2. Nghiền gạo
2.2.3. Dịch hoá và đường hoá nguyên liệu 1 Dịch hoá
1. Dịch hoá
+ Mục đích:
Đối với nguyên liệu thay thế chưa ươm mầm như gạo thì ta phải tiến hành dịch hoá hay còn gọi là hồ hoá tinh bột nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào, chuyển các từ trạng thái không hoà tan là tinh bột sang trạng thái hoà tan là đường và dextrin thuận lợi cho quá trình lên men sau và hoàn thiện sản phẩm sau này
Thành phần Khối lượng Bột gạo 250 kg Bột malt lót 23 kg H2S04 18 ml Nước 2600 lít
+ Thuyết minh quá trình dịch hoá
Bột malt được phối trộn với nước theo tỷ lệ 1:5, trước tiên ta cho 400 lít nước đã cấp nhiệt đến 500Cvào nồi nấu và bật cánh khuấy, sau đó ta tiếp tục cho 18 ml H2S04, 23 kg bột malt lót, 250 kg bột gạovà đồng thời cho tiếp 1100lít nước còn lại vào nồi. Lúc này nhiệt độ cuat nồi cháo đạt khoảng 300C. Đầu tiên ta cho 450 lít nước phải cấp nhiệt đến 500C nhằm kích hoạt enzyme protease hoạt động tối thích khi cho malt lót vào. Cho H2S04 nhằm hạ pH của nồi cháo xuống 5,3 – 5,4 để tạo điều kiện thịch hợp cho việc phân cắt mạch amylo giúp quá trình thuỷ phân tinh bột diễn ra nhanh hơn. Cho malt lót lần một vào có tác dụng chống cháy nồi gạo đồng thời cung cấp 1 lượng enzyme có trong malt để thuỷ phân một phần tinh bột thành đường và thuỷ phân màng tinh bột trong quá trình hồ hoá. Nồi dịch hoá sau khi pha trộn có nhiệt độ toàn khối dịch khoảng 300C. Trong 15 phút đầu tiên thì ta bật cánh khuấy quay với tốc độ lớn nhất để nhanh chóng làm ướt đều bột, đồng thời làm phân tán đều giữa bột malt lót với bột gạo giúp quá trình thuỷ phân tinh bột thành đường nhanh và đều hơn tránh hiện tượng vón cục. Sau đó ta mở van cấp nhiệt nâng nhiệt độ nồi cháo lên 720C, tốc độ nâng nhiệt là 10/phútvà duy trì nhiệt độ này trong vòng 20 phút nhằm tăng khả năg hút nước và trương nở của các phần tử tinh bột làm yếu liên kết của các mạch amylo, đòng thời nhằm tạo điều kiện thích hợp cho enzyme α - amylase thuỷ phân tối đa tạo ra sản phẩm chủ yếu là dextrin và một ít đường maltose sau đó tiếp tục nâng nhiệt độ của khối bột lên 830C, giữa nhiệt độ này trong vòng 5 phút, ở nhiệt đồ cao này với thời gian ngắn này để thuận lợi cho quá trình hồ hoá và với thời gian ngắn như vậy để tinh bột không bị biến tính, sau đó ta bổ sung thêm 460 lít nước và bổ sung 22 kg malt lót lần hai vào, nhiệt độ nồi cháo lúc này sẽ là 720C giữ nhiệt độ này khoảng 25 phút nhằm hồ hoá triệt để phần tinh bột còn sót đồng thời bổ sung nước vào nhằm pha loãng dịch cháo để tạo ra nhiều đường thấp phân tử thuận lợi cho quá trình lên men sau này. Sau đó ta đun sôi nồi cháo và ta giữ 15 phút để dịch hoá hoàn toàn khối cháo, sau đó ta dùng 650 lít nước để hạ nhiệt độ khối cháo xuống 850C, để khi hội cháo tránh hiện tượng nhiệt độ của
dịch đường quá cao nó sẽ làm bất hoạt enzyme β – amylase ảnh hưởng đến quá trình đường hoá sau này, sau đó ta bơm sang nồi nấu malt
+ Sơ đồ cấu tạo dịch hoá
Hình 1.3 Sơ đồ thiết bị nồi nấu gạo
1. Bộ phối trộn liệu. 10. thân thiết bị 2. Quả cầu vệ sinh. 11. Can nhiệt 3. Ống thải ẩm. 12. Chân trụ
4. Đường chiếu sáng. 13. Đường nước ngưng 5. Ống thải nước ngưng. 14. Hệ thống khuấy 6. Cửa vệ sinh. 15. Đường dịch vào 7. Vở bảo ôn inox. 16. Đường hơi cấp 8. Bảo ôn. 17. Bao hơi
