b. Houblon hóa dịch đường
2.3. Các thiết bị chính trong phân xưởng nấu
2.3.1 Nồi nấu
a. Cấu tạo 1. Ống thoát hơi 2. Vỏ nồi 3.Đèn chiếu 4. Cửa quan sát 5. Lớp trong thùng 6. Lớp cách nhiệt 7. Vỏ ngoài 8. Nước ngưng 9. Dịch cháo ra 10. Môtơ
11. Đường hơi vào 12. Cánh khuấy 13.Nước vệ sinh
14. Cửa nguyên liệu vào
Thiết bị nấu có thân hình trụ, đáy côn được chế tạo bằng thép không gỉ. Thiết bị có hệ thống cấp hơi để gia nhiệt, hơi được truyền vào nồi qua hệ thống ống xoắn ruột già tiếp xúc với thành và đáy nồi, thân nồi được bảo ôn bằng lớp cách nhiệt (6).
b. Nguyên tắc hoạt động
Nguyên liệu (gạo hoặc malt đã phối trộn) đưa vào nồi qua cửa sổ số (14). Bật cho cánh khuấy hoạt động, cánh khuấy có mục đích làm cho nguyên liệu tiếp xúc đều với nhiệt và enzim tránh hiện tượng vốn cục và quá trình nấu tốt hơn. Hơi cấp nhiệt cho nồi theo đường ống số (11). Nước ngưng được tháo ra ngoài qua đường ống (8) và được
đưa sang lò hơi. Sau khi hoàn thành qúa trình nấu, dịch được đưa ra ngoài qua cửa số (9). Thiết bị được vệ sinh nhờ đường ống dẫn nước vệ sinh (13).
c. Thông số nồi nấu gạo
Áp suất thiết kế 4 kg/cm2 Áp suất làm việc 4 kg/cm2 Áp suất thử 8 kg/cm2 Thể tích nồi 11 m3 Trọng lượng nồi 1903,5 kg Kích thước d = 2800, h = 4540 mm
d. Thông số nồi nấu malt.
Áp suất thiết kế 4 kg/cm2 Áp suất làm việc 4 kg/cm2 Áp suất thử 8 kg/cm2 Thể tích nồi 11 m3 Trọng lượng nồi 2843,5 Kích thước d=4211, h= 5000 mm 2.3.2 Thiết bị lọc đáy bằng a. Cấu tạo
Thiết bi có dạng hình trụ, đáy phẳng, nắp hình cầu 1. Dịch cháo vào 7. Đáy lưới giả
2. Dịch đường ra 8. Đường nước vệ sinh 3. Cánh xới bã 9. Đường nước rửa bã 4. Thanh gạt bã 10. Cửa quan sát 5. Cửa tháo bã hèm 11. Lớp cách nhiệt
6. Động cơ 12. Các ống gom
b. Nguyên tắc hoạt động
Trước khi tiến hành lọc phải cho nước nóng (78oC) để đẩy không khí ra khỏi thiết bị. Trước khi đưa dịch cháo vào ta cho cánh xới bã (3) hoạt động.Tốc độ cánh xới lúc này khoảng 0,5 vòng/phút. Dịch cháo được bơm vào thiết bị theo đường ống số (1). Sau khi bơm dịch vào xong, cho cánh khuấy chạy vài vòng nhằm cào đều bã malt trên bề mặt lọc. Dịch lọc chảy xuống các ống gom rồi được chứa trong bình chứa sau lọc, nếu dịch lọc thu được còn đục ta cho hồi lưu trở lại thiết bị lọc. Quan sát trên đường ống dẫn vào thùng chúa dịch lọc, nếu thấy dịch đường trong thì chuyển sang nồi houblon hóa.
Trong quá trình lọc, nếu ta kết thúc lần bơm thứ nhất đến khi bơm lại lần hai mà lớn hơn 3 phút thì hạ cánh xới xuống 2-3 cm để xới lớp bã lọc, vận tốc cánh xới 100s/ vòng.
