Kết thúc quá trình lên men phụ trong bia sẽ hình thành các cặn kết tủa và còn một lượng nấm men còn sót lại trong bia. Lọc trong nhằm mục đích loại bỏ các cặn kết tủa, nấm men, loại bỏ một số hợp chất gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia như polyphenol.
Hình 3.10. Hệ thống lọc bia
(Nguồn: http://www.comi.vn)
Quá trình lọc được thực hiện qua 3 công đoạn lọc: lọc trong, lọc hấp phụ, lọc an toàn.
Lọc trong: áp suất vào là 2 bar, áp suất ra là 1,5 bar, thời gian lọc là 7 giờ.
Nguyên tắc lọc là dựa trên sự chênh lệch áp suất. Mục đích của lọc trong là loại bỏ các cặn cơ học như: nấm men chết, cặn kết tủa làm cho bia trong hơn.
Trong quá trình lọc, bổ sung các loại phụ gia Vicant có vai trò là một chất chống oxy hóa.
Lọc hấp phụ: áp suất vào là 2 bar, áp suất ra là 1,8 bar. Lượng PVPP (poly vinylpolylyrrolidone) được dùng là 35 g/hl.
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 41
Mục đích của lọc hấp phụ (lọc Fom): nhằm loại bỏ hết polyphenol (đây là chất gây đau đầu), đồng thời ngăn chặn sự hình thành phức protein – polyphenol trong bia (đây là nguyên nhân gây đục bia trong quá trình tồn trữ và bảo quản tại TBF).
Lọc an toàn (Securox): không sử dụng bột trợ lọc chỉ sử dụng các cột lọc. Áp suất vào là 1,5 bar và áp suất ra là 1,3 bar.
Mục đích: lọc tinh lại lần nữa để loại bỏ hết tất cả các hạt nhựa hấp phụ có thể có, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho bia.
Pha bia: sử dụng nước nấu ở nhiệt độ 80oC. Nước trước khi pha phải được loại oxy vì oxy là nguyên nhân gây bất lợi cho bia thành phẩm. Nước sau khi khử oxy được làm lạnh nhanh xuống 2oC và đưa vào tank chứa. Trước khi sử dụng, nước pha bia được kiểm tra hàm lượng oxy không quá 0,05 ppm.
Tỷ lệ pha bia theo công thức:
R (tỷ lệ nước pha bia) = (độ cồn thực tế / độ cồn mong muốn – 1) x 100 3.3.5 Bão hòa CO2 và tàng trữ bia
Bão hòa CO2 là nạp CO2 bị mất trong quá trình lọc. Ở đầu ra của thiết bị bão hòa CO2 có bộ phận phân tích CO2 của bia sau khi được bão hòa và điều khiển van cấp CO2 vào thiết bị bão hòa cho nồng độ CO2 trong bia đạt giá trị cài đặt. Áp suất của bia trước khi bơm qua các tank TBF phải ổn định ở 2 bar. Sau khi bảo hòa CO2 được chuyển sang TBF, nơi lưu trữ bia trước khi chiết. Nhiệt độ tại các TBF từ 2 – 4oC, thời gian tàng trữ trước khi chiết khoảng 12 – 24 giờ, áp lực CO2 khoảng 1 – 1,2 bar.
Tiêu chuẩn bia TBF và bia thành phẩm được trình bày qua Bảng 3.6 và Bảng 3.7.
