tìm hiểu quy trình sản xuất bia chai các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng tại nhà máy bia sài gòn

Tuy con số này khá nhỏ so với các nhà máy bia lớn trên thế giới nhưng nó cũng phần nào đánh giá được khả năng của nhà máy và chất lượng sản phẩm do nhà máy bia tạo ra.. TỔNG QUAN VỀ BIA

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ BÁN CÔNG TPHCM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Đề tài:

TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA CHAI CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG

TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC

CHUYÊN NGHÀNH THỰC PHẨM

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Ths HỒ CƯỜNG

SINH VIÊN THỰC HIỆN : HỒ ĐẠI ĐĂNG KHOA

KHOÁ HỌC:2000

Thành Phố Hồ Chí Minh 03/2006

Lời cám ơn

Em chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Khoa Công nghệ sinh học đã tận tâm truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện cho chúng em được học tập tốt trong những năm chúng em ở giảng đường

Em xin chân thành cảm ơn ban quản lý nhà máy bia Sài Gòn đã tạo điều kiện thuận lợi cho em thực hiện đề tài, và đặc biệt em xin cảm ơn các cô chú anh chị làm việc tại phòng hoá lí, vi sinh, tổ nấu, tổ lên men đã tận tình hướng dẫn chúng em trong suốt thời gian chúng em thực tập tại nhà máy

Đặc biệt em xin cảm ơn thầy Hồ Cường và thầy Trịnh Phương Nam đã hướng dẫn truyền đạt kiến thức cho em để em có thể thực hiện đề tài 1 cách thuận lợi

Cuối cùng con xin gởi lời tri ân đến cha mẹ những người đã nuôi con khôn lớn để con có thể đạt đựơc những kết quả như ngày hôm nay

Sinh viên thực hiện

Hồ Đại Đăng Khoa

MỤC LỤC

Trang

2.1.1 Quy trình chung trong công nghệ trong sản xuất bia 8

2.2.2 Q uy trình sản xuất bia tại nhà máy 19

2.2.2.2 Quy trình lên men của công ty bia sài gòn 32

2.3 QUY TRÌNH QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG 48 2.3.1 Hệ thống quản lý chất lượng: 48

2.3.2 Yêu cầu về các chỉ tiêu của nhà máy: 49

2.3.3 Phương pháp kiểm tra các chỉ tiêu: 52

2.3.3.8 Độ hòa tan biểu kiến,độ cồn,hàm lượng đường sót,

2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bia chai 61

2.3.5 Kiểm tra chất lượng bia bằng phương pháp cảm quan 63

DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ BẢNG

Hình 1.1 :Sơ đồ mặt bằng nhà máy bia Sài Gòn 5

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình chung trong công nghệ sản xúât bia

9

Hình 2.3: Sơ đồ quy trình nấu của nhà máy bia Sài Gòn 19

Hình 2.5: Sơ đồ quá trình lên men của nhà máy bia Sài Gòn 32

Danh sách các bảng

Bảng 2.1:Bảng so sánh điều kiện bảo quản malt của nhà máy

Bảng 2.2:Bảng thành phần hóa học Houblon viên&Houblon cao 14

Bảng 2.5:Bảng yêu cầu của dịch đường sau khi nấu 31

Bảng 2.6:Bảng chỉ tiêu kiểm tra nước của nhà máy 49

Bảng 2.7:Bảng chỉ tiêu kiểm tra malt của nhà máy 50

Bảng 2.8:Bảng chỉ tiêu đối với hoa Houblon 50

Bảng 2.9:Bảng chỉ tiêu kiểm tra nấm men đối với chủng mới 51

Bảng 2.10: Bảng chỉ tiêu kiểm tra chất lượng phụ gia 51

Bảng 2.11:Bảng chỉ tiêu kiểm tra gạo của công ty

52

Bảng 2.12:Bảng chỉ tiêu càn phải đạt của bia sau lên men phụ 52

Bảng 2.13:Bảng các chỉ tiêu đánh giá cảm quan và cách cho điểm 64

Bảng 2.14:Bảng hệ số quan trọng 65

Bảng 2.15:Bảng kết quả cảm quan 3 mẫu 66

Bảng 2.16:Bảng kết quả sau khi nhân hệ số 67

Chương 1 MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Bia là một loại nước uống có từ rất lâu đời, con người đã bắt đầu chế biến và sử dụng bia từ 7000 năm trước công nguyên Đến nay, bia đã trở thành một loại nước giải khát được ưa chuộng bậc nhất trên thế giới do bia là 1 loại nước bổ dưỡng, có độ cồn thấp, có bọt mịn xốp, có hương vị đặc trưng và đặc biệt là tính giải khát nhanh (CO2) Hương vị chính của bia là do các hợp chất chiết từ lúa mạch kết hợp với sự lên men đặc trưng cùng hương vị đắng dịu của hoa houblon tạo nên một loại sản phẩm đặc trưng

Theo thống kê năm 2004, lượng bia tiêu thụ bình quân đầu người ở Việt Nam là từ 15-18 lít/người/năm Con số này là rất nhỏ so với thế giới Thực vậy, hiện nay trên thế giới, các nước sản xuất bia với sản lượng lớn phải kể đến đó là: Mỹ, Đức, Tiệp Khắc… Các nước châu Âu là những nước tiêu thụ bia vô cùng lớn vào khoảng

25 tỷ lít /năm Sản lượng tiêu thụ bia bình quân đầu người ở cộng hoà Séc và Slovakia là khoảng 160 lít/người ở Đức là khoảng 155 lít/người Như vậy trong những năm tới, cùng với sự cải thiện mức sống không ngừng của người dân Việt Nam thì nhu cầu về tiêu thụ bia đặc biệt là những loại bia có chất lượng cao sẽ tăng rất mạnh mẽ Thị trường bia ở Việt Nam là một thì trường đầy tiềm năng trong tương lai

