CHƯƠNG II: THỰC HIỆN KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO CÔNG TY CỔ PHẦN BIA SÀI GÒN – PHỦ LÝ
2.3 SẢN PHẨM VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.3.1. Quy trình công nghệ sản xuất bia
a, Xử lý nguyên liệu :
Malt và Gạo trước khi đưa vào sản xuất bia cần phải làm sạch, loại bỏ tạp chất, sau khi làm sạch đạt yêu cầu thì đem nguyên liệu đi nghiền.
b, Nghiền Malt
- Mục đích : Nghiền Malt nhằm để dập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước làm cho sự xâm nhập của nước vào trong thành phần nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình sinh lý, sinh hoá trong nguyên liệu khi nấu tạo ra một dịch đường có nồng độ các chất hoà tan cao. Yêu cầu kỹ thuật: Sản phẩm khi nghiền gồm: vỏ trấu, tấm lớn, tấm bé và bột mịn. Vỏ trấu phải to, không được nghiền mịn vì nếu vỏ trấu mịn sẽ cản trở quá trình lọc và gây vị chát cho bia vì trong vỏ của hạt có cấu tạo từ Cellulza Linhin, các hợp chất Polyphenol và các chất khoáng, ngoài ra còn có một ít Pentoza, có chất màu và các chất đắng,số lượng tương đối lớn chúng sẽ gây vị đắng không mong muốn làm ảnh hưởng đến chất lượng bia. Tại Công ty tiêu chuẩn khi nghiền là: vỏ trấu 15-25% (sàng 3mm), vỏ trấu nhỏ và bột thô 15-25% (sàng 2mm), tấm nhỏ 10 -20% (sàng 0.5mm), bột mịn 45- 60%.
c, Nghiền gạo:
- Mục đích : Gạo là hạt tinh bột chưa được hồ hoá. Rất cứng, ở trạng thái này rất khó thuỷ phân để đạt được mục tiêu cuối cùng là trích ly được nhiều chất hoà tan từ nguyên liệu th ì người ta phải nghiền nhỏ. Yêu cầu kỹ thuật: Gạo phải được nghiền nhỏ hơn Malt và xay mịn hơn, nhưng nếu quá mịn sẽ gây đục và khó lọc. Chỉ tiêu tại công ty: Tấm lớn, tấm nhỏ : 85 -95%, bột mịn 5-15%.
Hình 2. 2. Quy trình công nghệ sản xuất bia
Tại công ty sử dụng máy nghiền hai cặp trục cho cả nghiền Malt và Gạo. Cần chú ý không nên xay Malt trước khi nấu quá lâu, chỉ nên xay trước một ngày vì nếu để lâu Malt sẽ hút ẩm dẫn đến giảm chất lượng.
d , Nấu :
- Mục đích : Quá trình thuỷ phân nguyên liệu nhằm chuyển hoá các chất có cấu tạo hoá học phức tạp có trong nguyên liệu sang dạng đơn giản. Trong đó chủ yếu là thu ỷ phân tinh bột.
PT : (C6H10O5) n+n H2On C6H12O6
Cơ sở lý thuyết của quá trình thuỷ phân: tạo điều kiện thích hợp nhất về nhiệt độ, pH, O2, H2O… để hệ Enzyme trong Malt hoạt động mạnh nhất. Chúng xúc tác sự phân cách các hợp chất cao phân tử có trong nguyên liệu thành các sản phẩm có cấu tạo phân tử đơn giản, hoà tan trong nước và làm thức ăn cho nấm men. Thành phần dịch thuỷ
phân thu được gồm: đường, dextrin bậc thấp, acid amin, các sản phẩm protein phân tử thấp và các hợp chất chứa phosphor và khoáng vi lượng.
