7. Nội dung nghiên cứu
3.1.2. Công nghệ sản xuất bia
- Nghiền bột Ngâm khuấy kỹ Đường hoá Lọc trong Nấu hoa Lọc bã hoa Làm lạnh nhanh
Chiết chai, lon Chiết bom
Thu hồi men Nghiền bột Men giống Ngâm trương Hồ hoá Dịch hoá Đun sôi Rửa bã
Nước Malt Gạo tẻ Houblon
Nước côngnghệ Nước rửa Bã malt Thu CO2 Bã hoa Bia hơi thành phẩm Bia chai, lon thành phẩm
Thanh trùng Bão hòa CO2 Lọc trong Lên men phụ Làm lạnh Lên men chính Để lắng 30phút
* Nguyên liệu
- Malt: Là nguyên liệu chính dùng trong sản xuất bia, cho bia có mùi vị đặc trưng.
- Gạo: Là nguyên liệu thay thế cho malt, được sử dụng trong sản xuất bia nhằm hạ giá thành, góp phần đa dạng hóa sản phẩm.
- Hoa houblon: Đây là nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất bia: tạo mùi, tạo vị, tăng khả năng sát trùng, góp phần giữ bọt bia.
- Nước: Nước trong thành phẩm bia chiếm 92 - 94% khối lượng; ngoài ra còn là môi trường cho quá trình đường hóa, lên men, xử lý nấm men; cấp cho lò hơi, vệ sinh thiết bị, dụng cụ chứa bia, cấp nhà xưởng, sinh hoạt. - Nấm men: Đây là tác nhân sinh học xúc tiến cho quá trình sản xuất lên
men dịch đường tạo CO2 và rượu đồng thời tạo cho bia có mùi đặc trưng.
* Nghiền nguyên liệu
- Malt: Từ thùng định lượng phần lớn được đi qua máy nghiền trục. Còn một phần malt được đi qua máy nghiền trục để nghiền mịn dùng làm malt lót, sau khi nghiền được đưa qua thùng định lượng.
- Gạo: Từ thùng định lượng qua máy nghiền được nghiền nhỏ, sau đó được đưa xuống thùng định lượng để đưa qua nấu.
*Nấu nguyên liệu
- Tại nồi gạo: Gạo được phối trộn với nước theo tỉ lệ Gạo: Nước = 1: 3, sau đó bổ sung malt lót lần 1 là 7% (khoảng 50kg/ mẻ nấu) so với lượng bột gạo để chống cháy trong quá trình nấu. Sau khi nấu 10 phút thì bổ sung 48 ml H2SO4 có tác dụng phân cắt mạch amylose giúp hồ hóa nhanh hơn.
Nâng nhiệt độ nồi gạo lên 720C giữ 20 phút để gạo hút nước trương nở quá trình này gọi là hồ hóa, tiếp tục nâng lên 830C giữ 5 phút để giải phóng tinh bột gọi là quá trình dịch hóa. Sau đó hạ xuống 720C trong 10 phút bổ sung malt lót 2 (khoảng 50kg/ mẻ nấu) thêm nước giữ 720C trong 20 phút để
tiếp tục dịch hóa. Sau dịch hóa nâng 1000C giữ 15 phút để dịch hóa hoàn toàn và bơm đi hội cháo.
- Tại nồi malt: Việc phối trộn bột diễn ra đồng thời với nồi nấu gạo, malt được pha với 56 hl nước bổ sung 1,74g CaCl2 tăng khả năng chịu nhiệt cho enzym amylase, tăng cường khả năng kết lắng protein, bổ sung 800ml acid lactic điều chỉnh pH= 5,4 - 5,6. Rồi nâng lên 500C giữ 5 phút tạo điều kiện cho enzim proteaza thủy phân protein thành acid amin cần tính toán sao cho thời gian kết thúc đạm hóa ở nồi malt cũng là kết thúc giai đoạn nấu sôi dịch cháo.
Bơm cháo từ nồi gạo sang nồi malt bơm từ từ để nhiệt độ không tăng đột ngột thời gian bơm 15 phút. Hội cháo ở nhiệt độ 650C trong 20 phút đểβ
amylaza chuyển hóa tinh bột thành maltoza, sau đó nâng lên 750C giữ 20 phút để α amylaza thủy phân tinh bột thành dextrin và glucoza. Quá trình đường hóa xảy ra hoàn toàn khi kiểm tra tinh bột sót bằng dung dịch I2 0,02N nếu không có màu xanh thì tinh bột thủy phân hoàn toàn. Nếu thử tinh bột tốt thì nâng 760C và bơm đi lọc để tách bã malt (Phụ lục 7).
* Lọc bã malt
Dịch đường sau thủy phân nâng lên 760C để mục đích giảm độ nhớt khi lọc và thủy phân tinh bột sót. Dịch đường được bơm sang thùng lọc đáy bằng, dịch trong được bơm vào nồi hoa, phần bã malt được rửa lại bằng nước 780C để tách chất hòa tan sót trên bã. Phần bã được cánh gạt đẩy ra ngoài và theo vít tải về thùng chứa bã.
* Houblon hóa
Bơm dịch lọc vào nồi đun hoa khi bơm được 13 - 14m3 thì bắt đầu nâng nhiệt. Nhiệt độ dịch sau khi lọc 70 - 730C. Tính toán sao cho rửa bã vừa xong thì dịch đường nồi hoa cũng vừa sôi. Bổ sung 4g ZnCl , 0,4 kg Caramen tiến
sung 1,141 kg hoa viên thơm HPE ( 9,6% α acid đắng) và 3,466 kg hoa viên HPE (7,9% α acid đắng) trước khi kết thúc 20 phút.
