Báo cáo Thực tập tại Công ty TNHH thương mại dịch vụ Tân Hiệp Phát

ố của thiết bị lắng xoáy tâm Tên thiết bị Thiết bị lắng xoáy tâm (Whirlpool) Một mẻ 600 hl Thời gian lắng 20 – 30 phút Nhiệt độ dịch nha vào 100oC Lƣu lƣợng dòng nhập liệu 63 m3/6.1 phút  Nguyên lý hoạt động: Thiết bị có đáy hơi nghiêng so với mặt phẳng ngang (1O), dịch được bơm vào theo phương tiếp tuyến với thành thùng. Vị trí dịch vào (11) ở 1/3 chiều cao thùng tính từ dưới đáy lên. Khối dịch quay bên trong không gian của thùng và đầy dần lên. Cặn tập hợp lại ở giữa. Dịch trong sẽ được lấy ra ngoài theo đường thoát dịch (12). Cặn dễ dàng được loại bỏ. 7.4. Thông số công nghệ - Nhiệt độ dịch đầu vào: 98OC - Nhiệt độ dịch đầu ra: 90OC - Thể tích dịch thu được: 600 hl/mẻ - Thời gian lắng: 30 phút - pH sau lắng: 5.4 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 60 8. Làm lạnh nhanh 8.1. Mục đích Hạ nhiệt độ của dịch đường từ 90oC xuống 8oC là nhiệt độ thích hợp cho nấm men chìm hoạt động. Tránh cho dịch đường bị lây nhiễm các vi sinh vật như vi khuẩn lactic, axetic làm chua dịch đường. Đảm bảo lượng oxy hòa tan cần thiết cho sự phát triển của nấm men ở giai đoạn đầu của quá trình lên men. 8.2. Các biến đổi Khi bắt đầu làm lạnh, nhiệt độ dịch thể còn cao, trong dịch đường xảy ra các quá trình oxy hoá các hợp chất hữu cơ như maltose, glucose, fructose, chất đắng, các hợp chất chứa nitơ, tanin, nhựa hoa houblon…. Mỗi giờ, một lít dịch đường có thể dùng hết 6.4mg oxy cho quá trình oxy hoá. Hậu quả của quá trình oxy hoá là dịch đường thẫm hơn, hương thơm và vị đắng của hoa houblon giảm. Nhiệt độ dịch đường giảm đồng nghĩa với tốc độ oxy hoá cũng giảm dần, đến 45OC thì quá trình oxy hoá ngưng hoàn toàn. Dưới tác dụng của việc làm lạnh nhanh, ở nhiệt độ 8oC, các cặn mịn được hình thành, ta gọi là các kết tủa lạnh làm giảm độ bền keo của dịch. Đó là các protein khó kết lắng bị đông tụ ở nhiệt độ thấp, các protein tạo phức với polyphenol. 8.3. Thiết bị: Hình: cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 61  Cấu tạo: Thiết bị làm lạnh nhanh được cấu tạo từ những tấm bản mỏng làm bằng thép không rỉ, gấp sóng. Các tấm bản có hình chữ nhật, có bốn tai ở bốn góc. Trên mỗi tai có đục lỗ hình tròn. Các lỗ trên bản có lắp ron ngăn dòng tương ứng. Với cấu tạo của từng bản như vậy, khi lắp chúng lên khung thiết bị thì sẽ tạo thành bốn đường dẫn: dịch đường vào thiết bị, dịch đường ra khỏi thiết bị, tác nhân lạnh vào thiết bị, tác nhân lạnh ra khỏi thiết bị.  Nguyên lý hoạt động: Hình: Nguyên lý làm lạnh của thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng Dịch đường nóng được bơm vào một trong hai đường dẫn phía trên, còn khi ra khỏi thiết bị thì theo đường dẫn dưới, ngược phía. Tác nhân lạnh đi vào đường dẫn còn lại ở phía trên, ngược chiều với dịch đường và đi ra theo đường dẫn dưới, ngược phía. Dịch bắt đầu được làm lạnh nhờ nước lạnh 4OC. Nước sau khi trao đổi nhiệt có nhiệt độ là 80OC. Nước được thu hồi sử