độ này khoảng 10 phút Nâng nhiệt độ của nồi cháo lên 86oc ( đây là nhiệt

độ trơng nở của tinh bột ) giữ nhiệt độ này 30 phút sau đó hạ nhiệt độ của khốicháo xuống 72oc và cho 5% malt lót còn lại giữ ở nhiệt độ này 30 phút tạo điềukiện cho enim  amylaza phân cách tinh bột Tiếp đó ta đun khối cháo trongkhoảng một giờ dới tác dụng của nhiệt độ cao phần tinh bột khó tan sẽ trở thànhdạng hoà tan ( dextrin ) Sau khi tinh bột đã chín khối cháo đợc bơm sang nồi đ-ờng hoá đến đây là hồ hoá kết thúc

1-4 : Đờng hoá nguyên liệu :

b Những biến đổi cơ bản trong quá trình đờng hoá nguyên liệu

Đờng hoá là một quá trình sinh hoá phức tạp xảy ra dới tác dụng của hệ enzim

có sẵn trong nguyên liệu malt

Quá trình này phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh : nhiệt độ , độ PH của dịch cháo ,nồng độ tinh bột ( cơ chất ) , nồng độ và hoạt động của enzim

- Nhiệt độ có ảnh hởng lớn không chỉ đến tốc độ đờng hoá , hiệu suất đờng hoá

mà còn ảnh hởng đến tỷ lệ các thành phần của sản phẩm đờng hoá , khi tăngnhiệt độ thuỷ phân ( nhiệt độ đờng hoá ) lên một giới hạn nhất định tốc độ đ-ờng hoá sẽ tăng nhanh , nhng nếu tiếp tục tăng quá giới hạn thì các enzim sẽgiảm hoạt lực , quá trình đờng hoá sẽ giảm hay bị đình chỉ Nhiệt độ tối ucủa proteaza hoạt động là 48-52oc Nhiệt độ tối u của enzim và  amilara là

63oc , còn nhiệt độ tối u của enzim và  amilara là 70-73oc vì vậy điều chỉnhnhiệt độ trong quá trình đờng hoá là một yếu tố vô cùng quan trọng

- Độ PH của dịch cháo cũng có ảnh hởng đến quá trình đờng hoá , mỗi mộtenzim có một PH tối u riêng  amilaza 5,5-5,8 PH tối u của  amilaza là4,8-5,0 còn amylophosphataza là 5,5-5,7 Vậy khi đạt đợc PH tối u thì cácenzim hoạt động rất mạnh , thúc đẩy quá trình đờng hoá diễn ra nhanh hơn

Do đó theo dõi độ PH của dịch cháo là quan trọng

- Nồng độ dịch cháo ảnh hởng khá lớn đến khối lợng và chất lợng của sảnphẩm thuỷ phân do sự phân cắt của hệ enzim thuỷ phân trong quá trình đờnghoá

- Nếu dịch cháo càng loãng , lợng đờng tạo ra càng nhiều Đặc biệt là nhóm

đ-ợc thấp phân tử có khả năng lên men đđ-ợc Khi đờng hoá dịch cháo đặc thìdịch đờng malt toza sẽ thu đợc nhiều hơn so với dịch cháo loãng bởi vì ởnhiệt cháo đặc thì độ bền nhiệt của  ami laza cao hơn Còn khi dịch cháoloãng thì hoạt động của proteza lại kém đi bởi vì trong cháo loãng chiếm nitơhoà tan bền vững ít hơn so với dịch cháo đặc

- Nồng độ enzim có ảnh hởng tới sản phẩm của quá trình đờng hoá , bằng cáchthay đổi bằng nhiệt độ , PH , nồng độ cơ chất ta có thể tạo u thế cho enzimnày hay enzim khác thông qua đó ta có thể thuỷ phân cục bộ các chất riêngbiệt

+ Những quá trình biến đổi khác

- Sự thuỷ phân các axít béo các hợp chất photpho và hợp chất cao phân tử

- Sự biến tính tích tụ và kết lắng protein Xảy ra nhằm loại đợc những phaprotein có phân tử lợng lớn ra ngoài tránh làm đục bia sau này

- Sự tạo thành melanoit là sự kết hợp giữa protein ( axit amin ) với đờng khửtạo thành mùi thơm đặc trng làm tăng cờng độ màu của dịch đờng sau này

c Các bớc tiến hành đờng hoá nguyên liệu

ở nồi đờng hoá , toàn bộ phần bột malt còn lại trộn với nớc theo tỷ lệ bột nớc là1:5 ở nhiệt độ là 38-40oc ta bổ xung axit lactic hay phosphozic sao cho PH hạxuống 6,5 kết hợp chay cánh khuấy để trộn đều dịch bột trong 10 phút

Sau khi kết thúc quá trình hồ hoá thì nhiệt độ của khối dịch cháo đạt 100o C Tabơm từ từ toàn bộ khối dịch cháo sang nồi đờng hoá , lúc này nhiệt độ chung

của khối đờng hoá là 500C sau đó ta nâng lên 520C cách khuấy làm việc liên tụcduy trì ở nhiệt độ này 30 phút tạo điều kiện cho enzim protera hoạt động thuỷphân protit có phân tử lợng thấp ( peptit bậc thấp và các amino axit) ta gọi quátrình này là quá trình đạm hoá Sau nâng nhiệt độ dịch đờng hoá lên 62-65oc giữ

