báo cáo thực tập xưởng bia viện công nghệ thực phẩm

THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT Ban đầu gạo và malt được nghiền nhỏ và đóng từng bao tải được cân sẵn.Tại nồi nấu cháo ,mở van cho khoảng 500 l nước vào nồi ,bật cánhkhuấy.Đổ vào nồi 120

LỜI MỞ ĐẦU

Thực tập là một phần không thể thiếu trong quá trình học tập của sinhviên.Em xin chân thành cám ơn PGS.TS Nguyễn Thị Hiền và Th s TrươngHương Lan đã tạo điều kiện cũng nh gúp đỡ em thực tập tại xưởng bia củaviện công nghệ thực phẩm cũng nh hoàn thành bản báo cáo này

Trong thời gian thực tập tại xưởng bia của viện công nghệ Thực phẩmvừa qua, em cũng nhận được sự giúp đỡ tận tình của các cô chú,anh chị làmviệc trong xưởng Em rất cảm ơn các cô chú,anh chị về sự giúp đỡ quí báu đó

Xưởng bia được xây dùng trong khu đất của viện Công Nghệ Thực Phẩm

Hà Nội là một xưởng bia nhỏ.Ban đầu nó được xây dựng như một xưởng thựcnghiệm,sau này nâng cấp lên thành xưởng sản xuất có tác dụng hỗ trợ và ứngdụng các kết quả nghiên cứu như giống mới,các đề tài nghiên cứu về rượu biacác loại

Năng suất tối đa của xưởng khoảng 8000 L/ngày và sản phẩm là bia hơiphục vụ cho nhà hàng và các quán bán lẻ.Ngoài ra xưởng bia còn là nơi cungcấp men sữa cho các sơ sở sản xuất bia nhỏ khác và các phế phẩm cho các hộchăn nuôi

Xưởng bia làm việc 2 ca trong một ngày,ca1 từ 6 h 30 phút đến 14 h;Ca 2

từ 2 h đến 20h

Làm việc trong xưởng bia có 16 người,trong đó:

+) 1 quản đốc

+) 4 người làm việc trong tổ nấu

+) 4 người làm việc trong tổ lên men

+) 2 người ở tổ lò hơi

+) 1 người quản lý thu hồi CO2 và chạy lạnh

+) 2 người đóng bia và xuất hàng

+) 2 người viết hoá đơn

1.2 NGUYÊN LIỆU VÀ NHIÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA

 Malt đại mạch

Đây là nguyên liệu chính cho sản xuất bia.Xưởng sử dụng loại malt đạimạch Pilsen hai hàng mùa xuân được nhập từ Cộng hoà Sec.Bao bì đựng maltchứa được 50 kg malt.Lượng malt sử dụng cho 1 mẻ là170-180 kg (chiếmkhoảng 60%)

Một số chỉ tiêu chất lượng chủ yếu của malt:

− Loại hạt kích thước 2,5 mm chiếm 90,4%

− Độ Èm < 8%

Hoa sử dụng cho quá trình nấu là loại hoa cánh.Lượng hoa cánh sử dụngcho một mẻ nấu là1.8 kg hoa.

Nấm mên sử dụng cho quá trình lên men là chủng Saccharomyces

carslberrgensis được nhân giống tại phòng đồ uống.

MẶT BẰNG

1.3 THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

Ban đầu gạo và malt được nghiền nhỏ và đóng từng bao tải được cân sẵn.Tại nồi nấu cháo ,mở van cho khoảng 500 l nước vào nồi ,bật cánhkhuấy.Đổ vào nồi 120 kg bột gạo cùng với 57,5 g chế phẩm enzimTecmamyl 120 L Giữ nguyên cánh khuấy khoảng 15 phút thì cấp hơi vànâng nhiệt độ dịch cháo lên 92° C và giữ nhiệt độ hồ hoá này 15 phút Tiếptục nâng nhiệt độ khối dịch lên 100° C và giữ trong 50 phót sau đó để nguộimột lúc trước khi bơm dịch sang nồi đường hoá