dụng trong giai đoạn nấu hoặc làm nước rửa bã. 8.4. Thông số công nghệ - Nhiệt độ nước vào: 4OC - Nhiệt độ nước ra: 80OC - Tác nhân làm lạnh: NH3 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 62 - Nhiệt độ dịch vào: 90OC - Nhiệt độ dịch ra: 8OC - pH = 5,5 – 5,8. - Thời gian làm lạnh 1 mẻ: 30 phút 9. Bão hòa O2 9.1. Mục đích Tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men tăng sinh khối trước khi bước vào giai đoạn lên men. 9.2. Thiết bị  Thiết bị được làm bằng thép không gỉ, lắp trên đường dịch nha.  Cấu tạo giống ống Ventury: tiết diện ống thay đổi nhằm thay đổi vận tốc cũng như chế độ chảy của dòng giúp sự xáo trộn và hoà tan khí. Hình: Quy trình nạp oxi vào dịch nha  Nguyên lý hoạt động:  Dịch nha được làm lạnh xuống 8oC có độ hoà tan O2 cao, do đó ta tiến hành bão hoà O2 sau khi đã trao đổi nhiệt. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 63  Dòng dịch nha được dẫn theo đường ống: ban đầu dịch chảy trong ống dẫn, sau đó được dẫn qua một ống có tiết diện lớn hơn gấp đôi bên trong lõi có một ống trụ đặc (đường kính bằng đường kính ống dẫn), cuối cùng trở về với tiết diện ống dẫn bình thường.  Dòng O2 vô trùng được tiếp theo phương vuông góc với ống dẫn tạo đoạn có tiết diện lớn. Do tiết diện dòng chảy lớn đột ngột, dòng chảy bị phân tán, va đập vào trục giữa và giảm vận tốc. Chế độ chảy rối làm cho sự hoà trộn O2 triệt để hơn. 9.3. Thông số công nghệ  Nhiệt độ làm việc: 8oC.  Độ bão hoà O2: 8 mg/l. 10. Lên men bia 10.1. Men giống Chọn giống nấm men thích hợp cho quá trình lên men. Ở nhà máy sử dụng loại nấm men Saccharomyces Cerevisiae. a. Yêu cầu: Yêu cầu chất lượng của nấm men sử dụng trong lên men bia:  Độ thuần khiết, không có vi sinh vật lạ.  Số lượng tế bào từ 10.106 đến 20.106 tế bào / 1ml dịch lên men  Tỷ lệ của tế bào chết ≤ 5%.  Tỉ lệ tế bào nảy chồi 15– 20%  Nấm men có khả năng chuyển hóa các đường đơn, đường đôi, các peptid, acid amin giải phóng CO2, rượu etylic và các sản phẩm khác kèm theo sự tỏa nhiêt.  Đặc tính di truyền ổn định. b. Các giai đoạn sinh trƣởng của tế bào nấm men: Phát triển nấm men trong quá trình lên men chính: Có 4 pha trong suốt quá trình lên men  Pha thích nghi (từ 12- 24 giờ): trong giai đoạn này nấm men làm quen với môi trường dinh dưỡng mới, chúng sử dụng oxy nhiều để hô hấp và glycogen được tạo thành trong tế bào nấm men. Lượng glycogen này là tác nhân kích họat men sử dụng glucose để tổng hợp sản phẩm.  Pha sinh trưởng: là giai đọan nấm men phát triển mạnh nhất đạt mật độ cực đại, quá trình lên men cũng đạt độ cực đại (bắt đầu sau khi mật độ đã đạt cực đại). Trong giai đoạn này glycogen cũng được tổng hợp nhằm giúp tế bào đối phó với tình trạng cạn kiệt dưỡng chất. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 64  Pha cân bằng: ngừng sinh sản và lên men.  