Ở Việt Nam trong những năm gần đây thị trường bia càng lúc càng sôi động

vì có sự tham gia của nhiều doanh nghiệp sản xuất bia nước ngoài cộng với sự nâng

cao năng lực cạnh tranh của nhiều nhà máy bia trong nước khiến cho tình hình sản xuất bia ngày càng sôi động hơn

Hiện nay trên thị trường Việt Nam có nhiều thương hiệu bia khác nhau, một số nhãn hiệu nổi bật chiếm được phần lớn thị trường phải kể đến đó là: Tiger, Heniken, bia SÀI Gòn Các loại bia này đã chiếm được lòng tin của người thưởng thức

Ở Việt Nam có nhiều nhà máy sản xuất bia lớn nhưng tiêu biểu là nhà máy bia Sài Gòn với sản lượng hơn 450 triệu lít/năm Tuy con số này khá nhỏ so với các nhà máy bia lớn trên thế giới nhưng nó cũng phần nào đánh giá được khả năng của nhà máy và chất lượng sản phẩm do nhà máy bia tạo ra Trong kế hoạch phát triển tới sẽ nâng cao mở rộng qui mô hơn nhằm đáp ứng đủ nhu cầu trong và ngoài nước

Như vậy việc tìm hiểu và thực tập tốt nghiệp nâng cao trình độ trong một nhà máy bia là một việc làm hợp lý để đáp ứng được nhu cầu của xã hội Chính vì thế mà, được sự đồng ý của khoa Công nghệ sinh học trường Đại học Mở bán công Tp HCM, tổng công ty rượu bia và nước giải khát Việt Nam cùng với sự hướng dẫn của

ThS Hồ Cường va ThS Trịnh Phương Nam, tôi đã thực hiện đề tài: “Tìm hiểu quy trình sản xuất bia chai, các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm tại nhà máy bia Sài Gòn” với những mục đích chính như sau :

Tìm hiểu qui trình sản xuất bia chai tại nhà máy bia sài goon

 Quy trình quản lý chất lượng và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bia chai

Đánh giá chất lượng bia và bố trí thí nghiệm kiểm tra chất lượng bia chai

1.2 SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN

LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY BIA SÀI GÒN:

- Năm 1875, Victor Larue khởi xướng xây dựng Nhà máy Bia Chợ Lớn Năm

1910, nhà máy chính thức đi vào hoạt động Sản phẩm chính của nhà máy là bia,

nước ngọt và nước đá cây

- Năm 1977, nhà máy được giao cho Chính phủ Việt Nam và lấy tên là Nhà máy Bia Sài Gòn

- Năm 1993, Nhà máy Bia Sài Gòn đổi tên thành Công ty Bia Sài Gòn Đây là một doanh nghiệp nhà nước thuộc sự quản lý của Bộ Công nghiệp và là thành viên của Tổng Công ty Rược Bia Nước giải khát Việt Nam

- Tên giao dịch quốc tế: Saigon Brewery Company, được viết tắt là SABECO

- Xí nghiệp thành viên:

⮚ Nhà máy rượu Bình Tây

⮚ Nhà máy nước khoáng Dakai

- Công ty liên doanh:

⮚ Xí nghiệp liên doanh Walken Bình Tây

⮚ Công ty liên doanh TNHH Carnaud Meltabox Sài Gòn

⮚ Công ty liên doanh TNHH Thủy tinh Malaya

⮚ Công ty liên doanh Sài Gòn – Phú Yên

⮚ Công ty liên doanh Sài Gòn – Cần Thơ

⮚ Công ty liên doanh Sài Gòn – Bình Thuận

- Đơn vị hợp tác: Nhà máy Bia Sóc Trăng

- Năng suất hiện nay Công ty đạt được là 450 triệu lít/năm, chiếm 78,5% toàn Tổng Công ty và cũng là doanh nghiệp có sản lượng bia cao nhất trong nước hiện nay Doanh thu chiếm tỷ trọng từ 75% đến 80% của toàn Tổng Công ty

- Trụ sở chính: 187 Nguyễn Chí Thanh, Quận 5, Tp.HCM, điện thoại: 08.8559595

- Phòng kinh doanh: 12 Đông Du, Quận 1, Tp.HCM, điện thoại: 08.8294081

1.3 CƠ CẤU TỔ CHỨC NHÂN SỰ

CƠ CẤU QUẢN LÝ,SƠ ĐỒ MẶT BẰNG:

Cơ cấu quản lý:

Bộ máy quản lý của công ty bia Sài Gòn được tổ chức theo phương pháp trực tiếp gồm 6 phân xưởng, mỗi phân xưởng có 1 tổ trưởng quản lý và chịu trách nhiệm, 6 tổ trưởng sẽ chịu sự quản lý của tổ trưởng kỹ thụât

Phân xưởng sản xuất chính:

-Phân xưởng nấu malt

-Phân xưởng lên men

-Phân xưởng chiết chai

Phân xưởng phụ:

- Phân xưởng động lực: cung cấp điện và CO2

-Phân xưởng cơ khí:Bảo trì sửa chữa máy móc thiết bị của nhà máy

-Phân xưởng nước đá:sản xuất nuớc đá,chịu trách nhiệm bảo quản nguyên liệu trong quá trình chế biến bia bằng kho lạnh

 MẶT BẰNG CÔNG TY BIA SÀI GÒN

Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng tổng thể nhà máy bia Sài Gòn

