C ƠN TL UN VÀ KIN NGHỊ
3.1.2.4 Mức độ nghiền nguyên liệu
Độ mịn của ột nghiền có ảnh hƣởng rất lớn đến hiệu suất thu hồi và chất lƣợng dịch đƣờng. Bột nghiền đƣợc nhà má iểm tra thƣờng xu ên ằng cách lấ hoảng 15 – 2 g mẫu và dùng các râ phân loại tiêu chuẩn để đánh giá mức độ nghiền.
Bảng 10 Thành phần bột khô
Số hiệu rây Độ dày lƣới
(mm) Đƣờng kính lỗ rây (mm) Thành phần 1 (16) 0,31 1,270 Vỏ trấu 2 (20) 0,26 1,010 Tấm thô 3 (30) 0,15 0,547 Tấm nhỏ I 4 (85) 0,07 0,253 Tấm nhỏ II 5 (140) 0,04 0,152 Bột Sàng cuối Bột mịn
(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv, 2007)
Luận văn tốt nghiệp Khoá 37 GVHD: Đoàn Anh Dũng
Bảng 11 Tiêu chuẩn bột khô của nhà máy bia Sài Gòn – Miền Tây
Sàng
Bột malt Bột gạo
Tiêu chuẩn Kết quả
kiểm tra
Tiêu chuẩn Kết quả
kiểm tra
Bột trên râ 1 và 2 ≤ 1 % 0,4% ≤ 1 % 1,8%
Bột trên râ 3 và 4 ≤ 7 % 54,8% ≤ 8 % 77,4%
(Nguồn:Tài liệu Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Miền Tây)
3.1.3 Quá trình đƣờng hoá
3.1.3.1 Mục đích của quá trình đường hoá
Trong quá trình nả mầm, malt đại mạch chứa một lƣợng chất hoà tan nhƣng hàm lƣợng rất thấp, phần còn lại là các đại phân tử hông tan nhƣ tinh ột, protein, … Quá trình đƣờng hoá là quá trình chu ển tinh ột thành đƣờng làm nguồn thức ăn
cho nấm men để tạo ra rƣợu và CO2. Mục đích của quá trình đƣờng hoá là tạo ra
đƣợc càng nhiều chất chiết và chất lƣợng dịch đƣờng cao. Phần lớn các chất chiết đƣợc tạo ra nhờ các phản ứng enz m thuỷ phân.
3.1.3.2 Sơ đồ đường hoá
Malt và gạo đƣợc tiến hành đƣờng hoá theo sơ đồ đƣờng hoá (hình 3.19).
Hình 15 Sơ đồ đƣờng hoá nguyên liệu của nhà máy bia Sài Gòn – Miền Tây
10 30 50 70 90 110 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Thời gian (s) N hi ệt đ ộ
Nồi gạo Nồi malt
(phút) 10 30 50 70 90 110 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Thời gian (s )
N ồi gạo N ồi malt
(° C ) 10 30 50 70 90 110 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 T hờ i g ia n (s ) Nh iệ t đ ộ N ồi g ạo N ồi m al t
3.1.3.3 Một số quá trình xảy ra ở nồi nấu gạo
Gạo đƣợc hoà từ từ vào nƣớc 3 C. Cho acid sulfuric và một nửa ồn malt lót vào
nồi nga hi xuống ột malt. Nồi gạo đƣợc gia nhiệt đến 720C trong 2 phút. Giữ
nhiệt độ nồi nấu gạo ở 72C, nhiệt độ thích hợp cho α–am lase hoạt động, trong 2
phút. Nồi nấu gạo xả ra quá trình dịch hoá. Khi gia nhiệt nồi nấu gạo, một lƣợng tinh ột ị hồ hoá làm cho độ nhớt của nồi gạo tăng nhanh. Độ nhớt tăng gâ ảnh hƣởng hông tốt đến quá trình nấu gạo, có thể làm chá h t, ảnh hƣởng đến chất lƣợng và hƣ hỏng thiết ị. Malt lót đƣợc cho vào nhằm mục đích cung cấp enz me α–am lase cho quá trình dịch hoá. α–am lase phân cắt ngẫu nhiên phân tử tinh ột tại vị trí liên ết α–1,4 glycoside làm cho phân tử tinh ột giảm nhanh số gốc glucose và trở thành các dextrin mạch ngắn hơn. Sự hình thành các dextrin mạch ngắn làm giảm nhanh độ nhớt của dịch cháo.