Trước khi bơm dịch cháo thì tiến hành ngâm malt ở nồi đường hoá.Mởvan xả khoảng 800 l nước vào nồi đường hoá Bật cánh khuấy rồi từ từ đổ

170 kg malt vào nồi tiến hành ngâm trong vòng 10 – 15 phót

Bơm dịch hồ hoá sang nồi đường hoá sao cho nhiệt độ đạt 52° C và giữ nhiệt

độ này trong khoảng 50 phút tạo điều kiện thuận lợi cho enzim proteazahoạt động Dùng hơi nâng nhiệt độ khối dịch lên 65° C và giữ nhiệt độ nàytrong 50 phút.Tiếp tục nâng nhiệt độ dịch lên 72° C và giữ trong 45 phút.Kết thúc giai đoạn này ta thử dịch xem đã đạt chưa bằng dung dịch I2 0,02N.Nếu dịch màu vàng óng thì quá trình đường hoá đã đạt

Cuối cùng là giai đoạn nâng nhiệt độ dịch lên 78° C và giữ trong vòng 15phút rồi đem đi lọc

Kết thóc giai đoạn đường hoá dịch đường hoá dịch đường được lọc vàrửa bã bằng máy lọc khung bản trong thời gian khoảng 45 phót

Dịch đường sau quá trình lọc được bơm toàn bộ vào nồi nấu hoa.Saukhi bơm hết dịch vào nồi tiến hành mở van hơi cấp nhiệt cho nồi nấu hoa.Bậtcánh khuâý đun sôi dịch đường được khoảng 15 phút thì tiến hành cho hoa

Hoa cánh là 1.8 kg được chia làm 3 phần bằng nhau cho vào nồi 3lần:Lần đầu cho 0.6 kg hoa vào nồi và giữ trong 30 phút Lần 2 cho 0,6 kghoa và giữ trong 30 phút Cuối cùng cho nốt số hoa còn lại vào nồi và giữtrong 15 phút trước khi kết thúc

Kết thúc quá trình đun hoa dịch đường được bơm vào thùng lắng theophương tiếp tuyến với thùng.Với tốc độ bơm rất lớn nó tạo ra một dòng xoáychất lỏng đi trong thùng.Các hạt cặn bã sẽ bị lực li tâm và trọng lực cuốnxuống đáy thùng.Thời gian bơm lắng mất khoảng 30 phót

Tiếp đó dịch đường được làm lạnh bằng máy làm lạnh 2 cấp.Dịch đi rakhỏi máy lạnh thứ nhất tiếp tục đi vào máy lạnh thứ hai vơí tác nhân làm lạnh

là glycol.Nhiệt độ của dịch ở đây sẽ được hạ xuống nhiệt độ khoảng 12-14° Ctrước khi bơm đi lên men

Quá trình lên men được tiến hánh trong thiết bị hình trụ đáy côn có thểchứa được 4 mẻ nấu.Khoảng cách giữa các mẻ nấu bơm vào không quá 4 h vàngười ta phải khống chế nhiệt độ lên men chính ở 14 – 15° C trong khoảng 1tuần rồi tiến hành hạ phụ.Nhiệt độ lên men phụ từ 2 – 4° C kéo dài Ýt nhất 10ngày

Ngoài ra trong quá trình lên men chính người ta còn phải tiến hành đocác chỉ số của dịch lên men như độ Bx ,pH và tiến hành thu hồi CO2 trongquá trình lên men

Cuối cùng là giai đoạn lọc trong bia bằng máy lọc tinh trước khi đưabia vào tàng trữ và bão hoà CO2