Sau khi lọc, tiến hành rửa bã ở nước 78oC đến khi nồng độ dịch đường trong nước rửa bã thu được khoảng 0,8%. Sau rửa bã, bật thanh gạt bã (4) để tập trung bã và bơm về thùng chứa bã hèm, còn dịch đường trong được bơm sang nồi houblon hóa.
2.3.3 Thiết bị Houblon hóaa. Cấu tạo a. Cấu tạo
1. Ống thoát hơi 2. Cửa vệ sinh 3,4 Đường ồng CIP 5. Dịch đường ra, vào 6. Đường hơi vào 7. Cửa nạp hoa 8. Bộ trao đổi nhiệt 9. Nước ngưng ra
b. Nguyên tắc hoạt động
Dịch đường cấp từ dưới lên theo đường ống số (5) vào nồi, hơi cấp theo đường ống số (6) đi vào bộ phận gia nhiệt (8). Sau khi dịch đường được truyền nhiệt, dịch sôi lên và phun lên khỏi chùm ống chùm., và lên nón phân phối làm tăng bề mặt bay hơi của dịch. Quá trình cấp dịch và nâng nhiệt dộ nồi liên tục sau khi cho dịch lọc bã cuối cùng vào nồi houblon thi lúc đó nhiệt độ nồi houblon vừa sôi, cho hoa houblon vào.
Hoa houblon được cho vào dưới dạng viên và cao hoa cùng một lần. Thời gian đun dịch đường với hoa houblon là 75ph, sau đó thì kiểm tra nồng độ đường, nếu đạt thì dừng quá trình houblon hóa lại. Dịch đường sau khi houblon hóa được tháo ra ngoài qua đường ống số (5). Sau đó vệ sinh thiết bị qua đường ống (3) và (4).
c. Thông số nồi hoablon hoáÁp suất thiết kế 4 kg/cm2 Áp suất thiết kế 4 kg/cm2 Áp suất làm việc 4 kg/cm2 Áp suất thử 8 kg/cm2 Thể tích nồi 24 m3 Trọng lượng nồi 3208,5 Kích thước d= 4211, h= 4950 mm A
2.3.4 Thiết bị lắng xoáy whirlpoola.Cấu tạo a.Cấu tạo 1. Ống thoát hơi 2. Vỏ thùng 3,4. Óng tháo dịch đường 5. Cửa tháo bã 6. Dịch đường vào 7. Dịch nước vệ sinh 8. Cửa làm vệ sinh.
Thiết bị whirlpool có thân hình trụ, đáy bằng được làm bằng thép không gỉ, có độ nghiêng 100
b. Nguyên tắc hoạt động
Dịch đường sau khi houblon hóa được bơm vào thiết bị lắng qua cửa số (6) theo phương tiếp tuyến với thành thiết bị làm cho cả khối dịch lắng xoáy tròn dưới tác dụng
của lực hướng tâm. Nhờ đó cặn được hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy. Sau khi chuyển hết dịch đường vào thiết bị, để yên trong 20 phút để quá trình lắng tiếp tục. Dịch nha trong ở phía trên được tháo ra qua cửa số (3), phần dưới vẫn tiếp tục lắng, dịch trong còn lại tiếp tục được tháo qua cửa số (4). Sau đó phần cặn hoa được lấy ra qua đường ống (5). Đường ống số (7) dùng để dẫn dung dịch CIP vệ sinh sau houblon hóa.
2.4 QUI TRÌNH CIP ( VỆ SINH THIẾT BỊ).2.4.1 Qui trình vệ sinh 2.4.1 Qui trình vệ sinh
2.4.
2 Thuyết minh qui trình. 2.4.2.1 Chuẩn bị
Gồm hóa chất NaOH, nước, hơi
2.4.2.2 Kiểm tra
+ Xác định lại nồng độ NaOH trong thùng CIP.
+ Sau khi xác định lại nồng độ NaOH, ta tính lượng NaOH cần thêm vào thùng CIP 2,5m3 để có được nồng độ dịch CIP + 0,2%. Do vậy bơm tất cả dung dịch trong thùng CIP qua nồi gạo, cho chạy cánh khuấy sau đó tiến hành bỏ hóa chất và nâng nhiệt tại nồi gạo lên 85oC. Sau đó mới bơm vào thùng CIP các thiết bị theo sơ đồ.
