Khảo sát quy trình công nghệ sản xuất bia và đề xuất biện pháp cải thiện chất lượng bia HABADA

Có nhiệm vụ thực hiện việc điều chỉnh cácthông số cho quá trình lên men như: cho dịch lên men vào, điều chỉnh nhiệt độ ápsuất trong quá trình lên men, vệ sinh các tank lên men… Tổ lọc: C

LỜI NÓI ĐẦU

Bia là một loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng Ngoài việc cung cấp mộtlượng calo khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzyme khá phong phú, đó là enzymekích thích tiêu hóa amylase và một số enzyme khác Được sản xuất từ các loại nguyênliệu chính là malt, hoa houblon, nước và nguyên liệu thay thế (gạo) với một quy trìnhcông nghệ làm cho bia có các tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người: hươngthơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, hàm lượng CO2 khá cao giúp cơ thể conngười giải khát khi ta uống

Hàng năm, lượng bia tiêu thụ trên thế giới rất cao, ở nước ta cũng vậy nhu cầu tiêuthụ bia càng ngày càng tăng Bia trở thành một loại đồ uống phổ biến trên cả nước vàđược ưa chuộng

Và để tìm hiểu thêm về bia em được sự đồng ý của nhà trường, sự giúp đỡ củaBan lãnh đạo Công ty Cổ phần HABADA, cùng sự giúp đỡ của cán bộ công nhân viêntại công ty cổ phần HABADA và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình, động viên của thầy

TS Vũ Ngọc Bội đã giúp em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp: “Khảo sát quy trình công nghệ sản xuất bia và đề xuất biện pháp cải thiện chất lượng bia HABADA”

Gồm các nội dung như sau:

CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU CHUNG VỀ CÔNG TY

CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA TẠICÔNG TY CỔ PHẦN HABADA

CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG CỦA CÔNG TY CỔ PHÂNHABADA

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁTRÌNH ĐƯỜNG HÓA

Do kiến thức và thời gian có hạn nên Đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếusót Mong thầy cô và các bạn góp ý để em rút kinh nghiệm và hoàn thiện Đồ án tốtnghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn !

Nha Trang, tháng 12 năm 2008

Sinh viên

Hoàng Văn Nhị

MỤC LỤC

Trang

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của Công ty 31.2 Tình hình sản xuất kinh doanh của Công ty 4

CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA TẠI

* Chiết chai, chiết bock và chiết chai nhựa 37

* Thanh trùng và hoàn thiện sản phẩm 382.1.2 Nhu cầu năng lượng trong dây chuyền sản xuất bia 402.2 Khảo sát một số máy móc, thiết bị sử dụng trong dây chuyển công nghệ 41

3.1 Các chất thải trong quá trình sản xuất bia 57

3.2 Những tác động và biện pháp giải quyết các loại chất thải 59

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ

4.2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 69

CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU CHUNG VỀ CÔNG TY

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của Công ty.

Công ty năm trên đường Lý Thái Tổ, Phường Trần Phú, Thành phố BắcGiang, Tỉnh Bắc Giang Điện thoại: (0240)857300, (0240)856779.Fax: (0240)858269

Công ty cổ phần HABADA được thành lập từ tháng 5 năm 1995, là mộtdoanh nghiệp thuộc sở Nông nghiệp tỉnh Bắc Giang sau đó đã tiến hành cổ phầnhoá từ năm 2005 Năm 2005, tập đoàn đầu tư Việt Phương đầu tư mua cổ phần

và làm cổ đông chính của HABADA Hiện nay, sau khi trở thành một thành viêntrong hệ thống các công ty của Tập đoàn Việt Phương, các hoạt động kinh doanhcủa HABADA đã có những bước phát triển mạnh mẽ

Năm 2007 Bia HABADA đã đạt được Huy chương vàng danh hiệu thựcphẩm chất lượng an toàn vì sức khoẻ cộng đồng và Cúp vàng: thương hiệu antoàn vì sức khoẻ cộng đồng Năm 2008 HABADA tiếp tục được trao Siêu cúpthương hiệu nổi tiếng vì sự nghiệp bảo vệ sức khoẻ và phát triển cộng đồng

Hiện nay, Công ty HABADA đang góp phần giải quyết công ăn việc làmcho gần 300 cán bộ công nhân viên Hàng năm Công ty đóng góp cho ngân sáchnhà nước gần 20 tỉ đồng

Công ty sản xuất dựa trên sự chuyển giao công nghệ, dây chuyền sản xuấtbia hiện nay của công ty là công nghệ Đan Mạch dựa trên tiêu chuẩn quốc tế.Công ty cổ phần HABADA Bắc Giang là doanh nghiệp nhà nước thuộcUBND tỉnh Bắc Giang được cổ phần hóa từ nhà máy bia Hà Bắc Nhà máy biaHABADA đã chính thức đi vào hoạt động sản xuất từ năm 1995 với công suấtthiết kế ban đầu là 3 triệu lít/năm Hiện nay, các sản phẩm của nhà máy đã tạođược một vị trí đáng tin cậy trên thị trường Bắc Giang và các tỉnh lân cận Domức tiêu thụ bia tăng mạnh trong những năm gần đây, Công ty cổ phầnHABADA Bắc Giang đã từng bước nâng công suất nhà máy để đáp ứng nhu cầucủa thị trường, cụ thể: đạt 6.5 triệu lít (năm 2002), 7.0 triệu lít (năm 2003), 8.0triệu lít (năm 2004), 10 triệu lít (năm 2005) và năm 2006 đạt 12 triệu lít

1.2 Tình hình sản xuất kinh doanh của Công ty

Trong những năm qua sản lượng bia của Công ty cổ phần HABADA ngàycàng tăng: năm 2002 sản lượng bia của Công ty đạt mức 6.5 triệu lít, năm 2003:7.0 triệu lít, năm 2004: 8.0 triệu lít, năm 2005: 10 triệu lít và năm 2006: 12 triệulít, năm 2007: 13 triệu lít, năm 2008: 15 triệu lít Công ty có kế hoạch tới năm

2010 sẽ tăng dần sản lượng bia lên cụ thể là năm 2009 sản lượng bia sẽ tăng lên

17 triệu lít và tới năm 2010 sẽ là 15 triệu lít Do việc sản lượng bia của công tyngày một tăng lên dẫn đến thu nhập của nhập toàn bộ cán bộ, công nhân viêntrong Công ty ngày một cải thiện Hiện nay, thu nhập của các cán bộ công nhânviên trong Công ty là 2.2 triệu đồng/1 người, Công ty phấn đấu tới năm 2010 thunhập của mỗi công nhân là 2.6 triệu đồng/1 người Hàng năm, công ty đóng gópcho ngân sách nhà nước gần 20 tỷ đồng Kế hoạch của công ty cho đến năm 2010

là nộp cho ngân sách nhà nước tăng lên khoảng 26 tỷ dồng

* Kế hoạch kinh doanh của công ty cho đến năm 2010

Hình 1.1 Kế hoạch nộp ngân sách nhà nước cho đến năm 2010

- Thu nhập của cán bộ, công nhân viên trong nhà máy

Ưu điểm của mặt bằng nhà máy:

Công ty nằm trên trục đường chính của thành phố nên việc đi lại rất thuậntiện, cùng với việc mới khánh thành cây cầu mới (cầu Mỹ Độ) càng làm cho giaothông thuận lợi tạo điều kiện cho việc vận chuyển nguyên, vật liệu cũng như sảnphẩm ra khỏi nhà máy

Với mặt bằng nằm gần khu dân cư, đây cũng là điều kiện thuận lợi cho việctiêu thụ sản phẩm Ngay trước cổng Công ty có 3 cửa hàng, một mặt nhằm đápứng nhu cầu của người dân, mặt khác còn quảng bá và tiêu thụ sản phẩm.

