khảo sát quy trình công nghệ sản xuất bia, nghiên cứu công đoạn nấu và lọc, nhằm nâng cao hiệu xuất sản xuất

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BIA: * Bia là một loại đồ uống xuất hiện cách đây hàng ngàn năm, riêng ở Việt Nam thì ngành sản xuất bia cũng có lịch sử gần một thế kỷ cùng với sự phát triển của xã

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY SẢN

KHOA CHẾ BIẾN o0o

LỚP : 43 TP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Nha Trang, tháng 6 năm 2006

KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA TẠI NHÀ MÁY BIA HUBI-NHA TRANG, NGHIÊN CỨU CÔNG ĐOẠN NẤU VÀ LỌC NHẰM NÂNG CAO HIỆU SUẤT SẢN XUẤT

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự phát triển của ngành công nghiệp thực phẩm nói chung thì bia đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, góp phần làm giàu nguồn thực phẩm cho xã hội Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật thì ngành công nghiệp sản xuất bia cũng ngày càng phát triển và mở rộng

Bia là một sản phẩm lên men được nhiều người yêu thích Bia là thức uống dinh dưỡng rất cần thiết cho con người Bia cung cấp một thành phần dinh dưỡng cho người sử dụng, kích thích tiêu hoá và tạo cảm giác dễ chịu cho người uống Công nghệ sản xuất bia ra đời từ rất lâu và ngày càng phát triển trên thế giới Ở nước ta thì công nghệ sản xuất bia được hình thành khoảng 10 năm trở lại đây Ngành công nghiệp sản xuất bia đã tạo ra một diện mạo mới, lượng bia sản xuất ngày càng tăng, chất lượng bia ngày càng được nâng cao Nhu cầu của người tiêu dùng càng tăng đòi hỏi các nhà máy bia phải không ngừng nâng cao chất lượng bia và giá thành phải hợp lý

Để củng cố kiến thức đã học trên ghế nhà trường và cũng là cơ hội cho sự tích luỹ kinh nghiệm, trao dồi kiến thức cho bản thân, em đã nhận Đồ Án Tốt

Nghiệp “Khảo sát quy trình công nghệ sản xuất bia, nghiên cứu công đoạn nấu

và lọc, nhằm nâng cao hiệu xuất sản xuất” Do đây là lần đầu tiên nghiên cứu,

cũng như kiến thức còn hạn hẹp, khả năng hiểu biết thực tế còn non kém nên còn rất nhiều thiếu xót, kính mong được thầy cô giúp đỡ, chỉ bảo

Nha Trang tháng 06 – 2006 Sinh viên thực hiện:

Vũ Cao Trường

ba & ba

PHẦN:1 TÌM HIỂU VỀ CÔNG TY BIA HUBI – NHA TRANG

A GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BIA:

* Bia là một loại đồ uống xuất hiện cách đây hàng ngàn năm, riêng ở Việt Nam thì ngành sản xuất bia cũng có lịch sử gần một thế kỷ cùng với sự phát triển của xã hội, vai trò của bia ngày càng cao và không thể thiếu được trong cuộc sống hàng ngày của con người, song song với các loại đồ uống khác thì bia là một loại đồ uống lên men có ga, có độ cồn nhẹ, có bọt mịn xốp có mùi thơm đặc trưng và có vị đắng dễ chịu, chứa nhiều chất dinh dưỡng Một lít bia trong đó có chứa nhiều chất hữu cơ, cồn, khí CO2 cung cấp cho cở thể một lượng năng lượng 440 Calo, trong bia còn chứa một lượng acid-amin cần thiết cho cơ thể Hương và vị của bia thu được cho quá trình lên men của hèm được chế biến từ các loại nguyên liệu có chứa tinh bột, đường, hoa houblon, nước và từ các nguyên liệu khác tạo nên Đặc biệt CO2 bão hoà trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống

- Thành phần hoá học của bia gồm có:

+ 6 Hydrôcacbon

+ 16 Rượu

+ 17 Hợp chất Cacbonyl

+ 29 Acid hữu cơ

+ 11 Chất khác

+ 15 Bazơ hữu cơ

+ 33 Este

Tổng cộng trong bia có hơn 136 chất, không có chất độc

- Chỉ có Acid-Amin là Valin, Phenyl alamin

- 70% ÷ 80% chất đạm trong bia ở dạng cơ thể hấp thụ nhanh

- Khoáng phosphat là chủ yếu, chứa từ 0,4 ÷1 g/lit

- Vitamin B1,B2, PP,…

* Ngoài ra các chất trên trong bia còn chứa các chất Dextrin, các chất đạm dưới dạng Polyme, các chất Humic trong bia giúp cho thức ăn phân tán tốt trong ruột, cải thiện quá trình trao đổi chất

Nhờ những ưu điễm này mà bia được sử dụng rộng rãi hầu khắp các nước trên thế giới và sản lượng của nó ngày càng tăng

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nước sản xuất bia với sản lượng khá lớn Sau đây là số liệu và khả năng tiêu thụ bia của một số nước trên thế giới

Nước tiêu thụ Bình quân đầu người( lít/năm)

