sẽ hoà tan vào nước và trở thành chất chiết của dịch đường sau này. Các hợp chất cao phân tử của cơ chất như tinh bột, protein, các hợp chất chứa phospho… sẽ bị tác dụng của các enzym tương ứng là amylaza, proteaza, phosphataza…khi nhiệt độ của khối dịch được nâng lên đến các điểm thích hợp cho các enzym này hoạt động. Dưới sự xúc tác của hệ enzym thuỷ phân, các hợp chất cao phân tử sẽ bị phân cắt thành những sản phẩm thấp phân tử và hoà tan vào nước.
Cấu tạo thiết bị
Hình 3.3 : Cấu tạo nồi nấu malt.
1. Ống thông hơi; 2.Nồi nấu; 3.Cửa quan sát; 4.Nhiệt kế; 5.Cánh khuấy; 6.Áo hơi; 7. Ống dẫn dịch; 8.Van dẫn hơi; 9. Đèn quan sát; 10. Áp kế; V1.Van tuần hoàn dẫn dịch; V2.Van dẫn dịch cháo; V3,V4.Van dẫn dịch.
- Chiều cao nồi nấu là 1,3m, đường kính trong 1,8m, đường kính ngoài 1,84m. Nồi được chế tạo bằng thép không rỉ, gồm hai vỏ, thân hình trụ được bảo ôn bằng lớp vật liệu cách nhiệt. Nồi được trang bị hệ thống cấp hơi để gia nhiệt, hơi gia nhiệt được cấp vào giữa hai lớp vỏ của nồi, áp suất hơi giữa hai lớp vỏ của nồi khoảng 2,5÷3 kg/cm2. Gần đáy nồi có hai cánh khuấy có tác dụng đảo trộn dung dịch, phía dưới có hộp giảm tốc để điều khiển tốc độ cánh khuấy. Phần trên hình nón có ống thoát hơi, đèn chiếu sang, cửa quan sát.
- Khi nấu đồng thời xảy ra hai quá trình: Quá trình khuấy trộn dung dịch và quá trình truyền nhiệt.
Hình 3.4: Nồi nấu malt
Hình 3.5:Cánh khuấy của nồi nấu malt
Mục đích của quá trình nấu malt: Kích hoạt tạo điều kiện cho các enzyme có trong
malt hoạt động, chuyển các chất ở trạng thái không hoà tan về hoà tan, là giai đoạn quan trọng quyết định hiệu suất nấu.
Cách tiến hành
- Gạo được bơm vào nồi nấu gạo, hỗn hợp gạo - nước chiếm thể tích khoảng 2/3 nồi nấu. Hỗn hợp này được tăng nhiệt độ lên khoảng 70 - 720C và giữ trong khoảng thời gian 20 phút để thực hiện quá trình đường hoá, lúc này chủ yếu cho ra loại đường maltose và dextrin. Tiếp tục tăng nhiệt độ lên đến 83 - 850C và giữ trong khoảng thời gian 15 phút để thực hiện quá trình hồ hoá tinh bột gạo. Sau đó dịch gạo được hạ nhiệt độ xuống 720C rồi bổ sung malt lót vào, giữ trong khoảng 15 - 20 phút để dịch hoá hoàn toàn tinh bột gạo. Sau đó tăng nhiệt độ lên 1000C trong 20 phút, rồi cho nước lạnh vào hạ nhiệt độ xuống khoảng 800C
Giản đồ nấu bia
- Trong thời gian nấu gạo, tạo dịch malt có nhiệt độ khoảng 520C, giữ ở nhiệt độ này khoảng 20 phút sau đó cho dịch gạo vào nồi dịch malt ở nhiệt độ 520C tạo ra hỗn hợp nhiệt độ khoảng 640C, giữ ở nhiệt độ này trong khỏang 40 phút sau đó tăng nhiệt độ lên 720C, giữ trong 30phút. Cuối cùng tăng nhiệt độ lên 760C, giữ trong 5 phút rồi bơm sang nồi lọc.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đường hóa
-Nhiệt độ: Nó ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ đường hóa, hiệu suất đường hóa và ảnh hưởng đến tỷ lệ, các thành phần của sản phẩm thủy phân. Nếu tăng nhiệt độ thủy phân tới một giới hạn nhầt định thì tốc độ đường hóa tăng, nhưng nếu tiếp tục tăng nhiệt độ lên quá giới hạn thì các enzyme bị giảm hoạt lực và có thể bị mất hẳn hoạt lực dẫn đến quá trình thủy phân chậm lại hoặc ngưng hẳn.