Trong kho chủ yếu là chứa các vỏ chai, gần với tổ chiết chai nên thuận tiệncho việc di chuyển chai được thuận tiện

Nguyên liệu như gạo được chứa trong tổ nghiền xay nên việc nghiền nhưvậy không phải di chuyển nhiều Malt và hoa houblon được chứa trong kho nằm

ở tổ nấu nên quá trình đưa nguyên liệu vào không mấy khó khăn vì các nồi nấuđặt gần ngay đó

Nhược điểm của mặt bằng nhà máy:

Công ty cổ phần HABADA có diện tích mặt bằng tương đối nhỏ so với một

số công ty khác Xung quanh Công ty là các hộ gia đình sinh sống và các một số

cơ sở xay, xát nhỏ Việc mở rộng quy mô sản xuất là rất khó

Do nhu cầu tăng sản lượng bia nên Công ty có đầu tư thêm một số tank lênmen có thể tích lớn hơn Chính vì vậy mà những tank lên men mới phải được đặttại một khu vực mới không nằm trong cùng một khu vực lên men cũ Nên quátrình bơm dịch đường từ khu vực nấu, bơm dịch lên men để lọc gặp nhiều khókhăn

Để giải quyết vấn đề mở rộng sản xuất thì Công ty đang có dự án là chuyểnCông ty ra các khu công nghiệp (Khu công nghiệp Đình Trám) với mặt bằngrộng rãi hơn và xa khu dân cư Địa điểm mới này nằm ngay đường Quốc lộ 1Amới nên càng tạo điều kiện thuận lợi cho vận chuyển, tiêu thụ của Công ty

Hình 1.4 Sơ đồ mặt bằng của Công ty cổ phần HABADA

Kho

Nhà đểxeBảo vệ

KhuChiếtchai nhựa

Vănphòng

PhòngPGĐ

Tổcơđiện

Phòng giámđốc

Tổnấu

Tổnghiền

PhòngKCS

Tổ chiếtbock

Phân xưởng chiếtchai, thanh trùng,dán nhãn, bao bì sản

phẩm

TổmenKhu xử lý nước thải

Phòng hànhchính

Các tank lên menChú thích:

Các cửa hàng bia

Đường Lý Thái Tổ

Công ty cổ phần HABADA

1.4 Cơ cấu tổ chức của công ty.

Sơ đồ cơ cấu tổ chức của Công ty Cổ phẩn HABADA Bắc Giang như sau:

Hình 1.5 Sơ đồ cơ cấu tổ chức của Công ty Cổ phẩn HABADA Bắc Giang Các bộ phận trong tổ chức của Công ty:

* Ban Giám đốc

- Giám đốc: là người đứng đầu Công ty chịu trách nhiệm về mọi hoạt động

và kết quả sản xuất kinh doanh Có các chức năng sau:

Điều hành sản xuất kinh doanh theo kế hoạch đề ra thông qua đại hội côngnhân viên chức

Được quyền tổ chức, quyết định bộ máy các bộ phận sản xuất, kinh doanhđảm bảo gọn nhẹ và hoạt động có hiệu quả

Được quyền bổ nhiệm, miễn nhiệm, nâng lương, ký kết hợp đồng lao động

Ban giám đốc

Phòng KCS Phòng kỹ thuật Phòng kinh doanh

Kinhdoanhtiêu thụsảnphẩm

Phânxưởng

Thống

kê sảnxuấtnguyênvật liệu

Kếtoántài vụ

Tổlênmen,

CO2

Tổlọc

tổthanhtrùng

Tổbaobì,thànhphẩm

Tổvệsinh

Có trách nhiệm tạo đủ việc làm, nâng cao đời sống cho người lao động.Đồng thời chịu trách nhiệm với cấp trên về những hậu quả do quyết định củamình gây ra.

- Phó Giám đốc: Chịu sự quản lý của ban giám đốc, được giao nhiệm vụphụ trách các phong ban và trực tiếp chỉ đạo mọi hoạt động sản xuất tại cácphòng ban Hiện tại công ty có 3 Phó Giám đốc

+ Phó giám đốc thường trực: làm nhiệm vụ giải quyết các công việc tạicông ty khi giám đốc vắng mặt

+ Phó giám đốc phụ trách việc kinh doanh của nhà máy có nhiệm vụ phụtrách việc kinh doanh của Công ty: Nghiệp vụ thị trường, quản lý các cửa hàngbán buôn, bán lẻ các mặt hàng của công ty

Phòng kế toán thống kê: có nhiệm vụ hạch toán kinh doanh, xây dựng kếhoạch và thống kê tài chính hàng năm, đảm bảo việc thu chi và phân phối vốncủa nhà máy Phòng này chịu sự chỉ đạo và giám sát của giám đốc

Phòng phân phối, tiêu thụ sản phẩm: có nhiệm vụ phân phối và tiêu thụ sảnphẩm Đồng thời nghiên cứu thị trường để có hướng phát triển sản phẩm và mởrộng thị trường

+ Phó giám đốc phụ trách việc sản xuất: Có nhiệm vụ điều hành chỉ đạogiám sát các hoạt động liên quan tới việc sản xuất ra sản phẩm, đồng thời chịutrách nhiệm về chất lượng sản phẩm và tiến độ sản xuất Phó Giám đốc phụ tráchsản xuất quản lý các xưởng, các tổ, KCS

1.5 Cơ cấu tổ chức sản xuất của công ty

Công ty cổ phần HABADA chia thành nhiều tổ sản xuất khác nhau, mỗi tổsản xuất có các chức năng và nhiệm vụ khác nhau

Công ty chia thành nhiều tổ khác nhau:

Phòng KCS: gồm 7 người Có nhiệm vụ kiểm tra chất lượng sản phẩm từviệc đưa nguyên liệu vào tới khâu thành phẩm đầu ra Làm nhiệm vụ kiểm soátcác quá trình như: cân nguyên liệu, quá trình nấu, lọc, lên men, vệ sinh chai,thanh trùng… đảm bảo cho sản phẩm đầu ra có chất lượng đúng theo yêu cầu củaCông ty

Tổ nấu: gồm 12 người Có nhiệm vụ chuẩn bị nguyên liệu, nấu, lọc dịchđường, lắng dịch, lạnh nhanh dịch đường - hoa trước khi chuyển sang lên men.

Tổ lên men: gồm 12 người Có nhiệm vụ thực hiện việc điều chỉnh cácthông số cho quá trình lên men như: cho dịch lên men vào, điều chỉnh nhiệt độ ápsuất trong quá trình lên men, vệ sinh các tank lên men…

Tổ lọc: Có nhiệm vụ thực hiện quá trình lọc bia sau lên men, chịu tráchnhiệm về chất lượng bia sau khi lọc

Tổ chiết chai, dán nhãn, thanh trùng, vệ sinh: có nhiệm vụ chiết chai đảmbảo các chế độ thanh trùng thích hợp cho quá trình thanh trùng và mẫu mã sảnphẩm

Tổ lạnh: Có nhiệm vụ cung cấp lạnh cho các bộ phân lên men, lọc bia, bảoquản bán thành phẩm đồng thời chịu trách nhiệm về các công đoạn này khi lạnhkhông được cung cấp đầy đủ

Tổ cơ điện: Chịu trách nhiệm cho máy móc hoạt động bình thường, tiếnhành sửa chữa khi có trục trặc, bảo hành thiết bị…

Tổ lò hơi: Vận hành lò hơi cho các bộ phận nấu, thanh trùng, rửa chai

Để đảm bảo cho các hoạt động sản xuất của Công ty được liên tục, nhịpnhàng, đồng thời quản lý chặt chẽ sản xuất thì ở mỗi tổ sản xuất đều có một tổtrưởng chịu trách nhiệm về hoạt động của tổ mình và quản lý các thành viêntrong tổ Và có một quản đốc phân xưởng để giám sát các hoạt động sản xuấttrong các tổ Quản đốc phân xưởng có quyền xét khen thưởng kỷ luật đối với cáccông nhân viên trong quá trình hoạt động sản xuất

CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN

XUẤT BIA TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN HABADA

2.1 Khảo sát quy trình công nghệ sản xuất bia HABADA

Malt khô

Nghiền xay

Đường hóa

Lọc thu hồi dịch đường

Đun sôi với hoa Houblon

2 Lên men bia

3 Lọc trong, chiết và hoàn

tất sản phẩm.

4 Phân xưởng thu hồi CO2.

5 Phân xưởng xử lý chai,

chiết chai, chiết bock,

chiết chai nhựa.

Hình 2.1 sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia HABADA

2.1.1 Thuyết minh quy trình công nghệ

* Nguyên liệu

Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt, hoa houblon, gạo, nấm mengiống… Ngoài ra còn một số hóa chất, vật tư cần thiết cho quá trình sản xuất nhưchất trợ lọc, xút, muối ăn, hóa chất khử trùng…

Malt và hoa houblon, xút và chất trợ lọc hoàn toàn phải nhập của nướcngoài và thường nhập từ các hãng sản xuất nguyên liệu lớn

Gạo chiếm từ 30 – 45% nguyên liệu chính và được mua từ trong nước

Bảng 2.1 Nhu cầu nguyên liệu sản xuất.