1 Phân xưởng nấu 14 Bồn vôi 27 Phân phối gió

2 Hầm nước 15 Thiết bị PCCC 28 Phòng lọc bia

3 Lò hơi 16 Xử lý nước 29 Phòng lạnh

4 Tổ mộc-hồ 17 Xử lý nước 30 TBF

6 Nước giải nhiệt 19 Bia lon 32 Cabin điện

7 Phần máy động lực 20 Bia chai 2 33 Máy phát điện

8 Bồn dầu DO 21 Bia lon 1 34 Phân xưởng cơ khí

9 VP kho vận 22 Bia chai 3 35 Tổ điện

10 Phòng vệ sinh nữ 23 Thu hồi CO2 36 Tổng đài

11 Phòng vệ sinh nam 24 Kho vật tư 37 Bảo vệ cổng ra

12 Bồn soude 25 Văn phòng y tế 38 Bảo vệ

AN TOÀN LAO ĐỘNG, PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY:

- Công ty thực hiện nghiêm ngặt các quy định về PCCC Đồng thời, Công ty còn trang bị thêm các hệ thống báo cháy, bơm nước công suất lớn, bình xịt…

- Công ty tổ chức huấn luyện cho công nhân thực tập PCCC

VỆ SINH CÔNG NGHIỆP, XỬ LÝ NƯỚC THẢI, KHÍ THẢI:

- Các phân xưởng sản xuất sẽ được vệ sinh vào thứ hai hàng tuần

- Sau mỗi mẻ, các thiết bị được vệ sinh sạch sẽ để chuẩn bị cho mẻ tiếp theo

- Hóa chất thải ra trong quá trình vệ sinh chủ yếu là NaOH, H2SO4 Trước khi thải ra cống rãnh, Công ty đã trộn hai dòng này lại với nhau

- Khí thải chủ yếu là bụi từ phân xưởng nấu Trước khi thải ra ngoài, khí thải được qua hệ thống cyclo tách bụi

- Hơi thải ra từ các nồi nấu được thải trực tiếp ra ngoài môi trường

Chương 2 NỘI DUNG 2.1 TỔNG QUAN VỀ BIA

Bia là loại sản phầm đã được con người chế biến từ lâu đời và được sử dụng qua hàng nghìn năm có lẻ lịch sử phát triển của nó xuất phát từ 7000 năm trước công nguyên.Nhưng trong quá trình sản xuất và bảo quản để sử dụng bia thường bia

hư do nhiều nguyên nhân khác nhau mà con người lúc bấy giờ do trình độ khoa học

kĩ thuật chưa phát triển nên không hiểu được.Đến cuối thế kỉ 19 con người đã tìm ra được cơ chế tạo thành bia.Qua đó người ta người ta hiểu được cơ chế sản xuất bia là

do nấm men sản sinh ra enzym có khả năng chuyển hoá đường thành ethanol và

CO2 là 2 thành phần chính tạo nên hương vị đặc trưng cho bia

Thành phần hoá học của bia:

2.1.1 Quy trình chung trong công nghệ trong sản xuất bia

Bão hoà CO2, tàng trữ

Chiết chai lon Thanh trùng

Tách bã Houblon

Làm lạnh,CO2 bão hoà

Lên men chính

Lên men phụ

Làm trong bia

2.1.2 Thuyết minh quy trình:

+ Tác tạp chất:

- Mục đích: tách tạp chất ra khỏi nguyên liệu

- Thiết bị: thiết bị tách bụi, thiết bị tách từ

- Thiết bị: nồi nấu hình trụ, được làm bằng đồng hoặc thép không gỉ, và được gia nhiệt bằng hơi

+Lọc dịch nha:

- Mục đích: tách bỏ bã malt

- Thiết bị: thiết bị lọc khung bảng, nồi lọc có màng lọc

+ Đun sôi dịch nha với hoa houblon:

- Mục đích:

⮚ Chiết chất đắng từ hoa houblon vào dịch nha

⮚ Vô hoạt enzyme, tủa protein kém bền nhiệt

⮚ Điều chỉnh độ chất khô dịch nha

⮚ Thanh trùng

⮚ Hình thành một số hợp chất có lợi cho sản phẩm

⮚ Tách một số hợp chất dễ bay hơi ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia thành phẩm

- Thiết bị: thiết bị có thể đun sôi ở áp suất thường, hoặc đun sôi ở áp suất cao

+ Tách bã houblon:

- Mục đích: tách bã houblon sau khi đã trích chất hòa tan ra khỏi dịch nấu bia

- Thiết bị: dùng thiết bị ly tâm, lọc…

+ Làm nguội và bão hòa oxy:

- Mục đích: hạ nhiệt độ dịch nha, chuẩn bị cho quá trình lên men, cung cấp lượng oxy cần thiết cho quá trình lên men

- Thiết bị: thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng

- Thiết bị: lên men trong các bồn lên men, lên men trong TOD

+ Làm trong bia:

- Mục đích: tăng cường độ trong, độ bền keo và độ bền sinh học cho bia thành phẩm

- Thiết bị: thiết bị lọc khung bản, lọc đĩa, lọc nến, lọc ceramic, lọc membrane…

- Mục đích: kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm

- Thiết bị: thanh trùng dạng tunnel

2.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN

định.Qua quá trình nẩy mầm, một lượng lớn các enzym xuất hiện và tích tụ lại trong hạt đại mạch.Trong đó chủ yếu là nhóm enzym Amylase,ngoài ra còn có enzym Prôtease và nhóm enzym khác.Các enzym trong đại mạch là nhân tố trong việc chuyển các chất trong thành phần hạt đại mạch (bột đạm) thành nguyên liệu mà nấm men có thể sử dụng để tạo thành bia(các loại đường các acid amin tự do, các vitamin )

