3.2.10.1. Mục đích công nghệ
Tiêu diệt các vi sinh vật, vô hoạt các enzyme có trong bia, để ổn định thành phần, chất lượng, làm tăng độ bền sinh học và bảo quản cho bia
36
3.2.10.2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp thực hiện
Bia là một sản phẩm của quá trình lên men, sau khi chiết còn chứa nhiều các enzyme hoạt động và vi sinh vật sống, đáng kể nhất là nấm men thuần chủng, nấm men dại, vi khuẩn acetic, vi khuẩn lactic thuộc nhóm Sarcina (Pediococus) và một số tạp khuẩn khác. Nhưng do đặc tính hóa- lý của bia (không có oxy hòa tan, nồng độ etylic khá cao, có các chất đắng sát trùng mạnh, pH thấp…), các vi sinh vật ngoại lai như vi khuẩn nhóm E.coli, các sợi nấm, các vi khuẩn hiếu khí và nhiều loại khác không thể tồn tại trong bia.
Để tiêu diệt vi sinh vật và vô hoạt các enzyme có trong bia, có thể có nhiều phương pháp khác nhau, nhưng phổ biến và hữu hiệu nhất trong công nghệ về cả kinh tế lẫn kỹ thuật thực hiện trong sản xuất là thanh trùng Pasteur. Thanh trùng Pasteur (hay là chế biến nhiệt), có thể thực hiện trước hay sau khi lọc trong bia bằng các thiết bị và kỹ thuật khác nhau, nhưng do đặc tính của sản phẩm và thuận lợi khi thực hiện trong sản xuất, thường thanh trùng sau khi chiết và chỉ thanh trùng với sản phẩm bia chai hay lon, còn bia hơi (đựng trong tec, box…) không thanh trùng.
Nhiệt độ thanh trùng tỉ lệ nghịch với thời gian thanh trùng và có những ảnh hưởng nhất định đến sự biến đổi không tốt về thành phần, tính chất, nhất là màu sắc, mùi, vị, trạng thái của bia. Mức độ ảnh hưởng tăng khi tăng nhiệt độ và thời gian thanh trùng tăng. Về nguyên tắc, để hạn chế các ảnh hưởng xấu tới phẩm chất của bia, trong một giới hạn nhất định, nếu thanh trùng ở nhiệt độ cao thi thời gian thanh trùng ngắn, ngược lại thanh trùng ở nhiệt độ thấp thì thời gian thanh trùng dài.
Sự tương quan giữa nhiệt độ và thời gian tiêu diệt vi sinh vật dao động khá lớn theo mức độ diệt trùng và yêu cầu bảo đảm chất lượng bia.
Để tiêu diệt đa phần nấm men ở 62 63oC thời gian cần 2 phút, nhưng với nhiều loại vi khuẩn phải cần tới 15 đến 20 phút (nha bào nấm men chỉ bị diệt khi to
80oC, còn vi khuẩn chịu nhiệt có thể chịu được to 100oC trong vài chục phút…). Chính vì vậy tùy theo mức độ diệt trùng, bia có thể thanh trùng ở 60 80oC hay 100
120oC với thời gian tương ứng thích hợp. Sự tương quan giữa nhiệt độ và thời gian tiêu diệt vi sinh vật, theo Del Vecchio là sự tương quan dạng hàm số logarit (sự thay đổi nhiệt độ nhỏ hơn nhiều so với sự thay đổi thời gian tương ứng).
Chế độ nhiệt (thanh trùng Pasteur) có thể thực hiện theo nhiều phương pháp khác nhau, dựa vào nhiệt độ thanh trùng (hay mức độ diệt trùng) thường phân ra tiệt trùng (to = 100 120oC) và thanh trùng (to = 60 80oC), dựa vào thời điểm thường phân ra thanh trùng toàn khối bia (trước khi chiết) và thanh trùng bia trong các bao bì (sau khi chiết).
Phổ biến là phương pháp thanh trùng bia trong các bao bì, còn tiệt trùng và thanh trùng toàn khối bia chỉ áp dụng trong một số trường hợp đặc biệt hay bia cần bảo quản lâu.
Chế độ kỹ thuật của quá tình thanh trùng được biểu hiện qua công thức thanh trùng:
T C B
37 Trong đó:
- A: thời gian gia nhiệt bia lên to thanh trùng, phút. (tương ứng với 0 2 trên biểu đồ)
- B: thời gian giữ nhiệt ở to thanh trùng, phút. (tương ứng với 2 3 trên biểu đồ) - C: thời gian làm nguội về gần bằng to môi trường, phút. (tương ứng với 3 4 trên biểu đồ)
3.2.10.3. Thiết bị thực hiện quá trình
Máy hấp thanh trùng bia kiểu tưới phun được trình bày trên hình 3.23.
Hình 3.23. Tủ hấp thanh trùng bia kiểu phun tưới
1.Chai; 2. Khu vực làm nguội; 3. Khu vực nhiệt độ thanh trùng; 4. Khu vực làm nóng sơ bộ; 5. Bể chứa nước sau làm nóng sơ bộ; 6. Bể chứa nước nóng; 7. Bể chứa nước lạnh;
8. Hệ thống cấp nhiệt cho nước nóng thanh trùng; 9. Bơm
Máy làm việc liên tục, tác nhân nhiệt là nước có nhiệt độ khác nhau. Chai, lon hay hộp chứa bia tập trung tại bàn chờ và được đưa vào băng tải liên tục theo từng hàng. Băng tải lần lượt đưa các hàng chai, lon hay hộp bia qua vùng (4), nước nóng phun từ các vòi phun gia nhiệt bia lên nhiệt độ thanh trùng, tiếp qua vùng (3), nước nóng phun từ các vòi phun giữ cân bằng nhiệt độ của bia ở nhiệt độ thanh trùng trong thời gian cần thiết, sau đó qua vùng (2), nước thường phun từ các vòi phun làm nguội bia về nhiệt độ gần bằng nhiệt độ môi trường (40 45oC). Sau đó theo tốc độ quay, băng tải lại chuyển từng hàng chai, lon hay hộp bia đưa đến các công đoạn kế tiếp.
Nước thu từ các ngăn (3), (4) tập trung về (5) để gia nhiệt lên nhiệt độ cần thiết cung cấp cho các vòi phun (6), nước thu từ ngăn (2) thu hồi cung cấp cho các vòi phun (7). Tùy theo loại hay đời thiết bị, có thể có sự khác nhau về cơ cấu tập kết bia (bàn chờ), số vùng đặt các trạm phun nước có nhiệt độ khác nhau (thường 3 7 vùng) và các bộ phận kiểm tra, điều khiển…
3.2.10.4. Yêu cầu kỹ thuật của quá trình
38
Bia trong bao bì phải đạt về độ bền sinh - hóa, độ bền keo và các chỉ tiêu chất lượng về hóa lý, cảm quan theo tiêu chuẩn quy định.
Bảo đảm tỷ lệ nguyên vẹn bao bì, tỷ lệ xì (hở) và vỡ bao bì trong giới hạn cho phép