Chi tiết về qui trình sản xuất bia sẽ được trình bày dưới đây

Sơ đồ dây chuyền

PHẦN 2- DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BIA

2.1 NGHIỀN MALT VÀ GẠO.

Bộ phận nghiền của xưởng bia thực phẩm có bố trí 1 máy nghiền trục đểnghiền malt và 2 máy nghiền búa dùng để nghiền gạo.Malt và gạo đượcnghiền và được đóng vào từng bao tải.Hoạt đông của phân xưởng không phảiliên tục mà tuỳ thuộc vào yêu cầu sản xuất bia của nhà máy

2.1.1 Mục đích quá trình nghiền.

Trong quá trình sản xuất bia thì nghiền malt và gạo là các khâu đầutiên cuả quá trình.Quá trình nghiền sẽ làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa nguyênliệu với nuớcvà các enzim.Do vậy nó giúp cho quá trình nấu chín cũng nhưcác quá trình thuỷ phân khác của nguyên liệu xảy ra nhanh hơn.Cả nghiềnmalt và gạo đều phục vụ cho quá trình nấu được dễ dàng đạt được mục đích

đề ra.Tuy vậy nghiền malt và nghiền gạo vẫn có những yêu cầu,đòi hỏi khácnhau

2.1.2 Nghiền malt.

Malt là một sản phẩm được tạo ra từ hạt đại mạch.Người ta cho hạt đạimạch nẩy mầm ở điều kiện nhân tạo.Trong điều kiện đó,các enzim thuỷ phân

trong hạt phân cắt các hợp chất hữu cơ cao phân tử thành các sản phẩm thấpphân tử,các enzim oxy hoá khử giả phóng năng lượng để nuôi cấy câynon;trong phôi thực hiện quá trình tổng hợp tế bào thực vật.Đến một lúc nàođó,khối lượng và hoạt lực của các enzim này đạt đến giá trị tối đa trong điềukiện cho phép thì con người đình chỉ sự sống của mầm non và giữ lấy hệenzim với hoạt lực rất cao.

Thành phần của malt chủ yếu là vỏ và nội nhũ.Vỏ của hạt cấu tạo chủyếu từ xenluloza,linhin,một số chất khoáng,chất màu và chất đắng…Các hợpchất xenluloza,lilinhin là những chất không tan trong nước và không hề thayđổi cấu trúc dưới tác dụng của các hệ enzim trong malt.Các thành phần cònlạI của vỏ Ýt nhiều có thể hoà tan vào nước trong dịch đường.Như vậy chúng

sẽ làm cho bia có vị đắng ,mất ngon.Nếu nghiền vỏ càng nhỏ chúng càng dễ

bị hoà tan.Do đó quá tình nghiền malt vỏ càng nguyên vẹn càng tốt.Điều đócòn có lọi cho quá trình lọc dịch đường bằng máy lọc khung bản sau này.Quátrình lọc sẽ dễ dàng hơn nếu vỏ malt còn lớn

Máy nghiền trục cấu tạo chủ yếu là 2 trục chuyển động ngược chiềunhau,chúng được dẫn động nhờ một mô tơ điện và hệ thống dây curoa.Maltđược đổ từ trên xuống,qua 1 phễu và đi qua cặp trục chuyện động ngượcchiều nhau.Tại đây malt được nghiền dập ra;các nội nhũ của malt nghiềnthành bột còn vỏ trấu thì không.Sau khi nghiền,malt rơi xuống đáy ra ngoài

2.1.3 Nghiền gạo.

Gạo là nguyên liệu thay thế malt đại mạch để làm giảm giá thành sảnxuất bia.Đây là loại nguyên liệu thay thế malt đại mạch được sử dụng rất phổbiến ở các nhà máy bia nước ta.Gạo có hàm lương tinh bột khá cao,protein ởmức vừa phải còn chất béo và xenluloza ở giá trị giới hạn thấp.Do vậy gạo lànguyên liệu thay thế lý tưởng cho sản xuất bia

Cấu trúc tinh bột của gạo rất cứng và ở dạng hạt,gạo rất khó bị thuỷphân.Chính vì vậy mục đích của nghiền gạo ở đây là nghiền thật nhỏ.Cấu tạo

của máy nghiền gạo có các búa gắn trên 4 trục.Khi trục quay sẽ đập các hạtgạo thành bột nhỏ mịn rơi xuống sàng và được quạt gió hút vào túi đựng bộtgạo.Nếu bột gạo chưa đủ nhỏ để lọt qua sàng thì được giữ lại và búa sẽ đậptiếp đến đủ nhỏ thì lại đưọc quạt gió hút vào túi.