+ Cộng hoà Liên Bang Đức + Cộng Hoà Séc + Anh Quốc + Đan Mạch + Nhật Bản + Đài Loan + Nam Triều Tiên + Philippin + Trung Quốc + Thái Lan + Malayxia + Việt Nam

* Riêng ở nước chúng ta ngoài hai cơ sở sản xuất bi lớn là Nhà máy bia Halida Hà Nội và Nhà máy bia Sài Gòn vơi sản lượng trên 100 triệu lít/năm Hiện nay cũng như trong tương lai đã và đang sẽ phát triển nhiều cơ sở sản xuất bia có qui mô vừa và nhỏ ở khắp các tỉnh, thành phố như: Bia Sammiguel, Tiger Heniken, … đã góp phần đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng Chính vì vậy khả năng mở rộng sản xuất ngày càng tăng Như vậy, vấn đề đặt ra cho các nhà công nghệ là phải quan tâm hàng đầu về chất lượng cũng như giá thành của sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu và thị hiếu của người tiêu dùng để thu được lợi nhuận cao nhất cho Công ty, xí nghiệp và góp phần phát triển đất nước

B SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY BIA HUBI – NHA TRANG

1.1 Lịch sử hình thành của nhà máy

Nhà máy bia Hubi thuộc doanh nghiệp tư nhân Hương Biển được thành lập năm 1995 tại Đoàn An Dưỡng Nhà máy làm hoàn toàn bằng thủ công, công xuất nhỏ khoảng 2 – 3 nghìn lit/ ngày Sản phẩm chủ yếu để phục vụ cho cư dân quanh vùng

Đến năm 1997 trong xu hướng phát triển chung nên ban giám đốc đã quyết định thành lập nhà máy bia Hubico Đồng thời nhà máy chuyển về đường Lê Hồng Phong để thuận tiện cho việc sản xuất Bên cạnh đó nhà máy còn phát triển thêm mặt hàng bia chai phục vụ cho nhu cầu của cư dân

Từ năm 2003 trở đi nhà máy đặt địa điểm sản xuất tại 303 Lê Hồng Phong đến năm 2005 nhà máy đã chuyển về 324/16 Lê Hồng Phong và phát triển sản xuất ở đó đến nay

1.2.Xu hướng phát triển của nhà máy

Ngay từ khi mới thành lập thì nhà máy đã sản xuất sản phẩm bia hơi đây là sản phẩm đưa các sản phẩm khác của nhà máy đến với người tiêu dùng Nhà máy đã liên tục đổi mới dây chuyền sản xuất cũng như cố gắng nâng cao chất lượng của sản phẩm của mình nhằm phục vụ cho người tiêu dùng tốt hơn nữa Từ việc chỉ sản xuất duy nhất sản phẩm bia hơi thì sau đó nhà máy đã cải tiến cũng như mua thêm máy móc thiết bị mới để sản xuất thêm mặt hàng bia chai Để có thể mở rộng thị trường thì việc phát triển thêm các mặt hàng mới là rất cần thiết Đồng thời thì nhà máy cũng luôn chú ý đến việc nâng cao chất lượng các sản phẩm của mình nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng Trong thời gian tới đây ngoài sản phẩm chính là bia thì nhà máy có dự định sẽ sản xuất sản phẩm mới đó là rượu

1.3 Các sản phẩm của nhà máy

Hiện nay nhà máy đang sản xuất sản phẩm là bia với các loại khác nhau :

- Bia Hubico chai lớn 650 ml

- Bia Special chai 450 ml và 650 ml

- Bia Thăng Long chai nhỏ

- Bia hơi đóng chai PET 900 ml hoặc đóng tẹc 20 lít

1.4.Cơ cấu quản lý và sản xuất nhà máy

1.4.1 Sơ đồ hệ thống tổ chức và quản lý sản xuất:

BAN GIÁM ĐỐC

Ban giám đốc:

- Điều hành sản xuất kinh doanh theo kế hoạch Được quyền tổ chức quyết định bộ máy sản xuất kinh doanh của đơn vị đảm bảo hoạt động có hiệu quả Được quyền bổ nhiệm nâng hạ lương, khen thưởng kỷ luật, ký kết hợp đồng lao động

Phòng kinh doanh:

- Vạch kế hoạch và tham mưu cho ban lãnh đạo về trật tự, hoạt động sản xuất kinh danh và tiêu thụ sản phẩm Quản lý công tác nhập kho xuất kho nguyên vật liệu và thành phẩm Vận chuyển kịp thời đến các đại lý nhận đặt hàng và phân phối sản phẩm

KCS:

- Đề ra kế hoạch vệ sinh, bảo dưỡng máy móc thiết bị, tham gia điều hành sản xuất

- Theo dõi, tiến hành kiểm tra các công đoạn sản xuất

- Kiểm tra chất lượng sản phẩm, cũng như tìm ra các phương pháp để nâng cao chất lượng sản phẩm, đề phòng các hiện tượng hư hỏng thường gặp

Quản đốc phân xưởng:

Chỉ đạo sản xuất phân xưởng và các tổ trưởng tiến hành theo dõi trong quá trình sản xuất

Các tổ sản xuất phải ghi chép lại tình trạng máy móc thiết bị, tình hình sản xuất, có trách nhiệm báo cáo thường xuyên với lãnh đạo