1000 lít

Nhu cầu cho

12 triệu lít/năm

1 Malt (79% chất hòa tan) 129 kg 1148 tấn

và đặc biệt nó chứa một hệ enzyme amylase và protease rất phong phú Maltdùng trong sản xuất bia chủ yếu là từ hạt đại mạch nảy mầm

+ Vai trò của malt:

Trong quá trình lên men: Cung cấp cơ chất cho quá trình lên men như cácloại đường, tinh bột; Cung cấp các các chất khoáng, chất đạm cho quá trình sinhtrưởng và phát triển của nấm men.

Cung cấp các chất cho quá trình tạo mùi, vị, độ ngọt, màu sắc, tạo bọt.Cung cấp các enzyme cho quá trình nấu dịch lên men sau này và cácenzyme oxy hóa-khử cho quá trình chín bia

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của malt theo chất khô (%)

Pentose không tan

Đổ 425 kg malt vào phễu xay malt và được chuyển tới phễu giữ malt trêncao, chạy thêm máy nghiền 5 phút để đảm bảo hệ thống đã nghiền hết

Lấy 50 kg malt đã nghiền cho vào bao bì rồi đổ vào nồi cháo cùng gạo.Còn 375 kg malt sẽ được vận chuyển qua vít tải và qua van vận hành bằngtay để đổ xuống nồi hèm ở nhà nấu bằng cách ấn nút vít tải trên bảng điều khiểnkhi người vận hành yêu cầu

Malt phải có màu vàng nhạt, không có mùi lạ và các điều kiện sau:

Độ ẩm: 10%

Tỷ lệ trích ly (khô) % độ đường: ≥ 75 %(min)

Mịn:thô = 1.5 – 3.5

Thời gian đường hóa : ≤ 15 phút

Màu theo đơn vị EBC: 3.0 – 4.5

Diastase (wk): ≥ 200

Protein (6.25xN) (khô) % max:11.5

N hòa tan trong malt (khô) %: 0.61 – 0.74

Nguyên liệu thay thế trong quá trình sản xuất bia thường được dùng là gạo

tẻ Gạo cung cấp nguồn glucid là cơ chất của quá trình lên men Khi dùng đểđường hóa chúng được nghiền thành bột, cho nấu qua quá trình hồ hóa, dịch hóa,đường hóa

Bảng 2.3 Thành phần chất khô gạo tính theo % chất khô

Gạo được Công ty nhập từ Thái Bình

Gạo cũng được đựng trong các bao tải sau khi được nghiền tới độ mịn theoyêu cầu thì được chứa trong các bao tải và vận chuyển tới nhà nấu, cho vào nồicháo

Yêu cầu của gạo hạt:

Độ ẩm %: tối đa 15

Độ trích ly (khô) độ đường tối thiểu: ≥ 89

Độ béo tối đa: 1.0

Kích cỡ: >1.27 mm tối đa 3.5%; <0.25 mm tối đa 10%

Gạo và malt trước khi đưa vào sản xuất thì phải được kiểm tra để tránh hiệntượng như malt có tỷ lệ nảy mầm kém (nếu malt đã nảy mầm thì hạt thóc malt sẽxốp do các chất trong malt là nguồn dinh dưỡng cho quá trình nảy mầm của hạt

vì vậy làm cho cấu trúc của hạt bị thay đổi Nếu ít hạt xốp thì chất lượng nảymầm của malt kém), gạo cần xem có bị mốc hay không, các chỉ tiêu khác có đạthay không

- Hoa houblon

Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản trong sản xuất bia Hoa houblon làmcho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt,làm tăng độ bền keo và ổn định các thành phần sinh học cho bia, đồng thời hoahoublon được sử dụng như một chất bảo quản cho bia

Bảng 2.4 Thành phần hóa học của houblon (% chất khô) Thành phần % chất khô Thành phần % chất khô

có tác dụng ức chế vi sinh vật hoạt động dẫn đến tăng khả năng bảo quản cho bia

Chất đắng chiếm 15-21% chất khô của hoa Trong chất đắng có các acidđắng, nhựa cứng và nhựa mềm

Bảng 2.5 Thành phần hóa học của các acid đắng có trong hoa houblon

Thành phần % chất khô Thành phần % chất khô

 - acid đắng: được tạo thành bởi 4 hợp chất: lupulon, colupulon,adlupulon, prelupulon Khả năng hòa tan của nó tương tự như  - acid đắngnhưng ở mức độ thấp hơn nhiều Khi bị oxy hóa thì  - acid đắng sẽ chuyểnthành hupulon, hợp chất này có khả năng hòa tan vào dịch đường.

Nhựa mềm: là polymer của acid đắng Khả năng hòa tan của nhựa mềm caohơn- acid đắng vì vậy chúng tạo lực đắng khá lớn cho bia

Nhựa cứng: là polymer của acid đắng nhưng ở mức độ cao hơn nhựa mềm.Chúng được hình thành trong quá trình sấy và bảo quản

+ Polyphenol – Tanin từ houblon

Giá trị polyphenol: Tạo vị hài hòa dễ chịu cho bia, kết lắng các protein phân

tử lượng lớn ra khỏi dịch đường, làm ổn định các thành phần và tăng độ keo củabia thành phẩm, tất cả các hợp chất này thuộc nhóm flavonoid (chúng dễ dàngtạo phản ứng ngưng tụ để tạo thành oligomer và dễ bị polymer hóa để tạo thànhpolymer) và nhiều chất khác

+ Tinh dầu thơm từ hoa houblon.

Tinh dầu thơm hòa tan vào dịch đường, tồn tại trong bia, tạo cho bia có mùithơm đặc trưng, rất nhẹ nhàng và dễ chịu Là những chất trong suốt, màu vànghoặc không màu, tỷ trọng nhỏ, dễ hòa tan trong ethanol Thành phần gồm: 103chất khô, tỷ lệ cao là terpen, ceton, aldehyt, ester Là chất dễ bay hơi Khi nấu chỉ

còn khoảng 2% lượng tinh dầu này tồn tại trong bia, còn 98% bị bay hơi ra ngoài.

Do đó cần có biện pháp để giữ lượng tinh dầu này để nâng cao chất lượng bia

Hoa houblon: Có thể sử dụng ở dạng hoa nén chặt, hoa nghiền nhỏ nén chặthoặc cao hoa của Đan Mạch, cộng hòa Séc, CHLB Đức Hoa houblon có màuxanh, hơi vàng sáng, có mùi thơm đặc trưng

Được đựng trong túi kín chống thoát khí và mùi thơm Các túi hoa này phảiđược cất giữ ở nơi có nhiệt độ lạnh cao nhất là 10 – 15oC

3.5 kg hoa houblon (cho mẻ thường) và 4.5 kg hoa houblon (cho mẻ đặc)cho và nồi hèm khi nhiệt độ là 97oC

Hoa houblon được nhập từ nước ngoài về thường có hình dạng như viênnhỏ, với các điều kiện như sau:

Nấm men bia thuộc chi Saccharomyces.

Trong quá trình sản xuất bia sử dụng giống thuần chủng nhằm cải thiện chấtlượng sản phẩm, làm giảm các nguyên nhân gây hư hỏng và xuất hiện mùi vị lạkhông mong muốn Lên men ổn định và đồng hóa đều hơn, bia nhận được đồngnhất về chất lượng

Trong thực tế sản xuất ta thấy có 2 loại men bia được dùng:

Nấm men nổi thuộc loài S.cerevisiae, chúng được dùng trong sản xuất các

loại bia thành thẫm màu và các loại bia đặc biệt Nhiệt độ lên men của men nổitương đối cao từ 12 – 25oC Men này khi lên men tế bào của chúng lơ lửng và tậptrung trên bề mặt dịch nên tốc độ lên men nhanh và mạnh mẽ

Nấm men chìm thuộc loài S.carlsbergensis, nhiệt độ lên men của men chìm

từ 6 – 7oC Các tế bào nấm men khi lên men chúng thường kết dính vào nhau ởdạng bụi hoặc dạng bông và dễ kết lắng tạo điều kiện thuận lợi cho công nghệ lọccho sản phẩn trong suốt, màu vàng óng

Song về khí cạnh khác, men chìm dễ kết lắng nên bề mặt tiếp xúc của tế bàonấm men với các thành phần dinh dưỡng có trong môi trường bị hạn chế Vì vậythời gian lên men bị kéo dài, tính toán kinh tế kém hiệu quả hơn

