Bảng 2.6. Các thông số kiểm soát nấm men
Chỉ tiêu Yêu
cầu Đơn vị tính Nhân viên
Độ đậm đặc 50-80 % KCS Tái sử dụng <=8 Lần KCS Nhiệt độ trữ men 2-5 0 C LM % Tế bào chết <=10 % KCS 2.5. Thế liệu gạo. 2.5.1. Nguồn gốc
Gạo đƣợc chọn làm nguồn nguyên liệu thay thế vì gạo có hàm lƣợng tinh bột cao và là nguồn nguyên liệu dồi dào của nƣớc ta.
Nhà máy sử dụng gạo để thay thế cho malt nhằm làm giảm giá thành sản phẩm, cải thiện mùi vị bia.
Tỷ lệ phối trộn gạo và malt là 1:3
Hình 2.10. Hình thế liệu gạo
Nhóm SVTT 38
2.5.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng gạo
Bảng 2.7. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng gạo
Nguyên
liệu Chỉ tiêu Mức chỉ tiêu Tần suất
Gạo (Tiêu chuẩn gạo xuất xứ từ Việt Nam) Tỷ lệ tạp chất ≤ 0.05 1 lần/lô, lấy mẫu giám sát 3 lần/xe Độ ẩm ≤14.5
Ngoại quan, mối, sâu, mọt, màu
sắc, mùi lạ Không
Tình trạng bao bì Khô ráo, sạch sẽ
Tỷ lệ tấm (%W) ≤ 25 Tỷ lệ tấm lớn trung bình ≤ 25 Tỷ lệ tấm bé (%W) ≤ 2.0 Hạt nguyên (%W) ≥ 40 Chất lƣợng VSATTP BSG-BKT-TH- YCKT02 6 tháng/lần/ nhà cung cấp 2.6. Các nguyên liệu phụ khác
Ngoài các nguyên liệu chính trong sản xuất bia, còn phải kể đến nhiều nguyên liệu phụ khác có vai trò không kém phần quan trọng, đặc biệt là công nghiệp sản bia ngày nay. Các nguyên liệu phụ này có thể kể đến là các hóa chất sử dụng trong công nghệ tẩy rửa hay sử dụng để tăng hiệu quả của các công đoạn sản xuất nhƣ các loại bột trợ lọc, các chất ổn định
Nhóm SVTT 39
- Nhóm các chất phụ gia dùng để xử lý nƣớc: nhóm này có thể dùng các hóa chất để kìm mềm nƣớc phục vụ cho sản xuât và nồi hơi,…đó là các muối Na2CO3, NaCl, Al2O3.
- Nhóm các chất sát trùng nƣớc và điều chỉnh pH: gồm các dung dịch Clo, H3PO4. Nhóm các chất tẩy rửa sát trùng vê sinh đƣờng ống, thiết bị sản xuất gồm dung dịch axit, xút, ngoài ra có thể dùng nƣớc tẩy rữa CIP.
- Nhóm các chất dùng để thu hồi CO2 nhƣ: NaOH, KMnO4, Clo khan, than hoạt tính.
- Nhóm các chất chống Oxy hóa cho bia nhƣ Vicant.
- Nhóm chất trợ lọc nhƣ: bột diatomid.
- Caramel: tạo độ màu cho bia
- PVPP: hấp thụ polyphenol tăng cƣờng độ trong của bia.