1.4.2 Lực lượng lao động

1.4.2.1 Lực lượng lao động gián tiếp

KCS Quản đốc phân xưởng

1.4.2.2 Lực lượng lao động trực tiếp:

STT Công đoạn sản xuất Số người/ ca Số ca Tổng

1

2

3

Xay nấu Nên men lọc Chiết chai

4

5

6

Thanh trùng Dán nhãn Vệ sinh

1 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA TẠI NHÀ MÁY

Malt Cân, nghiền

Cân, Nghiền Gạo

Houblon Làm lạnh sơ bộ, lắng Cặn thô

Làm lạnh nhanh

Lên men chính CO2

Nấm men

Lên men phụ Men sữa

2 THUYẾT MINH QUY TRÌNH

Nguyên liệu sau khi được xay nghiền thì được đưa đến khu vực nấu Nguyên liệu được đưa vào nồi nấu và hòa trộn với nước Sau khi kết thúc quá trình đường hóa và đạm hóa ta tiến hành hội cháo Kết thúc quá trình hội cháo dịch đường được đưa đến máy lọc khung bản Dịch lọc và dịch rửa được đưa vào nồi nấu đun sôi với hoa houblon Sau khi kết thúc quá trình nấu với hoa houblon dịch nha được đưa tới nồi nắng cặn và qua máy làm lạnh nhanh để hạ nhiệt độ dịch nha xuống nhiệt độ lên men

Trong quá trình làm lạnh nhanh dịch nha được nạp thêm khí oxy vừa đủ để cho nấm men hoạt động, phát triển trong giai đoạn đầu Kết thúc quá trình lên men dịch bia được đưa qua máy lọc tinh để loại bỏ phần cặn cũng như nấm men còn xót lại, sau đó đưa đi tàng trữ trong các tank Sau một thời gian thì dịch bia sẽ đem đi chiết bock hoặc chiết chai rồi đưa đi thanh trùng, dán nhãn rồi đưa đi tiêu thụ

2.1 Bộ phận nấu bia

2.1.1 Nghiền Nguyên liệu

2.1.1.1 Mục đích: Là nghiền hạt thành nhiều mảnh, tăng diện tích tiếp

xúcvới nước để quá trình thủy phân và đường hóa xảy ra nhanh hơn và dễ dàng hơn Để hiệu xuất trích ly chất hòa tan cao nhất

2.1.1.2 Phương pháp nghiền:

Có 3 phương pháp nghiền: Nghiền ở trạng thái khô, nghiền có phun ẩm vào hạt và nghiền cùng với nước Hiện nay nhà máy Hubi tiến hành nghiền theo phương pháp nghiền khô

2.1.1.3 Nhận xét ưu nhược điểm khâu nghiền nguyên liệu ở nhà máy

b Ưu điểm:

Thời gian nghiền nguyên liệu trước giờ nấu là một giờ, đảm bảo chất lượng nguyên liệu, nguyên liệu không hút ẩm

Dùng gạo tấm nên tiết kiệm được chi phí nguyên vật liệu

c máy nghiền malt:

Ghi chú

1 Trục cánh khế

2 Cặp Rulo thứ nhất

4 Cặp Rulo thứ hai

Nguyên lý hoạt động:

Máy nghiền malt tại nhà máy là máy nghiền bốn trục một sàng Hai cặp trục được phân bố trên và dưới, sàng ở giữa Rulo nghiền được sắp xếp theo từng cặp trục, hai rulo của cùng cặp trục được sắp xếp quay ngược chiều nhau, khoảng

250 – 300 vòng/ phút Malt sau khi qua cửa nạp liệu được trục cánh khế đẩy xuống trục rulo nghiền thứ nhất, bột nghiền được đổû xuống sàng Lọt qua sàng là bột và tấm bé, còn vỏ và tấm lớn nằm trên sàng được đổ vào trục nghiền thứ hai để nghiền tiếp Sau đó được đưa ra ngoài, các bao PE hứng sẵn phía dưới

2.2 Kỹ thuật nấu nước nha ở nhà máy

2.2.1 Quá trình hồ hóa tinh bột (Nấu gạo)

Đầu tiên mở van nước cho vào nồi nấu gạo, nâng nhiệt độ của nồi nên

520C, cho toàn bộ khối lượng gạo vào Cho cánh khuấy hoạt động sau đó giữ nhiệt độ ở 520C trong vòng 10 phút Tiếp tục nâng nhiệt lên 720C và giữ nhiệt trong 20 phút Tiếp tục nâng nhiệt lên 830C và giữ trong vòng 20 phút Trong thời điểm này bổ xung 30 – 60ml enzim termamyl Sau đó tăngï nhiệt độ lên

1000C và giữ nhiệt ở thời gian 10 phút

2.2.2 Quá trình đạm hóa và đường hóa (nấu malt)

Giai đoạn này thường có thời gian ngắn hơn ở giai đoạn hồ hóa Cho nước vào nầu nấu malt, nhiệt độ 300C Cho tất cả malt vào và giữ nhiệt độ 300C trong

vòng 10 phút, cho cánh khuấy hoạt động Tiếp tục nâng nhiệt lên 520C và giữ nhiệt trong thời gian 20 phút