Hình 2.2 Malt đại mạch

Có 2 loại malt trên thị trường đó là malt vàng (hình 2.2) và malt đen

Tại công ty bia Sài Gòn sử dụng malt vàng để phục vụ sản xuất

- Nguồn gốc: malt của Công ty được nhập từ nước Australia và Canada

Bảng 2.1 So sánh điều kiện bảo quản malt của nhà máy bia Sài Gòn với điều kiện

bảo quản chuẩn

Độ ẩm

Nhiệt độ

Thời gian bảo quản trước khi

đưa vào sản xuất bia

4,0-5,0%

35-400C 25-30 ngày

Bảng 2.2: Thành phần hóa học houblon dạng viên và cao hoa

Thành phần Dạng viên Dạng cao

Hình dáng bên ngoài

Độ ẩm

α-acid

Màu xanh oliu, mùi thơm nồng 4-5%

- Polyphenol: được dùng để kết lắng và loại bỏ các hợp chất protid cao phân tử ra khỏi dịch đường, làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm

Bảng 2.3: Tổ hợp cấu tử của α-acid

Bảng 2.4: Tổ hợp cấu tử của β-acid

c) Nước:

- Nước trong nhà máy chủ yếu là nước cung cấp của thành phố

- Nước là nguyên liệu chính để sản xuất bia và chiếm 77-90% trọng lượng bia thành phẩm Nước dùng trong quá trình trộn, nấu, đường hóa và pha loãng dịch lên men Ngoài ra, nước còn được dùng để rửa nấm men, vệ sinh thiết bị… Thành

phần của nước ảnh hưởng rất lớn đến công nghệ và chất lượng bia thành phẩm Tuỳ theo mục đích sử dụng mà yêu cầu chất lượng của nước cũng khác nhau

- Nước dùng nấu bia nếu chứa thành phần muối carbonate và bicarbonate (nhất là Na2CO3) thì sẽ hòa tan chất đắng, chất chát trong vỏ malt, tạo vị đắng khó chịu cho bia thành phẩm

- Nước rửa nấm men phải sạch, không chứa nhiều hợp chất hữu cơ và đặc biệt không chứa vi sinh vật

- Nước rửa thiết bị nên có độ cứng thấp đến trung bình, đặc biệt không chứa

NH3 và các muối nitrite

d) Nấm men:

Nấm men được sử dụng để sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống Saccharomyces Nấm men bia có thể phát triển trong môi trường có oxy lẫn trong môi trường không có oxy Trong quá trình lên men bia, lúc đầu môi trường mới có chứa oxy hoà tan, nấm men dùng oxy đó để oxy hoá cơ chất, tạo năng lượng cho sinh sản và phát triển Khi nước nha đã trải qua 1 giai đoạn lên men, lượng oxy hoà tan cạn dần thì tế bào nấm men lại thu năng lượng nhờ hệ enzym đặc biệt của mình qua phản ứng oxy hoá khử các cơ chất

Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia vì quá trình trao đổi chất của tế bào nấm men bia chính là quá trình chuyển hoá nguyên liệu thành sản phẩm

Công ty bia Sài Gòn dùng nấm men chìm S Carlsbergensis (S Cerevisiae

theo Kreger-van-Rij, 1984) được nhập từ nước ngoài Sử dụng nấm men chìm có nhiều ưu điểm hơn so với nấm men nổi

2.2.1.2 Thế liệu

- Công ty bia Sài Gòn chỉ dùng một loại thế liệu duy nhất đó là gạo

- Nguồn gốc: gạo được mua từ các tỉnh Đồng Bằng Song Cửu Long

- Tỉ lệ gạo: malt = 25:75

- Thông số trong quá trình bảo quản gạo: t0 < 300C, W  12%

2.2.1.3 Phụ gia

Là những hóa chất sử dụng trong quy trình công nghệ sản xuất bia nhưng chúng không được phép có mặt trong sản phẩm hoặc có mặt trong sản phẩm với hàm lượng quy định

- H2SO4 đậm đặc: giúp điều chỉnh pH của dịch đường, Ion SO42- kết hợp với

Ca2+ tạo CaSO4 kết tủa Kết tủa này lắng xuống sẽ kéo theo các chất bẩn, giúp quá trình lắng và lọc nhanh hơn

- CaCl2: dạng viên, dùng trong giai đoạn đầu của nồi malt Có tác dụng tăng khả năng chịu nhiệt cho nấm men, giúp quá trình trao đổi chất của nấm men trong tổng hợp protein Ngoài ra, muối CaCl2 chống đục bia, tạo điều kiện thuận lợi để các enzym hoạt động trong quá trình lên men

- Formol công nghiệp 10%: cho cùng lúc với CaCl2 trong nồi malt, tăng khả năng kháng khuẩn của bia, làm kết tủa tannin và anthocyanua có trong vỏ malt, tránh làm đục bia

- Caramel: dùng trong giai đoạn đầu của nồi nấu hoa houblon, tạo màu vàng cho bia, tăng độ đường của nước nha

- ZnCl2: cho vào cùng lúc với caramel, thúc đẩy nhanh quá trình lên men

- Các chất trợ lọc: lọc trong dịch đường, lọc bia sau lên men

- Các chất chống oxi hóa: acid ascorbic, collupulin Collupulin dùng dưới dạng chế phẩm men, có tác dụng phân hủy những chất có phân tử lượng cao trong bia (chủ yếu là protid) để hạn chế hiện tượng đục bia

- Hóa chất dùng trong công nghiệp: HCl, NaOH, P3, nước Clo… Trong đó P3

là sản phẩm thanh trùng có tác động nhanh, không tạo bọt

- Acid lactic: tạo pH cho dung dịch

- Diatomit: dùng lọc cặn khô, dùng cho thiết bị lọc nến

- PVPP: dùng hấp thụ polyphenol, tăng cường độ trong của bia PVPP sử dụng cho thiết bị lọc đĩa

