L ỜI CẢM ƠN
4.3 QUÁ TRÌNH LÊN MEN VÀ LÀM TRONG BIA
4.3.1 Sơ đồ quy trình lên men và làm trong bia:
Hình 17: Sơ đồ quy trình lên men và làm trong bia
4.3.2 Thuyết minh quy trình:
Quá trình lên men là quá trình quan trọng trong sản xuất bia, quan trọng và phức
tạp nhất là quá trình lên men rượu của các loại đường trong cơ chất.
Lên men dịch đường houblon hóa diễn ra qua hai giai đoạn:
Lên men chính kéo dài 7 ÷ 12 ngày đối với bia vàng và 12 ÷ 18 ngày đối
với bia đen. Nhiệt độ lên men là 6 ÷ 8oC
Lên men phụ 13 ÷ 14 ngày ở nhiệt độ - 1 ÷ 5oC
Nấm men Malturex-L Lọc hấp phụ Lọc an toàn Pha bia Bồn TBF Bột trợ lọc Vicant Lọc cơ học Lên men phụ Lên men chính Nước nha lạnh Bột PVPP Thu hồi CO2 Dằn áp
Nước nấu bia
Lọc tinh 1 Gia nhiệt Dằn áp Thổi CO2 Làm lạnh nhanh Bồn chứa Lọc tinh 2
Nước pha bia Bồn trung gian
Lên men chính:
Nhằm chuyển hóa đường trong dịch nha thành ethanol, CO2 cùng với các sản
phẩm phụ khác tạo hương vị đặc trưng cho bia.
Cách tiến hành: nước nha sau khi làm lạnh ở nhiệt độ 6 ÷ 8oC và sục khí, được đưa vào các tank để lên men. Trước khi bơm nước nha, tiến hành triệt trùng đường ống bằng nước nóng, sau đó dẫn nước nha vào tank đồng thời cấy men vào.
Men giống sử dụng ở đời thứ 3 ÷ 8, tỉ lệ men chết dưới 2%, lượng men cấy vào khoảng 20.106 ÷ 30.106 tb/ml, đồng thời thêm 1 lượng nhỏ phụ gia Malturex - L để
rút ngắn thời gian lên men. Trong quá trình lên men chính, phải làm lạnh vùng trên của tank lên men so với vùng dưới nhằm tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ tạo ra sự đảo
trộn trong lòng dịch lên men.
Phải kiểm tra oPlato mỗi ngày để xác định thời điểm kết thúc quá trình lên men
chính, thông thường còn khoảng 3,3 ÷ 3,5oPlato thì kết thúc (thực tế là 2,7oPlato thì tiến hành rút men). Trước khi chuyển sang lên men phụ, hạ nhiệt độ về 4 ÷ 5oC để ức chế hoạt động của nấm men và làm chậm tốc độ lên men nhằm giữ lại một lượng
chất hòa tan có thể lên men được cho giai đoạn lên men phụ, mặt khác tạo điều kiện
cho nấm men kết lắng.
Trước khi tiến hành thu hồi men ta tiến hành mở van ở dưới đáy tank xả bỏ hết
xác của những tế bào nấm men chết. Sau đó men thu hồi được bơm về 2 tank, tồn
trữ ở nhiệt độ 4oC. Cần lưu ý, phải thường xuyên kiểm tra áp suất, xả cặn để loại bỏ
men chết và các kết tủa lạnh. Đồng thời, đếm mật độ nấm men và đo oPlato để xác định tốc độ lên men và điều chỉnh cho phù hợp. Thông thường độ Plato ban đầu khi đầy tank là 13oP, nó sẽ giảm trong quá trình lên men do nấm men sử dụng để phát
triển sinh khối.
Sự sinh sản và phát triển của tế bào nấm men phụ thuộc các yếu tố: mật độ nấm
men gieo cấy ban đầu, trạng thái sinh lý, nhiệt độ dịch lên men và môi trường bên
ngoài, nồng độ chất hòa tan, pH của dịch đường houblon hóa.