2.2 GIAI ĐOẠN NẤU NGUYÊN LIỆU

Đây là một trong những quá trình quan trọng nhất trong sản xuất

bia.Malt và gạo của một mẻ nấu sẽ được hoà trộn cùng với nước trong hai nồinấu cháo và nồi đường hoá để thực hiện quá trình đường hoá

2.2.1 Quá trình nấu cháo.

Trong một ngày thường tiến hành 4 mẻ nấu Sau mỗi mẻ nấu cần tiếnhành vệ sinh nồi nấu sạch sẽ.Công nhân dùng thang trèo vào bên trong,dùngbàn chảI cọ sạch mặt trong của nồi sau đó cho nước vào xối sạch

2.2.1.3 Giải thích các điều kiện công nghệ.

Các hạt tinh bột của gạo bình thường nằm trong các màng tế bào,khinghiền thì một phần các màng tế bào đó bị phá vỡ.Phần còn lại sẽ ngăn cản sựtiếp xúc của enzim với tinh bột làm chậm quá trình thuỷ phân tinh bột.Quátrình nấu sẽ làm phá vỡ màng tế bào,giải phóng tinh bột hoà tan vào nước tạođiều kiện cho các enzim thực hiện quá trình thuỷ phân được dễ dàng

Trong quá trình tăng nhiệt các hạt nguyên liệu sẽ trải qua quá trìnhhút nước,trương nở hồ hoá, hoà tan tinh bột.Quá trình tăng nhiệt phải diễn ra

từ từ để tránh hiện tượng tăng nhiệt cục bộ,cháo dễ bị cháy và bám vào thànhnồi ngăn cản quá trình truyền nhiệt và làm giảm chất lượng mẻ nấu

Cánh khuấy hoạt động có tác dụng khuấy đều khối cháo làm phân bốđều nhiệt trong toàn bộ khối cháo, gúp nó chín đều hơn.Trong khi đó việc bổsung chế phẩm enzim tecmamyl trong quá trình nấu cháo có tác dụng rất quantrọng.Dưới tác dụng của enzim,tinh bộ bị phân cắt thành phần lớn các dextrin

và một Ýt đường glucoza (nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của enzim này là 92°C).Việc bổ sung enzim trong giai đoạn nấu cháo này còn có tác dụnglàm cháokhông bị lão hoá khi chuyển từ nhiệt độ cao xuống nhiệt độ thấp.Kết quả làdịch cháo sau khi nấu sẽ chứa phần lớn là các dextrin một lượng nhỏ glucoza

và các sản phẩm thuỷ phân khác

2.2.1.4 Thiết bị nấu cháo

Nồi nấu cháo có dạng hình trụ và phần dưới có cấu tạo hai vỏ để đunnóngđun nóng dịch cháo

Nồi nấu cháo

độ khối cháo hạ xuống 83° C.