Chuẩn bị Kiểm tra Nồi trung gian Nồi lọc Nồi malt Nồi
gạo HoubNồi
lon Nồi lắng Bộ phối trộn Thùng bã hoa
2.4.2.3 Quá trình CIP
Khi CIP thiết bị nào thì cho bật các van có đường dịch CIP đi đến thiết bị đó. Tiếp đến cho chạy bơm dịch CIP, trong quá trình CIP ta cần chú ý đèn báo hiệu mức trên và mức dưới của đèn báo hiệu của thùng CIP để bơm hồi lưu và canh chừng khoảng 2 phút cho bật bơm hồi lưu 12 lần, và 2 phút cho tắt bơm. Quá trình này cứ lặp đi lặp lại cho đến khi kết thúc quá trình CIP ở thiết bị đó thì dừng và chuyển sang thiết bị khác.
Nhiệt độ dung dịch NaOH dùng để CIP cho tất cả các thiết bị là 80- 85oC. Thời gian yêu cầu CIP cho các thiết bị như sau:
+ Bộ phối trộn 40 phút
+ Nồi gạo, nồi malt 50 phút
+ Nồi lọc 40 phút
+ Nồi trung gian 40 phút
+ Nồi hoa 70 phút
+ Nồi lắng whirlpool 50 phút
Quá trình CIP các thiết bị đạt yêu cầu khi thiết bị không còn dơ bẩn. Nếu chưa đạt yêu cầu thì CIP lại cho đến khi nào sạch thì dừng. Trong quá trình CIP, khi đã CIP xong một thiết bị thì không nhất thiết phải bơm hết dịch CIP tronh thiết bị đó về lại thùng CIP mà ta có thể bơm sang thiết bị kế tiếp để tiếp tục quá trình CIP. Sau khi CIP toàn bộ thiết bị theo đúng thời gian qui định thì cho chạy lại bằng nước nóng cho tất cả các thiết bị đến khi nào không còn xút trong thiết bị thì dừng. Để kiểm tra còn xút hay không dùng phenolphtalein kiểm tra nước rửa.
+ Với đường CIP đi: thì bơm nước lạnh từ thùng nước lạnh để vệ sinh. Tất cả đổ vào thùng whirlpool rồi cho ra ngoài.
CHƯƠNG 3: BỘ PHẬN LÊN MEN, LỌC 3.1. Quy trình lên men, lọc
3.1.1. Sơ đồ quy trình công nghệ
Nha nóng từ nhà nấu
Thiết bị giảm nhiệt
Nước nha lạnh Lên men chính Lên men phụ Hạ lạnh Tàng trữ Bộ phối trộn Thiết bị lọc Túi lọc Tank chờ rót Nước 2oC Cấp không khí Cấp nấm men CO2 Đạt Không đạt Xã bỏ Thu hồi Bột trợ lọc Chất phụ gia Bão hòa CO2
3.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ
Trước khi nhận nước nha từ nhà nấu phải kiểm tra tấc cả các thiết bị từ thiết bị hạ nhiệt nước nha cho đến tank lên men đã xác định, tank trữ men, tank chờ rót, máy lọc, túi lọc, hệ thống các đường ống. Tấc cả đều được làm sạch và tiệt trùng theo quy trình CIP.
Dịch nha từ nhà nấu sau khi đã houblon hóa, lắng trong được bơm qua nhà lọc vào thiết bị hạ nhiệt.tại đây dịch nha được làm lạnh nhanh từ 85-90oC xuống 9-10oC nhờ tác nhân lạnh là nước 2oC cấp từ phân xưởng cơ điện. Dịch nha trên đường đến tank lên men được sục không khí và phối nấm men.