Bảng 3.6. Một số tiêu chuẩn bia TBF
Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị mong muốn Tiêu chuẩn
Độ hòa tan biểu kiến oPlato 2,2 1,77 – 2,3
Độ cồn ở 20oC %v/v 4,9 4,75 – 5,1
Độ hòa tan nguyên thủy oPlato 11,4 11,25 – 11,6
Độ chua (số mg NaOH 0,1N/
10ml bia) 1,5 1,35 – 1,6
Hàm lượng CO2 hòa tan g/l 5,4 5,0 – 5,7
Độ màu EBC 6,9 6,5 – 7,5
Độ đục %Neph ≤ 10 ≤ 16
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 42
Bảng 3.7. Một số chỉ tiêu bia thành phẩm
Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị mong muốn Tiêu chuẩn
Độ hòa tan biểu kiến oPlato 2,2 1,77 – 2,3
Độ cồn ở 20oC %v/v 4,9 4,75 – 5,1
Độ hòa tan nguyên thủy oPlato 11,4 11,25 – 11,6
Độ chua (số mg NaOH 0,1N/
10ml bia) 1,5 1,35 – 1,6
Hàm lượng CO2 hòa tan g/l 5,2 4,8 – 5,5
Độ màu EBC 6,9 6,5 – 7,5
Hàm lượng diacetyl mg/l ≤ 0,05 ≤ 0,1
Độ đắng BU 21 19,5 – 22
Hấp PU 13 10 – 15
(Nguồn: Công ty cổ phần Bia Sài Gòn – Miền Tây)
3.4 QUÁ TRÌNH CHIẾT BIA
3.4.1 Sơ đồ quy trình chiết bia thành phẩm
Hình 3.11. Sơ đồ quy trình chiết bia thành phẩm
Chiết chai
Thanh trùng
Kiểm tra
Dán nhãn, in date
Vô kết Lưu kho
Kiểm tra Kiểm tra
Rửa Bia TBF
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 43
3.4.2 Thuyết minh quy trình
3.4.2.1 Rửa chai
Mục đích: nhằm loại bỏ toàn bộ nhãn, các cặn bẩn trong và ngoài chai, đồng thời tiêu diệt các vi sinh vật, đảm bảo chai được vô trùng trước khi chiết bia.
Yêu cầu đối với chai chứa bia:
Độ cứng đủ để chịu các va chạm và chống lại áp suất tạo ra do CO2 bên trong chai, nhất là khi thanh trùng.
Phải đồng nhất, có màu sắc tránh khỏi tác động của ánh sáng.
Hình 3.12. Hệ thống rửa chai tự động
(Nguồn: http://www.truyenhinhnghean.vn)
3.4.2.2 Kiểm tra chai sau khi rửa
Kết thúc quá trình rửa chai cần kiểm tra thành chai, đáy chai, miệng chai, bên trong chai, đảm bảo chai hoàn toàn sạch bên trong, không chứa các vật lạ, không bị hư hỏng hay nứt mẻ.
3.4.2.3 Chiết chai
Hình 3.13. Máy chiết bia
(Nguồn: http://www.nganhanh.com)
Định lượng bia thành phẩm vào chai nhằm thuận lợi cho quá trình bảo quản, vận chuyển và lưu thông trên thị trường, nâng cao tính thương mại cho sản phẩm.
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 44 Các giai đoạn chiết bia
Giai đoạn hút chân không: khi vào máy chiết, chai được hệ thống hút chân không loại bỏ hoàn toàn không khí bên trong chai.
Giai đoạn tạo áp suất đối kháng: sau khi hút chân không, CO2 được đưa vào chai tạo áp suất cân bằng với bể chứa bia trong máy chiết.
Giai đoạn rót bia vào chai: chai sau khi được nạp CO2 sẽ có áp cân bằng với áp suất trong bể chứa bia, bia sẽ tự chảy tự nhiên vào chai do sự chênh lệch độ cao. CO2 trong chai được đẩy ra ngoài theo đường dẫn khí của vòi chiết. Mức bia trong chai được điều chỉnh bằng độ sâu của vòi dẫn khí CO2 ra ngoài.
Sau khi chiết xong chai được dập nút càng nhanh càng tốt.
3.4.2.4 Thanh trùng
Thanh trùng là một phương pháp xử lý nhiệt theo nguyên tắc thanh trùng Pasteur nhằm tiêu diệt hầu hết các tế bào vi sinh vật trong bia, kéo thời gian bảo quản và ổn định chất lượng bia thành phẩm.