Lên men phụ:
Lên men phụ được thực hiện trong các điều kiện: Nhiệt độ lên men: -1÷ 5oC
Áp suất: 0,6 bar.
Đặc trưng của quá trình lên men phụ là lên men rất chậm với một lượng đường không đáng kể. Quá trình quan trọng nhất của lên men phụ chính là làm chín bia, quá trình này có ý nghĩa lớn đối với việc hình thành vị, bọt và quyết định độ bền
Một trong những quá trình quan trọng xảy ra khi lên men phụ và tàng trữ bia là sự hòa tan CO2 vào trong bia. CO2 giúp bia có khả năng tạo bọt tốt, đồng thời cũng
là chất bảo quản, ức chế sự phát triển của vi sinh vật trong bia.
Trong quá trình lên men phụ, chất có ảnh hưởng lớn nhất đó là diacetyl, nó đánh
dấu quá trình chuyển từ lên men chính sang lên men phụ đồng thời nó cũng là chất
gây ảnh hưởng lớn nhất đến hương vị của bia.
Bảng 7: Một số tiêu chuẩn bia sau khi lên men phụ:
Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị mong muốn Tiêu chuẩn
Độ hoà tan biểu kiến oPlato 2,65 2,4 ÷ 3,3 Độ cồn ở 20oC %v/v 5,6 5,2 ÷ 5,9
pH 4,2 4 ÷ 4,4
Độ hoà tan nguyên thuỷ oPlato 13 12,6 ÷ 13,4
(Nguồn: Tài liệu quản lý chất lượng của công ty bia Sài Gòn – Miền Tây)
* Loại bỏ các sản phẩm phụ:
Sau quá trình lên men phụ, các hợp chất bay hơi còn sót lại trong bia với hàm
lượng vượt tiêu chuẩn cho phép sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng bia thành phẩm,
vì vậy cần loại bỏ những sản phẩm này. - Loại bỏ diacetyl trong bia:
Khả năng loại bỏ diacetyl của nấm men rất lớn, khả năng này không thay đổi suốt quá trình lên men chính, sau đó giảm dần ở lên men phụ, các chủng nấm
men khác nhau thì khả năng loại bỏ cũng khác nhau.
Tốc độ thải bỏ phụ thuộc vào lượng nấm men còn lại trong bia và điều kiện tiếp xúc giữa nấm men và diacetyl trong bia. Nếuđiều kiện tiếp xúc tốt
- Loại bỏ aldehyde: Aldehyde quan trọng nhất là acetaldehyde, nó được hình thành trong bia non ở 3 ngày đầu của quá trình lên men, nó gây cho bia non có mùi táo, mùi cỏ mục và mùi mốc.
Các yếu tố làm tăng acetaldehyde: lên men nhanh, nhiệt độ cao, tỷ lệ men cấy cao, hàm lượng O2 trong dịch đường thấp, dịchđường bị nhiễm.
Các yếu tố giúp loại bỏ acetaldehyde: kích thích cho quá trình lên men phụ
và làm chín bia mạnh mẽ hơn, nhiệt độ ở quá trình làm chín bia ấm hơn, gia
tăng hàm lượng nấm men trong giai đoạn làm chín bia.
- Cồn bậc cao: Khoảng 80% cồn hình thành trong quá trình lên men chính, trong
giai đoạn tồn trữ tăng rất ít và không thể loại bỏ bằng những phương pháp kỹ
Hàm lượng cồn bậc cao tăng do: nhiệt độ lên men cao, làm xáo trộn bia non,
hàm lượng oxy sục vào dịch đường khi cấy men quá nhiều. Hàm lượng cồn bậc
cao sẽ giảm nếu: cấy men và lên men ở nhiệt độ thấp, dằn áp sớm.
- Ester: là hợp chất tạo hương quan trọng, nếu hàm lượng cao sẽ cho mùi trái cây và vị đắng khó chịu, được hình thành trong suốt quá trình lên men chính do các acid béo bị ester hóa bởi ethanol và một lượng nhỏ cồn bậc cao.