Bảng 2.8. Các nguyên liệu phụ khác
Một số loại Acid sử dụng
Tên Acid Yêu cầu kỹ thuật Mục đích sử dụng
Acid lactic Điều chỉnh pH của dịch (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
hèm trong quá trình nấu và đƣờng hóa
Một số muối thƣờng sử dụng trong sản xuất bia
Tên muối Yêu cầu kỹ thuật Mục đích sử dụng
CaCl2 Tinh khiết Bổ sung vào dịch đƣờng
hóa để bảo vệ enzyme khỏi tác động của nhiệt độ
ZnCl2 Kích thích nấm men tăng
Nhóm SVTT 40
Chất trợ lọc
Thông số hóa lý Diatomit (1-300µm)
Nguồn gốc Từ tảo biển
Chất lƣợng tự nhiên Bị canxi hóa nhẹ
Tỷ trọng 320-480
Tỷ trọng nƣớc (g/l) 290-4000
Nhóm SVTT 41
CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia
Gạo Nghiền Hồ hoá Thu hồi CO2 Nƣớc nóng, 800 C Caramel, ZnCl2, Acid Lactic
Ôxy tinh khiết
Nhãn Lọc bia
Bão hoà CO2 Malt Houblon cao / viên Đạm hóa Houblon hoá Đƣờng hóa Lắng xoáy Làm lạnh nhanh Lên men chính, to 7 – 9oC Lên men phụ, to 0,2 – 5oC Xử lý CO2 Nạp bia vào TBF Chiết Dán nhãn Bột lọc, chất bảo quản Chai, lon Nghiền Bã Cặn Bã men Lọc, rửa tách bã Malt lót (2 lần) Thanh trùng Thành phẩm
Thu hồi men
Nƣớc 260C Nƣớc 260C
Acid Lactic CaCl2
Nhóm SVTT 42
3.2. Thuyết minh quy trình
Bảng 3.1. Nguyên phụ liệu cho 1 mẻ nấu
3.2.1. Nghiền nguyên liệu
Mục đích
Tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu với nƣớc để quá trình thủy phân diễn ra nhanh hơn và dễ dàng hơn. Tuy nhiên với từng loại nguyên liệu thì mức độ nghiền nhỏ khác nhau. Nghiền malt cần giữ cho các mảnh vỏ trấu không bị nát vụn để tạo lớp lọc tự nhiên trong quá trình lọc tách bã, đối với nguyên liệu thay thế thì do hạt tinh bột cứng lên khó bị phá vỡ và lâu chín do đó phải đƣợc nghiền mịn.
STT NVL/Mẻ ĐVT Số lƣợng tính
1 Khối lƣợng malt Kg 6100 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2 Khối lƣợng gạo Kg 2030
3 Nƣớc Hl 450
4 Lƣợng houblon cao/Mẻ (thô) Kg 3,8
5 Lƣợnghoublon viên HPE/Mẻ (thô) Kg 10,1
6 Acic lactic Ml 5870
7 ZnCl2 G 30
8 Caramel Kg 3
Nhóm SVTT 43
Cơ sở lý thuyết
Vỏ trấu malt đƣợc sử dụng nhƣ một chất trợ lọc dịch đƣờng và càng hạn chế các chất hòa tan của nó vào dịch đƣờng (gây mùi vị không tốt) chỉ lên nghiền dập hay bẹp không nghiền mịn, đảm bảo tách hết nội nhũ ra khỏi vỏ.
Gạo thì nghiền đến độ mịn theo đúng yêu cầu kỹ thuật sẽ giúp cho quá trình thủy phân diễn ra nhanh và triệt để hơn.
Lƣợng Malt, Gạo đem đi xay nghiền sẽ đƣợc kiểm soát thông qua các thông số cài đặt( lƣợng Malt sử dụng cho một mẻ nấu là 5800kg/mẻ, lƣợng Gạo sử dụng cho mỗi mẻ nấu là 2070kg/mẻ).
Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nghiền
- Khoảng cách giữa hai trục nghiên ( đối với nghiền malt),
3.2.1.1. Nghiền malt :
Malt từ xyclo chứa (3 xyclo có dung tích 450 m3/silo ) theo xích tải đƣợc truyền vào thiết bị nghiền, tại đây các hạt malt sẽ đƣợc nghiền đến kích thƣớc nhất định nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
Nguyên liệu malt thì nhà máy Bia Sài Gòn Bình Dƣơng sử dụng hai loại máy nghiền:
Máy nghiền malt lót: là máy nghiền malt khô (malt không ngâm nƣớc), khối lƣợng mỗi lần nghiền malt lót bổ sung cho nồi gạo là 155kg/lần ( 2 lần/ mẻ).
Nhóm SVTT 44
- Lần 1: Malt lót đƣợc trộn với nƣớc cho vào nồi nấu ngay từ đầu, malt lót sẽ đƣợc bơm từ dƣới đáy nồi. Ban đầu dịch đƣợc nâng lên 72oC. Trong giai đoạn này enzyme α-amylase có trong malt lót sẽ xúc tác dịch hóa sơ bộ tinh bột. Kế đến nhiệt độ nâng lên 83oC để thực hiện quá trình hồ hóa tinh bột.