Pha suy vong: Các tế bào kết cụm lại với nhau và chìm xuống đáy thiết bị (giống nấm men chìm), tốc độ phát triển chậm lại. Lưu ý nấm men tăng sinh khối trong suốt quá trình lên men, chúng chỉ chậm lại ở cuối quá trình lên men chính. Trong suốt quá trình lên men nhiệt độ là yếu tố chủ đạo, việc duy trì nhiệt độ lên men chính từ 8 – 100C giúp tạo ra sản phẩm mong muốn. Khoảng nhiệt độ trên có thể biến thiên vài độ vì trong quá trình sinh trưởng nấm men tạo ra một nhiệt lượng 140 kcal/ kg cơ chất. Trong 6 - 10 giờ đầu tiên nấm men sử dụng lượng oxy hòa tan trong dịch nha (không có dấu hiệu sử dụng glucose), sau 12 giờ dấu hiệu lên men bắt đầu được phát hiện bởi các bọt khí CO2 tạo thành lớp bọt mỏng trên bề mặt. Nấm men nảy chồi trong vòng 24 giờ, lúc này nhiệt độ tăng lên nếu không được kiểm sóat. Trong khỏang thời gian từ 24 - 48 giờ tốc độ sinh sản và đồng hóa đường đạt cực đại, CO2 cũng được tạo ra nhiều trong giai đọan này. c. Nhân giống Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 65 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 66 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 67 Sơ đồ nguyên lý thiết bị nhân giống nấm men Sơ đồ qui trình nhân giống tại nhà xưởng d. Cấp men giống Sau khi nhân giống trong phòng thí nghiệm, men giống sẽ được đem cấp cho phân xưởng. Ở nhà máy, men được dự trữ ở dạng lỏng trong 7 tank: 2 tank chứa men giống, 4 tank chứa men có thể tái sử dụng vá 1 tank chứa bã men (men chết). Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 68 Dịch nha trước khi vào thiết bị lên men, sẽ được cấp giống thông qua thiết bị lưu trữ giống bằng bơm hoặc van. Lượng men cung cấp cho mỗi mẻ là 500 kg. Mật độ và chất lượng giống được kiểm soát bằng kỹ thuật đếm men sau khi bơm dịch nha vào thiết bị lên men. 10.2. Lên men chính 10.2.1. Mục đích Trong quá trình lên men, nấm men sẽ chuyển hóa cơ chất trong dịch nha nhằm phục vụ nhu cầu tăng sinh khối và tạo sản phẩm chuyển hóa. Các loại đường, dextrin có phân tử lượng thấp sẽ được chuyển thành rượu etylic, CO2 và một số sản phẩm có trong bia thành phẩm nhằm định hương và vị của bia. 10.2.2. Các biến đổi  Biến đổi sinh học: Các biến đổi sinh học trong quá trình lên men chính chủ yếu là sự sinh trưởng và trao đổi chất của nấm men: Giai đoạn sinh trưởng hiếu khí (hô hấp): Đây là giai đoạn đầu của quá trình lên men chính, nấm men sẽ sử dụng đường có trong dịch nha làm cơ chất và oxy hòa tan để sinh trưởng và tăng sinh khối. Lượng sinh khối tạo thành trong giai đoạn này rất lớn, tốc độ trao đổi chất là cực đại. Vì vậy, giai đoạn này có thể được xem như một cấp nhân giống cuối cùng trước khi tiến hành quá trình lên men ethanol. Song song với sự sinh trưởng của nấm men là sự giảm hàm lượng chất khô và oxy trong dịch nha. Khi oxy trong môi trường được sử dụng hết thì sự sinh trưởng nấm men sẽ chuyển dần từ hiếu khí sang kỵ khí. Giai đoạn sinh trưởng kỵ khí (lên men): Trong giai đoạn này nấm men tiếp tục sinh trưởng nhưng trong điều kiện không có oxy. Tốc độ sinh trưởng lúc này chậm hơn rất nhiều so với giai đoạn trên. Lượng chất khô trong dịch nha tiếp tục giảm kèm theo hàm lượng ethanol tăng lên. Đường cong sinh trưởng của nấm men trong giai đoạn này được biễu diễn trong đồ thị 3.1 dưới đây. Nhà máy tính toán ngày lấy mẫu dựa vào hàm lượng chất khô SG. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 69 ĐỒ THỊ : Sự thay đổi nhiệt độ (t), độ pH, hàm lƣợng chất khô (SG, kg/m3), hàm lượng dầu fusel (fa, mg/L) và các ester hữu cơ (e, mg/L) trong quá trình lên men chính theo ngày (2).  Biến đổi vật lí: Các biến đổi vật lý diễn ra trong quá trình lên men thường đi kèm với sự trao đổi chất của nấm men bao gồm sự thay đổi nhiệt độ và áp suất bề mặt dịch lên men. Nhiệt độ lên men Trong quá trình lên men nhiệt độ tank lên men tăng dần do quá trình trao đổi chất của nấm men. Do đó, để đảm bảo quá trình lên men ổn định và dễ kiểm soát ta thường điều chỉnh nhiệt độ trong suốt quá trình lên men một các tự động. Việc điều chỉnh nhiệt độ của quá trình lên men thường áp dụng theo các giai đoạn như sau: o Giai đoạn lên men chính: 8 – 100 C. o Giai đoạn lên men phụ: 40C. o Giai đoạn ủ chín bia: 0 – 20C Áp suất dịch lên men: Áp suất dịch lên men tăng dần do sự tạo thành khí CO2 từ sự chuyển hóa đường glucose  Biến đổi hóa sinh: Sự trao đổi glucid: Sự trao đổi glucid diễn ra ở tế bào nấm men chủ yếu bao gồm: - Sự thủy phân các loại đường disaccharide, trisaccharide, ... thành glucose dưới xúc tác của một số enzyme tương ứng như maltose, invertase, melibiase, ... - Sự chuyển hóa đường glucose theo các con đường khác nhau như : Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 70 o Con đường đường phân EMP. o Chu trình Crebs. o Chuyển hóa acid pyruvic thành acetaldehyde rồi thành ethanol và các sản phẩm phụ khác trong điều kiện kỵ khí. - Sự tổng hợp vật chất tế bào từ glucose thành glycogen cũng có thể xảy ra ở đầu quá trình sinh trưởng. Sự trao đổi lipid: Trong quá trình sinh trưởng và phát triển hiếu khí thường kèm theo quá trình tổng hợp các acid béo và sterol ở nấm men. Các chất này là thành phần quan trọng trong màng tế bào nấm men Sự trao đổi các hợp chất nitơ: Các hợp chất nitơ có trong dịch nha bao gồm: các phân đoạn của protein (các polypeptide, peptid, pepton, acid amin), các muối amoni, các purine, nucleotide... Trong số các hợp chất này thì các muối amoni vô cơ và acid amin sẽ được nấm men sử dụng như nguồn cung cấp nitơ phục vụ cho quá trình sinh trưởng và trao đổi chất. Cần lưu ý rằng nấm men không sử dụng được các muối nitrite và nitrate, thậm chí hai loại muối này còn là tác nhân gây độc và kìm hãm sự sinh trưởng của nấm men. Theo nghiên cứu, người ta thấy rằng các chủng nấm men bia thuộc loài Saccharomyces cerevisiae không có khả năng tổng hợp các protease ngoại bào,vì vậy chúng không có khả năng sử dụng protein làm cơ chất.  