Hàm lượng ester giảm khi: độ hòa tan nguyên thủy của dịch đường thấp, độ
lên men triệt để giảm, cung cấp đủ oxy, tránh xáo trộn trong quá trình lên men và tàng trữ.
- Hợp chất sulfur:
H2S: hình thành trong suốt quá trình lên men từ các acid amin chứa sulfur.
Mercaptan: là những thioalcohol, gây mùi xấu cho bia.
DMS: một số ít có thể được thải ra theo CO2 để hạn chế chúng thì cần điều
khiển tốt quá trình sản xuất malt và đun sôi dịch đường.
Lọc bia thành phẩm:
Mục đích của quá trình này là loại bỏ những kết tủa gây đục cho bia như: polyphenol, cặn nấm men, làm tăng độ bền, thời gian bảo quản cũng như làm tăng
giá trị cảm quan của bia.
- Lọc trong: Nguyên tắc lọc là dựa trên sự chênh lệch áp suất. Mục đích là loại bỏ
các cặn cơ học như: nấm men chết, cặn kết tủa làm cho bia trong hơn.
- Lọc hấp phụ:
Mục đích (lọc Fom) nhằm loại bỏ hết polyphenol (đây là chất gây nhức đầu), đồng thời ngăn chặn sự hình thành phức protein- polyphenol trong bia (đây là nguyên nhân gây đục trong quá trình tồn trữ và bảo quản tại TBF).
Bia được bơm từ trên xuống cùng với các hạt PVPP sẽ hấp thụ polyphenol. Sau
đó bia sẽ vào ống trung tâm và ra ngoài theo đường ống dưới đáy thiết bị để chuyển
sang máy lọc Securox.
- Lọc an toàn (Securox): không sử dụng bột trợ lọc, mà chỉ dùng các cột lọc.
Mục đích là lọc tinh lại lần nữa để loại bỏ hết tất cả phần cặn chưa lọc hết.
Dịch bia sau khi lọc được chuyển sang bồn trung gian trước khi qua hệ thống
pha bia. Bia được chứa trong bồn trung gian để ổn định mức bia, áp suất, không bị
quá nhiều bọt.
Lọc nước pha bia:
Nhiệt độ nước pha bia là 2oC. Nước sử dụng để pha bia được khử oxy và kiểm tra vi sinh, hàm lượng oxy còn lại trong nước không quá 0,05ppm.
Nước để pha bia là thành phần quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bia thành phẩm.
Pha bia và tồn trữ tại TBF:
Bia sau khi lên men có độ cồn lớn hơn độ cồn mong muốn nên cần pha bia,
nhằm tạo độ hài hòa cho sản phẩm cũng như có lợi về mặt kinh tế. Quá trình pha bia
được thực hiện bằng hệ thống tự động với nước khử oxy tỷ lệ phối trộn đã được cài
đặt sẵn.
Trong quá trình pha cần chú ý đến: tỷ lệ phối trộn, hàm lượng CO2 hòa tan, độ
cồn. Sau khi pha xong, bia được đưa đến TBF để tồn trữ ở nhiệt độ 2 ÷ 5oC, thời
gian chứa từ 5 ÷ 6 giờ, dằn áp bằng CO2 nhằm đảm bảo chất lượng và không tạo bọt
4.4 QUY TRÌNH CÔNG ĐOẠN THÀNH PHẨM 4.4.1 Sơ đồ quy trình công đoạn thành phẩm: 4.4.1 Sơ đồ quy trình công đoạn thành phẩm:
Hình 19: Sơ đồ quy trình công đoạn thành phẩm
Chai trong két Dỡ chai Chai bẩn Rửa chai Soi chai 1 Chiết, đóng nắp Thanh trùng Soi chai 2 Sấy khô nắp, cổ chai
Dán nhãn, in date Kiểm tra nhãn Bốc chai vào két Kho thành phẩm Két bẩn Rửa két Két sạch Bia, CO2
4.4.2 Thuyết minh quy trình:
Súc chai: vệ sinh chai dơ, tái sử dụng nhằm tiết kiệm chi phí.