ở nhiệt độ này trong 50 phút tạo điều kiện cho enzim  amilaza hoạt động tạonhiều đờng maltovà dextrin Sau đó cấp hơi tiếp để nhiệt độ đờng hoá tăng lên72-75o C, để 50 phút ở nhiệt độ này , trong thời gian này tạo điều kiện cho enzim

 amilara hoạt động Tiếp tục tăng đờng hoá lên 78oc duy trì ở nhiệt độ này 20phút đồng thời ta tiến hành kiểm tra dịch đờng bằng phơng pháp Iod nếu thấydịch đờng không làm Iod chuyển sang màu xanh thì đó là đờng hoá kết thúc 1.5 Loc dịch đờng :

Mục đích : Tách dịch đờng ra khỏi bã và các chất không tan khác Đặc trng củadịch đờng hoá là trong đó có nhiều phần tử rất rắn , nhỏ Trong quá trình lọc cácphân tử này sẽ tạo một lớp nguyên liệu lọc phụ cho dịch đờng trong hơn

Quá trình lọc đợc tiến hành theo hai giai đoạn

+ Tách dịch đờng trong ( chứa tất cả các chất hoá tan của malt ) khỏi phần bãmalt

+ Dùng nớc nóng rửa bã : nhằm tận thu tối đa các chất hoá tan còn bám lại bã

- Cách tiến hành :

Đổ lọc dịch đờng ta có thể dùng hai loại thiết bị lọc thông dụng là thùng lọc vàthiết bị lọc khung bản

ở đây ta chọn thiết bị lọc là máy lọc khung bản

Trớc khi chuyển dịch đờng vào máy lọc ta bơm nớc nóng ở nhiệt độ 70-75oc từnồi nớc đun sôi vào Giữ yên 30 phút sau đó bơm cháo malt vào khoảng chốnggiữa các khung áp suất tăng từ 0,2-0,3 atm chất lỏng chui qua vải lọc sang cácrãnh của phía bản rồi theo van chuyển sang thùng nấu hoa Dịch đờng ban đầucòn đục , ta phải bơm chuyển lại để lọc lại Sau khi dịch đờng trong chảy hết thìkhung giữ lại bã malt Trong quá trình lọc chất rắn của hỗn hợp thuỷ phân đợcgiữ lại giữa các tấm vải lọc , dần dần nén chặt thành khối đã tạo ra một mànglọc phụ rất tốt làm cho dịch đờng trong hơn Sau khi dịch đờng chảy hết, ta tiếnhành rửa bã malt Để thu đợc lợng chất hoà tan lớn nhất , cần tăng độ hoá tanbằng cách dùng nớc nóng ở 75oC để rửa Để rửa bã, ta ngừng cho dịch đờng màcho nớc rửa vào Nớc rửa sẽ chui qua lớp vải lọc , qua toàn bộ bề dày lớp bã kéotheo chất hoá tan còn lại trong bã qua lớp vải lọc rồi theo malt và nồi chứa Quá trình rửa bã kết thúc khi nồng độ các chất hoá tan trong dịch lọc còn 1%.Nếu cứ tiếp tục rửa bã thì các chất đắng tamin sẽ kéo theo vào dịch và gây mùi vịlạ cho dịch đờng

 Chú ý : trong khi rửa bã , bã phải luôn ngập nớc để tránh hiện tợng oxy hoáchất tamin của vỏ malt tạo mầu sẫm cho bia nớc rửa phải < 78oC nếu khôngtinh bột bị hồ hoá sẽ không kịp đờng hoá bịt kín bề mặt lọc làm giảm hiệusuất , chất lợng dịch đờng

+ Yêu cầu : dịch đờng sau khi lọc phải trong vì nếu có mặt của các phần tửkhông hoà tan sẽ gây khó khăn cho quá trình lên men và gây mùi vị không tốtcho bia sau này

1.6 Đun dịch đờng với hoa houblon :

Mục đích :

- Chiết các chất có trong hoa vào dịch đờng nh trích ly chất đắng , tinh dầuthơm , polyphenol , các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa vàodịch đờng tạo cho vị đờng vị đắng và hơng thơm dễ chịu đặc trng cơ bản về tínhchất cảm quan của bia sau này

Polyphenol , chất đắng , các chất chứa nitơ trong hoa houblon là những chất tạosức căng bề mặt , có hoạt tính cao nhờ có màng này mà bọt khí CO2 trong biakhông dễ dàng thoát khỏi bề mặt của nó Những chất này tham gia vào quá trìnhtạo bọt và giữ bọt cho bia

Khi nấu còn xảy ra nhiều quá trình khác những quá trình này ít tác động theochiều hớng tích cực đến việc hình thành chất lợng sản phẩm bia sau này nh quátrình tạo melanoid , tăng độ chua định phân , tăng cờng độ màu giảm bớt độ nhớt.