Hoà trộn : Bật cánh khuấy nồi gạo và máy hoà trộn bột gạo, cho nước vào máy hoà trộn bột cho vừa ngập trục, khoá bột và van nước lại, mở cho gạo xuống từ từ và liên tục. Bật bơm nạp dịch vào nồi, thực hiện cho đến hết số gạo trong mẻ nấu. Thêm 50 kg Malt lót vào nồi gạo, tiếp tục bơm thêm nước. Dung tích của nồi gạo khoảng 1800-2000 lít. Tắt bơm sau đó nạp nguyên liệu là gạo vào. Tại nhiệt độ 32°C gạo đ ược ho à với nước và bổ sung Malt lót, phụ gia CaCl2 cho vào mỗi mẻ với mục đích phá huỷ liên kết gluten, hạn chế sự khê cháy trong nồi. Dịch hoá lần 1: Nâng nhiệt độ từ 32°C lên 72°C trong 20 phút,bột gạo bị trương nở, enzyme amilaza trong Malt sẽ thuỷ phân làm giảm bớt độ nhớt. Hồ hoá: Nâng nhiệt độ từ 72°C lên 83°C trong 30 phút để hồ hoá tinh bột và làm phá vỡ các hạt tinh bột trong dịch hồ nóng. Dịch hoá lần 2: hạ nhiệt độ từ 83°C -72°C cho thêm lượng Malt lót còn lại. giữ ở 72°C trong 30 phút. Quá trình này làm giảm độ nhớt của dịch đã được hồ hoá. Vì dưới tác dụng của amylaza các chuỗi amilopeptit tiếp tục phân cắt nhỏ lại và làm giảm độ nhớt của dịch cháo.
Hồ hoá triệt để: nâng nhiệt độ từ 72°C lên 100° C trong 20 phút, các hạt tinh bột còn lại sẽ bị trương nở hoàn toàn.
- Nồi Malt :
Hoà trộn : Sau khi thực hiện nấu nồi gạo được 70 phút thì tiến hành khởi động nồi Malt. Tại thời điểm dịch hoá lần hai, bơm bột Malt được hoà trộn với nước có kết hợp với khuấy đều theo tỉ lệ Malt và nước 1:3 theo thể tích. Dung tích cuối cùng khoảng 2500 -2600 lít.
Đạm hoá : Thời gian gia nhiệt cho nồi Malt: Từ 30°C-50°C là 15 phút. Cứ 1 phút lên 1°C, giữ ở 50°C khoảng 20 phút để thực hiện đạm hoá dịch Malt. Thời điểm kết thúc đạm hoá tại nồi Malt phải tính toán sao cho trùng với thời điểm kết thúc hồ hoá triệt để ở nồi gạo.
Đường hoá : Tại thời điểm kết thúc đạm hoá và hồ hoá triệt đ ể tiến hành bơm chuyển dịch hồ hoá từ nồi gạo sang nồi Malt kết hợp bơm nước lạnh hoà trộn vào nồi Malt tạo thành hỗn dịch sao cho khi kết thúc bơm tại nồi dịch phải đạt 650°C, dung tích hỗn hợp khoảng 5500-6000 lít. Giữ 20 phút để đường hoá hỗn hợp dịch. Dextrin hoá:
Sau khi đường hoá xong nâng nhiệt lên 75°C, cứ một phút nâng lên 10°C giữ ở 75°C khoảng 20 phút để dextrin hoá, số tinh bột còn lại dùng Iod để kiểm tra tới khi thấy màu vàng rơm sau đó nâng nhiệt lên 76°C /5 phút.
Lọc dịch đường:
Dùng máy lọc khung bản dịch đường sau khi đường gồm 2 phần: phần lỏng và phần rắn. phần rắn bao gồm tất cả những phân tử nhỏ không hoà tan. Phần lỏng chứa tất cả các chất hoà tan của mẻ nấu gọi là dịch đư ờng.
+ Mục đích : Tách pha lỏng ra khỏi pha rắn, tức là tách thu lấy dịch đường để tiếp tục thực hiện các bước tiếp theo của tiến trình công nghệ, còn pha rắn loại ra ngoài. Quá trình này có bư ớc rửa bã nhằm tận thu lượng đường, đạm và các chất hoà tan khác , giảm lượng phế thải trong sản xuất, nâng cao hiệu suất chiết.
