PHẦN 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
3.2.THUYẾT MINH QUY TRÌNH 1 Chuẩn bị nguyên liệu
3.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu
3.2.1.1.Mục đích
Chuẩn bị đủ số lượng nguyên liệu cần thiết cho từng mẻ nấu
Làm sạch Malt Nghiền ứơt Đạm hóa Gạo Làm sạch Nghiền Hồ hóa Nứơc Tạp chất Phu gia Đường hóa Lọc tách bã Bã malt Houblon hóa Houblon , phụ gia Lắng trong Làm lạnh O2 vô trùng Lên men chính Lên men phụ Nhân giống Nấm men Nấm men CO2 thu hồi Lọc trong bia Bão hòa CO2 Chiết chai / lon
Bột trợ lọc Xử lý CO2 CO2 tinh khiết Thanh trùng thành Bia phẩm Malt lót Dán nhãn C ặn C ặn n Bã Houblon Nước
Làm sạch nguyên liệu, nghiền gạo sẵn sàng
Đảm bảo không bị thiếu và quên bỏ nguyên liệu cho quá trình nấu
3.2.1.2.Thiết bị
Malt và chocolate malt từ silo được vít tải đưa vào gàu tải đưa lên cao, sau đó qua sàng phân loại kích cỡ loại những vật có kích thước lớn như: dây, mảnh bao, lá, thân. Sau dó qua sang rung loại tạp chất có khối lượng lớn như đá, sỏi theo nguyên tắc trọng lực, malt tiếp tục qua bộ phận loại sắt bằng nam châm điện. Sau đó malt được chứa vào bồn trung gian chuẩn bị cho quá trình nghiền
Đối với gạo, cũng được vít tải đưa vào gàu tải đưa lên cao, qua sang phân loại kích thước loại tạp chất có kích thước lớn, tiếp đó qua sàng rung loại đá và sỏi. Sau đó, gạo qua bộ phận nghiền, thiết bị nghiền là thiết bị nghiền trục một cặp nghiền, gạo sau khi nghiền được chứa trong bồn trung gian chuẩn bị cho quá trình nấu
3.2.2.Nghiền 3.2.2.1.Mục đích
Nghiền nhằm mục đích đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh, tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa, các quá trình thủy phân khác xảy ra nhanh và triệt để hơn
3.2.2.2.Các biến đổi
Nhiệt độ tăng do ma sát với trục nghiền
Kích thước của nguyên liệu giảm
Đối với malt, nhiệt độ tăng sẽ thúc đẩy quá trình thủy phân một phần cơ chất
3.2.2.3.Thông số công nghệ a.Malt
Sử dụng phương pháp nghiền ướt
Khoảng cách giữa 2 trục nghiền 0,25 mm, hai trục quay ngược chiều và có tốc
Tổng lượng nước cho nghiền malt là 125 hl
b.Gạo
Sử dụng phương pháp nghiền khô
Khoảng cách trục nghiền 0,15 mm
3.2.2.4.Các yếu tố ảnh hưởng
Độ ẩm của nguyên liệu, ẩm cao khó nghiền, ẩm thấp hạt sau khi nghiền tạo nhiều bột, khó cho quá trình lọc dịch nha
Nhiệt độ nước ngâm malt Độ xốp của nguyên liệu
3.2.2.5.Yêu cầu
Vỏ malt không được quá nát
Đảm bảo tất cả hạt đều được nghiền
3.2.2.6.Thao tác vận hành và thiết bị
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 2.6:Hệ thống nghiền malt
ngâm xuống đáy bồn ngâm khoảng 100 giây (thời gian đủ để vỏ malt hút nước trở nên dai, tránh bị nát vỏ)
Tiếp đó, malt được motor phân phối đưa xuống trục nghiền, nước 500C phun vào bồn ngâm và phía dưới trục nghiền, hỗn hợp malt nghiền + nước chảy xuống được bơm vào các nồi nấu
Gạo chứa từ silo qua các sàn phân loại cũng được trục phân phối đưa xuống trục nghiền, sau đó chứa ở bồn trung gian chuẩn bị cho quá trình nấu
Vì gạo nghiền khô, bụi gạo thất thoát nên khác với malt là nghiền xong mới cân
3.3.3.Nấu
3.3.3.1.Mục đích
Trích ly các chất chiết từ trong malt và gạo vào nước Tạo màu sắc cho bia
Thủy phân một số chất phân tử lượng lớn thành các chất có phân tử lượng nhỏ cung cấp cơ chất cho nấm men phát triển. Quá trình thủy phân này chủ yếu nhờ hệ enzyme có sẵn trong malt
3.3.3.2.Các biến đổi
Hóa lý: sự hòa tan và trích ly các chất có phân tử lượng thấp vào nước (đường,
acid amin, vitamin, khoáng..)