Hàm lượng không khí được cấp khoảng 8-10 mg/l, quá trình cấp không khí cho dịch nha là điều kiện cần thiết cho sự sinh sản của nấm men, tạo sinh khối để đủ số lượng yêu cầu trong giai đoạn đầu của thời kì lên men chính.. Nấm men được phối trộn vào với dịch nha ngay trên đường ống chuyển đến tank lên men nhằm tăng diện tích tiếp xúc của nấm men với dịch đường. Nấm men sử dụng là chủng nấm men chìm giống gốc được nhân lên ở phòng thí nghiệm rồi được nuôi ở các tank nhân men. Để nuôi cấy nấm men ta dùng môi trường là dịch đường đã vô trùng có bổ sung thêm muối khoáng, chất sinh trưởng, vitamin hoặc sử dụng lại các dịch sữa men được thu hồi từ các tank lên men trước. Số lượng men phối trộn được định lượng bằng cân tỷ lệ 0,35%, và được tính cho toàn bộ dịch nha. Dịch nha đi vào tank lên men từ dưới lên nhằm tránh sự tạo bọt và giữ được sự ổn dịnh cho dịch.
Quá trình lên men gồm 2 giai đoạn: lên men chính và lên men phụ
- Lên men chính: Nhiệt độ lên men là 14oC. Chủng nấm men chìm thích nghi với điều kiện sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp, phân bố chủ yếu ở phần sau của dịch nha trong thiết bị lên men. Trong quá trình lên men chúng có khuynh hướng lắng sâu xuống đáy thiết bị.
Khi lên men một lượng cơ chất của dịch đường houblon hóa chủ yếu là đường và dextrin bậc thấp bị nấm men hấp thụ để tạo thành rươuh etylic, khí CO2 và các sản phẩm
phụ khác. Quá trình lên men trong giai đoạn này diễn ra mạnh nhất và CO2 sinh ra nhiều nhất. Giữ áp suất trong tank lên men khoảng 0,3-0,5kg/cm2. Thời gian kiểm tra độ tinh khiết của CO2 khoảng 24 giờ sau khi làm đầy tank lên men, nếu độ tinh khiết lớn hơn hoặc bằng 99,6% thì tiến hành thu hồi nếu không đạt thì tiến hành thải ra ngoài như khi bắt đầu lên men.
Trong quá trình lên men, cặn bã hoa houblon trong dịch nha sẽ có xu hướng lắng xuống đáy. Vì vậy sau thời gian 24 ngày kể từ khi dịch đầy tank lên men thì tiến hành xã cặn đáy. Thời gian lên men chính khoảng 7-8 ngày, tùy thuộc vào hàm lượng diacetyl. Chỉ số VDK = 0,12ppm thì kết thúc quá trình lên men chính và tiến hành hạ lạnh xuống nhiệt độ -1oC. Chất tải lạnh ở đây là glycol có nhiệt độ là -4÷-5oC. Thông thường thì sau 7-8 ngày lên men chính hàm lượng đường maltose và các loại đường đơn khác có khả năng lên men đã bị nấm men hấp thụ hết. Vì vậy quá trình hạ lạnh ở -1oC thực chất là nhằm kết lắng nấm men để tách khỏi bia non, đồng thời quá trình này cũng nhằm tận thu thêm CO2 và ổn định các thành phần và tính chất cảm quan của sản phẩm.
Đối với những tank lên men sau khi đã hạ lạnh giữ ở áp suất 0,2-0,3 kg/cm2, nhiệt độ 2-30C là tiến hành rút men và thu hồi lại thùng chứa men để xử lý, cấp cho tank lên men tiếp theo. Thông thường tại nhà máy sau 5 đời thì bỏ vì khi đó lượng men dại rất lớn không tốt cho quá trình lên men sau này.
- Giai đoạn lên men phụ (ủ và tàng trữ)
Sau khi hạ lạnh tách bã men nhưng trong tank vẫn còn một ít men. Chính lượng này sẽ tiếp tục lên men phần còn lại để tạo thành CO2 và các sản phẩm khác nhưng ở mức độ chậm hơn. Đồng thời trong quá trình này lượng diacetyl tạo thành ở giai đoạn lên men được khử và chuyển thành các este, là quá trình ổn định các thành phần và tính chất cảm quan cho bia thành phẩm. Trong quá trình này cần đóng van thu hồi CO2 để CO2 sinh ra được ngậm vào trong bia. Tuy nhiên cần phải theo dõi áp suất do CO2 sinh ra để đảm bảo an toàn thông qua đồng hồ áp lực.