+ Cách tiến hành nấu :

-Thiết bị nấu hoa đợc chế tạo giống nh nồi thuỷ phân , nhng khả năng cấp nhiệtcao hơn thiết bị này có thể chế tạo bằng thếp không rỉ hoặc hợp kim khác -Lợng hoa cần dùng và phơng pháp nạp hoa và dịch đờng

ở đây ta bổ xung hoa houblon dạng cánh

+ Lợng hoa houblon : 1,2-1,6 g/l dịch đờng

+ Cách nạp hoa : cho 1/3 số lợng hoa houblon của một mẻ nấu vào nớc sôi 1/3hoa cho vào sau khi hoa đun sôi 30 phút 1/3 cho vào còn lại trớc lúc hết 10 phút thời gian đun hoa từ 60- 90 phút

- Kỹ thuật đun sôi :

Ngay từ lít đầu tiên khi dịch đờng đợc bơm vào thùng đun hoa ta phải lập tức gianhiệt để nâng nhiệt độ của dịch đờng lên

ở nhiệt độ 70-75 oC hệ enzim amilaza kịp thuỷ phân hết tinh bột còn sót lại Trong quá trình đun ta phải đảm bảo yêu cầu sau :

Khi quá trình rửa bã kết thúc thì dung dịch đờng ở nồi hoa cũng vừa sôi sau khi

đun nốt dịch rửa bã vào nồi đun hoa ta cấp tiếp hơi để dịch đờng sôi ở nhiệt độthật mạnh Với cờng độ sôi mạnh các chất hoa houblon sẽ hoà tan một lợng lớnvào dịch đờng Chỉ tiêu quan trọng để kết thúc đun hoa là nồng độ chất hoà tancủa dịch đờng Chỉ tiêu thứ hai là sự tồn tại của các kết tủa dạng bông do prôtein

đồng thời làm lạnh nhanh để tránh vi sinh vật xâm nhiễm vào dịch lên men + Cách tiến hành :

Quá trình tách cặn và làm lạnh dịch đờng đợc tiến hành theo hai bớc :

- Tách cặn và làm nguội dịch đờng đến 90oc

- Làm lạnh nhanh dịch đờng từ 90oC đến nhiệt độ len men

1: Tách và làm nguội dịch đờng đến 90 oC

thiết bị ta chọn tách cặn và làm nguội dịch đờng đến 90o c là thùng nắng wirfool

Đây là thiết bị lắng kiểu mới đợc chế tạo bằng thép không rỉ, thờng có dungtích phù hợp với nồi nấu hoa Việc hạ nhiệt độ dịch đờng từ 1000C - 900C trongvòng 15 -20 phút ở nhiệt độ cao 1/4 thân thùng 9 từ đáy lên là đờng ống đểbơm dịch vào thùng Hớng đi của ống là tuyếp tuyến với thân thùng khoảng đ-ờng ống bơm dịch và cách thùng wirlfool 0,4-0,5 m ) bị thắt lại Bằng cách đótốc độ của dịch đờng phóng vào thùng với vận tốc rất lớn tạo một sức đẩy mạnhlực này tạo ra một xung lực theo phơng tiếp tuyến của chất lỏng xay tròn Nhờlực hớng tâm lớn , cặn lắng bị xoáy xuống tâm thùng và lắng xuống đáy khinhiệt độ của dịch đờng hạ xuống 90oc thì dịch đờng đợc bơm sang thiết bị làmlạnh nhanh còn cặn lắng ở đáy thùng đợc dội nớc và xả ra ngoài Đây là côngviệc tách cặn làm nguội dịch đờng đến 90 o dựa trên nguyên tắc của thùng lắngwirlpool

2: Làm lạnh nhanh dịch đờng từ 90oc xuống tới nhiệt độ lên men ( 15-16oC ) quátrình làm lạnh nhanh diễn ra theo hai bớc

 Bớc 1 : giảm nhiệt độ của dịch đờng 15-16oC

 Bớc 2 : giảm nhiệt độ của dịch đờng xuống nhiệt độ lên men , thiết bị làmlạnh nhanh ở đây ta chọn thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản thiết bị này làm lạnh

dịch đờng trong một thời gian rất ngắn ta quen gọi là máy lạnh nhanh Cấutạo của máy là những tấm bản gấp sóng đợc chế tạo từ thép không dỉ các tấmbản có hình chữ nhật có bốn tai ở bốn góc mỗi tai có một lỗ trong dẫn dịch

 Vơí cấu tạo nh vậy khi lắp gép chúng váo nhau sẽ tạo thành 4 mơng dẫndịch đờng vào máy và ra khỏi máy , tác nhân lạnh vào và ra khỏi máy đợc thuhồi để quá trình trao đổi nhiệt diễn ra nhanh ta chao đổi chao đổi theonguyên tắc ngợc chiều Máy có nguyên tắc làm lạnh nh sau :

Hai khoang dùng tác nhân lạnh khác nhau

và vị đặc trng của bia thành phẩm sau này Ngoài hai sản phẩm chính rợu etylic

và co2 trong quá trình lên men chính còn tạo ra nhiều sản phẩm bậc hai

Những sản phẩm này có vai trò quan trọng trong việc hình thành hơng vị chobia

Một số sản phẩm phụ ( sp bậc hai có mặt trong bia )

+ glyxezin : là một cấu từ khi phân giải đờng thành C 2 H 5 OH+ C 2 H 8 0 3 + CO 2

Lợng glyxezin có trong bia 2-3g/lít , sự có mặt của glyxezin sẽ làm cho bia có vịmềm hơn , tăng độ đậm đà của sản phẩm và tăng khả năng giữ CO2

+ Este là sản phẩm loại hai không thờng có của quá trình lên men nó đợc hìnhthành là kết quả của phản ứng giữa axít bay hơi và không bay hơi với các loại r-