-Độ pH: pH cũng là nhân tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân, bởi mỗi enzyme thích hợp với một pH nhất định.
-Nồng độ cơ chất: Nồng độ cơ chất trong hỗn hợp thủy phân là tỷ lệ giữa nước với nguyên liệu. Người ta phải cho nước vào nguyên liệu theo một tỷ lệ nhất định để đạt độ đường của nước nha sau này nằm trong khoảng 12-13,2(0PL).
Các biến đổi trong quá trình nấu
- Thuỷ phân tinh bột bởi enzyme
+ Mục đích: phân cắt amyloze, amylopectin, dextrin bậc cao thành đường
đơn giản, dextrin bậc thấp dễ hoà tan vào nước trở thành chất hoà tan của dịch đường.Trong phản ứng này tinh bột đóng vai trò là cơ chất, còn chất xúc tác là nhóm enzyme amylaze có sẵn trong malt.
+ Sản phẩm chính của quá trình này là: maltoze, dextrin và một lượng
không đáng kể glucoze.
+ Sự thuỷ phân hemixelluloze và một số chất khác: Dưới tác dụng của hệ
enzyme fitaze của malt dẫn đến sự thuỷ phân hemicellulose và một số chất khác của nguyên liệu tạo thành glucose và dextrin.
+ Sự thuỷ phân protein: Khi đường hoá,dưới tác dụng của enzyme proteaze
thì protein bị thuỷ phân thành các polypectit phức tạp và không đông tụ.Tiếp đến dưới tác dụng của enzyme polypeptidaze và các polypeptit chuyển thành acid amin.
+ Sự thuỷ phân các phospho: Khi đường hoá dưới tác dụng của enzyme
fitaze xảy ra sự phân huỷ các chất phospho và giải phóng acid phosphoric. Các muối phosphate vô cơ đóng vai trò quan trọng trong việc tạo môi trường đệm và đặt biệt cần thiết cho sự hoạt động bình thường của enzyme, pH tối ưu của enzyme fitaze là 5,2-5,3 và topt = 45 - 50oC
+ Các quá trình phi protein: Ngoài các quá trình trên, trong thời gian
đường hoá còn xảy ra nhiều quá trình quan trọng khác mà kết quả của chúng có ảnh hưởng trực tiếp ở mức độ cao đến thành phần và tính chất của thành phẩm.
+ Sự kết lắng và biến tính protein: Ở điều kiện nhiệt độ cao các protein bị
biến tính và một phần protein bị đông tụ, đây là quá trình có lợi cho công nghệ sản xuất bia vì khi protein bị biến tính và kết lắng thì chúng sẽ loại ra khỏi dịch đường, sẽ làm tăng độ bền keo của bia - tức giảm khả năng gây đục.
+ Sự tạo thành melanoid: Quá trình này xảy ra mạnh mẽ ở giai đoạn sấy
malt và xảy ra ít ở giai đoạn đường hoá (do điều kiện về nhiệt độ và các yếu tố khác chưa tối ưu) nhưng cũng có một lượng đáng kể melanoid được tạo thành.
+ Hoà tan các thành phần chất của malt.
+ Phản ứng giữa muối của nước và phosphate của cháo malt.