Công ty sử dụng chủng nấm men Sacchromyces cerevisiae do hãng

Danbrew cung cấp

Chủng nấm men này được công ty mua ở nước ngoài, mỗi năm mua 1 ốngchủng gốc Sau đó từ chủng gốc này công ty cấy chuyền ra, và dùng để nhângiống cho quá trình lên men

Ở công ty nếu khi các tank kết thúc quá trình lên men, sau khi rút hết men

và đem đi soi men, nếu thấy men còn sống nhiều, còn khỏe mạnh, chất lượngmen còn tốt thì có thể đưa men sang tank sau để tiếp tục 1 quá trình lên men mới.+Quá trình nhân giống nấm men

Nguyên tắc: Nhân giống nấm men được tiến hành trong thùng kết hợp giữ

men và nhân men

Nhân giống ở điều kiện vô trùng bắt đầu việc nhân giống trong phòng thínghiệm và kết thúc cho men dạng đặc vào trong các tank lên men

Tùy vào yêu cầu của con men ở trong các tank, thường thì nhân giống 2tháng 1 lần

Chất lượng nấm men chấp nhận được khi:

Số đời là lớn hơn 8

Độ tinh khiết của vi sinh thấp

Số lượng men chết thấp (≤20%)…

+ Các bước nhân giống trong phòng thí nghiệm

Bảng 2.6 Các bước nhân giống trong phòng thí nghiệm Thiết bị Thể tích

Thời gian lên men

Nhiệt độ lên men Chuyển tới

Carlsberg

18l dịchhèm

0.12l menhuyền phù 5 – 8 ngày 25

o

C Thùng lên

men 600l

Nấm men được nuôi cấy trong bình lắc 1 ngày, dịch hèm trong bình đượcsục khí vô trùng 1h trước khi cho nấm men vào, suốt thời gian 3 ngày đầu lênmen, mỗi ngày phải sục khí vô trùng 20 phút đồng thời lắc nhẹ trong suốt quátrình.

Thời gian lên men

Nhiệt độ lên men Chuyển tới

Thùng 600l 130 l hèm 18 l men 3 ngày 20oC Không

chuyểnThùng 600l 150 l men 150 l 3 ngày 18oC Tank 175 hlTank kết

hợp 175 hl 300 l men 50 hl 2 ngày 18

o

chuyểnTank kết

Ngay khi mẻ nấu thứ 2 đã được bơm vào tank thì nhiệt độ được khống chế

tự động, mỗi mẻ cho hèm vào đều phải được sục khí

+ Giữ, thu hoạch và bơm men

Sau khi kết thúc quá trình lên men trong tank thì men được thu hoạch bằngcách dùng bơm, ống mềm, ống hình chữ T để chuyển tới thùng chứa men Dùngthước đo lượng men thu hoạch được bao nhiệu

Nếu dư thừa nấm men, thì chỉ chọn loại nấm men tốt, số còn lại thì loại bỏ.Nếu lô men thừa đó không bị nhiễm thì loại bỏ đời men cao

Nhiệt độ trong thùng chứa men giữ ở 4oC, nhiệt độ này được khống chế bởivan điều tiết làm lạnh cho thùng chứa lạnh và đồng hồ

Nấm men thu hoạch thông thường giữ ở thùng chứa men trong thời giankhông quá 1 tuần Thời gian và số lượng men trong thùng chứa được khống chếbằng thước để đo

- Nước.

Nước là một trong những yếu tố quan trọng trong sản xuất bia Trong công

ty, người ta cần một lượng nước rất lớn dùng để đun sôi, hồ hóa, đường hóa, làmlạnh, rửa dụng cụ, thiết bị và làm công tác vệ sinh

Nước dùng trong sản xuất bia cần đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật theo quy định.Nước trong sản xuất bia trước khi đưa vào sản xuất bia cần phải xử lý saocho độ cứng phù hợp, đảm bảo pH…để tạo điều kiện tốt cho quá trình nấu và lênmen

Nước cần phải đủ một lượng ion Ca2+phù hợp Do đó, trong quá trình nấucông nhân của công ty thường bổ sung một số chất như CaSO4.2H2O,CaCl2.2H2O vào trong các nồi nấu

Vì ion Ca2+: giúp enzyme -amylase (chế phẩm Termamyl) bền dưới tácdụng nhiệt nằm đảm bảo cho quá trình dịch hóa khi thêm vào nồi cháo; kíchthích sự hoạt động của các enzyme protease và amylase nhờ vậy hiệu suất các mẻnấu sẽ tăng lên; và giúp ổn định pH thích hợp cho các mẻ nấu; hỗ trợ cho việc kếtlắng các chất protein trong quá trình đun sôi

Nguồn nước trong nhà máy sử dụng là nước máy

Nước được bơm cho đi qua dàn phun, rồi đưa vào một bể rộng và sục chohết Clo trong đó, cuối cùng nước sau khi xử lý mới đưa vào sản xuất

Hệ thiết bị vận chuyển kín nên bụi phát sinh không đáng kể

+ Đường hóa

 Quá trình nấu

Mục đích: Chuyển những hợp chất cao phân tử trong nguyên liệu thànhnhững chất phẩn tử thấp để hòa tan vào nước dưới tác động của nhiệt độ để trởthành chất chiết của dịch đường, thực chất là ta đưa về các nhiệt độ tối ưu choenzyme hoạt động, cho hoạt động xúc tác xảy ra mạnh mẽ nhất

Công thức nấu cho 1 mẻ:

H3PO4: 0.5 l

Bảng 2.8 Công thức hoa houblon cho một mẻ

Tiệp đắng 10 αTiệp thơm 5.5 αĐức đắng 10 α

2 kg

1 kg0.5 kg

2 kg

1 kg1.5 kg3.5 kg 4.5 kg

425 kg malt tương ứng với 8.5 bao loại 50 kg được nghiền qua các máynghiền, trong đó 375 kg được chuyển lên thùng chứa malt Trong quá trìnhnghiền malt phải lấy mẫu để xem xét việc nghiền malt có tốt không 50 kg còn lạiđược bỏ vào bao và mang sang đổ vào nồi cháo cùng với 320 kg gạo đã nghiền,nhiệt độ nước là 50oC và lượng nước lúc đó là 13 hl, bỏ chế phẩm Termamyl vàonồi cháo Hỗn hợp cháo này được nấu tới 90oC và giữ ở 90oC trong 10 phút, rồinâng nhiệt độ lên 100oC và ở nhiệt độ 100oC đun sôi 20 phút

375 kg malt ở thùng chứa malt được đổ xuống nồi hèm qua van điều khiểnbằng tay cùng với lượng nước là 18 hl ở nhiệt độ 45oC, khi cho hết malt và nướcvào nồi thì bỏ phụ gia: CaSO4.2H2O, CaCl2.2H2O, enzyme cereflo vàhexamethylen tetramyl vào Hỗn hợp này được giữ ở nồi với nhiệt độ 45oC trong

10 phút, đây là quá trình nghỉ protein Sau đó bơm hỗn hợp cháo từ nồi cháo sangnồi hèm để trộn hỗn hợp đã có trong nồi hèm, hỗn hợp chung trong nồi hèm cónhiệt độ 67oC, và quá trình đường hóa được bắt đầu, quá trình đường hóa diễn ratrong 60 phút Sau đó nhiệt độ nồi hèm được nâng lên 76oC trong 5 – 10 phút chođến khi không còn phản ứng với Iod (không làm mất màu Iod)

Tổng lượng hèm được bơm sang nồi lọc và giữ lại đó 10 phút thì công việclọc sẽ tiến hành

Sau khi đã lấy hết hèm đợt 1, số hèm này được chuyển sang nồi sôi hoa(nấu với hoa houblon), tiến hành rửa bã, nhiệt độ nước rửa là 76oC (thường rửa 2

lần) cho đến khi tỷ trọng nồi hèm có độ đường vào khoảng 10 – 11oP và tổnglượng hèm từ 58 – 64 hl.