Rợu bậc cao : thông thờng rợu bậc cao có trong bia khoảng 50-60 mg/lít , khi tồntại trong bia sẽ làm cho bia có hơng vị khó chịu ( tạo cho khứu giác ngời uốngkhó chiụ ) các loại rợu bậc cao đều gây ảnh hởng xấu tới tính chất cảm quan củabia sau này

b Tiến hành lên men chính :

Ta tiến hành lên men chính trong hình trụ , đáy côn kín khả năng tạo và giữ bọt

tốt , có thể thay đổi co 2 từ dịch lên men Còn men giống đợc chuyển vào dịch ờng lên men là giống men chìm : saccharomyces carlsbergensis số lợng mengiống chuyển vào dịch đờng lên men khoảng 10-11 triệu dịch tế bào / cm3 Mengiống đợc bơm vào thùng lên men cùng với dịch đờng Việc làm này nhằm tạocho tế bào nấm men phân tán đều vào toàn bộ khối dịch lên men ban đầu , tạo

đ-điều kiện thích nghi và sinh trởng nhanh.Thùng lên men có hệ thống thống áolạnh bên ngoài Thời gian lên men chính tuỳ thuộc vào nồng độ chất hoà tanban đầu của dịch đờng và yêu cầu chất lợng các loại bia Nồng độ dịch đờng trớclúc lên men đối với bia hơi là 10o Bx và bia chai là 11o Bx,

thờng thời gian lên men chính từ 4-5 ngày , 2 ngày đầu nhiệt độ lên men là

100C trong thời gian này tạo rợu bậc cao ,CO2,diaxetyl và các chất khác đếnngày thứ 3 nâng nhiệt độ lên dần sao cho đến ngày thứ 4 đạt nhiệt độ 15-160C vàgữ nhiệt độ này trong vong một giờ

Theo dõi tình hình quá trình lên men

Ngày thứ nhất , thứ hai đã có dấu hiệu của sự lên men nhiệt độ tăng 0,5oc xungquanh thùng lên men đã suất hiện vàng bọt sau đó bọt lan phủ đầy mặt thùng Hàm lợng chất hoà tan lúc này giảm 0,3-0,5% , trong khoảng thời gian tiếp theo2-4 ngày đêm tiếp theo thì quá trình lên men diễn ra rất mạnh men phát triểnnhanh nhất đạt đến mật độ cực đại kích thớc của bọt rất to , thô hàm lợng hoàtan lúc này giảm 2-2,5% ngày đêm , còn nhiệt độ có chiều hớng tăng rất mạnh

ở thời gian này ta cấp nhiệt cho khoang lạnh để đạt nhiệt độ ban đầu ( 15-16oc )sau giai đoạn lên men mạnh thì tốc độ lên men bắt đầu giảm dần ( khoảng 2-3ngày cuối ) vì hàm lợng chất hoà tan đã cạn kiệt ta cấp lạnh làm hạ nhiệt độ củabia non ( làm lạnh cục bộ ) ở thời gian cuối này bọt xẹp hết trên bề mặt bia nonphủ một lớp bọt màu xám nâu , hàm lợng chất hoà tan giảm khoảng 0,8-1% /líttrong thời gian này lấm men và cặn đợc kết lắng , bia non dần dần trong hơn

Để kiểm tra xem quá trình lên men chính đã kết thúc

+ Trên bề mặt có một lớp bọt mỏng , mịn đều có màu xám nâu

+ Nồng độ chất hoà tan : nếu sau một ngày nồng độ chất hoà tan trong bia giảm0,1-0,2 % thì quá trình lên men chính kết thúc

+ Độ trong : nếu sau 24 giờ bia trong hoàn toàn thì kết thúc quá trình lên menchính Giai đoạn lên men chính kết thúc khi độ khô còn 2,8-3o và chuyển sanglên men phụ

2.2 Lên men phụ và tàng trữ bia :

a Mục đích

Mục đích của quá trình lên men phụ và tàng trữ là

+ Quá trình quan trọng để ổn định thành phần chất lợng của bia ( tạo hơng vị tạoboạt và giữ bọt cho bia )

+ khử rợu bậc cao , diaxetyl và alđêhit đến mức độ cho phép

+ Một số aste đặc trng đợc tạo ra cho axít tác dụng với rợu tạo hơng thơm hơncho bia

+ Nhiệt độ và áp suất thấp , bọt bia đợc tạo ra ở dạng liên kết , bền vững , lâu tan

và mịn

+ Do tiến hành ở nhiệt độ thấp , thời gian kéo dài dẫn đến các chất hữu cơ , xácmen , bã men nắng xuống đáy làm cho bia trong , thuận yiện cho quá trình lọcbia

b Tiến hành lên men phụ và tàng trữ

Thiết bị lên men phụ chính là thiết bị lên men chính

Sau khi kết thúc quá trình lên men chính ta tiến hành hạ nhiệt độ xuống 40Clúc này nấm men dễ dàng lắng xuống đáy , ta thu hồi nấm men Sau đó thu hồisong thì ta tiến hành hạ nhiệt độ xuống 1-2oc và quá trình lên men phụ tàng trữ

bắt đầu Toàn bộ quá trình lên men phụ đợc thực hiện 7-8 ngày mỗi ngày ta đềuxả cặn men ( do còn trong dịch bia non ) lắng xuống đáy thùng Việc kiểm trakết thúc quá trình lên men phụ thuộc vào quan sát lợng CO2 thoát ra , đo độ giảmcủa chất hoà tan tiếp đó là đến độ trong của bia Trong toàn bộ quá trình lênmen phụ lợng chất hoà tan giảm khoảng 1%