- Maturex (acetolactatedecarboxylase): rút ngắn thời gian lên men phụ và hạn chế tạo diacetyl

- Nhựa tạo đổi ion: làm sạch nước

- Than hoạt tính: làm sạch nước và khí CO2

2.2.2 Q uy trình sản xuất bia tại nhà máy:

2.2.2.1 Quy trình nấu của nhà máy:

a Quy trình công nghệ:

Hình 2.3 Sơ đồ quá trình nấu của nhà máy bia Sài Gòn

Nghiền

Nấu thế liệu

Cô đặc

Dung dịch đưa sang APV

Houblon dạng cao

Houblon dạng viên

b Thuyết minh quy trình:

- Tách tạp chất:

⮚ Mục đích: loại tạp chất (rác, sạn, sỏi, sắt,…) ra khỏi nguyên liệu

▪ Máy tách sạn: để tách sạn, đất, cát… Máy tách sạn này hiện nay Công ty chỉ dùng đối với gạo Còn malt do khá sạch nên không cần qua máy tách sạn nữa Máy tách sạn cho malt hiện đang được tận dụng để hút bụi khỏi malt

Cấu tạo: máy tách sạn hoạt động theo nguyên tắc khí động và lắc phẳng Máy bố trí nghiêng so với mặt đất 8-90, có môtơ điện gắn ở một đầu tạo độ rung theo chiều dọc Nguyên liệu được đưa vào đầu cao hơn Khí thổi vào vừa đủ nâng hạt lên, còn sạn nặng hơn nằm dưới Khi sàng rung, hạt theo hướng gió 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 đối với máy tách rác Nguyên liệu tiếp tục được đưa xuống cân điện tử ở lầu 2 nhằm xác định chính xác khối lượng nguyên liệu đem nghiền Sau khi cân, nguyên liệu được gàu tải đưa lên tầng 5, rồi được vít tải chuyển qua máy nghiền búa ở tầng 4

Nguyên liệu xuống phía dưới, bị dập nát bởi các búa đập quay với tốc độ 3000vòng/phút Máy có hộp đổi chiều, dùng thay đổi chiều quay của búa đập, hạn chế trường hợp búa bị dập một phía Nguyên liệu bị dập nát rơi xuống lưới hình bán khuyên với lỗ đường kính 2mm đối với gạo và 2,5mm với malt Bột sau khi nghiền

đi vào thùng chứa Từ thùng bột, nguyên liệu được vít tải chuyển xuống đồng thời trộn luôn với nước trên đường ống rồi đi vào nồi nấu ở tầng 1

- Nấu dịch nha và thế liệu:

Hình 2.4 Giản đồ nấu

⮚ Biến đổi vật lý: sự thay đổi nhiệt độ, tỷ trọng, khối lượng riêng… của dịch nha

⮚ Biến đổi hóa sinh và hóa học:

❖ Quá trình enzyme:

a) Quá trình thủy phân tinh bột:

▪ Mục đích: phân cắt amylose, amylosepectin và các dextrin bậc cao thành đường đơn giản, còn các destrin bậc thấp thì dễ hòa tan vào nước và trở

thành chất hòa tan của dịch đường Trong phản ứng này, tinh bột là cơ chất còn chất xúc tác là nhóm enzyme amylase có sẵn trong malt, chủ yếu là enzyme α-amylase và β-amylase

▪ Quá trình thủy phân tinh bột gồm 3 giai đoạn:

o Hồ hóa: hạt tinh bột hấp thụ nước, trương nở và tăng độ nhớt

o Dịch hóa: nhiệt độ tiếp tục gia tăng thì khối hồ sẽ kết dính tạo dịch lỏng, độ nhớt giảm xuống

o Đường hóa: các sợi amylose và amylosepextin bị enzyme phân cắt tạo thành đường hoặc các dextrin mạch ngắn

▪ Cơ chế phản ứng:

o Enzyme α-amylase: tác động lên mạnh lên các phân tử amylose và amylosepectin, phá hủy các mối liên kết của α-1,4-glucozyde Ở giai đoạn thứ nhất của quá trình thủy phân, α-amylase sẽ tác dụng ngẫu nhiên lên những mạch polyme của amylosepectin mà không bắt buộc từ đầu của các mạch nhánh Kết quả là sau một thời gian ngắn, các phân tử polyme của tinh bột sẽ bị cắt thành những phân tử có số gốc glucose

ít hơn, tập hợp thành những dạng dextrin khác nhau Do phân tử lượng giảm nhanh như vậy nên độ nhớt của cháo malt lúc này giảm xuống và nếu thử với iot thì màng xanh sẽ biến mất trong một thời gian ngắn Sự phân cắt này sẽ từ từ giảm dần, và khi sang giai đoạn thứ hai của quá trình thủy phân sẽ tạo nên một lượng ít maltose và glucose Vùng nhiệt độ tối ưu 70-750C, pH 5,5-5,8

o Enzyme β-amylase: tác động lên mạch amylose và amylosepectin bắt đầu từ những cặp gốc glucose tận cùng của mạch nhánh (đối với amylosepectin), nghĩa là mối liên kết thứ 2 của α-1,4-glucozyde và giải phóng từng chỗ bắt đầu rẽ nhánh của phân tử amylosepectin (liên kết α-1,6-glucozyde) thì dừng lại Tác dụng của β-amylase lên phân tử amylosepectin, theo Samec, chỉ giúp tạo thành 42% đường dextrin bậc cao Đối với phân tử amylose của tinh bột, chúng tác dụng dễ dàng và hoàn toàn để cho ra đường maltose Vùng nhiệt độ tối ưu 60-63 0C, pH 5,2 – 5,4