Kết thúc thời gian giữ nhiệt ở 520C thì tiến hành bơm dịch cháo từ nồi gạo sang nồi malt còn gọi là quá trình hội cháo Giữ nhiệt độ hội cháo ở 670C trong thời gian 40 phút Sau đó nâng nhiệt độ lên 720C và giữ trong thời gian 20 phút Nâng nhiệt độ lên 760C và giữ trong thời gian 5 phút sau đó tiến hành lọc ngay

2.2.3 Bảng tóm tắt nhiệt độ nấu và giản đò nấu bia tại nhà máy:

Bảng tóm tắt nhiệt độ nấu bia tại nhà máy Nội dung Nhiệt độ ( 0 C ) Thời gian

- Nồi gạo

Hoà gạo

Nâng nhiệt Giữ nhiệt Nâng nhiệt Giữ nhiệt Nâng nhiệt Giữ nhiệt Nâng nhiệt Giữ nhiệt

- Nồi malt

Hoà malt

Hội cháo Đường hoá

32 32-52

52 52-72

72 72-83

83 83-100

100

32 32-52

Nâng nhiệt Giữ nhiệt Nâng nhiệt Giữ nhiệt Nâng nhiệt Giữ nhiệt Đem lọc

52-67

67 67-72

72 72-76

Giản đồ nấu bia tại nhà máy

Biểu đồ 1: Biểu đồ nấu dịch đường hiện tại của nhà máy

2.3 Lọc và rửa bã

2.3.1 Mục đích của quá trình lọc:

Sau khi quá trình đường hóa dịch nấu kết thúc ta tiến hành tách dịch đường

ra khỏi phần dịch cháo Trong quá trình lọc thì các phần rắn sẽ tạo thành lớp

nguyên liệu lọc, đóng vai trò như một chất trợ lọc Quá trình lọc tốt hay xấu còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: mức độ nghiền malt, cách nấu malt, phương pháp lọc, nhiệt độ dịch lọc áp suất lọc

Quá trình lọc tiến hành qua hai giai đoạn:

Giai đoạn 1: Tách dịch đường ra khỏi phần không tan

Giai đoan 2: Thu hồi chất hòa tan còn sót lại ở trong bã, cặn

Trong giai đoạn 2 phần chất hòa tan còn nằm trong bã được chuyển vào nước rửa nhờ hiện tượng khuyếch tán Để tăng quá trình khuyếch tán cần dùng nước nóng 780C để rửa bã Nhiệt độ không được quá 780C vì ở nhiệt độ cao độ nhớt thấp, thời gian lọc giảm nhưng dịch lọc không được trong vì sự hòa tan các chất đắng, chất chát có trong vỏ chấu gây mùi vị khó chịu cho bia thành phẩm Còn nếu nhiệt độ nhỏ hơn 780C thì không hòa tan hết các chất hòa tan có trong bã

Sơ đồ thiết bị lọc khung bản

2.3.2 Cấu tạo máy lọc khung bản

Bộ phận chính của máy lọc khung bản là khung và bản được chế tạo bằng gang có hình hộp chữ nhật Khung rỗng ở phía trong, trên hai đỉnh hình chéo của

khung có hai lỗ tròn ở phía trong của nó có vách liên thông với bề mặt bản, còn bản lề thì không có Khi ta xếp khít các khung và các bản lại với nhau thì chúng tạo thành đường ống khép kín dẫn dịch lọc và nước rửa vào Góc dưới của lỗ tròn trên hai đường chéo của khung có gắn robine để tháo dịch đường ra máng

2.3.3 Nhận xét ưu nhược điểm của quá trình lọc tại nhà máy bia Hubi:

Các van xả dịch không có nối với các ống góp để dẫn dịch vào nồi houblon hóa, gây tổn thất một lượng nhiệt cho quá trình houblon hóa Dịch dễ tiếp xúc với oxy, dễ oxy hóa

Lượng nước rửa bã nhiều không kiểm soát được mà chỉ dựa vào kinh nghiệm của công nhân

2.3.4.Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lọc:

- Nhiệt độ lọc:

Nếu nhiệt độ của khối cháo tăng, tốc độ lọc cũng tăng, điều này liên quan đến độ nhớt động học của dịch đường: nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm Tuy nhiên, tốc độ lọc không tỷ lệ thuận với nhiệt độ, nếu nhiệt độ quá cao thì sẽ xảy

ra hiện tượng biến tính và kết tủa protein, chúng bám trên màng lọc, tạo thành một lớp kết tủa dẻo, cản trở nhiều đến quá trình lọc Mặt khác, tinh bột bị hồ

hoá mà hoạt lực enzim không còn đủ mạnh để thuỷ phân chúng thì chúng sẽ đi vào thành phần của dịch đường Và đây là nguyên nhân chính làm cho dịch đường bị đục và dịch lên men sau này dễ bị chua

- Độ chua của dịch đường:

Kolbach và các cộng sự đã tiến hành thí nghiệm lọc dịch đường ở những PH khác nhau Kết quả cho thấy rằng để lọc hết một lượng cháo ở PH= 6.78 thì cần hơn 2 giờ, nhưng nếu hạ PH xuống còn 5.77 thì thời gian lọc chỉ còn 18 phút Tuy nhiên nếu tiếp tục hạ PH đến một mức nào đó thì tốc độ lọc bắt đầu giảm Như vậy việc điều chỉnh PH cho qua trình lọc là rất quan trọng và cần thiết