1.3 Lọc bia ( lọc trong bia )

a Mục đích :

- Mục đích của quá trình lọc bia là loại bỏ nấm men , các hạt phân tân cơ học ,chất prôtêin , polyphenol , nhựa đắng và nhiều loại hạt nhỏ li ti khác nhằmtăng độ lên của bia tăng thời gian bảo quản khi chúng lu hành trên thị trờng

đảm bảo độ xốp cho xác tế bào nấm men đợc giữ trên vải lọc Khi lớp bã trênvải lọc đã quá đầy , áp suất lọc cao không thoát bia hay bia bị đục thì tangừng lọc

+ Một số thông số khi tiến hành lọc

- nhiệt độ bia khi lọc 0-10C

- Công suất lọc bằng bọt trợ lọc điatomit 1 giờ lọc đợc 5000 lít bia qua 1m2 bềmặt lọc

- Tiêu hao bột trợ lọc / 1m2 bề mặt lọc khoảng 550-1000 g/1000 lít bia thànhphẩm và tại đây ta tiến hành nạp CO2

1.4 Bão hoà CO2

a Mục đích :

Khi CO2 nhờ quá trình lên men rợu , nấm men chuyển hoá đơng thành rợu etylíc

và CO2 trong quá trình lên men chính và quá trình lên men phụ một lợng lớn CO2

đợc thải ra một phần trong bia một phần thải vào không khí Tuy nhiên trongcông đoạn sau khi lên men ta tiến hành lọc bia CO2 bị tổn thất khá nhiều vì vậyphải tiến hành nạp đủ CO2 cần thiết cho bia đảm bảo chất lợng cho bia thànhphẩm

a Mục đích nhằm chuyển bia từ thùng chứa bia thành phẩm vào bock , chai để

đảm bảo vận chuyển đến tay ngời tiêu dùng

b Chiết bia hơi :

Bia hơi đợc tiêu thụ trong ngày nên không phải qua khâu thanh trùng chúng đợcchiết vào bock thùng bock có hình tang trống dung tích 25 lít , 50 lít , 100 lít Đ-

ợc chế tạo bằng kim loại ( hộp kim nhôm ) thùng bock trớc khi chiết phải vệ sinh

và thanh trùng bằng nớc sôi trong quá trình rót cần phải đảm bảo : Rót đầy ,không sủi bọt , hao phí bia ít

Bia đợc chiết vào thùng nhờ máy chiết với áp suất ngợc chiều nhằm tránh sự haotổn CO2

c Chiết bia chai :

Yêu cầu đối với chai

Đợc làm bằng thuỷ tinh có màu xẫm mục đích là tránh sự tác động của ánh sánglàm giảm bớt lợng bia Đồng thời phải cùng một kích cỡ đồng nhất không bị sứt

mẻ

Nguyên tắc rửa chai lần lợt đợc rửa qua các khoang trong máy có chế độ xút, clo, nhiệt độ thích hợp

Chế độ rửa :

-Rửa ( ngâm, phun ) nớc (lạnh , ấm )

-Rửa bằng dung dịch NAOH 2-5% kết hợp nhiệt

-Tráng lại bằng nớc (lạnh ấm )và sát trùng bằng khí Clo

Máy dùng để chiết có bộ phận quan trọng nhất là vòi chiết : Vòi chiết có cấu tạohai bộ phận chính xi lanh ở phía ngoài và phittông ở phía trong Phần xilanh đợckết thúc ở phía dới bằng một miệng lọc ( hình hoa kèn ) bằng cao su , khi chai

đẩy lên men thì núm cao su sẽ ôm chặt lấy cổ chai phittong là một ống rỗng ,dài phía cuối và đợc kết thúc bằng một suppe pittong chuyển động dọc lênxuống theo xilanh là nhờ lực lên khí , khi máy làm việc phittong đợc đẩy xuống ,

ôm vào miệng chai đựa theo cân bằng áp suất giữa chai và thùng chứa biakhoảng không CO2 trớc khi chiết cần thông với khoảng không CO2 trên bề mặtchứa bia nhờ đó có sự cân bằng về áp suất giữa chai và thùng chứa bia hạn chếtối đa của sự xâm nhập oxy trong khi chiết Sau khi chiết đợc đa sang máy đậpnút rời đa đi thanh trùng

3.2 Thanh trùng bia chai

Mục đích : đình chỉ hoạt động của nấm men , tiêu diệt các vsv còn sót lại trongquá trình lắng , tách cặn và lọc , tạo điều kiện cho bia bảo quản đợc lâu dài

Chai sau khi đạp nút đợc đa vào máy thanh trùng và hệ thống băng tải xích lần

l-ợt đi qua 8 vùng nhiệt độ của máy ở mỗi vùng nớc đợc điều chỉnh ở nhiệt độ

thích hợp qua các lỗ của lới kim loại rồi rơi đều trên chai để đạt nhiệt độ mongmuốn

