3.2.1 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.
3.2.2 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.
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%.
3.2.3 Nghiền gạo
Mục đíc h :
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 thì 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 6: Máy nghiền bốn trục
Nguyên lý hoạt động của máy nghiền Malt:
Malt sau khi được nghiền qua cặp rulo thứ nhất, bột nghiền được đổ xuống sàng, lọt qua lỗ sàng là bột mịn và tấm bé. Hai pha này được thu gom, vào thùng chứa tạm, còn vỏ và tấm lớn nằm lại trên sàng được đổ vào cặp rulo thứ hai nghiền thêm một lần nữa.
3.2.4 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 thuỷ phân tinh bột.
(C6H10O5)n + n H2O n 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.
Các biến đổi:
Dịch hoá lần 1: Nâng nhiệt độ từ 320C lên 72oC 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 720C lên 830C 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 830C - 720C cho thêm lượng Malt lót còn lại, giữ ở 720C trong 30 phút. Quá trình này làm giảm độ nhớt của dịch đã được hồ hoá. Vì dưới tác
dịch cháo.
Hồ hoá triệt để: nâng nhiệt độ từ 720C lên 1000 C trong 20 phút, các hạt tinh bột còn lại sẽ bị trương nở hoàn toàn.
Cách tiến hành:
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 50kg 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. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tại nhiệt độ 320C gạo được hoà 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. 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 300C - 500C là 15 phút. Cứ 1 phút lên 1oC, giữ ở 500C 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 để 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 650C, 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 750C, cứ một phút nâng lên 10C giữ ở 750C 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 760C/5 phút.
Thiết bị nấu:
Hình 7: Nồi nấu malt và gạo 1. Ống thoát hơi 2. Cánh khuấy 3. Hộp giảm tốc 4. Van tháo dịch 5. Bơm dịch 6. Van hơi 7. Van giảm áp 8.
Phân phối hơi 9. Hơi ngưng 10. Van đuổi khí 11. Áp kế 12. Ống dẫn dịch từ nồi phối trộn 13. Nhiệt kế 14. Kí đồ
vòng/phút. Hỗn hợp gồm bột và nước sau khi hoà trộn được bơm vào nồi qua ống dẫn dịch, đồng thời mở van để cấp hơi cho nồi. Hơi nước sau khi làm nóng cho nồi thì ngưng tụ và được chuyển về khu lò hơi làm sạch và tái sử dụng.
3.2.5 Lọc dịch đường
Dùng máy lọc khung bản lọc 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 đường.
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 bước 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.
Cách thực hiện: 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 bằng 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 700C - 750C 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 (10000 lít). Thiết bị lọc khung bản Cấu tạo 1. đường dẫn dịch cháo 2. rôbine dẫn dịch đường 3. vải lọc
4,5. các đường ống dẫn nước rửa bã Nguyên lý hoạt động:
Bộ phận chính của máy lọc ép là các khung và các bản: Phía trên khung có một lỗ tròn, phía trong lỗ tròn có rãnh liên thông với khoảng không của khung. Các lỗ tròn, hổng của
kín này đóng vai trò như chất dẫn dịch mout vào máy lọc, dịch mout sẽ theo các vách liên thông tràn vào khoảng không của khung. Bản của máy lọc có kích thước giống như khung, bên trong có các khía rãnh để tạo rãnh chảy cho dịch đường.
Ở hai đỉnh của đường chéo có hai lỗ tròn. Các lỗ tròn của bản có số thứ tự lẻ (bản 1,3,5,7…) được liên thông với bản. Khi các bản được lắp kín các khung, các lỗ tròn này sẽ tạo thành hai đường ống kín gọi là đường ống cạnh dưới. Hai đường này để bơm nước rửa bã vào máy lọc. Phía góc dưới của đường chéo kia có gắn robine để tháo dịch đường.