+ Quá trình lọc dịch đường: Có thể chia làm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Tuần hoàn dịch đường. Tấm lọc là tấm bản bằng kim loại có mạng lưới rãnh liên thông được bọc b ằng vật liệu lọc là ( bố lọc). Mở van đáy nồi Malt, và mở van ở 2 đầu của máy lọc trước tiên bơm nước vào camera ở nhiệt độ 800C để thử độ kín của máy, sau đó mở các van để tháo nước ra, tiếp theo ta bơm dịch cháo vào khung, dịch cháo sẽ đi qua các bản có phủ lớp vải lọc, lớp vải lọc này sẽ cho dịch đường qua các bản và giữ bã lại trên vải lọc, ở giai đoạn đầu từ 10 - 15 phút dịch đường bị đục là vì kích thước của tấm vải lọc còn lớn nên dịch ra bị đục ta phải bơm trở lại nồi đường hoá để lọc lại.
Giai đoạn 2: Khi dịch đường đã trong ta không tuần hoàn về nồi Malt nữa mà bơm qua nồi hoá.
Giai đoạn 3: Giai đoạn rửa bã. Ta sử dụng nước ở nhiệt độ 70°C -75°C để rửa bã nhằm chiết rút hết chất hoà tan còn lại có trong bã và đồng thời đáp ứng đủ dung tích cho nồi houblon hoá (10,000 lít).
- Houblon hoá:
+ Mục đích : Quá trình này nhằm ổn định thành phần và tạo cho bia có mùi thơm, vị đắng đặc trưng của hoa Houblon. Trích ly chất đắng tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa Houblon vào dịch đường tạo mùi thơm, vị đắng đặc trưng, giữ bọt cho bia.
+ Nồi houblon trong nhà máy : Trong quá trình lọc khung bản dịch đường được bơm sang nồi hoa Houblon cho đến thể tích đạt 4,500-5,500 lít ta bắt đầu gia nhiệt cho nồi houblon . Khi bắt đầu sôi nhiệt độ khoảng 98°C cho 1kg cao hoa houblon và 1 kg caramen treo nhúng trong dịch nha đun sôi để hoà tan. Ta cũng có thể cho hoa houblon vào d ịch đường bằng cách hoà vào nước rửa cuối giai đoạn rửa bã. Tiếp tục quá trình ta đun sôi cho đến khi dịch lọc đạt 9,800 lít ta cho tiếp hoa Houblon mỡ vào nhằm tăng
mục đích tạo mùi thơm cho bia, và tiếp tục đun sôi 10 phút nữa để trích hết các cấu tử còn lại trong hoa, kết thúc quá trình nấu houblon ta bơm dịch sang thùng lắng để lắng cặn.
- Lắng trong dịch đường:
+ Mục đích : lắng cặn nhằm để loại bỏ toàn bộ cặn thô và cặn mịn (có chứa các hợp chất phức tạp ) ra khỏi dịch đường nhờ thùng lắng để không gây ảnh hưởng xấu đến các giai đoạn tiếp theo.
+ Quá trình lắng tại nhà máy (thùng lắng Wirlpool). Dịch đường được bơm từ nồi houblon sang thùng lắng được hạ nhiệt độ từ 100°C xuống 90°C trong vòng 15 -20 phút.
Dịch đường từ nồi houblon được bơm sang thùng lắng theo đường ống được cấu tạo gấp khúc đột ngột co lại làm cho dịch đường bơm vào thùng có vận tốc lớn tạo nên dòng xoáy bên trong thùng lắng theo phương tiếp tuyến, làm cho các hạt cặn lắng xuống đáy một cách dễ dàng hơn. Quá trình lắng trong vòng 30 phút.
- Làm lạnh nhanh và sục khí Oxy:
+ Mục đích : Làm lạnh nhanh để đưa dịch đường về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men hoạt động đồng thời tăng khả năng hoà tan Oxy vào dịch đường phục vụ cho giai đoạn đầu tạo sinh khối của nấm men. Làm lạnh nhanh còn có tác dụng tránh vi sinh vật nhiễm vào dịch đường lên men.