Nồi nấu gạo đƣợc gia nhiệt đến 83oC. Nhiệt độ 83oC là nhiệt độ hồ hoá của tinh ột
gạo. Tại nhiệt độ nà các phân tử tinh ột hút nƣớc trƣơng nở, mạch tinh ột đƣợc
duỗi thẳng. Giữ ở 83oC trong 5 phút để hồ hoá tinh ột vì α-am lase chỉ có thể dịch
hóa tinh ột đã đƣợc hồ hoá. Nồi nấu gạo sau hi hồ hoá ở 83oC đƣợc hạ nhiệt
xuống 72oC, một nửa ồn malt lót còn lại đƣợc cho vào nồi và quá trình dịch hoá
cũng diễn ra nhƣ ở giai đoạn 72oC trƣớc. Sản phẩm của quá trình dịch hoá chủ ếu
là các dextrin mạch ngắn và một lƣợng nhỏ maltose, glucose. Nồi gạo đƣợc nâng
lên 100oC nhằm hồ hoá hoàn toàn lƣợng tinh ột còn chƣa đƣợc hồ hoá đồng thời
nâng nhiệt độ nồi malt trong quá trình hội cháo.
3.1.3.4 Một số quá trình xảy ra ở nồi nấu malt
Hoà trộn ột malt vào nƣớc ở nhiệt độ 5 oC. Đâ là giai đoạn đam hoá, protein cao
phân tử sẽ đƣợc thuỷ phân thành các đoạn peptid ngắn và acid amin. Acid amin là nguồn thức ăn cung cấp đạm cho nấm men phát triển sinh hối, là một cơ chất của phản ứng maillard hình thành màu cho dịch đƣờng. Tỷ lệ peptid, acid amin, protein còn có vai trò quan trọng trong việc tạo và giữ ọt cho ia thành phẩm. Giai đoạn
50oC xả ra quá trình thuỷ phân protein thành các peptide mạch ngắn và acid amin
nhờ hệ enz me protease. Trong giai đoạn đạm hoá, nồi nấu malt đƣợc ổ sung
CaCl2, cung cấp ion Ca2+
và ion Cl- cho dịch cháo, giúp tăng hả năng ền nhiệt của
hệ enz me am lase.
Dịch cháo từ nồi gạo đƣợc ơm qua nồi malt. Nhiệt độ của nồi malt sau hi hội
cháo là 65oC, nhiệt độ thích hợp cho β–am lase hoạt động. Sản phẩm của quá trình
thuỷ phân tinh ột dƣới tác dụng của β–am lase là đƣờng maltose. Maltose đƣợc nấm men sử dụng trong quá trình lên men. cắt mạch am lose và am lopectin từ đầu hông hử tạivị trí của liên ết α–1,4 gl coside, mỗi lần thuỷ phân 2 phân tử glucose tạo ra đƣờng maltose. Đâ là giai đoạn quan trọng trong quá trình đƣờng hoá cũng nhƣ toàn ộ qu trình sản xuất. Nếu giai đoạn nà đƣờng hoá hông đạt
hiệu quả, hàm lƣợng maltose thấp sẽ ảnh hƣởng đến độ lên men và vị của ia. Giữ
nhiệt độ 65oC trong 2 phút, nồi malt đƣợc gia nhiệt đến 75oC. Nhiệt độ 75o
C thích hợp cho α–am lase hoạt động. α–am lase tiếp tục thuỷ phân phần tinh ột còn sót
thành đƣờng đơn, maltose, và các dextrin mạch ngắn. Giai đoạn 75oC giúp thuỷ
phân hoàn toàn tinh ột thành các chất hoà tan trong dịch đƣờng, hông còn tinh ột vì tinh ột ảnh hƣởng đến chất lƣợng ia thành phẩm. Nồi nấu malt đƣợc nâng lên
76oC nhằm ù mất nhiệt trong quá trình ơm dịch đƣờng qua má lọc. Trong quá
trình lọc vẫn đảm ảo nhiệt độ thích hợp cho α – am lase tiếp tục hoạt động, tránh tu ệt đối còn tinh ột sót lại.