Vùng 4 là vùng quá nhiệt có tác dụng đa chai nhanh chóng tới nhiệt độ lớn hơnnhiệt độ thanh trùng 3-50C để khi chai rờ khỏi vùng này sẽ có nhiệt độ bằngnhiệt độ thanh trùng Nhiệt độ này đợc duy trì không đổi Nớc luôn luôn đợcbơm tuần hoàn

Chai sau khi hoàn tất công việc dán nhãn thì đa sang hoàn thiện sản phẩm đợcxếp vào két sau khi hoàn tất công việc xếp két thì suất xởng , đem sản phẩm tớinơi tiêu thụ

Đến đây là kết thúc quá trình sản xuất bia

3.4 Các tiêu chuẩn về bia thành phẩm :

Sản phẩm bia nhà máy có hai loại bia hơivà bia chai mỗi loạ một nửa

+ Mùi và vị : bia phải có mùi đặc trng của nguyên liệu , mùi thơm nhẹ

và thấy đặc trng của malt và đại mạch và hoa houblon , không mùi vị lạ , vị chua + Màu sắc : bia có màu vàng óng ánh , trong suốt màu của bia đánh giá quamáy so màu hay dùng dung dịch iot 0,1 N để xác định độ màu

+ độ trong của bia phải trong suốt không có cặn , qua cốc thuỷ tinh khi cầm cốphải thấy rõ vân tay

b.chỉ tiêu hoà học

loại bia bia hơi bia chai

chất hoà tan ban đầu 100.2 11  0.2

Năng suất là 45 triệu lít / năm nhà máy sản xuất 50 % bia hơi 50 % bia chai

- Bia hơi có nồng độ chất ban đầu là 10obx

- Bia chai có nồng độ ban đầu là 11obx

100 lít bia hơi nồng độ 10os

 Quá trình chiết bia tổn thất 1,5 %

Lợng bia đã bão hoà co 2 là :

*Quá trình sục co2 tổn thất 0.5 - 1 % lấy 0.5 % ,

- Lợng bia trớc khi bão hoà co 2 là :

*Qua trình lọc bia tổn thất 1-2% lấy 1%

-Lợng bia trớc khi lọc là

*Quá trình lên men chính và lên men phụ trong cùng một thiết bị hao tổn 4%

-Lợng dịch đờng đa lên men là

*Quá trình lắng trong và làm lạnh nhanh tổn hao 3%

- Lợng dịch đa vào làm lạnh là

* Dịch đờng 10% ở 200C khối lợng riêng là D=1.039(kg\l)

- Khối lợng dịch đờng sau quá trình đun hoa ở 20 0 C là:

- Lợng chất triết có trong dịch đờng 10% là :

*Quá trình nấu và lọc tổn hao chất triết là 1,5%

- lợng chất chiết cần thiết là :

Tổn thất do xay nghiền 0,5%

-Lợng chất chiết thu đợc từ M kg malt là

lợng gạo cần dùng là: 3/7 M

Các chỉ số ban đầu :

100 1−0.015=

1 0.985=101.52(l)

101.52 1−0.005=

101.52 0.995=102 03(l)

102.03 0.01 =

102.03 0.99 =103.06(l)

103.06 1−0.04=

103 06 0.96 =107 35(l)

107 35 1−0.03=

107.35 0.97 =110.67(l)

110.67ì1.039=115(kg)

115ì10

100=11.5(kg)

11.5 1−0.015=

11.5 0.985=11.675(kg)

0.93ì0 995ì0.76 M=0.703 M

Độ ẩm :14%

Độ hoà tan: 85%

Tổn thất do xay nghiền: 0.5%

-Lợng chất chiết thu đợc từ gạo là

-Tổng lợng chất chiết thu đợc từ M kg malt và 0.3/ 0.7M gạo là

(Dùng hoa cánh to là 1.4 g hoa / lit bia )

-Lợng hoa cánh bé xung trớc lúc lên men là

4.Tính lợng bã

4.1 Tính lợng bã malt và gạo

Độ ẩm malt là : w =7%

Lợng malt là :11,5(kg)

Tổn thất do xay nghiền là 0,5%

-Lợng chất chiết thu đợc từ M kg malt là : 0.703M

Độ ẩm gạo là :14%

Khối lợng của gạo là :4,93(kg)

Tổn thất do xay nghiền là : 0.5%

-Lợng chất chiết của gạo là : 0.312M

-Lợng chất chiết của malt la: 11.5x0.995x0.93=10.64(kg)

-Lợng chất chiết của gạo là:4.93x0.995x0.86=4.22(kg)

- Tổng lợng chất chiết của malt và gạo là :

11.5ì0.3 0.7 =4.93(kg)

1.4ì110 67=155( g)

3.185 1−0.8=

3.185 0.2 =15.925 (kg )

-lợng bã hoa là :

5 Tính lợng nớc rửa bã trong quá trình nấu

Quá trình hồ hoá bột gạo + 10% malt lót, nớc tỷ lệ 1\5

+Lợng nớc cho vào nồi hồ hoá là :

+Lợng nớc có sẵn trong nguyên liệu ở nồi hồ hoá là :

+Trong đó 0.14 :là độ ẩm của gạo

0.07 :là độ ẩm của malt

+Tổng hỗn hợp bột + nớc ở nồi hồ hoá là :

+Lợng dịch cháo sau khi đun bay hơi 5%

Vậy lợng dịch còn lại là :