Trong suốt quá trình rửa bã thì nâng nhiệt nồi đến gần 100oC thì bỏ acid

H3PO4 vào để điều chỉnh pH về 5.25 ở trong nồi sôi hoa và đồng thời cho 4.5 kghoa houblon vào, sau đó đun sôi liên tục trong vòng từ 70 – 90 phút cho đến khi

tỷ trọng là 12 – 12.5oP

Bã đã được lọc trong thùng lọc được xả ra ngoài bằng bơm xả tới bể chứa

bã Rồi bán cho nông dân làm thức ăn gia súc

Sau khi đun sôi hoa xong, dịch đường được bơm sang nồi lắng trong để táchcặn Quá trình lắng cặn trong 20 phút trong thùng lắng Dịch đường được bơmqua máy lạnh nhanh và xả cặn ra ngoài

Nhà nấu phải vệ sinh bằng xút khoảng 1 tuần 1 lần Ví dụ: hỗn hợp 2%NaOH hỗn hợp xút nóng được bơm qua các nồi và các đường ống chính, đườngbơm hèm nóng, lạnh nhanh và đường ống dùng để chuyển tải lạnh nhanh

Hỗn hợp xút cho nhà nấu gồm 2% NaOH được chuẩn bị ở nồi cháo bằngcách trộn 40 kg NaOH tinh thể với khoảng 22hl nước Hỗn hợp này được bơmqua nồi hèm tới thùng lọc và rồi vào nồi lắng, trước khi bơm sang các thùng thìhỗn hợp này được đun sôi ít nhất là 30 phút ở mỗi thùng (nồi cháo và nồi hèm),những thùng không thể đun sôi được thì hỗn hợp này phải được ngâm trongthùng ít nhất 2h (thùng lọc và nồi lắng), phải bỏ thêm xút vào sau bơm để tất cảcác nồi có thể đầy lượng xút thêm vào nồi hèm là 10 kg NaOH tinh thể với lượngnước thêm là 50hl

Sau khi vệ sinh tất cả các nồi, hệ thống của nhà nấu bằng xút thì rửa lạibằng nước và xả xuống rãnh Nếu còn vết bẩn chưa sạch thì dùng bàn chải làmsạch hoặc dùng xút nóng nấu cần thiết

Bảng 2.9 Công thức nấu của từng nồi cho một mẻ nấu

- CaCl2.2H2O: 350g

- H3PO4: 500ml

- Houblon: 4.5 kg

Nồi lọc

Nồi sôi hoa

Đườnghóa

Lắngxoáy

Lạnhnhanh

 Đun sôi cháo

Trong quá trình đun sôi cháo bổ sung chế phẩm Termamyl vào nồi Termamyl

là enzyme -amylase chịu nhiệt, pH trung tính ở dạng lỏng, được sản xuất từ dịch

nuôi cấy vi khuẩn Bacillus licheniformis trong phân tử có ion Ca2+ Enzyme nàythủy phân ở liên kết - 1,4 glucosid trong phân tử amylose và amylopectin, nhờ vậy

mà phân tử nhanh chóng bị phân giải thành dextrin tan trong nước Enzyme có tácdụng dịch hóa lượng tinh bột đã bị hồ hóa cụ thể ở đây là khi gạo được đun rất dễ bị

hồ hóa và quánh lại, đây là nguyên nhân làm cho cánh khuấy hay bị gãy làm cho mẻnấu bị cháy Nay bổ sung enzyme này vào làm loãng khối hồ tinh bột này vừa làmcho quá trình khuấy trở nên dễ dàng vừa tạo điều kiện thích hợp cho quá trình đunsôi cháo

Từ khi có các chế phẩm enzyme này thì lượng nguyên liệu tinh bột thay thếcho malt ngày càng với tỷ lệ cao Do đó giúp công ty vừa làm giảm thời gian nấu,vừa làm giảm giá thành kinh tế

Sau khi cho chế phẩm này vào, nó sẽ cùng với lượng enzyme amylase có sẵn

trong malt để dịch hóa hỗn hợp tinh bột trong nồi cháo

Số lượng enzyme cho vào nồi thì tùy vào mẻ nấu nhiều hay ít

Sự thủy phân protein:

Các quá trình thủy phân protein ở giai đoạn này có một ý nghĩa quan trọng

trong công nghệ sản xuất bia, mặc dù hàm lượng protein và các sản phẩm thủy phân

của chúng chỉ chiếm một lượng rất nhỏ trong dịch đường nhưng chúng giữ vai trò

quan trọng, tham gia trực tiếp vào sự hình thành chất lượng bia Các phân tử protein

có phân tử thấp là nguồn Nitơ chính cho nấm men

Các phân tử protein trọng lượng trung bình tham gia vào việc tạo bọt, gây cho

bia có khả năng tạo bọt lâu, còn các protein có phân tử lượng cao thường là nguyênnhân gậy đục bia

Ở giai đoạn đường hóa tạo nhiều protein, một phần protein hòa tan sau khiđường hóa hoặc những quá trình về sau: đun sôi với hoa houblon, làm nguội…chúng bị kết tủa và bị thải bỏ, phần còn lại trong dịch đường là các protein chịu

nhiệt, phần lớn chúng tồn tại trong dịch đường ở dạng hòa tan sau khi đun sôi ởnhiệt độ cao

Hoạt động thủy phân protein xảy ra mạnh ở 45 – 55oC nhưng khi nhiệt độ caohơn, quá trình này cũng không dừng lại và tạo ra các sản phẩm có phân tử lượng

thấp, cao

Trong quá trình thủy phân protein được phân cắt thành các phân tử cao, sau đóphân cắt thành các phân tử thấp, rồi thành các chuỗi polypeptid và cuối cùng tạo

thành các acid amine (đây chính là nguồn Nitơ cung cấp cho nấm men, nấm men rất

dễ sử dụng nguồn acid amine này cho quá trình sinh trưởng của mình) Nấm mentiêu thụ ít nhất từ 10-14mg acid amine/100ml dịch đường Nếu điều kiện trên không

được đảm bảo thì:

Nấm men tăng trưởng yếu

Quá trình lên men chính và lên men phụ chậm lại

Mùi bia chưa chín, bị giữ lại trong bia

Các quá trình khác xảy ra khi nấu:

Một phần các chất hữu cơ không hòa tan, tiếp tục hòa tan bởi enzymephosphatase Các enzyme này cần thiết cho quá trình lên men tạo cồn

Chúng phản ứng với các muối tạo nên độ cứng của nước, góp phần làm thayđổi pH và hệ đệm của dịch đường

Nếu ta tăng thêm nhiệt độ và kéo dài thời gian nấu thì tanin và anthocyanogen

được hòa tan từ vỏ trấu và từ nội nhũ tăng thêm

Riêng các tanin có phân tử lượng cao và anthocyanogen giữ vai trò trong việc

gây đục bia, ở đây chúng kết hợp với protein phân tử lượng cao và kết tủa

Ngoài ra, chúng còn gây ảnh hưởng tới cho vị của bia

Trong quá trình nấu hèm trong nồi hèm thì bỏ thêm một số chất phụ gia vào

(hexamethylen tetramyl) để ổn định bia Số lượng thêm vào 150g CaSO4.2H2O,CaCl2.2H2O cho vào để đảm bảo nồng độ Ca2+ là 40 ppm (yêu cầu tối thiểu là 60ppm ở hèm lạnh)

Loại Ca2+ này rất quan trọng nó làm ổn định các phản ứng phân tích làm lắng

đọng chất phosphat và có thể ổn định pH trong hèm, tạo điều kiện để lắng đọng men

và lắng cặn bia CaCO3 trước khi chiết chai, tránh được bia trào ra ngoài

Nguyên nhân dùng CaSO4.2H2O, CaCl2.2H2O trước hết là tránh được tình

trạng quá nhiều ion SO4

và Cl- đủ để tạo mùi thơm cho bia

Số lượng hóa chất thêm vào là 700g CaSO4.2H2O và 700g CaCl2.2H2O, chúngtạo ra nồng độ 90 ppm ion Ca2+, 70 ppm Cl- và 90 ppm SO42- trong hèm

Cereflo là chế phẩm enzyme -glucanase được thu nhận từ dịch nuôi cấy vi

khuẩn Bacillus subtilis theo phương pháp chìm Enzyme này là endo-glucan có tác

dụng cắt mối liên kết  - 1,3 và - 1,4 glucan trong bột đại mạch từ oligosaccharidthành những mạch có từ 3 – 5 gốc glucose Nó được dùng trong nấu malt với bột đểlàm giảm độ nhớt của dịch, do vậy lọc dễ dàng hơn Khoảng hoạt động tối ưu củaenzyme này từ 50 – 70oC với pH = 6.5 – 7.5

Cereflo được bỏ vào tạo dễ dàng cho quá trình lọc bia Lượng bỏ vào thì tùy

vào từng mẻ nấu (mẻ con: gạo 320kg, malt 425 kg thì cereflo là 200ml)