Khi α và β-amylase cùng tác dụng lên tinh bột sẽ cho ra một tỷ lệ nhất định giữa dextrin và maltose; tỷ lệ này phụ thuộc vào hoạt tính của hai enzyme riêng rẽ:

▪ Dextrin thu được do tác dụng của α-amylase sẽ được β-amylase tiếp tục phân cắt từng hai gốc glucose một, do vậy mà trọng lượng phân tử dextrin giảm dần

▪ Dextrin bật cao thu được do tác dụng của β-amylase lên phân tử amylosepectin sẽ được α-amylase tiếp tục phân cắt chuyển về dextrin bật thấp hơn

▪ Dextrin cuối cùng là những phần còn lại của phân tử tinh bột, gồm có các mối liên kết α-1,6-gulozyde không bị tác dụng bởi α và β-amylase Thông thường những dextrin này có chứa acid phosphoric nên ta còn gọi là phosphodextrin; chúng gồm có từ 5-7 gốc glucose Nếm men không lên men được những dextrin này

b) Quá trình thủy phân protein:

▪ Mục đích: trong thành phần chất hòa tan của dịch đường, các hợp chất chứa nitơ chiếm khoảng 5-7% nhưng chúng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo quá trình lên men bình thường và định hình chất lượng sản phẩm Pha sản phẩm thấp phân tử (acid amin, peptid) là nguồn dinh dưỡng nitơ của nấm men, pha có phân tử lượng trung bình (albumose, pepton và polypeptid) tạo vị đậm đà, tạo và giữa bọt cho bia

▪ Quá trình thủy phân protein gồm 3 giai đoạn:

o Phản ứng thủy phân bắt đầu xảy ra ở giai đoạn ươm mầm của đại mạch và sản phẩm chủ yếu là pha thấp phân tử

o Đến giai đoạn đường hóa, quá trình thủy phân lại xảy ra tiếp tục với tốc độ cao hơn và có sản phẩm ở pha có phân tử lượng trung bình như albumose, pepton, peptid… Tuy nhiên chỉ có khoảng 1 2

3 5÷ tổng lượng các chất hữu cơ chuyển hóa

thành sản phẩm hòa tan, phần còn lại thải ra ngoài dạng bã hay kết tủa Có hai loại enzyme thủy phân protein là: exopeptidase và endopeptidase

▪ Exopeptidase (peptidase): là nhóm enzyme phân cắt polypeptide thành dipeptide và sau đó thành acid amin Vùng pH tối ưu là 7-8 nhiệt độ tối

ưu là 40-420C Trong môi trường giàu nước và nhiệt độ tăng đến 500C thì hoạt lực giảm, ở 600C chúng bị biến tính Ta thấy rằng nhóm enzyme này không hoạt động ở giai đoạn đường hóa vì nhiệt độ pH không thích hợp Trong sản xuất, trước lúc tiến hành đường hóa, ta phối

trộn bột nghiền với nước ở nhiệt độ 40-410C và giữa trong 5-10 phút là nhằm mục đích cho peptidase phân cắt protein

▪ Endopeptidase (proteinase): thủy phân giữa mạch, cắt các liên kết peptid của protein tạo thành albumose, pepton và polypeptide Vùng

pH tối ưu là 4,6-4,9 và có thể dao động tuỳ thuộc thông số của cơ chất Vùng nhiệt độ tối ưu là 50-600C Đây là nhóm enzyme bền nhiệt Ở

500C, sản phẩm tạo thành dưới tác dụng của enzyme này là peptide và polypeptide, còn ở 600C thì chủ yếu là nhóm albumose

c) Các quá trình thuỷ phân khác:

▪ Thuỷ phân fitin: enzyme xúc tác cho phản ứng là fitase, nó phân cắt acid phosphoride ra khỏi phân tử amylosepectin Kết quả làm cho độ chua định phân và tính đệm của dịch cháo tăng Vùng nhiệt độ tối ưu là 45-500C, còn pH là 5,2-5,3

▪ Thủy phân cellulose: enzyme xúc tác cho phản ứng là sitase Mục đích nhằm bổ sung chất hòa tan cho dịch đường, tạo điều kiện cho các enzyme còn lại hoạt động Vùng nhiệt độ tối ưu là

450C, còn pH là 5,0

❖ Quá trình phi enzyme:

a) Sự kết lắng và biến tính protein: ở nhiệt độ nấu cao, protein bị biến tính và

kết lắng một phần, vì thế chúng được loại ra khỏi dịch đường, làm tăng độ bền keo của bia, giảm khả năng gây đục

b) Sự tạo thành melanoid: nhiệt độ và các yếu tố khác chưa thích hợp cho

phản ứng này xảy ra, tuy nhiên có một lượng melanoid được tạo ra giúp tăng chất lượng sản phẩm

c) Sự hòa tan các thành phần của malt: trong vỏ malt chứa nhiều hợp chất

gây cho bia mùi vị lạ Nhiệt độ, pH và thời gian nấu càng cao thì khả năng hòa tan các chất đó càng nhiều Đặc biệt là khi sử dụng nước có độ cứng carbonate cao Vì thế phải sử dụng nước mềm để đường hóa nguyên liệu và tăng cường độ chua dịch cháo bằng cách thêm acid lactic hay CaSO4

⮚ Biến đổi hóa lý: sự trích ly các chất có phân tử lượng thấp vào nước (đường, acid, amin, một số vitamin, khoáng…)

⮚ Thiết bị chính sử dụng trong quá trình nấu: Nồi nấu có dạng hình trụ, gia nhiệt bằng vỏ áo Bên trong thiết bị có cánh khuấy để đảo trộn đều dịch

