Mục đích: nhằm tạo thành một đơn vị sản phẩm để thuận tiện cho việc vận
chuyển, bảo quản và phân phối đồng thời cung cấp đầy đủ các thông tin về sản phẩm đến người tiêu dùng.
Dụng cụ: máy gấp lon, máy ghép mí thùng, máy in date thùng. Thao tác:
Sau khi in date xong từng lon bia sẽ quay phần nắp lên trên và được băng tải đưa đến máy gấp lon. Thùng sau khi kiểm tra đạt yêu cầu được đưa vào máy ghép mí thùng sau đó theo băng tải chuyển đến máy gấp lon. Tại đây, hệ thống đầu hút chân không của máy gấp lon sẽ hút lon bia lên và đưa vào thùng (áp lực khoảng
0,65 ÷ 0,7 bar) mỗi lần gấp được 72 lon chia thành 3 cụm tương ứng với 3 thùng. Sau đó thùng được băng tải vận chuyển đến máy ghép mí để dán kín thùng lại. Tiếp theo từng thùng hàng sẽ di chuyển đến máy in date thùng, máy sẽ phun mực in thông tin về ngày, giờ sản xuất lên trên thành thùng, với kích thước dòng in như sau:
Chiều cao mỗi ký tự 16 ÷ 18 mm. Chiều dài mỗi ký tự 80 ÷ 85 mm.
Yêu cầu: mỗi thùng phải có đủ 24 lon, nắp thùng phải được dán kín, thông tin in
trên thùng đầy đủ và chính xác.
2.2.22 Kiểm tra thùng - chất pallet - bảo quản
Mục đích: kiểm tra nhằm xác định chính xác khối lượng của từng thùng hàng
thành phẩm, đảm bảo uy tính và chất lượng của nhà sản xuất. Chất pallet để đảm bảo quá trình vận chuyển, bảo quản và quản lí được dễ dàng.
Dụng cụ, thiết bị: cân điện tử, xe nâng, pallet, máy chất pallet.
Thao tác: từng thùng bia thành phẩm sau khi in date xong được băng tải vận
chuyển đến hệ thống cân điện tử để kiểm tra khối lượng của mỗi thùng. Giá trị mà nhà sản xuất mong muốn là 8540 ÷ 8600 gam/thùng. Những thùng có khối
lượng nhỏ hơn 8539 gam sẽ được đẩy ra ngoài theo đường riêng để xử lí. Những
thùng đạt khối lượng yêu cầu sẽ tiếp tục được băng tải vận chuyển đến hệ thống chất pallet. Tại đây từng thùng hàng sẽ được máy tự động chất lên pallet, mỗi pallet có 100 thùng. Sau đó công nhân dùng xe nâng vận chuyển các pallet này vào kho bảo quản. Kho bảo quản phải thoáng mát, khô ráo, sạch sẽ, không có ánh sáng trực tiếp chiếu vào. Bia thành phẩm được để theo từng lô riêng biệt và có ghi đầy đủ thông tin trên lô sản phẩm đó như ngày, giờ sản xuất, số lượng, mã
số lô sản phẩm,… Một giờ khoảng 800 thùng hàng thành phẩm được đưa vào kho bảo quản. Hàng trước khi xuất kho phải có giấy kết luận đạt chất lượng của ban kiểm soát chất lượng của SABECO và phòng kỹ thuật của nhà máy.
Yêu cầu: từng thùng bia thành phẩm phải có khối lương lớn hơn 8539 gam, mỗi
pallet phải có đủ 100 thùng, kho bảo quản phải thoáng mát và có sự phân biệt rõ ràng giữa các lô hàng để tránh sự nhầm lẫn.
CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT QUY TRÌNH LÊN MEN
3.1 KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI PLATO TRONG THỜI GIAN LÊN MEN Trong quá trình lên men sự thay đổi hàm lượng đường trong nước nha là yếu tố rất quan trọng nhất. Các chất hòa tan là nguồn thức ăn cho nấm men tăng trưởng sinh khối và lên men, các loại đường có thể lên men được là maltose, maltotriose, và một ít đường glucose, fructose. Saccharose được thủy phân bên ngoài tế bào nhờ enzyme invertase được định vị ngay trên màng tế bào nấm men và được tiết vào môi trường thành glucose và fructose. Trong quá trình lên men nấm men thông qua quá trình trao đổi chất và năng lượng để chuyển các glucid phân tử thấp thành rượu ethylic và CO2 theo sơ đồ phản ứng:
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + Q
Các quá trình sinh hóa xảy ra do sự xúc tác của các enzyme được hình thành trong quá trình lên men, một số sản phẩm phụ cũng được hình thành như các acid hữu cơ, các ester, rược bậc cao, aldehyd, glycerin,... Tất cả những biến đổi này dẫn đến sự thay đổi thành phần dịch đường và biến dịch đường thành bia. Thành phần và chất lượng bia phụ thuộc vào thành phần dịch đường loại nấm men, nguồn nước,...điều kiện và thao tác điều khiển quá trình lên men.