Hóa sinh và hóa học:
-Thủy phân tinh bột: tạo glucose, maltose, dextrin, monosaccharide -Thủy phân protein: tạo peptide, polypeptide và acid amin
-Thủy phân hemicenllulose: β –glucan mạch ngắn
-Sự tạo thành melanoid: do trong dịch nha có một lượng đường và protein đáng kể, dưới tác động của nhiệt độ cao tạo ra phản ứng mailer tạo màu cho bia
-Thủy phân một số chất có chứa acid photphoric, giải phóng acid photphoric
Nồi gạo: malt lót lần một, nhiệt độ 500C 5 phút, nhiệt độ 700C 5 phút, nhiệt độ 820 C 10 phút, malt lót lần hai, nhiệt độ 720 C 10 phút, nhiệt độ 1000 C 10 phút. Tỷ lệ malt gạo với nước khoảng 1:4. Bổ sung CaSO4 2kg để điều chỉnh pH và tăng khả năng chịu nhiệt của enzyme. pH khoảng 5,7-5,8
Nồi malt:sau khi nghiền malt vào, giữ nhiệt độ 500C 2 phút, sau đó nồi gạo được bơm qua, nhiệt độ nâng lên 650C, giữ nhiệt độ này 25 phút, sau đó nâng lên 720C giữ 20 phút, tiếp tục nâng lên 760C giữ 5 phút. Sau đó hổn hợp này được chuyển sang lọc. Ở nồi này bổ sung CaCl2 3,5kg, acid Lactic 2kg, pH khoảng 5,4-5,6
3.3.3.4.Các yếu tố ảnh hưởng
Nồng độ enzyme: nhiều enzyme hoạt tính thì tốc độ thủy phân càng nhanh
Nhiệt độ: đây là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng lớn đến cường độ và độ hoạt hóa của enzyme thủy phân, mỗi enzyme ều có một nhiệt độ tối thích,nếu nhiệt độ không thích hợp, sẽ bị bất hoạt làm tăng thời gian thủy phân, hao tốn năng lượng, ảnh hưởng chất lượng bia
pH: cũng ảnh hưởng đến độ hoạt hóa của enzyme, pH cao hay thấp đều ảnh hưởng đến khả năng hoạt động, giảm hiệu suất chất hòa tan, làm cho bia đục, khó lọc sau này
Nồng độ cơ chất: nếu dịch cháo loãng thì lượng đường tạo ra theo tỷ lệ cơ chất càng nhiều
Mức độ nghiền mịn của nguyên liệu: càng mịn thủy phân càng nhanh
3.3.3.5.Yêu cầu
Nồi gạo không bị khét ở đáy nồi Nhiệt độ và pH đúng yêu cầu Lượng nước đúng yêu cầu
Hình 2.7: Nồi nấu
Nồi nấu là nồi hai vỏ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nguyên liệu sau khi được nghiền đưa vào nồi nấu ở cửa dưới đáy. Tại đây cánh khuấy, được truyền lực từ motor sẽ khuấy đảo chậm và liên tục. Hơi nóng được đưa vào giữa hai lớp vỏ sẽ truyền nhiệt cho khối dịch. Hệ thống ngắt hơi sẽ tự động ngắt mở nếu nhiệt độ không đạt. Ngoài ra bên trong có lắp thang để vệ sinh định kỳ
3.3.4.Lọc dịch nha 3.3.4.1.Muc đích
Tách pha lỏng ra khỏi pha rắn, ở đây là tách dịch đường ra khỏi bã. Để thu kiệt dịch đường trong bã ta sẽ tiến hành hai bước lọc và rữa bã
Hồ hóa tinh bột còn sót lại trong quá trình nấu
3.3.4.2.Các biến đổi
3.2.2. Nấu
3.2.2.1. Mục đích của quá trình nấu
Chuyển hóa các thành phần chính của malt và gạo thành những chất hòa tan trong nước (các loại đường, acid amin, protein, polypeptide) và loại bỏ các chất không hòa tan ra ngoài.
3.2.2.2. Các quá trình xảy ra khi nấu a. Sự biến đổi hóa học trong quá trình nấu
Quá trình đường hóa chia thành 3 giai đoạn:
Sự hồ hóa: tinh bột của gạo bị hồ hóa ở 80 – 85oC. Tinh bột lúa mì bắt đầu hồ hóa ở nhiệt độ 60-85oC, tinh bột khoai tây bị hồ hóa ở 55-60oC.
Sự dịch hóa: là sự tác động của enzyme, diễn ra rất chậm nếu như tinh bột chưa bị hồ hóa xong. Enzyme tác động nhiệt hóa ở nhiệt độ thích nghi nhất là 65-70oC, pH 4.6 và bị hủy diệt ở 80oC trong thời gian ngắn.
Sự đường hóa: là sự biến đổi của tinh bột đã dịch hóa thành dextrin và maltose dưới tác động của 2 enzyme:
α - amylase dextrin hóa β- amylase maltose hóa
β- amylase dễ bị biến tính ở nhiệt độ ≥ 70oC, α - amylase chịu được nhiệt độ
cao hơn, ≥ 80oC.
Hiện nay có 2 loại enzyme đạm hóa trong malt là protease và peptidase nhiệt độ thích nghi lúc nấu để hòa tan đạm là 43-50oC.
pH thích nghi của đa số enzyme thấp hơn acid thông thường của nước mout (5,8). Vì vậy, người ta mới acid hóa mẻ nấu đến pH = 5,2. Đây là pH thuận lợi nhất cho đạm hóa và sự hòa tan các phosphat.