Chai dơ được thu hồi và vận chuyển đến nhà máy được đưa vào máy rửa bằng
hệ thống bốc dỡ chai. Khi vào máy súc chai, chai dơ được ngâm trong nước nóng
khoảng 40oC để làm mềm keo và rửa sơ bộ. Kế tiếp, chai đi qua bồn chứa NaOH và hóa chất Stabilon CN trong khoảng 15 ÷ 20 phút, nhờ đó các nhãn chai, foli nhôm sẽ được hòa tan và đi qua vòi phun cao áp để loại bỏ nhãn thân trong quá trình ngâm. Nhiệt độ soude không được thấp hơn vì nó không thể hòa tan nhãn ở cổ chai,
không thể cao hơn vì nó làm vỡ chai và tốn năng lượng. Sau đó chai được đưa vào
bồn nước nóng 55 ÷ 60oC, bồn nước nóng 50oC, vòi nước lạnh 40oC nhằm hạ nhiệt
chai từ từ tránh vỡ chai do sốc nhiệt, cuối cùng được rửa bằng nước sạch 30oC. Chai sạch được kiểm tra lần nữa bởi công nhân để loại bỏ chai không đạt yêu cầu như: nứt miệng, mặt trong có vật lạ. Sau đó tiếp tục đi vào hệ thống chiết chai.
Chiết chai và đóng nắp:
Mục đích: định lượng sản phẩm, đóng
chai, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình bảo quản và vận chuyển.
Bia chứa hàm lượng CO2 khá cao nên dễ xảy ra sự trào bọt, nếu bọt trào thì bia mất nhiều CO2, giảm khả năng tạo và giữ
bọt, hương vị giảm mạnh. Do đó bia được
chiết theo nguyên tắc đẳng áp, cân bằng áp
suất trong chai và bầu chiết nên dòng bia từ
bầu chiết vào chai không bị thay đổi áp suất
đột ngột nên tránh sự trào bọt. Hình 20: Máy chiết
Quá trình chiết được thực hiện như sau:
+ Hút chân không: chai vào máy được giữ chặt, khi đó van chân không mở ra,
không khí trong chai bị hút ra ngoài.
+ Nạp CO2: sau khi hút chân không, van chân không đóng lại và van ở bầu
CO2 mở ra, CO2 từ bầu chứa tràn vào chai. Quá trình nạp CO2 và hút chân không
được lặp lại 2 lần để loại bỏ hoàn toàn không khí và nước trong chai.
+ Chiết bia: khi áp suất trong chai và bầu chiết cân bằng thì van chiết sẽ mở ra.
Khi van chiết mở, bia chảy vào chai và chảy về khoảng trống bên trong thùng chứa
bia, nhờ đó sẽ giúp loại trừ hiện tượng trào bọt, sự xâm nhập của oxy không khí và loại trừ CO2 tiêu hao. Điều này giúp quá trình chiết không chảy tràn làm hao bia.
Sau khi bia vào chai, các chai bia này sẽ đi qua vòi nước nóng 75 ÷ 80oC để
tạo bọt chảy tràn đến miệng chai, nhờ vậy các khí trơ sẽ được thổi ra ngoài tránh bia khỏi bị oxy hóa. Sau đó bia đi vào máy đóng nắp với công suất tương ứng với máy
chiết. Nắp chai chuyển từ silo theo băng tải đứng bằng nam châm vĩnh cửu và rớt
xuống băng tải ngang vận chuyển đến máy đóng nắp. Thanh trùng:
Mục đích nhằm hoàn thiện sản phẩm, ức chế hoạt động nấm men mốc, tạp
khuẩn nhằm kéo dài thời gian bảo quản. Thanh trùng bia theo nguyên tắc thanh
trùng Pasteur.
Máy thanh trùng được chia thành 9 khoang thanh trùng có nhiệt độ khác nhau.
Trong đó, khoang 1, 2, 3 là vùng nâng nhiệt, khoang 4, 5, 6 là vùng thanh trùng, khoang 7, 8, 9 là vùng hạ nhiệt.