Nấm men chỉ sử dụng đường maltose và glucose để lên men. Vì vậy nếu tỷ lệ đường maltose và glucose trong dịch nước nha thấp sẽ làm giảm hiệu suất quá trình lên men.
Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi độ Plato trong các bồn theo thời gian lên men
Đ
ộ đ
ư
ờng (
Nhận xét: dựa vào sự thay đổi hàm lượng đường trong dịch lên men theo thời gian ở hình 3.1 cho thấy tốc độ của quá trình lên men. Hàm lượng đường giảm mạnh trong quá trình lên men chính (từ 1 ÷ 7 ngày lên men đầu) và giảm dần trong quá trình lên men phụ. Trong thời kỳ đầu của quá trình lên men từ ngày 1 đến ngày 7 độ đường giảm mạnh từ 12,1 ÷ 12,3 xuống còn 3 ÷ 40P do nấm men trong giai đoạn đầu sử dụng dịch đường với nhiều mục đích khác nhau như cho sự phát triển của nấm men, tăng sinh khối và chuyển đường có trong dịch nha thành C2H5OH, CO2 cùng với một số sản phẩm khác như este, aldehyde, rượu bậc cao,… góp phần tạo nên hương vị đặc trưng của bia dưới tác dụng của các tế bào nấm men sống. Đây được xem là giai đoạn lên men cực đại.
Quá trình lên men phụ này diễn ra ở nhiệt độ thấp -1 ÷ 50C và thời gian kéo dài 14 ÷ 16 ngày độ Plato thay đổi không đáng kể trong suốt thời gian lên men phụ còn lai 2,650P. Qua kết quả của 6 bồn lên men cho thấy tốc độ của mỗi bồn không giống nhau hoàn toàn. Nguyên nhân là do sự khác nhau về nguyên liệu, đời nấm men, chất lượng dịch nha,...do đó cần theo dõi và kiểm soát chặt chẽ sự thay đổi plato trong quá trình lên men để kịp thời điểu chỉnh nhiệt độ và áp suất, khống chế hay kéo dài họat động của nấm men để chất lượng bia sau lên men đạt yêu cầu kỹ thuật.
3.2 KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MẬT ĐỘ NẤM MEN VÀ ĐỜI MEN ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN MEN ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN
Để tạo thành một mẻ bia lên men đạt hiệu suất lên men cao nhất ta cần phải chú ý rất nhiều yếu tố ảnh hưởng như nguyên liệu (nước, nấm men, malt,...), thiết bị, con người,...ở đây em xin tìm hiểu và khảo sát sự ảnh hưởng của nấm men đến quá trình lên men bia tại nhà máy.
3.2.1 Ảnh hưởng mật độ nấm men gieo cấy
Thời gian để thiết lập mối cân bằng động giữa nấm men và cơ chất phụ thuộc vào mật độ nấm men gieo cấy ban đầu, lượng tế bào nảy chồi, thời gian lên men, hàm lượng các sản phẩm bậc hai và tỷ số giữa chúng (ví dụ: lượng nấm men gieo cấy ban đầu là 20x106 tế bào, lượng diacetyl tạo ra là 0,32 mg/l tương tự aldehyde và rượu bậc cao cũng giảm). Số lượng tế bào nấm men gieo cấy vào dịch đường ảnh hưởng rất lớn đến quá trình lên men. Nếu số lượng nấm men cho vào thích hợp thì quá trình lên men diễn ra thuận lợi đồng nghĩa với hiệu suất thu hồi cao và chất lượng bia sau lên men cũng tốt hơn. Trong quá trình lên men chính, nếu quá trình gieo cấy nấm men với số lượng quá ít thì khả năng nảy chồi, sinh khối nấm men thấp dẫn đến không đủ số lượng để lên men vì vậy ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình lên men, tốc độ lên men chậm và chất lượng bia thành phẩm không đạt yêu cầu. Nếu mật độ men cấy quá cao sẽ kéo theo tỷ
lệ nảy chồi và tốc độ sinh trưởng của nấm men tương đối thấp do sự cạnh tranh về số lượng tế bào nấm men về chất dinh dưỡng trong dịch đường lên men không đủ cho nấm men phát triển, tế bào nấm men sẽ chết dần gây ra mùi vị lạ cho bia. Mật độ men cấy cao cũng kéo theo tốc độ lên men quá nhanh dẫn đến chất lượng bia không được tốt. Thời gian lên men ngắn vì vậy các sản phẩm bậc 2 do nấm men sinh ra trong quá trình trao đổi chất và ester sinh ra thấp làm ảnh hưởng đến hương thơm của bia.Do sự tăng trưởng của nấm men ảnh hưởng rất lớn đến quá trình lên men nên tùy vào số lượng và đời nấm men mà ta phải lựa chọn tỷ lệ nấm men gieo cấy thích hợp.