Biến đổi hóa học: Sự thay đổi hàm lượng chất khô: Nấm men sử dụng đường trong dịch nha để tăng sinh khối và lên men ethanol, do đó nồng độ chất khô trong dịch lên men sẽ giảm dần. Người ta dựa vào sự thay đổi Balling làm thông số điều khiển quá trình lên men. Độ balling trước quá trình lên men là 13oballing. Đường glucose và fructose được chuyển hóa trước tiên, khi hàm lượng glucose nhỏ lại là lúc nấm men tổng hợp enzyme để sử dụng đường maltose và đường maltotriose. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 71 ĐỒ THỊ : Đồ thị chuyển hóa các loại đƣờng trong dịch nha theo ngày (2) Sự thay đổi pH: Sự thay đổi pH và năng lực đệm pH của dịch nha trước và sau quá trình lên men là 5,4 - 5,6 và 4,4 - 4,5. Hiện tượng giảm đột ngột pH của quá trình lên men có thể được giải thích bởi một số nguyên nhân sau: - Sự tạo thành các acid hữu cơ trong suốt quá trình lên men. - Sự chuyển vận các ion H+ qua màng tế bào. - Sự thay đổi tính đệm của môi trường. Sự thay đổi tính đệm cũng được giải thích bởi sự tạo thành CO2, các acid hữu cơ (tương ứng với pH đệm là 4,27 - 5,67), sự hấp thu các loại muối phosphate (tương ứng với pH đệm là 5,67 – 7,07) bởi nấm men. Sự thay đổi hàm lượng chất khoáng: Do nấm men đã sử dụng một số kim loại cần cho sự sinh trưởng và phát triển của nấm men như Ca2+, Fe2+, Mn2+, Co2+, K+, Ni2+, Zn2+. Kim loại nặng ở dạng ion đóng vai trò như một co- enzyme trong tế bào nấm men phục vụ cho quá trình tăng trưởng của tế bào. Dịch nha là nguồn Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 72 cung cấp các thành phần khoáng cần thiết cho nấm men, chắc chắn hàm lượng Ca2+, Zn2+ trong dịch nha sẽ không đáp ứng nhu cầu của nấm men vì vậy cần bổ sung các kim loại này vào dịch nha (hàm lượng Zn2+ khoảng 0,3 ppm). Các nghiên cứu cho thấy rằng ở nồng độ 1ppm Zn2+ ức chế sự phát triển của nấm men. Sự tạo thành các ester: Các ester được tạo thành chủ yếu vào cuối giai đoạn lên men chính nhờ phản ứng ester hóa giữa các alcol (chủ yếu là ethanol) và acid carboxylic trong d ịch lên men. Chúng bao gồm các loại ester dễ bay hơi như ethylacetate với hàm lượng khoảng 15 - 20 mg/L và loại khó bay hơi với hàm lượng 40 - 50 mg/L. Các hợp chất ester góp phần tạo nên hương đặc trưng cho bia thành phẩm. Tuy nhiên, nếu hàm lượng của chúng vượt quá giới hạn cho phép có thể gây ra mùi vị lạ. Sự tạo thành các hợp chất carbonyl Hợp chất carbonyl trong bia rất đa dạng và phong phú. Phần lớn các hợp chất này là sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi chất ở nấm men bao gồm các aldehyde, keton, ketoacid... Trong đó, acetaldehyde và diacetyl là hai thành phần quan trọng nhất ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của bia thành phẩm. Acetaldehyde được hình thành từ phản ứng decarboxyl hóa acid pyruvic. Acetaldehyde được tạo thành nhiều trong điều kiện lên men kỵ khí. Hàm lượng của acetaldehyde trong bia non chiếm từ 20 đến 40 mg/l và sẽ giảm dần đến 8 đến 10 mg/L trong bia đã qua quá trình ủ chín Diacetyl là sản phẩm phụ từ con đường sinh tổng hợp valine ở nấm men. Khi đó, acid pyruvic tạo thành từ con đường EMP sẽ chuyển hóa thành acid acetolactic. Acid acetolactic sau đó sẽ bị decarboxyl hóa thành