- Độ nhớt của dịch đường:

Dịch đường có độ nhớt càng cao thì tốc độ lọc càng thấp khi độ nhớt cao sẽ gây khó khăn cho quá trình lọc

2.4 Nấu dịch đường với hoa houblon

2.4.1 Mục đích:

- Ổn định thành phần của dịch nha

- Tạo mùi thơm cho dịch nha

- Tạo vị đắng cho bia

- Trích ly bổ xung cho nước nha một số chất hòa tan như: tinh dầu thơm, protein, tanin

- Làm kết tủa protein trong dịch nha, làm cho bia trong hơn

- Làm cô đặc và thanh trùng nước nha đến nồng độ dịch đường thích hợp đối với từng loại bia

2.4.2 Hòa tan các thành phần của hoa trong quá trình nấu:

2.4.2.1 Sự hòa tan chất đắng:

Lượng chất đắng hòa tan vào dịch đường phụ thuộc vào thời gian đun nấu Thời gian đun càng lâu thì hàm lượng chất đắng càng tăng làm cho chất đắng của bia tăng lên và ít bị oxy hóa Sự hòa tan chất đắng sẽ tham gia vào quá trình tạo bọt, giữ bọt, tăng độ bền sinh học cho bia và tạo nên mùi vị đặc trưng cho bia

2.4.2.2 Trích ly và hòa tan tinh dầu

Tinh dầu của hoa tạo cho bia có mùi vị đặc trưng Nhưng khi ở nhiệt độ cao thì 70% -80% tinh dầu bay hơi

2.4.2.3 Quá trình keo tụ protein

Yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới sự keo tụ và kết tủa protein là PH của môi trường Khi PH gần bằng điểm đẳng điện của protein thì lực đẩy tĩnh điện của chúng triệt tiêu, lúc đó lực hút chiếm hoàn toàn, chúng kết mảng với nhau và lắng xuống đáy thiết bị Ngoài ra tanin của hoa sẽ kết hợp với protein làm kết tủa protein Trong dịch đường có nhiều loại protein nên ta không thể tạo ra một

PH thích hợp nên không thể loại bỏ, kết tủa hết 100% protein khả kết

Quá trình đun sôi kéo theo một lượng nước bay hơi Vì vậy sau khi đun hoa hàm lượng chất khô tăng lên

Sau khi đun hoa cường độ màu của dịch tăng lên Có 3 nguyên nhân làm tăng chỉ số này:

- Do tạo thành một lượng đáng kể melanoidin trong thời gian đun hoa Do sự oxy hóa hợp chất polyphenol và do chất mầu trong hoa hòa tan vào dịch đường

- Bột malt mang theo vô số vi sinh vật, nhiệt độ ở giai đoạn đường hóa không thể tiêu diệt hết lượng vi sinh vật này

- Vi sinh vật trong không khí, trong nước nhiễm vào

2.4.3 Tiến hành houblon hóa

Dịch đường ban đầu và dịch rửa bã được trộn lẫn với nhau trong thiết bị đun hoa Ngay từ khi chuyển dịch vào nồi cô phải cung cấp nhiệt để đảm bảo nhiệt độ của dịch đường không hạ xuống dưới 700C Lúc đầu khi lượng dịch còn ít thì nhiệt độ cấp cho nồi ít nhưng khi lượng dịch tăng lên thì nhiệt độ cung cấp cho nồi phải tăng Ta phải khống chế sao cho khi kết thúc quá trình rửa, lọc dịch cháo thì dịch đường trong thiết bị đun hoa cũng vừa sôi

Khi dịch đường trong nồi bắt đầu lên nhiệt độ 1000C thì cho hoa houblon vào nồi Tại nhà máy bia Hubi dùng lượng hoa houblon cho một mẻ nấu dưới 2 dạng: cao viên 390 g và cao đắng 330 g Thời gian giữ nhiệt cho quá trình cô ở

1000C là 80 phút Chỉ tiêu quan trọng để kết thúc quá trình đun hoa là dựa vào nồng độ chất hòa tan trong nước nha Sự tạo thành chất kết tủa do protein đông tụ Lấy mẫu dịch nha cho vào trong cốc để yên trong một thời gian thấy kết tuả lắng xuống và bên trên là dung dịch trong suốt óng ánh là kết thúc quá trình đun hoa

2.4.4 Nhân xét ưu và nhược điểm của quá trình nấu

2.4.4.1 Ưu điểm:

Malt nhập có chất lượng cao và được kiểm soát chặt chẽ

Thiết bị nấu đơn giản, rẻ tiền, dễ sử dụng

2.4.4.2 Nhược điểm:

Không có đồng hồ để đo lưu lượng nước dùng để nấu cho một mẻ nấu tại các nồi nấu Công nhân chỉ ước lượng nước nấu cho từng nồi của mỗi mẻ nấu Các nồi nấu không có đồng hồ đo áp suất nên không thể theo dõi được áp suất của nồi nấu dễ gây hiện tượng trào dịch ra ngoài, giảm hiệu xuất thu hồi dịch và làm tổn thất một lượng chất hòa tan