+Lợng nớc cho vào nồi đờng hoá tỷ lệ nớc và nguyên liệu 1:5

+Lợng nớc cho vào nồi đờng hoá là :

(11.5-0.493)x5=55.03(kg)

+lợng nớc có sẵn trong nguyên liệu ở nồi đờng hoá là :

(11.5-0.493)x0.07=0.770(kg)

+Tổng lợng dịch ở nồi đờng hoá sau khi chuyển dịch cháo sang là :

+Dịch còn lại ở nồi đờng hoá sau khi đun bay hơi 4% là :

96.94 x 0.96 =93.06(kg)

+lợng nớc trong dịch trớc khi lọc là :

93.06-14.86 = 78.20 (kg)

+ lợng nớc rửa bã là :

lợng nớc trong dịch sau khi đun hoa 100 S là

khi nấu hoa lợng nớc bay hơi khoảng 8-10% so vớ tổng lợng dịch ( lấy 10%)+Do đó lợng nớc trong dịch trớc khi đun hoa là:

6 tính lợng men giống cần thiết

Lợng men giống tiếp vào trớc khi lên men chính là 10% so với lợng dịch đavào lên men

7.1 Tính lợng men thu hồi

Thực tế cứ 100lít dịch đờng thu đợc 2 kg sữa men độ ẩm 80%

50% tái sản xuất ,50% làm sản phẩm phụ

-Vậy lợng men thu đợc là :

Lợng men tái sản xuất = lợng men làm sản phẩm phụ =1.0735(kg)

7.2 Tính lợng cặn lắng

100kg nguyên liệu có khoảng 1.75kg cặn lắng

Vậy 16.43kg nguyên liệu là :

Coi toàn bộ lợng đờng lên men là đờng maltoza

Hiệu suất lên men là 55%

Quá trình chiết bia tổn thất 4%

+Lợng bia đã bão hoà CO2 là

100 0.96=104 17(l)

Quá trình sục CO2 tổn thất 0.5-1% lấy 0.5%

+Lợng bia trớc khi bão hoà CO2 là :

Quá trình lọc bia tổn thất 1%

Dịch đờng 11% ở 200C khối lợng riêng là d= 1.054(kg/l)

+Khối lợng dịch đờng sau quá trình đun hoa ở 200C là :

113.57 x 1.054 =119.69(kg)

lợng chất chiết có trong dịch đờng 11% là :

Quá trình nấu và lọc tổn hao chất chiết là 1.5%

+Lợng chất chiết cần thiết là :

2.Tính lợng malt và gạo

(Tơng tự nh phần tính bia hơi)

Lợng chất chiết thu đợc từ M kg malt là : 0.703 M

Lợng chất chiết thu đợc từ gạo là : 0.312M

-Tổng lợng chất chiết thu đợc từ M kg malt và 0.3 / 0.7 Mgạo là

104.17 0.995 =104.69(l)

104.69 1−0.01=

104 69

0 99 =105.75(l )

105.75 1−0.04=

105 75 0.96 =110.16(l)

110.16 1−0.03=

-Lîng g¹o cÇn dïng lµ :

3 TÝnh lîng hoa houblon

dïng hoa c¸nh tû lÖ 1.6 g hoa /lÝt bia

*Lîng hoa cÇn bæ xung tríc lóc nÊu hoa lµ

1.6 x 110.56 =180(g) =0.18(kg)

4 TÝnh lîng b· malt vµ g¹o

+ TÝnh lîng chÊt kh« cña malt

§é Èm malt : w=70%

Tæn thÊt do xay nghiÒn lµ 0,5%

-Lîng ChÊt kh« cña malt lµ :

0.93 x 0.995 x 13.1 =12.12(kg)

+ TÝnh lîng chÊt kh« cña g¹o

§é Èm : w=14%

Khèi lîng g¹o lµ 5,62 (kg)

Tæn thÊt do xay nghiÒn lµ : 0.5%

-Lîng chÊt kh« cña g¹o lµ :

3.56 1−0.8=17.8(kg)

0.18×60

100×100

15 =0.72(kg)

+Lîng níc trong dÞch sau khi ®un hoa 110s lµ

Khi nÊu hoa níc bay h¬i 8-10%

+Lîng níc trong dÞch tríc khi ®un hoa lµ :

105.02+113.57x0.1=116.38(l)

*VËy lîng níc röa b· lµ :

116.38+14.24-89.07=41.55(l)

6 TÝnh lîng men gièng cÇn thiÕt

Lîng men gièng tiÕp vµo tríc lóc lªn men lµ 10% so víi lîng dÞch 110.15x0.1=11.015(kg)

113.57×1.039×89

100=105.02(l )

*Vậy ta cần nạp bổ xung là 261.1 g CO2 cho 1 lít bia

7.3 Chất chợ lọc Datomit cho cả bia hơi và bia chai

Tỷ lệ 0.09 kg\103.06(l)

7.4 Chất vệ sinh cho cả bia hơi và bia chai

100 lít bia cần 0.07 kg NAOH

7.5 Lợng nớc vệ sinh cho cả bia hơi va bia chai

nớc vệ sinh thiết bị khoảng 5% so với thể tích thiết bị

mỗi nồi đờng hóa, nồi hồ hoá, nấu hoa vệ sinh ngày 3 lần , mặt khác mỗi ngày

vệ sinh 3 thùng lên men mỗi thùng 3 m khối

Vệ sinh nồi lắng ,làm nguội máy mọc vải giặt mất khoảng 10-20 m3

Vậy ta cần khoảng 20m3 nớc vệ sinh \ngày

110.156ì2

100 =2.2(kg)