* Quá trình lắng trong dịch đường
Dịch được bơm vào thùng lắng theo phương tiếp tuyến với thành thùng, nhờ vậy cả cột chất lỏng trong thùng sẽ xoay cưỡng bức. Lực hướng tâm mạnh đã làm cho cặn tập trung vào tâm thùng và lắng xuống đáy. Tổng thời gian lắng là 30 phút.
* Làm lạnh nhanh
Làm lạnh nhanh bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Ban đầu dịch đường hạ xuống 150C với tác nhân nước lạnh 20C, rồi tiếp tục qua thiết bị làm lạnh thứ 2 với tác nhân lạnh là glycol ( -3 -50C ) để hạ nhiệt độ dịch xuống 80C.
* Lên men dịch đường
Lên men chính: Dịch đường sau khi làm lạnh nhanh và bão hòa O2 được
bơm vào tank lên men. Giống được nuôi cấy phát triển từ công ty mẹ hoặc sử dụng men sữa từ các mẻ lên men trước (không sử dụng nấm men sữa quá 8 đời). Cho thêm enzim Maturex (α - Acetolactate decarboxylase) để rút ngắn thời gian lên men chính và hạn chế tạo thành diaxetyl. Sau lên men được 24 - 36h thì kiểm tra độ tinh khiết CO2 đạt 99,6% thì thu hồi. Trong quá trình lên men chính đường chuyển thành rượu, CO2 và các sản phẩm phụ. Thời gian lên men chính 7 ngày.
Lên men phụ
Khi kết thúc quá trình lên men phụ thì chuyển chế độ lên men phụ, hạ lạnh để rút men. Đặt nhiệt độ 5oC, thời gian hạ là 12h để nấm men kết lắng tiến hành thu xả nấm men. Sau khi thu hồi men cần sục khí 4 lần/ 1h mỗi lần 10 - 15 phút. Trong quá trình lên men phụ CO2 sinh ra được hòa tan vào trong bia,
một số kết tủa protit lắng xuống kéo theo lượng nhựa đắng, các este tạo thành hoàn thiện hương vị bia. Thời gian lên men phụ là 14 - 16 ngày.
* Lọc trong bia
Sau quá trình lên men phụ, hạ nhiệt độ dịch xuống 0 - 2oC rồi bơm đi lọc. Trước khi vào máy lọc thì bia qua bình khử khí để loại oxy. Qua 3 hệ thống lọc: lọc nến, lọc đĩa, bình lọc tép.
- Quá trình lọc nến cần sử dụng bột trợ lọc diatomit tạo màng lọc, lượng bột sử dụng 90 (g/hl). Mục đích lọc nến là loại bỏ cặn và làm trong bia.
- Quá trình lọc đĩa sử dụng hạt nhựa PVPP hàm lượng 20 (g/hl) để tạo màng lọc. Mục đích lọc đĩa là nhờ hạt nhựa hấp thụ chất keo, các hợp chất polyphenol tránh làm đục bia khi bảo quản.
- Bình lọc tép: Cấu tạo gồm tép lọc xung quanh là sợi xenllulo dịch bia vào bình được hấp thụ các hạt nhựa trộn lẫn trong bia được giữ phía ngoài, dịch lọc thấm vào bên trong theo ống chảy ra ngoài.
* Ổn định bia và bổ sung CO2
Bia sau khi lọc bơm lên tank chứa duy trì nhiệt độ 0 - 10C trong thời gian 1 - 2 ngày rồi đem đi chiết.
Trong quá trình qua bơm, lọc, bia bị mất một phần CO2. Mặt khác, quá trình lên men chưa tạo đủ lượng CO2 theo yêu cầu, do vậy phải nạp thêm cho đủ. Lượng CO2 cần bổ sung 4 - 5(g/l) đạt yêu cầu bia thành phẩm.
* Chiết rót
Đối với bia, điều đầu tiên cần quan tâm là phải chiết đẳng áp, sản phẩm chảy vào chai được dẫn tới sát đáy hoặc chảy theo thành chai xuống tránh làm xáo trộn sản phẩm.
không trước khi tạo áp suất đối. Hoặc là cho bia sủi bọt đẩy không khí ở chỗ trống sau khi chiết ra khỏi chai.
Việc nén CO2 vào chai để tạo áp suất đối kháng là cần thiết để cải thiện chất lượng sản phẩm do việc giảm đáng kể hàm lượng oxy xâm nhập vào trong bia và hàm lượng CO2 tăng tạo thêm bọt cho bia.
* Thanh trùng
Để tiêu diệt hoàn toàn tế bào nấm men còn sót lại trong bia sau khi lọc, đảm bảo tế bào nấm men không hoạt động trở lại (ở nhiệt độ 20-25oC) gây đục bia, kéo dài thời gian bảo quản cho bia. Bia sau khi chiết theo băng tải vào hệ thống thanh trùng gồm 10 khoang chia 3 vùng nhiệt độ: vùng nâng nhiệt, vùng thanh trùng, vùng hạ nhiệt độ.
Bảng 3.1. Các khoang và nhiệt độ mỗi khoang quá trình thanh trùng
Khoang 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Nhiệtđộ(0C) 33 44 54 61 62 62 61 54 44 33
(Kết quả nghiên cứu tại nhà máy)