Các nồi nấu hở nên dịch dễ tiếp xúc với oxy

Nhiệt lượng cung cấp cho nồi nấu không đều Bên dưới nồi nhiệt độ cao, nhưng nên cao thì nhiệt độ thấp làm ảnh hưởng tới thời gian nấu và chất lượng dịch

Không áp dụng các biện pháp thử để kết thúc các quá trình dẫn tới làm tổn thất các chất tan

Nồi nấu có thể tích nhỏ nên ở nồi hội cháo và nồi houblon hóa dịch dễ trào

2.5.2 Nguyên lý:

Sau khi đun sôi dịch đường với houblon ta tiến hành bơm sang thiết bị lắng whirlpool theo nguyên tắc dịch đường đi theo hướng tiếp tuyến với thiết bị, khi đó trong thiết bị tạo ra một lực ly tâm làm cho cặn lắng xuống đáy thiết bị

2.5.3 Những quá trình lý hóa xảy ra khi làm lạnh nhanh dịch đường

- Sự oxy hóa các chất:

Khi bắt đầu làm lạnh nhiệt độ của dịch đường còn cao, thì trong dịch xẩy ra quá trình hóa các chất như: maltoza, glucoza, fructoza, các hợp chất chứa chất nitơ, chất chát đắng… tốc độ oxy hóa các chất này khác nhau

Nhiệt độ dịch nha giảm dần thì tốc độ oxy hoá cũng giảm dần Nhiệt độ dịch đường dưới 400C thì quá trình oxy hóa các chất ngừng hẳn Hậu quả của quá trình oxy hóa này là làm cho màu nước nha thẫm hơn, hương thơm và vị đắng cũng giảm

- Sự tạo thành kết tủa:

Trong quá trình làm lạnh dịch đường, xẩy ra sự lắng kết các chất hữu cơ kém bền nhiệt Tuy nhiên lượng kết tủa này một phần bị tách ra khỏi dịch đường khi đi qua thiết bị làm lạnh nhanh

2.5.4 Cách tiến hành làm lạnh dịch đường

Dịch đường sau khi tách cặn thì được bơm qua thiết bị làm lạnh nhanh Tại thiết bị làm lạnh nhanh dịch đường được trao đổi nhiệt với nước lạnh làm cho nhiệt độ dịch đường hạ xuống khoảng 500C sau đó trao đổi nhiệt với môi chất lạnh là nước muối có nhiệt độ là -80C Dịch đường qua thiết bị làm lạnh nhanh sẽ có nhiệt độ 100C – 110C Song song với quá trình làm lạnh oxy được bơm vào dịch

2.5.5 Ưu nhược điểm của quá trình làm lạnh nhanh

2.5.5.1 Ưu điểm:

Hạ nhanh nhiệt độ dịch về nhiệt độ lên men, hạn chế sự oxy hóa dịch, sự phát triển vi sinh vật ở nhiệt độ thấp

2.5.5.2 Nhược điểm:

Sau một thời gian sử dụng các tấm bảng trao đổi nhiệt bên trong bị cặn bám khó chùi rửa làm hạn chế trao đổi nhiệt Lượng O2 cung cấp không kiểm soát được

2.6 Lên men

2.6.1 Mục đích của quá trình lên men:

Để chuyển hóa phần lớn dịch đường houblon hóa thành bia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng

2.6.2 Lên men chính

Mục đích của quá trình lên men chính là để chuyển hóa các chất hòa tan ở trong dịch đường thành C2H5OH và các loại rượu khác, CO2 và các sản phẩm phụ khác

Sau khi dịch đường được làm lạnh đến nhiệt độ 100C – 110C thì dịch đường được bơm qua tank lên men Thời gian lên men chính tại nhà máy là 5 ngày, thời gian lên men phụ là 15 ngày

2.6.3 Sơ đồ sử dụng, nhân giống và thu hồi nấm men tại nhà máy

Tách bã men

Men giống thuần chủng

Nhân giống

Lên men

2.6.4 Lên men phụ và tàng trữ bia

Sau khi quá trình lên men chính kết thúc thì bắt đầu lên men phụ vào ngày thứ 5 – 6 của quá trình lên men Lúc này bia non có nhiệt độ khoảng 40C và độ đường còn khoảng 1 – 20Bx Nếu dịch đường không hạ nữa thì ta hạ nhiệt độ xuống còn 1 – 2 0C và giữ nhiệt độ này trong thời gian 7 – 8 ngày Trong quá trình nên men phụ áp lực trong tank khoảng 1,5Kg/cm2 Kết thúc quá trình lên men phụ bia được đem đi lọc

Giai đoạn lên men phụ và tàng trữ bia là giai đoạn là giai đoạn rất cần thiết đối với quá trình sản xuất bia Quá trình này làm cho bia lên men tiếp tục và cũng là thời gian để cho bia chín Giai đoạn lên men phụ có nhiệt độ từ 0 – 40C nhằm tiếp tục lên men phần chất khô còn lại trong quá trình lên men chính Trước khi chuyển qua giai đoạn lên men phụ, nấm men kết lắng phải được tách khỏi bia non