- Lần 2: Sau khi hồ hóa gần hết tinh bột, tiếp tục hạ nhiệt độ nồi gạo xuống 72oC, lúc này bổ sung malt lót lần 2. Lƣợng enzyme α-amylase có trong malt lót lần 2 sẽ tiếp tục cắt mạch tinh bột đã hồ hóa. Cuối cùng đun sôi nồi gạo lên tới 100oC, giữ trong 15-20 phút.
Máy nghiền malt ƣớt: malt sẽ đƣợc ngâm, cấp nƣớc trong quá trình nghiền, thể tích nƣớc ngâm/mẻ khoảng 35hl, nƣớc bổ sung trong quá trình nghiền khoảng 140hl, nƣớc tráng máy nghiền khoảng 3hl, nƣớc sử dụng ở máy nghiền malt là nƣớc ấm khoảng 380C.
Thiết bị: thiết bị nghiền malt là máy nghiền một cặp trục, máy có 2 trục điều chỉnh lƣợng nguyên liệu, năng suất 6 tấn/ h.
Nhóm SVTT 45
Nhóm SVTT 46
Nguyên tắc hoạt động
Lƣợng malt cho một mẻ nấu đƣợc đổ vào thùng malt đặt phía trên máy nghiền ƣớt qua đƣờng vận chuyển malt. Trục nạp phía trên cung cấp matl tới bồn ngâm đƣợc đặt trên đỉnh của máy nghiền ƣớt. Nƣớc sử dụng cho ngâm malt có nhiêt độ khoảng 640C và thời gian ngâm là 5 phút. Trục nạp phía dƣới nạp matl đã ngâm tới trục nghiền ( đƣờng kính 400mm, khoảng cách 0.35mm, tốc độ quay 440 vòng/ phút). Sau đó matl đƣợc nghiền nhẹ bằng cặp trục nghiền. Malt sau khi nghiền đƣợc đƣa đến nồi nấu matl.
Khoảng cách gần hay xa giữa 2 trục nghiền có vai trò quan trọng vì hạt nghiền càng nhỏ thì diện tích chịu ảnh hƣởng bởi các enzim càng lớn, tạo điều kiện cho các enzim thủy phân hoạt động nhanh rút ngắn thời gian đƣờng hóa. Tuy nhiên, ta cũng không nên nghiền nát lớp vỏ trấu vì trong lớp vỏ trấu có thể chứa các protein gây đắng ảnh hƣởng đến chất lƣợng bia, ngoài ra vỏ trấu này còn là lớp lọc đƣợc sử dụng sau này. Hình 3.2. Kiểm soát quá trình nghiền malt bằng hệ thống máy tính Một số sự cố xảy ra
- Cảm biến thùng ngâm sai
Nhóm SVTT 47 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Bị trào malt qua ống xả tràn
- Mức báo hoạt động bị sai.
3.2.1.2. Nghiền gạo:
Gạo từ silo chứa theo xích tải đƣợc truyền vào thiết bị nghiền, tại đây các hạt malt sẽ đƣợc nghiền đến kích thƣớc nhất định nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật
Thiết bị: Cấu trúc tinh bột rất cứng khó bị thủy phân do đó phải đƣợc nghiền càng kĩ càng tốt , do đó ngƣời ta sử dụng thiết bị máy nghiền búa.
Cấu tạo
Máy nghiền búa là máy đƣợc cấu tạo bởi thân máy hình trụ, đáy côn 600, phía trên có roto quay. Roto này đƣợc lắp úp trên vỏ máy, phía đầu trục dƣới của
roto có lắp một đĩa, trên đĩa đƣợc lắp nhiều búa theo dạng đối xứng. Để máy vững chắc, bên trong có trục, búa, sàng. Các búa, sàng có thể thay thế đƣợc khi mòn.
Hình 3.3. Thiết bị nghiên búa
1.Phễu chứa nguyên liệu 2..Trục phân phối nguyên liệu 3.Máng trƣợt 4.Roto 5.Sàng 6.Không khí vào 7.Hạt vào bộ phận nghiền 8.Búa 9.Bột nghiền ra 10.Sàng chống rung
Nhóm SVTT 48
Nguyên tắc hoạt động
Nguyên liệu đi qua máy nghiền nhờ động lực của quạt hút dƣới máy nghiền. Nguyên liệu đƣợc hút qua cửa vào, qua phần gờ hình tam giác. Trƣớc khi vào máy nghiền nguyên liệu còn đƣợc đi qua nam châm mạnh để hút hết những mảnh sắt vụn còn lại trong nguyên liệu.