Khi tiến hành lọc bã, tất cả các bản được bọc kín hai mặt bằng vải lọc, khi chúng được xếp xen kẽ với khung thì khoảng không chứa dịch cháo, còn các rãnh trên bản sẽ trở thành khoảng không chứa dịch lọc. Hai khoảng không được ngăn cách bằng lớp vải lọc. Dưới áp lực bơm vào hai khoảng không có sự chênh lệch áp suất, dịch lọc sẽ từ khoảng không thứ nhất sang khoảng không thứ hai và bã được giữ lại.
3.2.6 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. Cách tiến hành:
Trong quá trình lọc khung bản dịch đường được bơm sang nồi hoa Houblon cho đến thể tích đạt 4500 - 5500 lít ta bắt đầu gia nhiệt cho nồi houblon. Khi bắt đầu sôi nhiệt độ khoảng 980C cho 1kg cao hoa houblon và 1kg caramen treo nhúng trong dịch nha đun sôi để hoà tan. Ta cũng có thể cho hoa houblon vào dịch 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 9800 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. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thiết bị N ồi H oublon:
Cấu tạo: 1. ống hơi 2. thân nồi 3. đèn quan sát 4. cửa quan sát 5. nón chắn 6. van dẫn dịch vào
9. ống dẫn hơi 10. ống dẫn dịch 11. van xả nước ngưng
14. van dẫn dịch qua nồi lắng 15. ống dẫn hơi vào nồi
Nồi Houblon có nhiệm vụ nấu dịch đường sau lọc với nồi Hoa Houblon để trích ly các chất có lợi trong Hoa Houblon. Nồi Houblon có cấu tạo chính là hệ thống trao đổi nhiệt ở dạng ống chùm: nó gồm có ống chùm và ống trung tâm. Ống trung tâm có kích thước lớn hơn ống chùm, hơi nước cấp vào ống chùm còn dịch đường sẽ đi vào ống trung tâm.
Sự trao đổi nhiệt sẽ làm cho dịch đường ở phần đáy của ống trung tâm nóng lên dẫn đến sự giãn nở và giãn khối lượng riêng đồng thời nó cũng kéo phần dịch đường ở không gian thiết bị bên ngoài thiết bị trao đổi nhiệt vào sau đó qua đáy ở ống trung tâm và tiếp tục được làm nóng. Khi dịch đường nóng đi từ dưới đáy ống trung tâm lên sẽ bị cản trở lại bởi nó ngưng tụ và rơi xuống phần không gian bên ngoài của thiết bị trao đổi nhiệt. Điều này nhằm hạn chế hiện tượng sôi trào ảnh hưởng xấu đến quá trình nấu, dịch sau khi nấu sẽ được bơm theo đường số (14) sang thiết bị lắng trong.
3.2.7 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. Cách tiến hành:
Dịch đường được bơm từ nồi houblon sang thùng lắng được hạ nhiệt độ từ 1000C xuống 900C 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.
3.2.8 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.
Cách tiến hành:
Dịch đường từ thùng lắng được bơm sang thiết bị làm lạnh có nhiệt độ khoảng 900C ta giải nhiệt bằng nước có nhiệt độ 320C. Sau giải nhiệt bằng nước thì dịch đường có nhiệt
3.2.9 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 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.
Các biến đổi của quá trình lên 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 hấp thụ các chất dinh dưỡng có trong dịch đường và sinh ra Ethalnol 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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mục đích:
Tiếp tục lên men phần chất khô còn lại sau quá trình lên men chính, kết tủa protein, tạo sự sa lắng và bão hòa CO2.
Làm ổn định hoàn toàn các thành phần trong bia, thực hiện quá trình làm chín bia. Bão 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.
3.2.10Lọc trong bia Mục đích:
Hình 10: Thiết bị lọc bia
− 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. T hiết bị lọc bia
Cấu tạo:
1.Thùng chứa bột trợ lọc 2.Cánh khuấy
3.Van điều chỉnh bia vào lọc