Máy thanh trùng được chia thành 9 khoang thanh trùng khác nhau.
Bảng 3.8. Nhiệt độ của các khoang thanh trùng bia
Khoang 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Nhiệt độ (oC) 33 45,1 58 61,6 61,5 60,2 58 45,1 33
(Nguồn: Công ty cổ phần Bia Sài Gòn – Miền Tây)
Hình 3.14. Hệ thống thanh trùng bia
(Nguồn: http://www.baobaclieu.vn)
3.4.2.5 Dán nhãn chai và in date
Sau khi quá trình thanh trùng kết thúc phải kiểm tra lại xem những chai bia sao khi thanh trùng có lỗi không như chai bị hở, màu sắc,… Nhãn của sản phẩm là một thành phần không thể thiếu trong quá trình lưu thông trên thị trường của sản phẩm.
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 45
Lớp giấy bạc bọc ở cổ chai cũng được coi là nhãn của sản phẩm có vai trò trang trí. Trên nhãn có ghi ngày sản xuất và thời gian sử dụng sản phẩm.
3.4.2.6 Vô két và lưu kho
Bia sau khi dán nhãn được cho vào két với 20 chai/két. Bia được chuyển vào kho bảo quản bia thành phẩm ở nhiệt độ thường. Thời gian bảo quản của bia Sài Gòn đỏ là 1 năm kể từ ngày sản xuất.
Hình 3.15. Hệ thống dán nhãn, in date và vô két
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 46
CHƯƠNG 4. KIỂM SOÁT TỐC ĐỘ LÊN MEN THÔNG QUA ĐỘ LÊN MEN TRIỆT ĐỂ VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN
ĐỘ LÊN MEN TRIỆT ĐỂ
4.1 KHÁI NIỆM
Limit tank còn gọi là độ lên men triệt để, là giới hạn lên men biểu kiến tối đa mà nấm men có thể sử dụng triệt để các chất có khả năng lên men của các chất hòa tan. Nó được xác định trước khi thực hiện quá trình lên men để kiểm soát tốc độ lên men theo yêu cầu sản xuất.
Độ lên men triệt để bị ảnh hưởng bởi các yếu tố:
- Chất lượng nguyên liệu (hoạt lực của malt) và điều kiện quá trình nấu. Có 2 loại malt được sử dụng trong quá trình nấu: Malt Guangzhou TQ và Malteurop Pháp.
- Đời nấm men sử dụng (hoạt lực của nấm men) và điều kiện lên men.
4.1.1 Mục đích của việc xác định độ lên men triệt để
- Đánh giá mức độ của quá trình chuyển hóa các chất hòa tan trong dịch nha thành các sản phẩm lên men.
- Kiểm soát được tốc độ của quá trình lên men nhằm tìm ra giới hạn tối ưu cho quá trình lên men và điều khiển tốc độ lên men thích hợp làm tăng hiệu suất lên men.
4.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ lên men triệt để
Chất lượng malt
Thành phần protein trong malt và hoạt lực của malt thường có nhiều biến đổi theo từng lô nguyên liệu và nguồn gốc của malt. Malt có hoạt lực cao sẽ cho ra nhiều hàm lượng chất hòa tan trong nước nha, khả năng sử dụng chất hòa tan của nấm men tốt và độ Plato cuối thấp. Ngược lại, nếu malt có hoạt lực thấp sẽ cho độ Plato cuối cao do nấm men không sử dụng được hết các chất hòa tan trong dịch nha.
Nhiệt độ và thời gian giữ nhiệt trong quá trình nấu
Ở nhiệt độ 63 – 65oC là nhiệt độ tối ưu cho enzyme β – amylase hoạt động thủy phân tinh bột và cho ra nhiều hàm lượng chất hòa tan, nấm men hoạt động tốt, thời gian lên men nhanh hơn, khi đó độ lên men triệt để đạt cao.