Nguyên liệu xuống phía dƣới, bị dập nát bởi các búa đập quay với tốc độ 3000 vòng/phút.
Máy có hộp đổi chiều, dùng thay đổi chiều quay của búa đập, hạn chế trƣờng hợp búa bị dập một phía. Máy nghiền có tất cả 72 búa, đƣợc xếp thành 8 dãy, mõi dãy 9 búa.
Trong phần thân, nguyên liệu đƣợc nghiền do ma sát của nguyên liệu, lƣới nghiền và búa nghiên. Kích thƣớc hạt sau khi nghiền phụ thuộc vào tốc độ quay của roto và đƣờng kính lỗ lƣới nghiền. Đƣờng kính lỗ lƣới nghiền gạo là 2mm. Bột sau khi nghiền đƣợc quạt hút qua lƣới nghiền và vào bộ phận tách bụi.Sau đó bột sẽ đƣợc đƣa vào thùng chứa. Từ thùng bột, nguyên liệu đƣợc vít tải chuyển xuống đồng thời trộn luôn với nƣớc trên đƣờng ống rồi đi vào nồi nấu ở tầng 1.
Một số sự cố xảy ra - Gạo cuống mạnh, tắc lƣới sàng.
- Méo búa, méo lƣới - Đứt xích chuyền gạo - Cháy moto nghiền
Nhóm SVTT 49
Hình 3.4.Kiểm soát quá trình nghiền gạo bằng hệ thống máy tính
3.2.2. Qúa trình nấu
Mục đích
Quá trình nấu nhằm chuyển các chất không hòa tan của bột nghiền sang dạng hòa tan, nhằm thực hiện quá trình đƣờng hóa tạo ra dịch nha cung cấp cho quá trình lên men chính sau này.
Nhóm SVTT 50 Bột gạo
Bột malt Hòa trộn với nƣớc trong 20 phút
Nâng nhiệt độ 72oC trong 30 phút Dịch hóa trong 20 phút Nâng nhiệt độ 83oC trong 10 phút
Hồ hóa trong 5 phút Hạ nhiệt độ 72oC trong 10 phút Giữ nhiệt độ 72oC trong 20 phút Nâng nhiệt độ 100oC trong 30 phút
Đun sôi trong 15 phút
Hòa trộn với nƣớc trong 20 phút Nâng nhiệt độ 50oC trong 30 phút
Đạm hóa trong 1 phút Hội cháo trong 10 phút Đƣờng hóa trong 30 phút Nâng nhiệt độ 75oC trong 20 phút (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Giữ nhiệt 75oC trong 15 phút Nâng nhiệt 76oC trong 5 phút
Lọc trong Nồi trung gian
Houblon hóa Lắng xoáy Làm lạnh nhanh
Nhóm SVTT 51
Hình 3.5. Sơ đồ quy trình nấu
Hinh 9
Hình 3.6. Sơ đồ thiết bị nấu malt và nầu gạo
Các biến đổi cơ bản trong quá trình nấu:
Sự hồ hóa:
Tinh bột đại mạch hồ hóa ở nhiệt độ 60-85oC.
Sự dịch hóa:
Nhóm SVTT 52
khi tinh bột đã đƣợc hồ hóa thì chỉ cần vài phút. Nhiệt độ tốt nhất là 65-70oC, pH là 4,6.
Sự đƣờng hóa:
Là sự biến đổi của tinh bột đã dịch hóa thành dextrin và mantoza dƣới tác động của hai enzyme:
α-amylase→dextrin hóa
β-amylase→mantose
3.2.2.1. Hòa bột với nƣớc
Là quá trình hòa trộn một cách chính xác bột (malt nghiền và nguyên liệu thay thế bột gạo) với nƣớc nấu ở một nhiệt độ, tỉ lệ xác định.
