3.2.7.1. Mục đích công nghệ
Lọc trong bia là một quá trình công nghệ loại bỏ các thành phần không tan, để bia đạt độ trong cần thiết theo yêu cầu, đồng thời làm tăng tính ổn định và độ bền về thành phần, trạng thái phân tán của các thành phần, về sinh học, về giá trị cảm quan và thời gian bảo quản cho bia thành phẩm. Lọc trong là bước đầu của quá trình hoàn thiện sản phẩm, nghĩa là biến sản phẩm của sản xuất thành sản phẩm hàng hóa.
3.2.7.2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp thực hiện
Các thành phần không tan của bia tươi hầu như hình thành trong quá trình lên men, chúng là các tế bào nấm men, là các hạt keo protein - poliphenol, các đại phân tử, các hạt cơ học phân tán cao khác và các vi khuẩn… được gọi chung là cặn bia.
Lọc trong là quá trình tách cặn bia dựa trên cơ sở của quá trình cơ học (giữ các hạt rắn có kích thước lớn hơn kích thước mao quản của nguyên liệu lọc) và hấp phụ (các phần tử rắn có kích thước nhỏ, các vi sinh vật, các đại phân tử bị giữ lại trên bề mặt nguyên liệu lọc chính và phụ theo cơ chế hấp phụ). Trong đó, cơ chế hấp phụ có tính quyết định đến hiệu quả của quá trình, được đặc trưng bằng độ trong cao của bia.
Quá trình tách cặn, có làm thay đổi một số tính chất và thành phần của bia (nồng độ chất hòa tan, khả năng giữ bọt, khả năng kháng sinh, một số chỉ tiêu cảm quan… của bia có giảm đi) do một phần các phần tử keo bị loại ra khỏi bia, tổn thất CO2, độ nhớt giảm và tổn hao khối lượng (1 2% thể tích). Theo một số tác giả, sự thay đổi trên nêu trong bảng 3.3.
29
Bảng 3.3. Sự thay đổi một số tính chất lý hóa của bia sau khi lọc:
Thời điểm kiểm tra Chất hòa tan (%) Độ nhớt PH
Nitơ hòa tan (mg/100 ml)
Acid amin Azot chung Bia vàng : * Trước khi lọc * Sau khi lọc Bia đen : * Trước khi lọc * Sau khi lọc 3,16 3,10 5,16 5,05 158,2 155,4 176,5 173,4 4,44 4,52 4,43 4,47 26,25 23,63 21,00 17,50 83,44 80,64 86,24 84,00 Để hạn chế tổn thất CO2, nâng cao hiệu suất lọc, góp phần bảo đảm các chỉ tiêu cảm quan và chất lượng cần thiết cho bia, có thể làm lạnh bia đến 0oC trong một thời gian thích hợp và lọc kín ở to = 0 1oC, dùng nguyên liệu lọc chính (là một hay kết hợp các loại trên) và bổ sung loại bột trợ lọc hợp lý, áp suất làm việc lớn hơn áp suất do CO2 tạo ra trong bia trung bình 1 kg/cm2.
3.2.7.3. Thiết bị thực hiện quá trình
Do thành phần, đặc tính của các chất hòa tan phân tán trong bia tươi, muốn lọc đạt yêu cầu về độ trong và bảo đảm sự nguyên vẹn hương vị đặc trưng riêng của bia, thường phải tiến hành lọc qua hai giai đoạn (lọc kép, double filtration) là lọc thô (lọc trước, pre filtration - NFC) và lọc tinh (lọc sau, post filtration - FITROX). Lọc trong bia bằng lọc kép có thể thực hiện trên một hay hai dạng thiết bị
Lọc trong bia bằng máy lọc ống lọc có thể theo nhiều sơ đồ lọc khác nhau (hình 3.18). Ống lọc (cột lọc, nến lọc) có nhiều dạng cấu tạo, có số lượng trong một máy lọc khác nhau (từ vài chục đến vài trăm).
Hình 3.18. Máy lọc bột diatomid
30
Hình 3.19. Cấu tạo máy lọc ống
1. Ống thu bia trong 2. Thân thiết bị 3. Ống lọc (nến lọc) 4. Cửa bơm bia vào
Phủ bột trợ lọc: hòa tan bột trợ lọc (diatomid, PVPP…với nước lạnh đã khử khí theo định lượng, bổ sung chất sát trùng, lọc tuần hoàn kín 10 đến 20 phút cho đến khi dịch lọc trong hoàn toàn). Xả bỏ dịch lọc. Thực hiện lọc tuần hoàn 15 đến 20 phút bằng nước lạnh (0,5 2oC) vô trùng đến để hạ nhiệt độ của toàn hệ thống. Xả bỏ nước lọc khi trong nước lọc không còn chất sát trùng và nhiệt độ của máy 1 2oC, lúc này hệ thống đã sẵn sàng cho lọc trong bia.
Lọc trong: Dùng nước vô trùng hay bia trong (to 1 2oC) hòa tan bột trợ lọc theo định lượng vào trong thùng chứa dịch bột trợ lọc, khuấy đảo liên tục.Xả hết nước lạnh vô trùng trong máy. Cấp bia đục và bổ sung liên tục dịch bột trợ lọc với lượng thích hợp (theo lượng cặn có trong bia) vào máy và lọc hồi lưu ở áp suất làm việc cho đến khi bia lọc đạt độ trong theo yêu cầu. Ngừng lọc hồi lưu, lọc thu bia trong, luôn duy trì áp lực trong máy lọc ổn định ở áp suất làm việc. Khi hết bia đục hay cặn đã đầy máy, ngừng lọc và thực hiện thu bia còn lẫn trong cặn theo quy định.
Xả cặn, vệ sinh thiết bị: Dùng nước sạch rửa ngược chiều với áp lực 4 6 kg/cm2, đưa cặn (bã lọc: cặn bẩn, nấm men, bột trợ lọc…) ra ngoài (thải bỏ hay tái chế để sử dụng lại). Rửa cho đến khi nước rửa ra thật trong. Kết thúc một chu kỳ lọc, lại tiếp tục chuẩn bị cho chu kỳ làm việc tiếp theo
3.2.7.4. Yêu cầu kỹ thuật của quá trình
− Không làm thay đổi các tính chất đặc trưng của bia
31
− Tổn thất CO2 trong giới hạn cho phép
− Không làm nhiễm các thành phần khác, lạ (vi sinh vật, mùi, vị…) vào bia