Trong thời gian lên men phụ, nấm men trong bia non tiếp tục lên men đường còn lại để tạo CO2 và các sản phẩm khác Nói chung quá trình lên men phụ cần đạt được các mục đích sau:

- Tiếp tục lên men phần chất khô còn lại sau quá trình lên men chính, bão hòa CO2 và tăng cường mùi vị cho bia thành phẩm

- Thực hiện các quá trình chín của bia

- Giảm hàm lượng diaxetyl xuống mức cho phép

-Ở nhiệt độ thấp hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật gây hại cho bia Tóm lại ở giai đoạn lên men phụ, các quá trình hóa sinh hóa lý xảy ra hoàn toàn giống giai đoạn lên men chính nhưng tốc độ chậm hơn

2.6.5 Ưu nhược điểm của quá trình lên men tại công ty

Lên men chính và phụ trong cùng một tank nên tránh được sự xáo chộn của bia và tránh thất thoát khí CO2

2.6.5.2 Nhược điểm

Tank lên men có thể tích nhỏ, khó tăng năng xuất sản xuất

Nấm men tái sử dụng không được hoạt hóa trở lại nên lượng nấm men tái sử dụng có chất lượng kém và có khả năng bị nhiễm bẩn

Không có thiết bị kiểm soát hàm lượng diaxetyl nên không theo dõi được hàm lượng diaxetyl trong bia

Không có thiết bị kiểm tra mật độ tế bào nấm men, chất lượng nấm men khó kiểm soát

2.6.6.Bộ phận lọc bia

Bia sau khi lên men song thì thành phần hoá học của bia tương đối ổn định nhưng không đạt yêu cầu về độ trong do đó cần phải đem đi lọc

Mục đích của quá trình lọc:

Tách triệt để các phần tử rắn trong bia nhằm làm bia trong hơn

Làm ổn định bia và làm tăng độ bền vững cho bia Tiến hành lọc:

Trước khi lọc cần phải vệ sinh máy Trộn bột diatomite với một lượng bia chưa lọc vào thùng phối trộn rồi bơm vào máy lọc Lúc đầu bia từ máy lọc chảy

ra còn chưa trong cần hồi lưu về thùng phối trộn Trong quá trình lọc, bột trợ lọc sẽ tạo thành một lớp lọc trên tấm vải lọc để hình thành lên một lọc phụ có tác dụng rất lớn lên quá trình lọc Khi đó bia sẽ trong hơn Và bia được chuyển vào thùng chứa bia đã lọc trong Trong quá trình lọc cần bổ sung thêm một lượng bột để đảm bảo độ xốp cần thiết cho lớp lọc, xác tế bào nấm men được giữ lại trên vải lọc Bia được lọc qua bột diatomite thường có độ trong suốt cao Tại nhà máy lượng bột diatomite dùng để lọc 4000 lít bia là 4 kg Khi lớp bã trên vải lọc quá dày, áp suất bơm tăng dung dịch lọc không thoát ra được, hoặc có thoát ra được nhưng bị đục do áp suất quá cao làm phá vỡ lớp bã lọc trên vải lọc thì cần phải ngừng quá trình lọc lại, tháo tấm bản vải lọc, vệ sinh cẩn thận, sau đó tiến hành lọc lại

2.6.7.Tàng trữ bia

Bia sau khi lọc được đưa vào tank tàng trữ bia Bão hoà CO2 đạt yêu cầu thì cần giữ nhiệt độ 0 – 20C trong một thời gian để ổn định các thành phần của bia Tuỳ theo nhu cầu của thị trường tiêu thụ mà thời gian tàng trữ dài hay ngắn

2.6.8.Chiết chai – bock

Tuỳ theo từng loại sản phẩm mà chiết chai hay chiết bock chai và bock trước khi chiết phải được vệ sinh sạch sẽ

Hiện nay nhà máy đang sử dụng các loại chai có dung tích 450 ml, 650ml các bock có dung tích 25 lít, các tẹt có dung tích 20 lít

Đối với chai đưa vào chiết dù mới hay cũ cũng đều qua khâu rửa và khử trùng rồi mới chiết

Nguyên tắc chiết chai:

Ngâm nước – bóc nhãn rửa sơ bộ

Rửa sơ bộ với nước xà phòng

Chai thu hồi Ngâm nước –

Cọ rửa bên trong

Rửa thuốc tím

Rửa nước sạch Để ráo

Vỏ chai sạch

Chiết bia vào chai phải được tiến hành dưới áp suất dư của khí CO2 và nhiệt độ của bia là 0 – 10C, hạn chế tiếp xúc của bia với không khí Nếu không chiết chai trong điều kiện áp suất cố định của CO2 thì bọt sẽ trào lên gây lãng phí bia và gây chở ngại cho việc đưa bia vào đúng định mức trong chai Muốn chiết chai đạt chất lượng thì cần phải trang bị đầy đủ khoảng không trong chai trước khi chiết chai cần được thông với khoảng không CO2 trên mặt thùng chứa bia Nhờ áp suất trong chai khi chưa có bia cân bằng với áp suất CO2 trong thùng chứa bia khi đó mới bắt đầu thực hiện rót bia vào chai Trong khi rót, bia vào chiếm chỗ của khí CO2 và một ít không khí trong chai Lượng CO2 và không khí này sẽ thoát ra ngoài chai do sự chênh lệch về áp suất CO2 sẽ được thu về trên thùng chứa bia Như vậy với phương pháp này loại trừ được hiện tượng trào bọt lúc chiết chai, loại trừ sự xâm nhập của không khí vào bia và lượng CO2 bị tổn thất không đáng kể