Sau khi đo pH trong nồi hèm, nếu pH ≤ 5.5 – 5.8 thì thêm H3PO4 vào, nhiệt độ

đường hóa được điều chỉnh để đạt mức lên men phù hợp (68 – 70%), nếu độ lên

men quá thấp thì nhiệt độ đường hóa phải giảm xuống, còn nếu quá cao thì nhiệt độphải tăng lên

Không được chuyển hèm sang nồi lọc nếu chưa được kiểm tra Iod Kiểm traIod mà chưa đạt thì thêm termamyl vào

Nồi hèm sau khi thực hiện quá trình đường hóa xong gồm 2 phần: phần đặc(bã) và phần dịch loãng (chứa những chất hòa tan của malt và gạo)

Lọc nhằm tách phần loãng riêng ra khỏi phần bã Trong quá trình lọc nàynhững phần tử rắn của malt tạo thành một màng lọc, giúp cho quá trình lọc được dễ

dàng hơn

Quá trình lọc qua 2 giai đoạn: lọc dịch đường và rửa bã

Rửa bã nhằm mục đích thu hồi các chất cần thiết còn sót lại trong bã Trongcông ty quá trình rửa bã diễn ra khoảng 3 lần sau khi thu dịch đường đầu Sau khilọc tất cả dịch đường đầu hay dịch rửa bã đều được đổ vào nồi sôi hoa Để tăng sựkhuếch tán của các chất cần thiết còn sót lại vào dung dịch, lớp bã cần phải xáo trộncho xốp và dùng nước nóng khoảng ở 76oC để rửa, không dùng nước nóng có nhiệt

độ quá cao vì sẽ làm bất hoạt enzyme amylase và bột còn sót lại được hồ hóa nhưngchưa đường hóa kết quả làm cho dịch lên men bị đục.

Mục đích của quá trình đun sôi với houblon: để ổn định thành phần nước hèm

và làm cho dịch hèm có mùi thơm và vị đắng của houblon Đây chính là quá trìnhtrích ly các chất thơm, chất đắng có trong hoa, làm keo tụ các protein, vô hoạt cácenzyme và thanh trùng dịch đường

Dịch hèm sau khi lọc được bơm vào nồi sôi hoa, nâng nhiệt lên 100oC

Hoa houblon và acid H3PO4 phải bỏ vào đúng lúc trước khi đạt nhiệt độ sôi

Sự phá vỡ cấu trúc diễn ra trong quá trình đun sôi hèm, thực hiện tốt nhất ởpH= 5.25, cho H3PO4 vào nồi 1 lượng 500ml Tuy nhiên cũng phải dựa vào các sai

số trong quá trình sản xuất và quá trình thử nghiệm để cần biết lượng cho vào

Thời gian ở trong nồi sôi hoa là 80 phút, độ đường đầu khoảng 15 – 17oP, và

thường xuyên theo dõi màu sác của dịch nấu

Sau khi kết thúc nấu với hoa houblon, dịch được đưa vào thiết bị lắng xoáy

Whirlpool để loại bã hoa

Sự thay đổi của dịch hèm sau khi nấu với hoa houblon.

- Mùi thơm của dịch hèm: Do sự trích ly các chất thơm, tinh dầu thơm có tronghoa houblon vào dịch đường, các phản ứng maillard và phản ứng caramel hóa khi

đun sôi Ngoài ra, từ các phản ứng hóa học này còn làm thay đổi màu của dịchđường từ màu nhạt sang màu đậm hơn

- Vị đắng: Do sự hòa tan chất đắng làm thay đổi mùi, vị của dịch đường Trongkhi sôi sự hòa tan của chất đắng vào dung dịch dễ dàng hơn

- Sự kết tủa và keo tụ protein: Đây là quá trình quan trọng khi đun sôi dịch

đường Sự có mặt của protein hòa tan trong dịch lên men có thể là nguyên nhân làmđục bia và làm giảm độ bền sinh học của bia Dưới các tác nhân như pH, nồng độ

dịch đường, thời gian, nhiệt độ và sự có mặt của chất chát Tanin trong houblon sẽlàm kết tủa protein có trong dịch đường Mặt khác, phản ứng giữa các canxi vàphosphat sẽ làm giảm pH của dịch đường cũng giúp cho quá trình kết tủa protein

Sau khi nấu xong, hèm được làm nguội bởi thiết bị làm lạnh, tác nhân làm lạnh

là nước máy trong giai đoạn đầu và nước lạnh hơn trong giai đoạn sau Sau đó hèmđược lọc một lần nữa và sục khí Thời gian làm lạnh khoảng 1 giờ Nước làm lạnhsau đó được dẫn ra bể chứa

Dịch hèm được lạnh nhanh, sục khí Mục đích là hạ nhiệt độ của dịch đườngxuống nhiệt độ lên men, bão hòa oxy cho dịch lên men và kết tủa huyền phù

Dịch hèm từ nồi sôi hoa đang ở nhiệt độ là 100oC sẽ được nghỉ trong 10 phútnhiệt độ sẽ giảm xuống 95oC và bắt đầu quá trình lạnh nhanh để hạ nhiệt độ xuống

15oC trong 30 phút

Hèm nóng 52 hl với độ đường là 12 – 12,5oP được làm lạnh tới 15oC ở máylạnh nhanh hèm được nước lạnh 25 – 30oC làm mát, nước này được nâng nhiệt lên

khoảng 78oC ở lần 1 và làm lạnh tới -4oC bởi chất làm lạnh glycol ở lần 2 Hèm

được sục khí trước khi cho men vào, để lượng O2 khoảng 8 ppm/l hèm bằng cáchthêm không khí vô trùng vào 14l/h, lạnh nhanh được khống chế và điều khiển vantiết lưu bằng tay, nhiệt độ của hèm lạnh được khống chế bởi bộ phận PI, dùng tay

điều chỉnh bộ phận sục và tỷ lệ không khí vào bao nhiêu thì xem bộ phận đo dòng

Các quá trình hoa lý xảy ra khi làm lạnh nhanh:

- Sự hòa tan oxy vào dịch lên men: khi dịch đường tiếp xúc với oxy và các chấthữu cơ, nhựa hoa houblon và tanin sẽ bị oxy hóa từng phần Ngoài ra, oxy chính là

điều kiện cần thiết cho sự sinh sản và phát triển của nấm men trong quá trình lên

men sau này

- Sự tạo thành và tách các kết tủa: Trong quá trình làm lạnh sẽ hình thành cácchất cặn ở dạng huyền phù, chúng xuất hiện trong quá trình nấu sôi hoa và quá trìnhlàm lạnh Các chất cặn này sẽ làm ảnh hưởng tới quá trình sinh lý và sinh học củanấm men về sau Và chúng được loại bỏ bằng việc lắng

- Sự bay hơi nước: Khi làm lạnh một phần nước bị bốc hơi, do đó thể tích dịchlên men sẽ giảm và nồng độ của nó tăng lên

Chú ý: Bộ phận lọc khí ở máy lọc phải được tháo ra và khử trùng trong phòngthí nghiệm ở nhiệt độ 120oC trong 2h Việc khử trùng bộ phận lọc này được tiến

hành thường xuyên 1 tuần 1 lần

Thông số cho quá trình lên men của Công ty HABADA.

Nhiệt độ đặt: 15oC ± 0.5oC

Nhiệt độ lên men: 16oC

Thời gian lên men: 7 ngày

Làm lạnh xuống: 4oC

Thời gian hạ lạnh: 1 ngày

Nhiệt độ thu hoạch men: 4oC

Hình 2.3 Biểu đồ lên men

+ Quá trình lên men.

Quá trình lên men ở trong tank với áp suất P = 0.8 bar, điều chỉnh bởi van điềuáp

Dựa vào biểu đồ nấu ta thấy rằng sau khi dịch hèm được làm lạnh nhanh từ

95oC xuống 15oC thì được chuyển sang giai đoạn lên men chính Sau khi chuyểnsang lên men chính thì nhiệt độ được tăng lên 16oC và giữ ở 16oC để lên men trong

7 ngày Ở đây thường ngày theo dõi sự phát triển của nấm men bằng việc đo sự thay

đổi hàm lượng đường trong các tank lên men Cùng với việc đó thì cũng theo dõi sựthay đổi của pH, nhiệt độ pH thay đổi là do trong quá trình lên men ngoài quá trình

chuyển hóa đường thành rượu mà còn hình thành một số các acid hữu cơ, một số

chất thơm…Vì vậy làm cho pH của dịch lên men giảm xuống Còn nhiệt độ do trongquá trình lên men nó còn thải ra 1 lượng nhiệt, làm cho nhiệt độ trong các tank lên

nhưng ở các tank có các áo lạnh để điều chỉnh nhiệt độ, giữ nhiệt độ trong tankkhông đổi, tác nhân làm lạnh đó là glycol

Quá trình lên men chính kết thúc khi kiểm tra thấy hàm lượng đường trongdịch thay đổi 0.2oP/24h thì sẽ được chuyển qua lên men phụ (thường là 7 ngày)

Sự thay đổi pH, độ đường trong quá trình lên men:

0 2 4 6 8 10

12

N gày

p H Độ đ ườn g (o P)

Hình 2.4 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH, nhiệt độ trong các tank lên men.