Tiến hành bơm toàn bộ khối cháo từ nồi nấu cháo sang nồi đườnghoá,duy trì ở 52° C.Nếu nhiệt độ khối dịch chưa đạt 52° C thì tiến hành mởthêm van cấp hơi để đạt tới 52° C và giữ nhiệt độ này trong 50 phút Bề mặttrao đổi nhiệt ở đây là vòng xoắn ruột gà một lớp

Sau 50 phút tiến hành điều chỉnh van hơi nâng nhiệt độ khối dịch lên65° C và duy trì trong 50 phót

Tiếp đến ta nâng nhiệt độ khối dịch lên 72° C rồi giữ nhiệt độ này trongvòng 45 phút.Kết thúc giai đoạn 72° C ta kiểm tra khả năng đường hoá củamalt bằng cách thử với dịch Iot 0,02N.Nếu màu dịch vàng óng thì quá trìnhđường hoá tốt.Nếu dịch còn màu xanh thì quá trình đường hoá chưa kết thúc Cuối cùng,tiến hành nâng nhiệt độ từ 72° C lên 78° C rồi giữ nhiệt độnày trong vòng 20 phót sau đó đem đi lọc

Còng nh quá trình nấu cháo, sau khi kết thúc đường hoá phải tiến hànhquá trình vệ sinh nồi nấu sạch sẽ.Quá trình vệ sinh nồi đường hoá tương tự

nh vệ sinh nồi nấu cháo

2.2.2.3 Giải thích các điều kiện công nghệ

Trong quá trình đường hoá,nhiệt độ khối dịch tăng dần từ 52° C đến78° C và chia thành các khoảng thời gian khác nhau ứng với mỗi nhiệt độ xácđịnh

Tại nhiệt độ 52° C là nhiệt độ thích hợp cho enzim proteaza hoạt độngthuỷ phân protein thành các sản phẩm như axit amin, peptid, albumoza,pepton, polypeptid.Các sản phẩm thấp phân tử như a.amin,peptid là nguồndinh dưỡng cho nấm men sau này sinh trưởng và phát triển còn pha có phân

tử lượng trung bình albumoza,pepton,polypeptid góp phần tạo vị đậm

đà ,tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt cho bia.Cơ cấu các sản phẩm thuỷphân protein phụ thuộc vào nhiệt độ tiến hành đạm hoá.Theo nhiều nghiêncứu thì nhiệt độ tối ưu tích luỹ đạm tổng số là từ 50-55° C

Nhiệt độ hoạt động của β-amylaza đại mạch thích hợp ở 65° C.Tại nhiệt

độ này β-amylaza sẽ thuỷ phân tinh bột thành các đường mantoza,do vậy ởnhiệt độ này thì hàm lượng đường maltoza cũng như các đường có khả nănglên men khác tăng lên đáng kể theo thời gian

Tiếp tục ta nâng nhiệt độ lên 72° C và giữ trong 45 phút và đây là nhiệt

độ thích hợp cho enzim α-amylaza của malt đại mạch hoạt động phân cắt tinhbột và các dextrin phân tử lượng lớn thành các dextrin phân tử lượng thấp Như vậy ở các nhiệt độ khác nhau,quá trình đường hoá đã tạo ra rất nhiềucác sản phẩm thuỷ phân hoà tan khác nhau dưới tác dụng cuả 2 loại enzimchính là amylaza và proteaza.Ngoài các quá trình thuỷ phân tinh bột vàprotein thì còn có các quá trình thuỷ phân khác như thuỷ phân hemixeluloza

và các quá trình phi enzim.Tỉ lệ các sản phẩm thuỷ phân này phụ thuộc rấtnhiều vào chất lượng malt đại mạch ,gạo và chế độ thuỷ phân

2.2.2.4 Thiết bị đường hoá

Nồi đường hoá có cấu tạo hình trụ với các thông số như sau:

§éng c¬

NhiÖt kÕ

N íc ng ng

B¬mèng ruét gµ

Nåi ® êng ho¸

N íc vµo

2.3 GIAI ĐOẠN LỌC BÃ,NẤU HOA VÀ LÀM LẠNH DỊCH ĐƯỜNG.

Quá trình lọc chia làm 2 giai đoạ lọc nước 1 và lọc rửa bã:

Lọc nước 1:Mở van cấp dịch ,van hồi,khởi động bơm dịch lọc.Lúc đầucác van trên bản được khoá lại,trừ van cuối cùng.Khi nào dịch trong van cuốinày chảy ra thì tiến hành mở các van còn lại để dịch lọc chảy ra.Nguyên tắclọc của máy lọc khung bản xảy ra như sau:

Dịch đường đi vào máy lọc có pha lỏng và pha rắn.Dưới áp lực củabơm,dịch đi vào khung,tại đây pha lỏng thấm qua vải lọc đi vào bản qua vòi

ra ngoài.Còn pha rắn là các bã bị giữ lại trong khung.Thời gian lọc thường tốnkhoảng 45 phót Khi lọc hết dịch đường hoá thì chuyển sang giai đoạn lọc rửabã

Lọc rửa bã: Sau khi lọc hết dịch đường,tiến hành bơm nước nóng từ nồinước nóng vào nồi đường hoá rồi bơm dịch từ nồi đường hoá vào máy lọc đểthực hiện quá trình rửa bã.Quá trình này nhằm mục đích thu hồi các chất hoà

tan còn sót lại trong bã.Cần chú ý nước rửa trong nồi đường hoá không đượcvượt quá 78° C.Toàn bộ dịch lọc và dịch rửa bã chảy xuống máng hứng sẽđược bơm vào nồi nấu hoa.

Kết thúc quá trình lọc tiến hành vệ sinh máy và vải lọc.Công việc thựchiên bằng cách tháo rời các khung và bản,xả nước vào khung, bản và vải lọc

đẻ cho trôi hết các chất cặn bã ra ngoài

2.3.1.3 Cấu tạo máy lọc khung bản.

Máy lọc khung bản có cấu tạo nh hình bên

Máy lọc có 39 khung và bản được làm bằng gang xếp xen kẽ nhau có thểtháo ra lắp vaò dễ dàng.Chúng được gá lên thành thiết bị nhờ hai tai treo ở haibên trong đó bản dùng để lắp vải còn khung thì chứa bã

Các bản có kích thước 670x670x20 và có rãnh để dịch lỏctong đi theo đó

ra ngoài và theo các ống bố trí trên sườn của bản.Bản được bọc bằng một lớpvải lọc,cả lớp vải và bản đều được đục lỗ ăn khớp với nhau và ăn khớp vớikhung tạo thành đường ống dẫn dịch đi vào trong thiết bị

Các khung có kích thước 670x670x50 là một khối rỗng,thành phía trên

có đục lỗ

Sự kết hợp của polyphenol với các hợp chất protein cao phân tử tạothành các phức chất dạng màng nhầy kéo theo các phần tử cặn trong dungdịch kết lắng.do vậy độ bền keo của dịch đường tăng lên vàthành phần sinhhọc của nó ổn định.

Các chất trích ly từ hoa houblon tham gia vào quá trình tạo bọt vàchúng là tác nhân giữ bọt cho bia sau này.Ngoài ra quá trình nấu dịch đườngvới hoa houblon còn xảy ra một số biến đổi có lợi khác như làm tăng độ chuađịnh phân,tăng cường độ màu,giảm độ nhớt của dịch đường

Hoa cánh là 1.8 kg được chia làm 3 phần bằng nhau chovào nồi 3 lần: +) Lần đầu cho 0.6 kg hoa vào nồi và giữ trong 30 phót

+) Lần 2 cho 0,6 kg hoa và giữ trong 30 phót

+) Cuối cùng cho nốt số hoa còn lại vào nồi và giữ trong 15 phúttrước khi kết thúc

Kết thúc quá trình nấu hoa thì để hỗn hợp dịch lắng lại trong 5-10 phútrồi mở van xả đáy cho dịch đi qua một lưới lọc để giữ lại xác hoa,sau đó bơmdịch vào thùng lắng

Còng nh các nồi nấu cháo và nồi đường hoá,sau khi ngừng đun hoa thìtiến hành vệ sinh nồi nấu hoa sạch sẽ