2.6.8 Thanh trùng bia

Bia sau khi được chiết song thì được đưa vào để thanh trùng Mỗi bể thanh trùng chứa từ 400 – 500 chai Bia sau khi chiết chai phải được đi thanh trùng ngay Thanh trùng chỉ thực hiện đối với bia chai

Sau khi xắp đầy bia vào bể thanh trùng Tiến hành đưa nước lạnh vào ngập chai Bắt đầu cho hơi nước nóng vào Trong quá trình thanh trùng luôn luôn theo dõi nhiệt độ của bể thanh trùng Giữ nhiệt độ 650C trong thời gian 15 phút, sau đó hạ nhiệt độ bằng cách bơm nước lạnh vào và hạ nhiệt độ trong thời gian 20 phút

Ưu điểm của quá trình thanh trùng:

Bia được thanh trùng nhanh hạn chế sự ảnh hưởng của nhiệt độ thanh trùng lên bia thiết bị thanh trùng đơn giản, dễ vận hành và sử dụng

Nhược điểm của quá trình thanh trùng:

Tốn thời gian cho mẻ thanh trùng đầu tiên Thường xuyên có sự đổ vỡ chai gây lãng phí và nguy hiểm đối với công nhân vận hành

2.6.9 Kiểm tra dán nhãn

Mục đích: làm tăng giá trị cảm quan và đảm bảo sự yên tâm cho người tiêu dùng, đảm bảo chất lượng khi lưu hành trên thị trường

Bia sau khi thanh trùng được đưa qua bộ phận dán nhãn cần kiểm tra: chai bẩn, bia đục, có cặn trong bia thì phai loại ra Dung tích, hình dáng chai bia, đạt yêu cầu

Bia sau khi kiểm tra thì được đưa qua dán nhãn, hiện nay nhà máy vẫn dán nhãn bằng phương pháp thủ công trên nhãn có ghi:

- Số ĐKCL(đăng ký chất lượng)

- Tên cơ sở sản xuất

- Hàm lượng cồn có trong bia

- Thời hạn sử dụng

2.7.Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ thuỷ phân

2.7.1.Aûnh hưởng của nhiệt độ:

Nhiệt độ thuỷ phân là yếu tố quyết định tới cường độ và chiều hướng tiến triển của các quá trình enzim

Mỗi enzim đều có một nhiệt độ hoặc một vùng nhiệt độ tối ưu riêng của mình, nghĩa là tại đó nó sẽ xúc tác với một cường độ mạnh nhất Trong quá trình nấu người ta giữ nhiệt độ của nồi nấu tại nhiều nấc nhiệt độ khác nhau để điều chỉnh quá trình thuỷ phân diễn ra đạt hiệu quả cao nhất Nêu tăng nhiệt độ thuỷ phân tinh bột đến một nhiệt độ nhất định thì tốc độ đường hoá tăng, nhưng tăng

quá giới hạn thì sẽ làm giảm hoạt lực của enzim Điều quan trọng là khi đạt được nhiệt độ tối ưu thì cần phải duy trì ở nhiệt độ đó một thời gian để thực hiện phản ứng thuỷ phân xảy ra có như vậy thì quá trình phân cắt các hợp chất cao phân tử mới triệt để, hiệu suất thu hồi các chất chiết trong dịch đường mới cao

Như vậy việc điều chỉnh nhiệt độ để điều hoà phản ứng là biện pháp hữu hiệu nhất để định hướng tiến triển của quá trình thuỷ phân của enzim khi tiến hành đường hoá nguyên liệu

2.7.2.Aûnh hưởng của PH:

PH của dịch cháo là yếu tố ảnh hưởng khá mạnh đến động lực học của quá trình thuỷ phân và đường hoá Trong môi trường có nhiều Ca2+ thì độ bền của enzim amynaza tăng Còn PH giảm thì gây bất lợi cho quá trình phản ứng thuỷ phân của enzim amynaza làm cho hiệu suất thu hồi chất chiết thấp khó lọc bã, dịch đường đục Để khắc phục điều này người ta bổ xung thêm CaSO4 và H2SO4

2.7.3 Aûnh hưởng của nồng độ cơ chất:

Nồng độ cơ chất có ảnh hưởng rất lớn tới khối lượng và chất lượng của các sản phẩm thuỷ phân Nếu dịch cháo đặc khi đường hoá lượng maltoza thu được là nhiều hơn so với dịch cháo loãng, nguyên nhân là do enzim amynaza trong dịch cháo đặc có độ bền nhiệt cao hơn và nồng độ cơ chất cao cho nên thời gian đường hoá kéo dài dẫn đến sự phân cắt của enzim amynaza triệt để hơn Đối với enzim proteaza thì khi dịch cháo đặc, lượng các hợp chất chứa nitơ hoà tan bền vững sẽ được tạo ra nhiều hơn so với dịch cháo loãng