⮚ Mục đích: tách dịch nước nha ra khỏi hỗn hợp với bã để lấy dịch nha mang nấu với houblon Dịch cốt nước nha sẽ thu được trong quá trình lọc, phần dịch đường còn sót sẽ được chiết rút trong quá trình rửa bã

⮚ Thiết bị: Công ty sử dụng máy lọc khung bản MEURA 200, sản xuất tại Bỉ với công suất 9500 kh/mẻ Đặc điểm của máy lọc này là có thể lọc được những dịch bã mịn Điều này rất hợp lý vì bột nguyên liệu được nghiền bằng máy nghiền búa có kích thước hạt khá nhỏ Máy lọc này được tự động hóa hoàn toàn, được điều khiển bằng hệ thống máy

vi tính

Máy lọc gồm 51 khung bản lọc Khung và bản đều được chế tạo bằng những hợp chất cao phân tử, kích thước 1,8 x 2m Ở 4 góc của khung bản có các lỗ tròn mà

khi ráp các khung và bản lại với nhau, ta được 4 đường ống dẫn dịch cháo vào và dẫn dịch nước nha ra Bản có bề dày khoảng 6cm ở giữa có rãnh để dịch chảy, hai bên là hai tấm lưới lọc Trên 4 lỗ tròn ở 4 góc của bản có 3 lỗ liên thông vào giữa

Khung dày hơn bản, khoảng 7cm, được bọc bằng hai lớp cao su Ở một cạnh có các ống dẫn khí giúp làm phồng khung lên để ép chặt khối cháo lại Dịch cháo theo lỗ liên thông tràn vào các khoảng trống giữa khung và bản Toàn bộ khung và bản được xếp liên tục, xen kẽ trên giàn máy nhờ có hai tay treo ở hai cạnh bên Giàn máy bao gồm bộ phận ép thủy lực và hai đại dọc, tấm đầu lắp cố định, tấm đuôi có thể chuyển động tịnh tiến Phía dưới có một máng hứng bã có vít tải để đẩy bã ra ngoài

Vận hành:

Trước khi lọc cho chạy nước nóng khoảng 800C nhằm mục đích:

o Đảm bảo máy lọc không nhiễm vi sinh và các tạp chất lạ

o Thử độ kín và nâng nhiệt độ cho máy, tránh mất nhiệt khi bơm dịch cháo, làm giảm tốc độ lọc vì độ nhớt tăng

Chạy nước nóng cho máy 20-30 phút, sau đó bơm dịch cháo vào Áp lực lọc được tăng dần đến 20-30 KN/m2 Khí thổi vào khung tạo lực ép, nước dịch thấm qua lớp lưới lọc của bản theo các rãnh vào đường ra của nước dịch, bã được giữ lại bên ngoài lớp lưới lọc Dịch cốt được lọc trong khung khoảng 25 phút, thu khoảng 18510h1/mẻ, độ đường khoảng 252 Balling

Sau khi lọc hết dịch đường ban đầu, quá trình rửa bã được tiến hành ngay bằng nước nóng ở 760C Nước rửa bã này vào cùng với đường dịch cháo đi vào

Lượng nước rửa bã được tính toán tuỳ thuộc độ đường của dịch cốt thu được Thời gian rửa bã khoảng 20-25 phút Nước rửa bã được nhập chung với dịch vốt ban đầu

Các khung và bản được kéo ra từng tấm rồi được rửa bằng vòi nước lạnh để tiếp tục cho mẻ lọc sau, còn bã hèm rơi xuống phía dưới

Vệ sinh:

Sau một tuần, máy được chạy vệ sinh (CIP) một lần Ban đầu chạy xút, sau đó chạy acid để trung hòa xút còn bám lại Cuối cùng máy được rửa lại bằng nước nóng

Những sự cố có thể gặp:

Bơm cháo từ nồi malt sang máy lọc bị trục trặc, khắc phục bằng cách sửa chữa bơm

Cúp nước: do nhà máy sử dụng nước cấp thành phố nấu nên nếu cúp nước, nhà máy chỉ còn đủ nước để hoạt động thêm nửa ngày, toàn bộ hệ thống phải dừng lại

Dịch đường sau khi lọc sẽ được bơm lên bồn chứa trung gian trước khi đưa vào nồi nấu với houblon Thể tích bồn chứa là 450 hl

- Nấu hoa houblon:

⮚ Mục đích:

▪ Trích ly chất đắng, tinh dầu thơnm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường ngọt để biến đổi nó thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa, đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan của bia sau này

▪ Polyphenol của hoa houblon khi hòa tan vào dịch đường, ở nhiệt độ cao sẽ tác dụng với các hợp chất protein cao phân tử để tạo thành các phức chất dạng màng nhầy, chúng tạo mảng, kết lắng cùng với các cặn li ti, làm tăng độ bền keo của dịch đường

▪ Chất đắng, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ là những chất tạo sức căng bề mặt có hoạt tính cao, có vai trò trong quá trình tạo và giữ bọt

▪ Ngoài ra còn có một số quá trình như tạo melanoid ở nhiệt độ cao, tăng độ chua định phân, tăng cường độ mày, giảm độ nhớt…

⮚ Thiết bị:

▪ Thiết bị đun sôi với hoa houblon được thiết kế và sản xuất trong nước, vật liệu toàn bằng inox, dung tích 650hl được thiết kế ở dạng kín tránh hiện tượng sôi tràn ra ngoài Cung cấp nhiệt bằng bộ đốt trong, bộ đốt trong có cấu tạo đặc biệt tạo dòng hoàn lưu, không dùng cánh khuấy tiết kiệm năng lượng

⮚ Phương pháp nấu:

▪ Dịch đường trong bồn chứa trung gian sẽ được bơm vào nồi nấu boublon, vừa bơm vừa nâng lên 920C, thời gian bơm khoảng 35 phút Sau khi bơm hết dịch đường, nhiệt độ phải đạt 920C Trong thời gian bơm dịch đường, đồng thời tiến hành dẫn dịch đường từ nồi này sang 2 nồi hòa trộn houblon: một nồi houblon dạng cao (chứa 30% α-acid đắng) được cho vào 5,3 kg một nồi houblon dạng viên (chứa 8% α-acid đắng) được cho vào 20,5 kg

▪ Lần 1, ta dẫn dịch từ nồi houblon cao trở lại nồi nấu hoa Để hòa tan các hợp chất của houblon nhất là chất đắng vào dịch đường, suốt quá trình đun sôi với houblon, nhiệt độ phải luôn ở 1000C, sau

30 phút, ta thêm caramel để đạt độ màu cần thiết Cùng lúc này, cho ZnCl2 (vào 15g), nhằm giúp nấm men ở giai đoạn sau phát triển nhanh hơn Nhà máy còn sử dụng thêm acid lactic để điều chỉnh pH của dịch đường

▪ Sau 10 phút ta bơm houblon lần 2 (dịch houblon viên) Đun sôi 20 phút thì kết thúc quá trình nấu hoa Toàn bộ đường đã được houblon hóa sẽ được bơm sang APV để xử lý trước lên men

Bảng 2.5: Yêu cầu của dịch đường sau khi nấu:

muốn

Mức tiêu chuẩn trên

Mức tiêu chuẩn dưới

Mức chấp nhận trên

Mức chấp nhận dưới Độ đục %

⮚ Sự cố ở nồi dung sôi với houblon

▪ Nồi nấu không đủ nhiệt: khắc phục bằng cách tăng cường lượng hơi bơm vào

▪ Nồng độ đường không đạt yêu cầu do nước rửa quá nhiều: thời gian đun sôi sẽ lâu hơn để bay bớt nước

▪ Độ màu không đạt: thêm caramel

▪ pH nước nha cao: bổ sung acid lactic Đây là acid hữu cơ, là sản phẩm vi sinh ăn được, không ảnh hưởng sức khỏe Tuy nhiên nó cũng bất lợi là tạo tủa với protein dưới ánh sáng mặt trời

2.2.2.2 Quy trình công nghệ trong phân xưởng lên men của công ty bia sài gòn

a) Quy trình công nghệ:

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình lên men

Làm lạnh nhanh

Hoàn thiện sản phẩm

Thanh trùng

Lên men phụ Lên men chính Lắng cặn

Chiết chai lon

Dịch nha từ phân xưởng nấu

Chai/lon

Cặn

bia sài Gòn

b) Giải thích quy trình công nghệ:

Nhiệm vụ của phân xưởng lên men là tiếp nhận nước nha từ phân xưởng nấu qua các công đoạn xử lý, tiến hành lên men và lọc Sản phẩm của phân xưởng lên men là bia TBF dự trữ trong thùng và chuyển cho phân xưởng chiết

Phân xưởng lên men được chia thành 5 khu vực chính:

+ Khu APV

+ Khu lên men chính

+ Khu lên men phụ

+ Khu hoàn thiện sản phẩm

+ Khu tàng trữ bia chờ chiết TBF

Khu vực APV:

- Quá trình lắng cặn:

▪ Mục đích: loại bỏ những cặn lơ lửng có trong dịch nha, tạo điều kiện để tủa lắng những hợp chất hữu cơ kém chịu nhiệt

▪ Thiết bị: Có hai bồn lắng cặn, mỗi bồn chứa dịch nha của một mẻ nấu, dung tích 560hl Bồn lắng có cấu tạo hình trụ đứng, được làm bằng inox bên ngoài là lớp vỏ cách nhiệt, có đèn quan sát, kính quan sát, ống thoát hơi ra ngoài trời, ống dẫn nước nha từ phân xưởng nấu, ống dẫn nước nha sau khi lắng, ống xả cặn lắng, ống đo mực chất lỏng trong thùng

▪ Nguyên tắc hoạt động: Dịch nha được bơm vào theo phương tiếp tuyến với thành bồn, tại vị trí cách đáy 1/3 chiều cao bồn Dưới tác dụng của lực ly tâm, các hạt cặn văng vào thành bồ lắng, dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực Sau một thời gian lắng khoảng từ 20-30 phút cho một mẻ, cặn được tháo ra qua ống xả ở phía đáy, dịch nha được bơm qua thiết bị giải nhiệt dạng bản mỏng

▪ Sau hai mẻ, thiết bị được vệ sinh một lần Hóa chất sử dụng: NaOH,

H2SO4 Sopuroxid (một loại acid), nước nóng

- Quá trình làm lạnh nhanh:

▪ Sau khi lắng, nước pha được bơm qua thiết bị hạ nhiệt nhanh dạng bản mỏng của hãng Alfa Laval, hạ nhiệt độ xuống còn 6-100C

▪ Mục đích: đưa nước nha về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men, đồng thời hạ nhiệt độ nhanh chóng để tránh nhiễm vi sinh vật, tránh hiện tượng oxy hóa dịch nước nha làm sẫm màu bia thành phẩm sau này

▪ Cấu tạo: thiết bị giải nhiệt nhanh gồm có 4 vùng, 3 vùng đầu giải nhiệt bằng nước, vùng cuối giải nhiệt bằng glycol Dịch nha từ 1000C giảm xuống còn 750C khi đi qua phần thứ I Sang phần thứ II nhiệt độ nước nha từ 6-100C

Khu vực lên men chính:

▪ Mục đích: chuyển hóa hầu hết lượng đường thành ethanol, carbon dioxyde cùng các sản phẩm phụ, trung gian