+ Quá trình làm lạnh nhanh tại nhà máy : Dịch đư ờng từ thùng lắng được bơm sang thiết bị làm lạnh có nhiệt độ khoảng 90°C ta giải nhiệt bằng nước có nhiệt độ 32°C.
Sau giải nhiệt bằng nước thì dịch đường có nhiệt độ khoảng 56°C, ta tiếp tục giải nhiệt bằng cồn lạnh có nhiệt độ -70°C ÷ -10°C để dịch đường đạt nhiệt độ 12°C thích hợp đi lên men ban đầu.
Quá trình lên men:
Bản chất của quá trình lên men: Quá trình lên men là một quá trình phức tạp thông qua hoạt động chuyển hoá các chất trong dịch lên men của nấm men mà hình thành nên tính chất đặc trưng của bia sau này.
Quá trình lên men chính:
Lên men chính là công đoạn rất quan trọng có tính quyết định cho sản phẩm bia.
+ Mục đích : Nhằm chuyển hoá các chất có trong dịch đường thành C2H5OH, CO2, và một số chất khác như: rượu cao, este, hợp chất thơm… tạo mùi vị đặc trưng cho bia thông qua hoạt động của nấm men.
+ Quá trình lên men chính qua 4 thời kỳ:
Thời kỳ đầu: Nấm men bắt đầu làm quen với môi trường mới, nó hấp thụ oxy sinh sản và phát triển. Trong tank lên men lúc này xuất hiện các bóng bọt bám xung quanh thành tank, và trên bề mặt dịch lên men.
Thời kỳ 2: Quá trình lên men bắt đầu mạnh dần trên bề mặt, dịch lên men bắt đầu xuất hiện các lớp bọt màu vàng nhạt.
Thời kỳ 3: Đây là thời kỳ nấm men phát triển mạnh nhất và hiệu xuất của quá trình này là lớn nhất. Nấm men h ấp thụ các chất dinh dưỡng có trong dịch đường và sinh ra Etharnol và CO2. Hàm lượng chất khô giảm một cách rõ rệt, hàm lượng cồn, CO2 tăng lên nhanh chóng.
Thời kỳ 4: Trong thời kỳ này, hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong dịch đường còn lại rất ít nên tốc độ lên men giảm dần, quá trình lên men chính gần như kết thúc.
- Quá trình lên men phụ và tàng trữ:
+ Mục đích: Tiếp tục lên men phần chất khô còn lại sau quá trình lên men chính.
Làm ổn định hoàn toàn các thành phần trong bia, thực hiện quá trình làm chín bia. Bảo hoà lượng CO2 cần thiết cho bia, tăng khả năng liên kết cho bia với CO2. Làm cho chất kết tủa và nấm men lắng xuống đáy, thuận lợi cho quá trình thu hồi men và lọc bia sau này. Hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật vào bia. Tăng chất lượng cho sản phẩm.
- Lọc trong bia:
+ Mục đích : Lọc bỏ các cặn mịn, cặn lơ lửng còn sót lại. Tăng giá trị cảm quan.
Loại bỏ xác nấm men còn lại. Loại bỏ vi sinh vật có trong bia. Tạo độ sáng cho bia.
Năng lượng được sử dụng trong dây chuyền:
- Điện năng được sử dụng ở các hệ thống, thiết bị như: Hệ thống bơm, Hệ thống máy nghiền malt, nghiền gạo, điều hòa không khí văn phòng, hệ thống máy nén lạnh, hệ thống máy nén lạnh, hệ thống máy nén lạnh, hệ thống thu hồi CO2…
- Khí nén cấp cho các quá trình điều khiển và các máy công nghệ trong quá trình sản xuất
- Hơi nước được sử dụng cho quá trình đun nấu, thanh trùng, gia nhiệt tạo nước