Cuối giai đoạn này sự lên men giảm xuống, phần lớn men đã lắng xuống đáythùng Sản phẩm là bia non, trong đó có rượu, một ít CO2 và còn ít đường

 Quá trình thu CO 2

Tank lên men

Trong quá trình lên men chính lượng CO2 sinh ra nhiều nên phải tiến hành thu

CO2.

Quá trình thu CO2này được điều chỉnh sao cho phù hợp độ tinh khiết CO2 phải

đạt 98%

Thu CO2 trong các tank lên men:

+ Đối với tank 3 mẻ: Sau mẻ 3 là 3 h

+ Đối với tank 5 mẻ: Sau mẻ 3 là 4 h

+ Đối với tank 6 mẻ: Sau mẻ 4 là 4 h

* Quá trình thu hồi CO2:

CO2ở các tank lên men được thu hồi bằng cách cho chúng đi qua một bình gọi

là bình bãy bọt, và sau đó CO2 được rửa bằng nước sạch trong ống có hình trụ thẳngđứng, bằng cách cho khí CO2 đi lên trên còn nước sạch đi từ trên xuống dưới, ở đây

các cặn bẩn sẽ được giữ lại bởi lượng nước xuống còn CO2 thoát ra và đi qua máy

nén cấp 1, rồi máy nén cấp 2 Tách nước trong CO2 Tách các khí độc bằng việc cho

khí CO2 đi qua than hoạt tính Rồi lại cho tách nước qua 2 giai đoạn một lần nữa

Cuối cùng nén và làm lạnh ở nhiệt độ -10oC ÷ -30oC, ta thu được CO2 ở dạng tinh

khiết, CO2 được chứa trong các bình phục vụ cho quá trình hoàn thiện bia thành

phẩm sau này

Bia non được bơm vào các thùng lên men phụ Sau khi từ lên men chính

chuyển sang lên men phụ thì nhiệt độ được hạ xuống 4oC trong vòng 1 – 2 ngày

Trong giai đoạn này vẫn tiếp tục lên men, CO2 sinh ra được giữ lại trong thùng và

hòa tan dần vào dịch, pH dịch bia tăng dần, acid giảm, các ester phức tạp được tạo

thành Đây là quá trình tạo ra hương vị, kết thúc quá trình nó giúp tạo màu và làm

chín bia (loại diacetyl ra khỏi bia)

Ngoài ra, men bia dần kết lại với nhau ở dạng bông hoặc bụi, các cặn vẩn cùngvới men lắng xuống đáy thùng làm cho bia trong và sáng màu

Mẫu được lấy hàng ngày kiểm tra độ đường, pH, nhiệt độ của mỗi tank lênmen, tất cả được ghi vào sổ nhật ký

Khi làm lạnh xuống 4oC trong 20 – 24h, men được thu hoạch ở 4oC thông qua

van đáy tank nó được nối với bơm, ống cứng và ống cao su mềm, men được thu

hoạch về thùng chứa men (G), khối lượng xấp xỉ 300l men (nhiệt độ của G phải

được duy trì ở 2 – 4oC), thời gian lưu trữ men không nên để lâu

Men thu hoạch có thể tái sử dụng nếu cần thiết

Mật độ tế bào nấm men sau khi thu hoạch men phải đạt xấp xỉ 5 triệu – 10 triệu

tế bào/ml

Quá trình làm lạnh từ 16oC xuống 4oC không được tiêm CO2 vào

Sau khi thu hoạch men xong, CO2 được tiêm vào khoảng 10 phút, nó làm cho

nhiệt độ trong tank lên men được đảo trộn đồng đều Sau khi nhiệt độ được đảo trộn

đồng đều thì nhiệt độ trong tank có thể tăng lên khoảng 8oC Sau đó nhiệt độ lạiđược hạ xuống 4oC, CO2 không cần được tiêm vào thêm

Quá trình làm lạnh từ 4oC xuống -1oC, CO2 được tiêm vào liên tục trong 1h sục

1 lần, mỗi lần 10 – 15 phút, P = 1 bar làm cho sự đối lưu bề mặt được tốt hơn (làmcho nhiệt độ trong tank được đảo trộn đều)

Suốt trong quá trình duy trì ở nhiệt độ -1oC ở tank chứa, men bùn được xả ra

ngoài qua van đáy, tank men này không được tái sử dụng

Khi nhiệt độ bia hạ -1oC sau 3 ngày, bia được duy trì ở nhiệt độ này trong 2ngày, sau đó lọc thì quá trình lọc vẫn đảm bảo Tổng thời gian lên men là 11–13

ngày

Tất cả các tank sau lên men được vệ sinh, 14 ngày vệ sinh tank lên men 1 lần.Kết thúc quá trình lên men phụ, nhiệt độ hạ xuống -1oC nên đã ức chế quá trìnhlên men, đồng thời các hợp chất không tan sẽ đông tụ như protein, tanin, nhựa hoa

houblon Các tế bào nấm men cũng bị kết tủa và kéo theo các huyền phù, làm biatrong dần

Trong quá trình tàng trữ cũng xảy ra các phản ứng oxy hóa - khử giữa các chấttrong bia Các phản ứng này làm tăng thêm hàm lượng các chất hữu cơ thơm: ester,

rượu bậc cao và làm giảm hàm lượng diacetyl Sau khi tàng trữ bia, bia trở nên

“chín” và thơm hơn

Như vậy, lên men phụ là để hoàn thiện hương vị, độ trong của bia, làm cho bia

“chín”, bão hòa CO2, tăng khả năng tạo bọt và ức chế sự phát triển của vi sinh vật

ngoại lai có hại bị nhiễm vào dịch bia

+ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men.

Các yếu tố ảnh hưởng đến lên men chính (thời gian, chất lượng bia).

Mật độ men sống, hoạt động của men trôi nổi hoặc thêm vào trong bia

Nhân tố ảnh hưởng đến việc cho men vào bia đang lên men

Dạng men có xu hướng tạo chùm

Chuyển động trong tank

Mật độ cao khi cho men vào như không được quá cao

Khả năng sống tối đa của men phụ thuộc vào:

+ Loại men

+ Thời gian lưu giữ trong tank

+ Nhiệt độ giữ men ở G

+ Loại men bia sống trước

Phương pháp cho men vào:

Sự phân bố của men (độ đặc, thời gian và nơi lấy men vào)

Nhiệt độ trong giai đoạn men phát triển

Sục khí hèm, lưu lượng khí, thời gian sục khí

Những yếu tố khác ảnh hưởng tới tỷ lệ nấm men.

+ Nhiệt độ của quá trình trao đổi của lên men tăng lên là do các phản ứng sinhhóa Ví dụ: nếu tăng nhiệt độ 10oC thì tỷ lệ biến đổi lên gấp đôi

+ Những yếu tố ảnh hưởng ngược tới tỷ lệ nấm men:

+ Áp suất cao làm tăng lượng CO2 ở bia dang lên men và số con men, dẫn đến

sự giảm phát triển của con men

+ Lượng cồn được tạo thành trong quá trình lên men bia sẽ hạn chế tỷ lệchuyển hóa của nấm men

Tác dụng của việc vận hành hằng ngày

+ Tăng tỷ lệ nấm men do tỷ lệ cao hơn và số men phát triển.

+ Khả năng làm giảm thời gian công nghệ

+ Bọt to hơn trong các tank lên men (làm lượng bia trong tank giảm)

+ Tăng sinh khối

+ Bia đắng hơn, trao đổi chất giảm vì tăng lượng hấp phụ để tăng lượng conmen

Ảnh hưởng về chất lượng

+ Nhiệt dộ cao: Tăng quá trình tạo thêm cồn và ester

+ Lượng men phát triển: lượng cồn tăng nhưng ester bị giảm làm ảnh hưởng tớimùi, vị của bia thành phẩm và tăng sự rủi ro về quá trình tự phân

Những nhân tố ảnh hưởng đến sự chín của bia.