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi mật số nấm men ở các tank
Nhận xét:
Qua đồ thị cho thấy, sự thay đổi mật độ nấm men ở các bồn trong cùng một đời men thì có sự giống nhau giống nhau. Mật độ nấm men tăng nhanh từ ngày 1 đến ngày 3 và sau đó giảm dần. Nguyên nhân là do nấm men sử dụng gần như toàn bộ lượng chất hòa tan trong môi trường để phát triển và tăng sinh khối. Trong ngày thứ nhất và ngày thứ 2 thì tốc độ tăng mật số nấm men thấp hơn ngày thứ 3 do nấm men thích nghi được với điều kiện môi trường nhưng chưa thuần thục. Ở ngày thứ tư trung bình mật độ nấm men tăng gấp 3 lần mật độ nấm men cấy vào, đến ngày thứ 4 nồng độ chất hòa tan trong dịch rất thấp và nấm men bước vào pha suy giảm và bắt đầu kết bông lắng xuống đáy tank, áp suất, các hợp chất sinh ra trong quá trình phát triển của nấm men cũng là nguyên nhân của giảm mật số nấm men trong ngày thứ tư. Mật độ gieo cấy yêu cầu nằm trong
M ật số nấ m men (t riệu tế b ào) Chúthích Ngày
20x106 ÷ 30x106 tb/ml với lượng nấm men cấy ban đầu này thì các thông số như lượng tế bào nảy chồi, thời gian lên men, hàm lượng các sản phẩm bậc hai và tỷ số giữa chúng sẽ nằm trong yêu cầu của công ty.
3.2.2 Ảnh hưởng của đời nấm men gieo cấy
Trong quá trình lên men bia, nấm men Saccharomyces carlsibergensis là một trong những yếu tố khá quan trọng quyết định đến chất lượng sản phẩm, thời gian lên men cũng như lợi nhuận kinh tế của công ty. Vì vậy nấm men dùng để lên men bia phải thỏa mãn được các yêu cầu như giống phải khỏe mạnh, thuần chủng không bị thoái hóa...
Để tiết kiệm lượng nấm men sử dụng cho quá trình lên men bia, nhà máy đã thu lại nấm men sau quá trình lên men chính để sử dụng cho các mẻ lên men tiếp theo. Tuy nhiên theo lý thuyết việc tái sử dụng nấm men sau quá trình lên men chính có thể ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng của nấm men. Từ đó có thể ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sản xuất bia của nhà máy. Do đó, việc tìm hiểu sự thay đổi tốc độ tăng trưởng của nấm men trong các dòng đời là cần thiết, và sự thay đổi này có thể biểu thị bằng các số liệu về một số nấm men trong quá trình lên men bia. Mật số tế bào nấm men qua thời gian được xác định bằng phương pháp đếm trực tiếp tế bào dưới kính hiển vi hay gián tiếp trên mặt thạch. Dựa vào mật số tế bào nấm men theo thời gian qua tường dòng đời. Với quan hệ giữa mật số nấm men theo thời gian tuân theo phản ứng bậc 1.
DN/dt = -K.Nn
Với: N: mật số nấm men tại thời điểm t t: thời gian
K: hằng số tốc độ phản ứng n: bậc phản ứng (n = 1).