Lƣợng nƣớc phối trộn
Xác định tỷ lệ giữa bột và nƣớc trƣớc khi tiến hành trộn rất quan trọng bởi nó quyết định đến nồng độ dịch ban đầu. Lƣợng nƣớc có thể đƣợc tính trung bình nhƣ sau: 100 kg bột + 300 lít nƣớc, theo cách tính này sẽ thu đƣợc dịch đƣờng có nồng độ khoảng 20%. Thực tế nồng độ chất dịch chiết lọc đầu thƣờng là 16 – 20 %, sau đó dùng một lƣợng nƣớc vừa đủ để rửa bã rồi thu hồi phần chất chiết còn bám trên bã. Dịch thu đƣợc sau khi rửa trộn với dịch chiết đã lọc làm loãng dịch đƣờng. Đối với bia vàng thì tỷ lệ nƣớc/bột là 400 – 500 lit/100 kg bột, còn ở bia đen thì tỷ lệ này là 300 – 350 lit/kg bột.
Nhóm SVTT 53
Hình 3.7. Hòa trộn malt sau nghiền vào nồi nấu
Nhiệt độ phối trộn
Nhiệt độ phối trộn liên quan tới nhiệt độ của enzym cần kích thích ngay từ đầu. Các hạt tinh bột trong malt bị bao bọc bởi mạng lƣới các protein trong đó có các hemixeluloza và glucan của thành phủ xoắn vào nhau. Để có thể tác động vào tinh bột thì cần phải phá vỡ mạng lƣới này.
Để quá trình thủy phân tinh bột xảy ra thì protein, hemixenluloza và glycan phải đƣợc phân cắt. Các hợp chất này đƣợc thủy phân mạnh nhiêt độ là 45-50oC (nhiệt độ tối ƣu của proteaza 45 – 50oC, của glycanaza 450C) nhƣng cả hai cơ chất và enzym đều hòa tan ngay vào dung dịch ở 35o
C. Do vậy mà độ lên men đạt cao hơn khi nhiệt độ hòa bột thấp hơn.
Nhóm SVTT 54
Nhóm SVTT 55
Mục đích (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phá vỡ màng tinh bột tạo điều kiện cho enzyme hoạt động, thực hiện quá trình đƣờng hóa dễ dàng.
Cơ sở lý thuyết
Đối với các nguyên liệu chƣa ƣơm mầm nhƣ gạo thì cần tiến hành hồ hóa tinh bột (làm trƣơng nở tinh bột) vì chúng chỉ đƣợc thủy phân và đƣờng hóa tốt sau khi đã đƣợc hồ hóa. Khi ngâm với nƣớc nóng, một lƣợng nƣớc lớn ngấm vào các phân tử tinh bột làm thể tích hạt tăng lên và làm hạt bột trƣơng nở cuối cùng vỡ tung ra, khi màng tế bào tinh bột bị phá vỡ sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân cắt các enzym sau này.
Các yếu tố ảnh hƣởng
- Nhiệt độ, thời gian: nhiệt độ không ổn định ảnh hƣởng đến quá trình - Áp suât hơi cấp.
- Kích thƣớc của nguyên liệu
Cách tiến hành
Bơm nƣớc 260C vào nồi hồ hóa (khoảng 9 hl) rồi từ từ cho malt lót lần 1 (155kg) vô nồi hồ hóa, bật cánh khuấy, tiến hành bổ sung H2SO4 (khoảng 150ml).
Việc thêm H2SO4 vào giai đoạn này nhằm tăng khả năng hồ hóa và pH của dịch đƣờng sau này pH của nồi hồ cháo sau khi nấu xong đạt pH = 5,5.
Malt lót bổ sung vào nồi hồ hóa nhằm cung cấp amylase enzym thủy phân có trong malt sẽ chuyển hóa các hợp chất cao phân tử (chủ yếu là các hydratcacbon và protein) của tinh bột có trong gạo thành các phần tử thấp dễ hòa tan.
Nhóm SVTT 56
Ta nâng nhiệt độ nồi gạo từ 260Clên 720C trong 30 phút, giữ nhiệt độ 72oC trong vòng 20 phút, trong thời gian này các enzym amylase trong malt lót hoạt động, xúc tác cho sự thủy phân liên kết 1 – 4 glycozit ở bất kì đầu không khử của tinh bột và dừng lại khi gặp liên kết 1 – 6 glycoside. Sản phẩm thủy phân chủ yếu là dextrin, một ít maltose và glucose.
Tiếp tục nâng nhiệt lên 830C trong 10 phút, giữ nhiệt độ 83oC trong 5 phút. Lúc này tinh bột hấp thụ nƣớc và trƣơng nở cực đại, làm cho dịch cháo trở nên đặc