acetoin. Acetoin tiếp tục bị oxy hóa hoặc khử thành diacetyl hoặc 2,3 - butadiol. Sự hình thành diacetyl và 2,3 -butadiol tùy thuộc và thế oxy hóa khử của môi trường. Thế oxy hóa khử càng thấp thì sản phẩm chủ yếu là 2,3 - butadiol và acetoin. Trong trường hợp thế oxy hóa khử cao, nghĩa là trong điều kiện hiếu khí thì hàm lượng diacetyl được hình thành nhiều nhất. Diacetyl hàm lượng cao có thể gây cho bia có mùi bơ oxy hóa khó chịu. Do đó, trong sản xuất bia, người ta thường kiểm soát hàm lượng diacetyl trong bia không được vượt quá 0,1 ppm.  Biến đổi hóa lý Sự hòa tan khí CO2: Độ hòa tan của CO2 trong dịch lên men thấp hơn trong nước. Hàm lượng CO2 hòa tan tăng cùng với lượng ethanol trong dịch lên men và giảm khi hàm lượng chất hòa tan tăng. CO2 hòa tan tồn tại trong dịch lên men chủ yếu ở dạng liên kết với một số thành phần như protein và các ester. Sự hình thành bọt. Bọt được tạo thành trong quá trình lên men chính bởi sự giải phóng các khí ở dạng không liên kết đặc biệt là CO2. CO2 được tạo thành ở giai đoạn cuối quá trình lên men và có xu hướng thoát ra khỏi dịch lên men lên phía trên mặt thoáng. Tuy nhiên, do dịch nha có bản chất là hệ keo gồm các hợp chất có tính hoạt động bề mặt như protein, polyphenol, chất đắng..., các chất này tạo nên Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 73 một lớp hấp phụ đơn phân trên bề mặt các bóng khí nên khó có thể thoát ra khỏi các bóng khí này mà bị giữ lại tạo thành bọt. Sự thay đổi thế oxy hóa khử. Thế oxy hóa khử (rH) của dịch lên men có liên quan mật thiết đến hàm lượng oxy hòa tan trong dung dịch. Đầu quá trình lên men, hàm lượng oxy là tối đa. Oxy lúc này ở trạng thái bão hòa và hàm lượng có thể lên đến 7 - 9 mg/l dịch nha ứng với rH = 20 - 30. Sau đó, hàm lượng oxy giảm nhanh do sự hô hấp của tế bào nấm men. Nấm men sử dụng oxy chủ yếu để tổng hợp năng lượng và gia tăng sinh khối. Như vậy, thế oxy hóa khử sẽ giảm dần trong quá trình lên men và khi bia non được hình thành thì giá trị rH đạt được là 10. 10.2.3. Thông số công nghệ Nồng độ dịch nha trước lên men: 10 – 12 độ Plato. Nồng độ chất khô giảm từ 0.5 – 1.5 độ plato/ ngày. pH dịch nha trước lên men: 5.2 – 5.4 Mật độ tế bào nấm men trong dịch lên men: 12-20 triệu tế bào/ ml dịch Nhiệt độ lên men chính: 5 – 100C Áp suất: 0 bar Thời gian lên men: 1800 phút Nồng độ CO2 trong dịch lên men khi kết thúc quá trình: 0.35% Độ lên men: 85% 11. Lên men phụ và ủ bia 11.1. Mục đích Lên men lượng đường còn lại, bão hòa carbodioxyde cho bia tươi, ổn định hương vị, độ trong sản phẩm. Ở giai đoạn lên men phụ các quá trình xảy ra hoàn toàn giống giai đoạn lên men chính nhưng với tốc độ chậm hơn do hầu hết nấm men đã kết lắng và nhiệt độ thấp khoảng 0 – 20C. Lên men phụ nhằm chuyển hóa hết phần đường có khả năng lên men còn sót lại trong bia non. Ở giai đoạn này xảy ra các quá trình nhằm ổn định thành phần và tính chất cảm quan của sản phẩm như hàm lượng diacetyl giảm, các axit hữu cơ tác dụng với rượu tạo thành ester. Nhiệt độ và thời gian lên men phụ là hai yếu tố quan trọng nhất ở giai đoạn này. Nhiệt độ thấp và thời gian dài là những điều kiện quan trọng nhất để thu nhận được bia có độ bền keo và chất lượng cao. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 74 11.2. Các biến đổi  Hóa học: Trong quá trình lên men phụ xảy ra quá trình oxy hóa khử một số thành phần của bia như: aldehyde, acid, các loại rượu, các chất màu, diaxetyl…, đồng thời giữa chúng có sự tương hỗ về mặt hoá học, góp phần tạo nên thành phần và hương vị của bia. Trong quá trình này một số tế bào nấm men bị chết và tự phân bởi các enzyme protease có sẵn trong bản thân các tế bào nấm men. Sản phẩm tự phân là các peptid, acidamin, và một vài thành phần của acid nucleid. Các enzyme chủ yếu là nhóm enzyme peptidase và protease. Chính các sản phẩm tự phân này có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của bia. Trong suốt quá trình hình thành, CO2 dư nổi lên bề mặt dịch lên men góp phần đẩy O2 ra làm giảm rH (lượng oxy hòa tan) kết quả làm hạn chế các vi sinh vật hiếu khí phát triển đây là nguyên nhân làm giảm chất lượng bia. Quá trình "chín bia" là quá trình làm mất mùi vị bã hèm, vị ngọt sẽ mất khi đã lên men hết lượng chất khô còn lại. Vị đắng gắt sẽ dần mất hết do sự tác dụng tương hỗ giữa các protein và tanin hình thành nên các phức chất kết tủa. Vị cay tê sẽ biến mất dần và nấm men sẽ lắng xuống đáy khi quá trình lên men phụ kết thúc.  Hóa lý: Sự kết tủa protein Sự lắng trong bia Bão hòa CO2 cho bia. 11.3. Thông số công nghệ Dịch trước khi lên men phụ có nồng độ đường: 40 P Nồng độ đường kiểm tra để kết thúc quá trình ủ bia: 2,20 P pH dịch nha trước lên men: 4.5 Nhiệt độ lên men phụ: 0 – 50C Nhiệt độ ủ bia: 0- 20C. Áp suất trong tank: 1 bar Thời gian lên men phụ: 1200 phút. Tổng thời gian lên men+ ủ bia: 30- 45 ngày. 11.4. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình lên men  Nhiệt độ (yếu tố quan trọng nhất). Việc duy trì nhiệt độ lên men chính từ 7- 14oC giúp tạo ra sản phẩm mong muốn. Do vậy, cần có hệ thống ổn định nhiệt nhằm duy trì nhiệt độ tối ưu.  pH. pH của dịch lên men sẽ giảm và đạt đến mức tối thiểu 3,8 - 4,4 do hình thành các acid hữu cơ. Việc giảm pH có tác động tích cực đến bảo quản vì mức pH thấp sẽ hạn chế sự lây nhiễm của nhiều vi sinh vật khác, đồng thời pH thấp tạo điều kiện cho protein đông tụ và kết lắng một phần Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 75 tế bào nấm men. pH của dịch nha trước khi tiến hành lên men khoảng 5,0 - 5,4, pH này được lựa chọn nhằm tạo điều kiện thuận lợi ban đầu ưu tiên cho nấm men.  Ion kim loại. Kim loại nặng như là kẽm ở dạng ion kẽm II đóng vai trò như một co-enzyme trong tế bào nấm men phục vụ cho quá trình tăng trưởng của tế bào. Chắc chắn hàm lượng Zn2+ trong dịch nha sẽ không đáp ứng nhu cầu của nấm men, vì vậy cần bổ sung kim loại này vào dịch nha.  