3.1.3.5 Một số phụ gia sử dụng trong quá trình đường hóa
(i) H2SO4: Sử dụng 22ml acid sulfuric cho vào nồi gạo. Tác dụng chủ ếu của acid
sulfuric là giảm pH của dịch cháo xuống pH thích hợp cho hệ enz me am lase hoạt động. Ngoài ra, do là acid vô cơ mạnh nên còn có tác dụng thuỷ phân tinh ột ằng
con đƣờng hoá học.
(ii)CaCl2: Cho12 g canxi clorua vào mồi malt nga sau hi xuống ột malt nhằm
ảo vệ enz me hỏi tác dụng của nhiệt độ và điều chỉnh pH hối cháo trong giai
đoạn 650C xuống 5,6 thích hợp cho β–am lase hoạt động.
3.1.4 Lọc dịch đƣờng
3.1.4.1 Mục đích của quá trình lọc dịch đường
Lọc nhằm tách dịch đƣờng với vỏ malt và những phần nội nhũ hông tan. Ngoài ra, quá trình lọc còn mong muốn loại theo ã những chất hông mong muốn nhƣ im loại nặng, tanin, lipid,…
3.1.4.2 Quá trình thực hiện
Nhà má sử dụng thiết ị lọc hung ản thế hệ mới Meura 2 1 (hình 3.2 ). Đâ là thiết ị lọc hiện đại nhất, hiệu suất thu hồi cao và thu đƣợc dịch đƣờng trong.
Quá trình lọc chia thành hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Lọc dịch cốt ra hỏi ã. Trong quá trình lọc, ã đóng vai trò nhƣ
một lớp trợ lọc. Dịch đƣờng hoá có nhiệt độ 760C đƣợc ơm qua thiết ị lọc. Bản
đƣợc ơm căng hí tạo một áp lực p dịch đƣờng ra hỏi ã. Dịch đƣờng qua lớp vải lọc và theo rãnh trên hung lọc vào đƣờng ống chung đi qua nồi chờ. Lƣợng nƣớc cốt thu đƣợc hoảng 28 lít.
- Giai đoạn 2: Rửa ã. Sau hi lọc dịch ra hỏi ã trong ã còn lại một lƣợng đáng ể các chất chiết. Rửa ã nhằm thu hồi hoàn toàn lƣợng chất chiết còn trong
ã, tăng hiệu suất thu hồi. Nƣớc rửa ã có nhiệt độ 75oC, quá trình rửa ã ết thúc
hi độ Plato của nƣớc rửa ã cuối ≤ 1,5oP. Bã hèm đƣợc sử dụng làm thức ăn gia
súc.
3.1.5 Quá trình đun sôi dịch đƣờng với houblon
3.1.5.1 Mục đích của đun sôi dịch đường với hoa houblon
- Hòa tan chất đắng, chất thơm, chất chát tạo mùi vị và màu cho bia. - Tiệt trùng dịch đƣờng. - Tiệt trùng dịch đƣờng.
- Làm a hơi ớt nƣớc, giảm pH để đƣa dịch đƣờng về nồng độ đƣờng 13oPlato và
pH = 5,3 thích hợp cho quá trình lên men.
- Ở nhiệt độ cao pol phenol sẽ liên ết với protein tạo phức chất. Khi lắng xuống nó sẽ o theo các mảng nhỏ li ti hác làm tăng độ ền sinh học của ia và độ trong của dịch đƣờng.
- Pol phenol, chất đắng, chất chứa nitơ trong ia là những chất tạo sức căng ề mặt có hoạt tính cao, tạo độ ền ọt trong bia.
- Hình thành các hợp chất tạo hƣơng, vị, màu cho dịch nha
- Ba hơi một số chất dễ a hơi hình thành trong quá trình đƣờng hoá.
3.1.5.2 Tiến hành đun sôi
Sau hi lọc, dịch đƣờng thu đƣợc hoảng 75 – 78 lít. Dịch đƣờng đƣợc ơm qua nồi chờ trƣớc hi đƣợc ơm qua nồi đun sôi. Nồi chờ giúp ổn định dịch đƣờng, đồng thời nồi chờ đƣợc gia nhiệt nhẹ, tiết iệm thời gian. Dịch đƣờng trong nồi chờ
đƣợc gia nhiệt đến hoảng 9 oC. Dịch đƣờng đƣợc ơm qua nồi đun sôi thực hiện
quá trình đun sôi dịch đƣờng với hou lon.