Sau khi chiết xong, bia được các băng tải chuyển vào thanh trùng. Quá trình thanh trùng thực hiện bằng cách phun trực tiếp nước lên chai (hệ thống phun không áp). Nước tưới vào các chai bia được bơm tuần hoàn giữa các khoang.
Chai bia sau khi thanh trùng sẽ được thổi khô bởi khí, sau đó được kiểm tra độ đầy và dơ bên trong nhằm đảm bảo chất lượng của sản phẩm.
Dán nhãn, hoàn thiện sản phẩm:
Chai sau khi thanh trùng được băng tải đưa qua máy dán nhãn. Nhãn, foli nhôm sẽ được dán tự động vào chai nhờ bộ phận bơm keo nguội. Trên vòng quay của bàn chai có gắn các chổi quét giúp nhãn, foli nhôm dính chặt vào chai. Ra khỏi
máy dán nhãn, các chai sẽ được in date nhờ mắt soi.
Chai tiếp tục theo băng tải và được công nhân loại ra những chai không đạt
yêu cầu về nhãn, foli, indate. Sau đó đến máy bốc chai vào két. Tại đây chai được định vị và bốc xếp vào két (20 chai/két).
Cuối cùng các két bia đi ra ngoài theo băng tải và được công nhân xếp lên các pallet gỗ rồi được xe vận chuyển vào kho, và được phòng kỹ thuật lấy mẫu để kiểm
tra các chỉ tiêu. Nếu đạt sẽ được đem đi phân phối đến tay người tiêu dùng.
Bảng 8: Chỉ tiêu bia thành phẩm:
Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị mong muốn Tiêu chuẩn Mức chấp nhận dưới Mức chấp nhận trên Độ cồn ở 20oC % v/v 4,9 4,8 ÷ 5 4,7 5,1 Độ hòa tan nguyên
thủy
o
Độ hòa tan biểu kiến oPlato 2,2 2,08÷2,35 2 2,4 Hàm lượng CO2 hòa tan g/l 4,8 4,8 ÷ 5 4,5 6 Độ màu EBC 6,5 6,5 ÷ 7,5 6 8 Hàm lượng diacetyl mg/l ≤ 0,05 < 0,07 ≤ 0,1 Độ đắng BU 21 20 ÷ 22 18 24 Độ hấp Tốt Tốt Tốt Tốt Độ trong % Neph < 10 ≤ 10 ≤ 20
(Nguồn : Tài liệu quản lý công ty bia Sài Gòn – Miền Tây)
4.5 HỆ THỐNG CIP
Quy trình CIP các đường ống công nghệ:
Chạy nước lạnh 10 phút.
Chạy soude nóng (nồng độ 15 ÷ 20%) trong 15 ÷ 20 phút, nhiệt độ 80 ÷ 85oC. Chạy nước nóng 80 ÷ 85oC từ 15 – 20 phút.
Chạy acid Trimeta – HC (nồng độ 0,5 ÷ 1%) trong 10 phút.
Chạy nước lạnh rửa acid.
Chạy Desi tiệt trùng bằng acid peracetic trong 10 phút.
Định kì 4 lô, CIP một lần, giữa các lô cho chạy tiệt trùng ống: nước lạnh 10 phút, nước nóng 85oC trong 10 phút, nước lạnh 2oC trong 10 phút.
Quy trình CIP tank lên men và TBF: Chạy nước lạnh 10 phút.
Chạy soude (nồng độ 0,5 ÷ 1%) trong 45 phút.
Chạy nước lạnh rửa soude 10 phút.
Chạy acid (nồng độ 0,5 ÷ 1%) trong 10 phút.
Chạy nước lạnh rửa acid.
Chạy Desi tiệt trùng bằng acid peracetic trong 10 phút.
Trước khi tiếp nhận nước nha vào tank, tiến hành cho chạy tiệt trùng nước
lạnh 2oC trong 10 phút, nước nóng 85oC trong 10 phút, nước lạnh 2oC trong 10 phút rồi mới bơm nước nha vào.
CHƯƠNG 5:
KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LỌC