Với mật số nấm men ban đầu N0 tương ứng với thời điểm t = 0 và N tương ứng với thời điểm t = t. Ta có:
DN/N= -K.dt Hay N No t dt K dt dN 0 . (1) Từ (1) ta được: t K No N . ln (2)
ln(N)= ln(No) – Kdt (3) Phương trình (3) đồng dạng với phương trình:
Y= ao + a1x
Với dữ liệu thu nhận mật độ nấm men (N) theo thời gian (t) có thể xác định hằng số tốc độ phát triển nấm men trong các bồn với các đời khác nhau với K = -a1. Hằng số tốc độ phản ứng K của dòng đời được tính bằng phương trình Mathcad và thể hiện trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Hằng số tốc độ phản ứng K theo đời nấm men
Đời nấm men Hằng số K Bồn Chứa
3 0,017a 15 4 0,0195ab 18 5 0,0205b 19 6 0,021b 22 7 0,0215bc 24 8 0,024c 26
Dựa vào bảng 3.1 và kết quả phân tích thống kê bằng phương pháp thống kê Statgraphics ở phần phụ lục E kết qủa thống kê cho thấy hằng số tốc độ phản ứng K giữa các đợi nấm men có sự khác biệt (ở mức ý nghĩa 5%). Và nguyên nhân của sự giảm hằng số K có thể là do nấm men sinh sản bằng sự nảy chồi, khi nấm men tách khỏi tế bào mẹ để sống độc lập thì nơi tách đó trên tế bào mẹ tạo thành một vết sẹo và tại vết sẹo đó nấm men không có khả năng tạo ra chồi mới (Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Hữu Phúc, 1996) dẫn đến khả năng sinh sản của nấm men giảm dần làm hằng số phát triển giảm theo các dòng đời. Mặc khác thao tác trong quá trình thu hồi nấm men sử dụng cho các bồn sau quá trình lên men chính có khả năng gây tạp nhiễm cao dẫn đến giống không còn thuần chủng, sức sống giảm dần do sự cạnh tranh nguồn dinh dưỡng và có thể bị tấn công bởi các vi sinh vật làm cho tỷ lệ chết ngày càng tăng nhanh. Sự không ổn định trong duy truyền cũng là nguyên nhân làm hằng số tốc độ phát triển nấm men giảm trong quá trình lêm men bia (Lương Đức Phẩm, 2006). Trong quá trình duy truyền từ tế bào mẹ sang các tế bào con cháu đã xảy ra đột biến ngẫu nhiên do sai sót ngẫu nhiên khi liên kết các nucleotit trong quá trình sao chép vì vậy khi sử dụng giống quay vòng, giống ngày càng bị thoái hóa thông qua các biểu hiện như khả năng phát triển giảm dần, khả năng sinh sản kém dần, khả năng kháng lại các điều kiện bất lợi cũng giảm dần, đời sống của con cháu ngày càng ngắn. Các tế bào nấm men có thể bị teo bị biến dạng, nấm men có thể chết.
Hình 3.3. Đồ thị thể hiện mật số nấm men thay đổi theo thời gian qua các đời men
Nhận xét: dựa vào đồ thị hình 3.3 cho thấy mật số nấm men qua các đời theo thời gian là khác nhau. Mật số nấm men của các đời tăng mạnh từ ngày 1 đến ngày 3 và đạt cực đại ở ngày thứ 3 sau đó giảm dần. Nguyên nhân là do nấm men sử dụng gần như toàn bộ lượng chất hòa tan trong môi trường để phát triển và tăng sinh khối. Trung bình mật độ nấm men tăng gấp 3 lần mật độ nấm men cấy vào, đến ngày thứ 4 nồng độ chất hòa tan trong dịch rất thấp đồng thời nấm men bước vào pha suy giảm và bắt đầu kết bông lắng xuống đáy tank. Chúng ta cũng thấy rằng các đời càng về sau thì tốc độ tăng mật số nấm men càng thấp sự khác biệt không quá lớn đối với 2 đời men liên tiếp. Ở bồn thứ nhất đời men còn trẻ hoạt lực nấm men cao nên tốc độ tăng mật số nấm men cao. Qua các đời về sau thì yếu dần. Nếu sử dụng qua đời thứ 8 thì tốc độ lên men chậm ảnh hưởng đến chất lượng của bia. Vì vậy mà công ty chỉ sử dụng đến đời men thứ 8. Đến ngày thứ 4 thì các bồn đều có mật số nấm men giảm nhưng trong số đó bồn thứ nhất có mật số giảm ít nhất điều này minh chứng cho nấm men ở đời càng trẻ thì càng khỏe có thể chóng lại điều kiền bất lợi của môi trường nhưng chỉ trong giới hạn nhất định không quá khắc nghiệt các đời men về sau sự giảm mật số càng tăng nhưng cũng không quá lớn so với bồn thứ nhât. Đến đời thứ 8 thì mật số nấm men giảm mạnh nhưng vẩn trong khoảng cho phép. Nếu sử dụng quá đời