Mở hơi đun 5 – 7 phút, lấ mẫu đo độ đƣờng và pH. Tính thể tích trƣớc hi đun dựa trên công thức tính thể tích dịch đƣờng đun sôi của nhà má và độ đƣờng của 75 lít dịch đƣờng trƣớc hi đun sôi.
Thể tích trƣớc khi đun: V0 = V1 + 7
Trong đó:
7 là thể tích nƣớc ốc hơi trong thời gian đun sôi.
P75 độ Plato của 75 lít dịch đƣờng trƣớc hi đun sôi.
Châm thêm nƣớc nóng vào nồi đun sôi cho đạt thể tích V0.
Dịch đƣờng tiếp tục đƣợc gia nhiệt, 10 phút trƣớc khi dịch đƣờng bắt đầu sôi bổ sung một lƣợng caramel nhằm tăng độ màu của dịch đƣờng. Đến khi dịch đƣờng bắt
đầu sôi (99,6 đến 100C), bổ sung ZnCl2 và houblon cao vào nồi đun sôi tiến hành
đun. Bơm tuần hoàn houblon cao trong 10 – 15 phút để hoà đều lƣợng houblon cao
và ZnCl2 vào dịch đƣờng. Hou lon cao đƣợc cho vào nồi với thời gian dài nhằm
tăng hiệu suất trích ly chất đắng trong houblon cao. Khoảng 10 phút sau cho acid
lactic vào, ơm tuần hoàn trong 2 phút. Acid lactic có tác dụng hạ pH dịch đƣờng xuống pH = 5,3 là pH thích hợp cho quá trình lên men. Tiếp tục đun, 2 phút trƣớc khi dừng đun cho hou lon viên và caramel vào ình hou lon 2 và ơm tuần hoàn 5 phút. Hou lon viên có hàm lƣợng tinh dầu thơm cao, có tác dụng tạo hƣơng cho bia. Quá trình đun sôi đƣợc thực hiện trong 70 phút. Nếu thể tích bốc hơi hông đạt thì có thể kéo dài thời gian đun, nhƣng hông đƣợc kéo dài quá 10 phút.
3.1.5.3 Quá trình hoà tan các thành phần của houblon
Quá trình hoà tan chất đắng: Hoa hou lon chứa các α và β-acid đắng m hoà tan. Khi đun sôi các α-acid nà sẽ hoà tan và đồng phân hoá tạo thành iso-α-acid dễ hoà tan hơn. Các đồng phân của acid đắng dễ hoà tan hơn còn có độ đắng cao hơn α và β-acid đắng. Chỉ có hoảng 1 3 các nhựa đắng hoàn tan vào dịch đuờng so với tổng lƣợng nhựa đắng có trong hoa. Hiệu suất của quá trình nấu hoa ha quan hệ giữa lƣợng iso–humulon trong ia với lƣợng hou lon đƣa vào hoảng 3 %.
Bảng 12 Ảnh hƣởng của thời gian đun sôi đến sự hoà tan chất đắng
Thời gian đun sôi (phút) 10 60 128 180
Chất đắng trong dịch đƣờng (mg/l) 122 125,7 127,3 130,5
(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv, 2007)
Quá trình hoà tan tinh dầu thơm: Độ tan của tinh dầu thơm trong nƣớc hoảng 5 mg l (Ngu ễn Thị Hiền và ctv, 2 7). Trong quá trình đun sôi dịch đƣờng, tinh dầu ị lôi cuốn theo hơi nƣớc và ị mất từ 5 – 8 % sau 3 phút và từ 9 – 95% sau 3 giờ. Hou lon viên đƣợc cho vào trƣớc hi dừng đun 2 phút, hạn chế sự mất tinh dầu thơm đồng thời cũng có đủ thời gian để đảm ảo việc chu ển hoá cần thiết các nhựa đắng.