Nhiệt độ trong giai đoạn ủ và tàng trữ bia là -1oC, giữ ở áp suất trong tank là 0,2- 0,3 kg/cm2. Thời gian lên men phụ khoảng 2-3 ngày.
Trước khi đưa qua lọc ta phối trộn bia đã tàng trữ ở các tank lên men khác nhau nhằm tạo ra sản phẩm đồng nhất, ổn định, cho chất lượng tốt nhất. Hoặc để nâng cao năng suất của nhà máy người ta nấu bia với nồng độ đường cao (14-16%), sau đó bia thành phẩm được phối trộn với nước DAW 3-4oC (đã qua loại O2 và bão hòa CO2) với tỷ lệ nhất định, phụ thuộc vào độ cồn bia lúc tàng trữ, độ đường của bia,
Dịch sau khi được phối trộn được bơm vào thiết bị lọc dạng đĩa để tách cặn tế bào nấm men. Quá trình lọc xảy ra nhờ sự chênh lệch áp suất. Để tăng khả năng lọc người ta dùng bột trợ lọc HYFLO để tạo lớp lọc trên bề mặt đĩa lọc. Bia ban đầu sau khi ra khỏi thiết bị lọc đĩa còn đục nên cho hồi lưu lại thiết bị lọc đĩa cho đến khi bia đạt độ trong cần thiết, thời gian tuần hoàn là lớn hơn 5 phút Trong quá trình đưa bia vào máy lọc thô ta có bổ sung một số chất phụ gia như: K2CO3, Metabisunfit, FBHop nhằm hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật về các tiêu chuẩn như: màu, pH…. nhằm làm tăng độ bền sinh học cho bia kéo dài thời gian bảo quản, chống oxy hóa, ổn định các thành phần và tính chất cảm quan của sản phẩm. Sau đó, bia được đưa qua thiết bị lọc túi để tách một phần cặn mịn, nấm men, bào tử còn sót để đạt độ trong cần thiết cho bia. Sau đó, bia được bơm vào các bồ chứa bía trong để đưa qua khu chiết rót
3.2 Quy trình nhân men trong phân xưởng
3.2.1 Chuẩn bị
- Vệ sinh tank lên men theo đúng qui trình công nghệ. - Vệ sinh đường ống cấp dịch nha.
- Kiểm tra đường khí nén.
- Thanh trùng đường ống và bộ lọc khí.
3.2.2 Yêu cầu chung
- Vô trùng tuyệt đối tránh tình trạng nhiễm khuẩn. - Người vận hành tuân thủ theo đúng yêu cầu kỹ thuật.
3.2.3 Nhân men
- Cài nhiệt độ tank nhân men ở 18,5oC đối với bia Larue.
- Nhận dịch lên men: Nhiệt độ hạ lạnh của dịch nha là 18oC, lấy vào tank nhân men 10hl dịch nha. Sau khi lấy xong báo phòng thí nghiệm cấp men giống. Sau khi số lượng tế bào nấm men đạt yêu cầu tiếp tục lấy vào tank nhân men 12hl dịch nha.
- Cấp men giống: men giống có thể cấp vào tank nhân men song song với quá trình nhận dịch nha sau khi quá trình nhận dịch nha từ phân xưởng nấu. Men giống chứa trong thùng CALSBERG đi nhân giống trong phòng thí nghiệm.
- Tiến hành: Đấu nối đường ống cấp khí nén trong phân xưởng qua bộ lọc vi khuẩn và đi vào thùng CALSBERG vào tank nhâm men qua đường ống đáy tank. Trong suốt quá trình đưa men vào tank phải thường xuyên đảo dịch trong thùng CALSBERG.
3.2.4. Kết thúc giai đoạn cấp men giống
- Vệ sinh các đường cấp dịch cũng như các đường ống phụ trợ khác.