Nếu vượt quá nhiệt độ này đến 72 – 75oC là khoảng nhiệt độ đường hóa tối ưu cho enzyme α – amylase hoạt động thủy phân tinh bột, sản phẩm tạo ra có nhiều dextrin và độ lên men triệt để đạt thấp hơn.
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 47
Trong quá trình đường hóa, các enzyme không hoạt động đồng thời mà theo 2 giai đoạn độc lập:
Giai đoạn 1: enzyme hoạt động mạnh nhất sau 10 – 20 phút. Hoạt tính đạt cực đại ở
nhiệt độ 63 – 65oC và được giữ nhiệt từ 25 – 35 phút chủ yếu là enzyme β – amylase hoạt động là giai đoạn cho nhiều đường maltose nhất.
Giai đoạn 2: hoạt tính enzyme β – amylase giảm khi nâng nhiệt lên 72 – 75oC và được giữ trong 25 phút cho enzyme α – amylase hoạt động, là giai đoạn tạo ra sản phẩm chủ yếu là các dextrin.
Quá trình đường hóa giai đoạn 65oC cho phép sai số 65oC 1.
Đời men và mật độ nấm men trong quá trình lên men
Đời nấm men cũng có ảnh hưởng đến quá trình lên men. Sử dụng đời nấm men càng trẻ, tỷ lệ men chết thấp, quá trình trao đổi chất diễn ra tốt, khả năng tăng sinh khối mạnh, độ lên men triệt để cao và cho sản phẩm tốt hơn. Ngược lại, đời nấm men càng già, tỷ lệ men chết cao, khả năng trao đổi chất kém, độ lên men triệt để thấp hơn so với đời nấm men trẻ.
Lượng nấm men gieo cấy ban đầu có 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 sẽ cho hiệu suất thu hồi cao và chất lượng bia tốt. Sự tăng trưởng của nấm men có ảnh hương rất lớn đến quá trình lên men.
4.1.3 Phương pháp xác định độ lên men triệt để
Độ lên men của dịch đường được xác định bằng sự biến đổi lượng chất hòa tan trong quá trình lên men.
Tổng lượng chất hòa tan đã bị tiêu hao trong thời gian lên men chính gọi là chất chiết đã lên men. Khối lượng chất chiết đã lên men, biểu thị bằng phần trăm so với chất lượng chất hòa tan ban đầu của dịch đường, gọi là mức độ lên men hay độ lên men. Độ lên men triệt để là toàn bộ chất chiết có khả năng lên men hoàn toàn. Thông qua độ lên men triệt để ta có thể kiểm soát được tốc độ của quá trình lên men.
Dụng cụ
- Bình tam giác 1000ml có nắp đậy - Máy lắc
- Dụng cụ đo hàm lượng chất hòa tan Plato kế.
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 48
Xác định hàm lượng các chất hòa tan ban đầu của dịch nước nha. Sau 1 giờ đầy tank tiến hành lấy 250 – 300ml mẫu cho vào bình tam giác và bắt đầu lên men ở nhiệt độ phòng, thiết bị kín.
Các bình tam giác được đặt trên máy lắc với tốc độ 120 vòng/ phút. Sau 48 giờ lên men, lấy dịch đã lên men làm lạnh mẫu về 20oC.
Khi mẫu đạt 20oC dùng mẫu tráng qua ống đong và cây đo độ đường và đọc kết quả trên thước đo ở 20oC.
Hình 4.1. Đo độ Plato của mẫu sau khi lên men 48 giờ
(Nguôn: Công ty cổ phần Bia Sài Gòn – Miền Tây)
Cách tính kết quả
Độ lên men triệt để được tính theo công thức:
Độ lên men triệt để (%) = 1 2 1 ( ) 100 E E E (*) Trong đó:
E1: lượng chất hòa tan (g) trong 100ml dịch đường trước khi lên men. E2: lượng chất hòa tan triệt để (g) trong 100ml dịch đường đã lên men.