Quá trình hoà tan pol phenol và những chất chứa nitơ: Các chất chát của hoa hou lon thuộc nhóm catorin, trong dịch đƣờng chúng chu ển thành những dung dịch eo mang điện tích âm. Trong dịch đƣờng có protein và pepton mang điện tích dƣơng, chúng sẽ cùng với các chất chát tạo thành những phức chất hoà tan ở nhiệt độ cao, nhƣng hi hạ nhiệt độ chúng sẽ ết tủa. Khi ị ox hoá, các chất. chát iến thành flo afen, chúng tạo thành với protein những phức chất hông hoà tan ở nhiệt độ cao, ết tủa trong quá trình đun sôi. Sự giảm chất chát trong dịch đƣờng tỷ lệ thuận với thời gian đun sôi. pH càng thấp thì tốc độ ết tủa của chất chát với protid càng nhanh. Trong thành phần của hoa hou lon còn có những chất chứa Nitơ. Hoa hou lon chứa nhiều các hợp chất Nitơ có phân tử lƣợng trung ình và phân tử lƣợng thấp, những chất nà hoà tan trong dịch đƣờng trong thời gian đun sôi và làm nguồn dinh dƣỡng cho nấm men.
3.1.5.4 Sự gia tăng màu
Trong quá trình đun do sản phẩm của phản ứng caramel và phản ứng Maillard làm tăng độ màu của dịch đƣờng. Phản ứng caramel sử dụng đƣờng maltose và glucose. Các hợp chất caramel đƣợc hình thành có ản chất eo,vị đắng nhẹ và có màu nâu. Cần hống chế quá trình caramel trong quá trình nấu ia vàng. Sự caramel hoá sẽ càng mạnh hi nhiệt độ của thành thiết ị nấu tăng cục ộ. Nồi nấu càng cao thì lớp dịch đƣờng dƣới đá chịu áp lực lớn nên có nhiệt độ cao hơn làm phản ứng caramel xả ra nhanh hơn. pH của dịch đƣờng cũng có ảnh hƣởng đến phản ứng caramel, đƣờng hử tham gia phản ứng dễ dàng hơn trong môi trƣờng iềm nhẹ, sự tạo thành màu tăng cùng với pH của dịch đƣờng. Phản ứng Maillard là phản ứng giữa đƣờng hử và acid amin tạo thành các sản phẩm melanoidin. Một số sản phẩm của phản ứng Maillard nhƣ furfur laldeh d, h drox met lfurfural gâ ra một số vị hông mong muốn hi đun sôi dịch đƣờng. (Ngu ễn Thị Thu Thuỷ, 2 6)
3.1.5.5 Quá trình keo tụ protetin
Dịch đƣờng sau hi lọc có chứa một lƣợng chất eo đáng ể nhƣ protid, pectin, pentosane, polyphenol, … Khi đun sôi với hou lon thì các chất chiết nhƣ acid đắng và một số chất hác cũng ở dạng eo hoà tan. Khi nhiệt độ tăng lên sự ền vững eo của cả hệ thống ở dạng hoà tan ị phá vỡ, các phần tử eo dính lại nhau và xả ra hiện tƣợng eo tụ.
Quá trình eo tụ protein xả ra theo 2 giai đoạn: đầu tiên mất nƣớc, sau đó eo tụ. Các phần tử protein sau hi mất nƣớc chúng liên ết lại với nhau, lớn dần và từ từ lắng xuống.
3.1.5.6 Ổn định thành phần dịch đường
Về mặt sinh học, dịch đƣờng hi chu ển sang nồi đun sôi có thể chứa các vi huẩn chịu nhiệt. Đun sôi trong vòng 15 phút ở pH thấp của dịch đƣờng cũng đủ để tiệt
trùng dịch đƣờng. Ngoài ra, hou lon cũng có một số chất ìm hãm sự phát triển của vi sinh vật trong dịch đƣờng.
Về mặt hoá sinh, công đoạn nấu dịch đuờng với hou lon đƣợc thực hiện ở nhiệt độ
cao (> 100oC) sẽ vô hoạt hoàn toàn các enz me trong dịch đƣờng. Các enz me ị
vô hoạt sẽ tránh đƣợc sự iến đổi cấu trúc phân tử đƣờng trong quá trình lên men mà những chất nà có thể gâ cản trở hoặc có tác động xấu đến độ ền sinh học ha