13.16ì0.55ì176

342 =3.72(kg)105.75ì0.2

100 =0.21( kg)

16 Lîng Co2

17 Lîng níc

Kế hoạch sản xuất

Nhà máy sản xuất bia quanh năm nhng lợng bia sản xuất nhiều hay ít tuỳ thuộcvao mùa mùa nóng khả năng tiêu thụ tăng lên sản lợng bia sản xuất tăng lêntrong mùa nóng Hơn nữa do bia chai lợng tiêu thụ ở các thời điểm là chênh lệchkông đáng kể(Đáng kể nhất là lơng bia hơi) Nên ta chọn kế hoạch sản xuất nhsau:

Mỗi năm nhà máy sản xuất lợng bia là 45x106lít

Trong đó lợng bia hơi : 100 BX 25 triệu lit

Lợng bia chai : 110BX 20 triệu lit

Kế hoạch sản xuất đợc phân bố theo quí nh sau

Vậy mỗi mẻ bia hơi là: 50.000 lit

mỗi mẻ bia chai là: 33.334 lit

Cho nên ta phải tính thiết bị cho 50.000 lit bia / mẻ / ngày (lấy số liệu cân bằngvật chất cho bia chai)

Đợc lên bảng ngay tại cân để tiện theo dõi tránh nhầm lẫn

Malt đợc định lợng chuẩn 50 kg \ bao

Gạo đợc định lợng chuẩn 100 kg \ bao

Thời gian làm việc 2 ca mỗi ca 4 giờ

Hệ số sử dụng cửa máy là : 0,8

Chọn máy nghiền 3 đôi trục đặc tính kỹ thuật là

*Kích thớc máy : Dài x Rộng x Cao : 1800 x1600 x1600(mm)

*Năng suất máy : 2000kg\giờ

G= 5254 số lợng malt cần nghiền trong một ngày

Q=2000 năng suất máy nghiền

T=8(h) thời gian máy làm việc trong 1 ngày

Vậy ta chọn 2 máy nghiền

Nếu ta chon 2 máy nghiền, để tích kiệm thời gian ta có thể cho 2 máy làm việc 2

ca, mỗi ca 3 tiếng

Máy làm việc định kỳ 2 ca mỗi ca 3 giờ

*Chọn máy nghiền búa MM-03

*Năng suất máy là 1000kg\giờ

Vậy ta chọn thùng chứa bột malt bằng tôn hình trụ đáy nón góc ở đáy nón góc ở

đáy 600chiều cao H=đờng kính D

Thể tích của gạo dùng cho một mẻ là:

Năng suất làm việc của gàu tải là :

Chọn gàu tải đặc tính kỹ thuật

Năng suất gàu tải 6.5 tấn \giờ

Công suất động cơ 0.8 KW

6 Nồi hồ hoá

Lợng gạo nấu cho một mẻ là:2820(kg)

Lợng malt lót : 282

Nớc phối trộn với nguyên liệu theo tỷ lệ 1:5

Vậy tổng số lợng dịch trong nồi là :

D=√0.85722.5 =1.4287(m)

227122ì2ì0.9=6308( kg)

*Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt

Q: là khối lợng nhiệt qua bề mặt đốt nóng (kcal/h)

Q1 : là khối lợng nhiệt cần thiết ở chế độ toả nhiệt max

T : là thời gian cấp nhiệt

Với nồi hồ hoá Q đợc xác định ở chu kỳ tải nhiệt lớn nhất tức là thời gian đun

F= Q KΔtΔtt

C= C CKΔt M CKΔt+C NC M NC

2: hệ số cấp nhiệt từ thành nồi vào dịch 2 =200p kcal/m2h00C=3200

: Hệ số dẫn nhiệt của thành ống với áo hơi bằng thép  =50

S độ dày của áo hơi , chọn 3x10-3 ( m)

Tính t

Thay số :

7.Nồi đờng hoá

Lợng bột malt cho một mẻ nấu là : 6580(kg)

Vậy thể tích khối dịch là :

Lợng nớc từ nồi hồ hoá bơm sang bay hơi là 10%

Toàn bộ khối dịch ở nồi đờng hoá là:

Vtổng =Vđờng hoá + Vhồ hoá x 0.9 = 50246.4 lit

Q1 : Lợng nhiệt cần thiết để toả nhiệt max

T: thời gian cấp nhiệt

Trong đó 0.07 là độ ẩm của malt

0.08 là lợng nớc bay hơi khi đun

8.Máy lọc dịch đờng( máy ép lọc khung bản )

Lợng dịch ở nồi đờng hoá là: 50246.4 (lit)

Trong quá trình đờng hoá lợng nớc hao hụt 0.3%

Vậy lợng dịch đa đi lọc là :

50246.4x0.997 = 50095.66 (lít)

Hệ số sử dụng máy là: 0.7

*Do đó năng suất máy lọc là :

Quá trình lọc trong dịch đờng 30-40 (phút) kết thúc (Chọn là 40 phút)

Vậy năng suất máy lọc (lit/giờ):