9. Cầu thang lên xuống. .
Bảng 3.3. Thông số kỹ thuật của thiết bị dịch hoá
Thông số kỹ thuật Đơn vị
Áp suât làm việc 2.5 kG/cm2
Áp suất thiết kế 4 kG/cm2
Dung tích thiết kế 4.3 m3
Môi chất làm việc Hơi nước
+ Nguyên tắc hoạt động của nồi nấu
Gạo trước khi vào nồi được phối trộn với nước đi vào theo đường ống qua bộ phận phối trộn (1). Nồi gồm 3 khoang hơi, 2 khoang phía đáy nồi, khoang còn lại ở thành nồi. Hơi được cấp vào các khoang theo đường ống (16), nước ngưng ra theo đường ống (13). Hỗn hợp trong nồi được khuấy đảo nhờ cánh khuấy quay với vận tốc 70 vòng/phút nhờ động cơ (14) có công suất 5 kW. Lớp bảo ôn giữ nhiệt cho nồi là bông thuỷ tinh dày khoảng 10 cm. Dịch cháo được bơm ra khỏi nồi theo đường ống (15). Nồi được mắc can nhiệt (11) để đo và truyền xa tín hiệu về nhiệt độ trong nồi. Khi vệ sinh nồi, hoá chất vệ sinh được bơm vào nồi theo đường ống vệ sinh. Quả cầu vệ sinh (2) làm bằng kim loại có nhiều lỗ nhỏ có tác dụng phân dòng hoá chất vệ sinh thành các tia nhỏ phun khắp toàn bộ mặt trong của nồi.
2. Đường hoá
+ Mục đích: Nhằm tạo điều kiện thích hợp về nhiệt độ và pH của môi
trường để hệ enzyme thuỷ phân chuyển hoá các hợp chất cao phân tử thành các sản phẩm thấp phân tử hoà tan bền vững, tạo thành chất chiết của dịch đường. Trong đó quan trọng nhất là các loại đường và axit amin, là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho nấm men phát triển trong quá trình lên men.
Bảng 3.4. Định mức sử dụng nguyên liệu cho quá trình đường hoá Thành phần Khối lượng Bột malt 750 kg Nước 2200 lít CaCl2 0,8 kg Axit lactic 250 ml
+ Cấu tạo nguyên tắc hoạt động thiết bị đường hoá: Cấu tạo và
nguyên tắc hoạt động của thiết bị đường hoá tương tự thiết bị dịch hoá Nó chỉ khác về thông số kỹ thuật
Bảng 3.5. Thông số kỹ thuật của thiết bị đường hoá
Thông số kỹ thuật Đơn vị
Áp suất làm việc 2,5 kG/cm2
Áp suất thiết kế 4 kG/cm2
Dung tích thiết kế 6,5 cm3
Môi chất làm việc Hơi nước
+ Thuyết minh quá trình đường hoá
Khi nồi gạo sôi được 10 phút ta tiến hành nấu nồi malt. Trước tiên ta bơm khoảng 700 lít nước ở nhiệt độ thường khoảng 25 – 300C vào nồi malt, sau đó ta tiếp tục 0,8 kg CaCl2 và 250 ml axit lactic vào nồi malt qua cửa quan sát, tiếp đến ta cho 1500 lít nước nhiệt độ khoảng 25 – 300C và 750 kg bột malt vào và ta bật cánh khuấy cho cánh khuấy hoạt động để phối trộn đều bột malt với nước để tránh hiện tượng vón cục. Sau khi phối trộn bột, nước và các phụ gia ta có nhiệt độ toàn khối bột là 300C, trong 20 phút đầu ta bật cánh khuấy với tốc độ lớn nhất để nhanh chống làm ướt đều khối bột đòng thời phân tán đều lượng malt trong nồi nấu tránh hiện tượng vón cục, sau đó ta tiến hành nâng nhiệt của nồi malt lên 500C tốc độ nâng nhiệt là 10/phút và giữ nhiệt độ này trong vòng 5 phút để tạo điều kiện cho ezyme protease có trong malt hoạt động, sau đó ta tiến hành bơn cháo từ nồi hồ hoá sang đường hoá, bơm từ từ để nhiệt độ không tăng lên đột ngột, thời gian hội cháo mất khoảng 15 phút, nhiệt độ nồi malt lúc này là 65oC ta dữ nhiệt độ này khoảng 20 phút nhằm tạo điều kiện cho enzyme β - amylase có trong malt hoạt động tối thích, trong quá trình hội cháo cánh khuấy của nồi malt hoạt động liên tục khi bơm nồi cháo sang nồi malt. Sau đó ta tăng nhiệt độ nồi malt lên 75oC duy trì nhiệt
độ này trong vòng 15 phút để tạo điều kiện ezyme α - amylase hoạt động. ta tiến hành kiểm tra tinh bột còn sót hay không thì ta dùng phản ứng Iốt ở nhiệt độ 75oC nếu dịch đường không có phản ứng tạo màu xanh tím với Iốt thì quá trình đường hoá đã diễn ra hoàn toàn, kết thúc quá trình đường hoá. Cuối cùng nâng nhiệt độ nồi malt lên 760C và dữ nhiệt độ này đến khi kết thúc quá trình đường hoá nhằm mục đích kích hoạt enzyme α - amylase thuỷ phân tinh bột nhằm giảm hàm lượng tinh bột sót đồng thời tạo độ nhớt thích hợp thuận lợi cho quá trình lọc sau này.
Cho axit lactic vào nồi malt có tác dụng điêù chỉnh pH của hỗn hợp sau khi phối trộn đến pH = 5,6 tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme có trong malt hoạt động.
CaCl2 có tác dụng giúp quá trình lắng cặn dịch lên men, đồng thời làm giảm hàm lượng nước cứng trong nước.