4.1.4 Các chỉ tiêu theo dõi
Xác định độ lên men triệt để của tank lên men và hàm lượng chất hòa tan theo thời gian lên men ở các tank lên men.
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 49
4.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT
4.2.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chất hòa tan đến tốc độ lên men ở cùng đời nấm men đời nấm men
Sự khác nhau về nguyên liệu sẽ ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng ban đầu của dịch lên men, nguyên liệu có chất lượng tốt thì dịch lên men tốt và ngược lại.
Kết quả khảo sát về tỷ lệ phối trộn, hoạt lực của malt trong quá trình nấu sẽ ảnh hưởng đến hàm lượng chất hòa tan trong nước nha và tốc độ lên men triệt để cũng khác nhau được thể hiện qua Bảng 4.1.
Tỷ lệ phối trộn ở các lô khác nhau, ở lô 1sử dụng (50% Malt Guangzhou TQ, hoạt lực 286owk) với (50% Malt Guangzhou TQ, hoạt lực 312owk), ở lô 2 sử dụng 100% là Malt Guangzhou TQ. Ở lô 3, 4 kết hợp giữa 2 loại malt là Malt Guangzhou TQ và Malteurop Pháp, ở lô 3 là 50:50 còn lô 4 là 30:70.
Bảng 4.1. Tỷ lệ phối trộn và hoạt lực malt ảnh hưởng đến hàm lượng chất hòa tan trong dịch lên men
Lô 1 2 3 4
Tỷ lệ phối trộn (%) 50:50 100 50:50 30:70
Hoạt lực malt (owk) 298,99 312 322,99 327,4
Độ hòa tan nguyên thủy (oP) 12,95 13 13,02 13,05
Độ hòa tan triệt để (oP) 2,45 2,4 2,35 2,3
Độ lên men triệt để (%) (*) 81,08 81,54 81,95 82,37
Qua Bảng 4.1 cho thấy hoạt lực malt khác nhau thì hàm lượng chất hòa tan tạo ra cũng khác nhau. Ở lô số 4, malt có hoạt lực cao (327,4 owk) khả năng thủy phân tinh bột tốt, hàm lượng chất hòa tan tạo ra cao hơn 3 lô còn lại. Khi đó tốc độ lên men triệt để cao (82,37%, Hình 4.2). Ngược lại, ở lô số 1 malt có hoạt lực thấp khả năng thủy phân tinh bột không hoàn toàn, hàm lượng chất hòa tan tạo ra thấp, các dextrin và đường bậc cao tạo ra nhiều, kéo theo độ lên men triệt để thấp (81,08%, Hình 4.2 ), do nấm men không sử dụng triệt để chất hòa tan có trong dịch lên men.
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 50
Hình 4.2. Đồ thị thể hiện sự thay đổi độ lên men triệt để ứng với các lô khảo sát khác nhau
Từ kết quả khảo sát trên (Bảng 4.1) cho thấy, chất lượng nguyên liệu khác nhau, khả năng thủy phân cũng khác nhau từ đó làm cho hàm lượng chất hòa tan trong nươc nha cũng bị ảnh hưởng. Đối với nguyên liệu có hoạt lực thấp, khả năng thủy phân tinh bột không hoàn toàn, sản phẩm tạo ra chủ yếu là đường bậc cao, dextrin. Khi đó độ lên men triệt để cũng thấp. Ngược lại, nguyên liệu có hoạt lực cao, khả năng thủy phân tinh bột tốt, sản phẩm tạo ra các đường đơn, đường đôi nhiều, các đường bậc cao, dextrin tạo ra ít và độ lên men triệt để cũng cao hơn.
4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng mật độ nấm men và đời nấm men đến quá trình lên men