+ Ảnh hưởng từ nấm men

+ Sự đồng hóa và dị hóa do quá trình trao đổi chất

+ Sự bài tiết của nấm men sau giai đoạn lên men kết thúc

+ Chuyển bia do quá trình tạo bọt CO2

+ Sự bão hòa CO2

+ Sự hấp thụ trên bề mặt tế bào nấm men

+ Các phản ứng hóa học bên ngoài các con men, đặc biệt là khi nhiệt độ hạ thấpthì tạo sự lắng bia

 Chú ý:

- Trong quá trình lên men phụ, những vấn đề sau xảy ra :

+ Những trích ly còn lại chưa lên men (maltose, maltriose) sẽ lên men Do vậy,

độ ngọt giảm

+ Tạo thêm lượng rượu ethylicvà tạo ra một số ester thơm

+ Tạo ra và làm mất đi diacetyl

+ Tạo ra và làm mất đi H2SO4 cũng như các hỗn hợp của lưu huỳnh

- Khi quá trình lên men đã chấm dứt tạo ra các hợp chất không thể bay hơi:+ Acid amin

+ Peptid

+ Acid nucleic

+ Các loại enzyme protolytic.

+ Các hợp chất phosphat

- Sự bài tiết tiếp tục dựa vào sự sống của con men (độ thẩm thấu của màng tếbào nấm men) và phụ thuộc vào lưu huỳnh có trong protein và cuối cùng là khi menchết phụ thuộc vào sự tự phân hủy của số nấm men đó

- Sự hình thành CO2 và việc bay hơi của nó qua bia nên một phần các hợp chất

có thể bay hơi sẽ được đẩy ra ngoài theo phương pháp khuếch tán, đặc biệt là cáchợp chất như (aldehyt và ceton) và các hợp chất có chứa lưu huỳnh như metacaptan

và hydrosulfit

- Các hợp chất có hoạt tính bề mặt như chất có vị đắng và tạo màu được hấpthụ trên bề mặt của nấm men Như vậy, lượng nấm men càng cao ở trong bia thìmức hấp thụ càng cao (càng giảm chất có vị đắng và màu quá trình lên men)

- Sự lắng đọng ở bia do quá trình hạ nhiệt độ là phức hệ của polyphenol –protein

- Sự tạo thành các phân tử lớn và sự lắng đọng là một quá trình diễn ra trongnhiều giờ, sự lắng đọng này mang tính chất thuận ngịch (nghĩa là nhiệt độ càng tăngcao thì sự lắng đọng này không còn vì nó hòa tan trở lại)

* Lọc trong và ổn định bia

Kết thúc giai đoạn lên men, bia được lọc bằng thiết bị lọc áp lực (P = 6 bar) có

sử dụng chất trợ lọc diatomit và ủ bia ở nhiệt độ 0oC trong khoảng 2 – 3 ngày Biasau lọc được kiểm tra hàm lượng CO2, nếu chưa đạt sẽ bổ sung CO2 ngay trên

đường vận chuyển vào thùng chứa bia thành phẩm

Lọc bia.

Mục đích: Bia sau khi lên men phụ vẫn còn các cặn mịn và cặn lơ lửng, lượng

tế bào nấm men còn nhiều nên chúng ta phải lọc bia trước khi xuất xưởng

Bia sau khi tàng trữ ở các tank được bơm đẩy vào thùng phối liệu, tại đây bia

được trộn với đất lọc (bột diatomit) theo một tỷ lệ nhất định vào tạo thành dung dịch

huyền phù

Đất lọc được chế biến từ xác một loại sinh sống ở biển thành phần chủ yếu là

SiO2 Đất lọc công ty sử dụng là loại tốt nhất theo tiêu chuẩn nấu bia châu Âu, gồm:

đất lọc mịn và đất lọc thô

Để lọc bia Công ty sử dụng: máy lọc khung bản (đất lọc) và túi lọc

Nguyên tắc chung cho máy lọc:

Sau khi hết giai đoạn lên men, bia được bơm từ các tank lên men qua bơm,bảng dòng, qua hệ thống ống cứng và ống cao su mềm tới máy lọc, qua đất lọc, quatúi lọc và sau đó được bơm vào tank chứa bia trong để giữ trước khi đóng chai

 Lưu ý: Việc nối các tank lên men bia với CO2 hoặc khí nén để giữ áp suấttrong tank là 1 bar trong quá trình lọc bia là rất quan trọng để tránh tạo chân khôngtrong tank lên men

Trước khi lọc bia phải hạ nhiệt độ tới -1oC đến -1.5oC trong tank lên men để

tránh việc tạo vẩn đục trong bia đã lọc, điều quan trọng là nhiệt độ của bia trước khilọc phải giữ ở -1oC

* Chiết chai, chiết bock và chiết chai nhựa.

- Chiết chai.

Mục đích:

Định lượng bia vào chai theo dung tích yêu cầu

Tạo điều kiện dễ dàng cho vận bảo quản và vận chuyển

Tạo tính thẩm mỹ cho sản phẩm

Bia sau một thời gian tàng trữ được bơm vào máy chiết để tiến hành chiết Quá

trình chiết được thực hiện theo nguyên tắc đẳng áp Bia được chiết bằng máy chiếtđẳng áp ở áp suất 0.8 – 1.3 atm

Bia sau khi chiết qua thiết bị dập nắp ngay để hạn chế sự tiếp xúc với không

khí

Chai đựng bia có màu nâu hoặc màu xanh nhạt để hạn chế tiếp xúc với bức xạ

bên ngoài gây biến màu, mùi, vị cho bia, giữ được chất lượng lâu hơn và tăng thờigian bảo quản

Hiện Công ty đang sử dụng 3 loại chai chính là chai 650ml và chai 450ml

- Chiết bock, chiết chai nhựa.

Đây là dạng bia hơi, tiêu thụ trong ngày vì không qua khâu thanh trùng

Chiết bock khoảng 25 lít để thuận tiện cho việc vận chuyển

Chiết bock cũng theo nguyên tắc đẳng áp

Chiết chai nhựa với thể tích là 1 lít

* Thanh trùng và hoàn thiện sản phẩm.

- Thanh trùng

Trong bia thành phẩm sau khi chiết chai thông thường luôn chứa các tế bào cònsống gồm tế bào nấm men, vi khuẩn acetic, nấm sợi Đồng thời tăng thời gian bảo

quản và tiêu thụ sản phẩm Do đó, chúng ta cần xử lý nhiệt nhằm đảm bảo rằng có

thể tiêu diệt vi sinh vật gây hại cho bia

Quá trình thanh trùng dùng để thanh trùng bia chai

Trong thiết bị thanh trùng, bia được băng chuyển vận chuyển qua các khoang

có nước phun, mỗi khoang có nhiệt độ khác nhau Nhiệt độ của các khoang như sau:

1) Nâng nhiệt độ từ từ lên 50oC trong vòng 10 – 15 phút

2) Nâng nhiệt độ từ 50oC đến 60oC trong vòng 10 phút

3) Nâng nhiệt độ lên 62oC trong vòng 5 phút

4) Hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ phòng

Thời gian khi chai vào thanh trùng đến khi chai ra khỏi máy khoảng 1 giờ

- Hoàn thiện sản phẩm.

Bia trong các boom sẽ được đưa ra thị trường ngay, còn bia chai sẽ được dánnhãn, đóng thùng, nhập kho rồi tiêu thụ

Bia sau khi thanh trùng cần kiểm tra lại nếu chai bẩn, trong chai bị đục, có cặn,

không đủ dung tích, bị rạn nứt…cần phải loại bỏ ngay

Bia đủ tiêu chuẩn là nhãn dán phải thẳng, không được lệch sang một bên, có

phun mực ghi ngày tháng sản xuất, hạn sử dụng phải rõ ràng

Sơ đồ phân xưởng rửa chai, chiết chai, thanh trùng và dán nhãn sản

- Các tiêu chuẩn của bia thành phẩm

Bia phải có vị dặc trưng, màu vàng sáng và óng ánh, mùi của hoa houblon vàmalt tạo nên, bên cạnh đó bia phải có độ bọt phải mịn, đặc và bền lâu

Máy chiết chai

Hình 2.6 Sơ đồ phân xưởng rửa chai, chiết chai, thanh trùng, dán nhãn.