Chủng, số lượng tế bào nấm men sử dụng sẽ ảnh hưởng đến: o Tốc độ và mức độ lên men. o Hàm lượng sản phẩm bậc hai tạo thành. o Tốc độ và khả năng kết lắng. o Mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật (tức là mức độ thoái hóa). o Khả năng chống chịu khi bị tấn công. Trước khi cho nấm men vào tank phải kiểm tra các chỉ tiêu sau:  Độ thuần khiết không có vi sinh vật lạ.  Số lượng tế bào từ 10.106 đến 20.106 tế bào / 1ml dịch lên men  Tỷ lệ của tế bào chết ≤ 5%.  Tỉ lệ tế bào nảy chồi 15– 20%.  Lượng oxy hòa tan trong dịch nha. Do nấm men tăng sinh khối suốt cả quá trình lên men, chúng chỉ chậm lại ở cuối quá trình lên men chính, cho nên lượng oxy hòa tan trong dịch nha cần thiết cho nấm men hô hấp là trong pha thích nghi (từ 12- 24 giờ). Trong giai đoạn này, nấm men làm quen với môi trường dinh dưỡng mới, chúng sử dụng oxy nhiều để hô hấp và glycogen được tạo thành trong tế bào nấm men. Oxy đủ để nấm men tăng sinh khối (8- 10 mg/l)  Nồng độ của dịch nha. Nồng độ của dịch nha nếu lên đến 20% thì nấm men không phát triển được vì áp suất của môi trường vượt quá khả năng thẩm thấu của tế bào. Dịch nha khi vào thiết bị lên men có tổng chất rắn hòa tan (độ plato) tính theo đường Saccharose 10 - 12 độ. 11.5. Yêu cầu trong quá trình lên men Thiết bị lên men phải đảm bảo điều kiện vệ sinh và độ kín trong suốt quá trình lên men. Nhiệt độ và áp suất của tank lên men luôn được kiểm soát thông qua các đầu dò nhiệt độ và đồng hồ đo áp suất. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 76 Mẫu phải được kiểm tra liên tục để kiểm tra các chỉ tiêu về cảm quan, hóa lý, vi sinh. Cuối quá trình lên men chính, lượng đường sót còn lại trong bia là 40 P. 11.6. Thao tác vận hành Nhà máy có tất cả 36 tank lên men (dung tích 360 m3/ tank), 9 tank chứa bia thành phầm (180m3 / tank), 1 tank nuôi nấm men giống, 2 tank nhân giống nấm men, 4 tank chứa men sau lên men.Quá trình lên men chính và lên men phụ diễn ra trong cùng một tank. Trước khi tiến hành lên men, các tank lên men sẽ được vệ sinh kỹ bằng hệ thống CIP. Dịch nha sau khi được cấp men giống sẽ được bơm vào tank lên men. Các tank này được để ở ngoài trời, trên mỗi tank có bốn vùng làm lạnh khác nhau (tác nhân làm lạnh là glycol). Nhiệt độ tại vùng làm lạnh dưới luôn cao hơn vùng làm lạnh trên để tạo đối lưu nhiệt bên trong tank. Tùy theo từng giai đoạn lên men mà công nhân sẽ điều chỉnh các vùng làm lạnh này để đạt được nhiệt độ thích hợp. Cụ thể: khi lên men ở 9OC, vùng làm lạnh số 4 mở; lên men ở 8OC, vùng 3 và 4 cùng mở; lên men ở 4OC thì mở cả 4 vùng. Nhiệt độ dịch trong quá trình lên men chính hạ xuống 7OC là lúc độ plato giảm còn 4O, đây là giai đoạn chấm dứ t lên men chính, chuyển sang quá trình lên men phụ. Nhiệt độ lên men phụ đạt 4OC là lúc độ plato đạt 3O. Tại các mốc chỉ số plato là 8 ± 0.2O , 4 ± 0.2O, 3 ± 0.2O thì QC sẽ dằn nhiệt, dằn áp và lấy mẫu để đo chua mặn. Khi nhiệt độ lên men phụ đạt 0OC, độ plato đạt từ 1.8 – 2.4O là thời điểm chấm dứt lên men phụ, chuẩn bị giai đoạn thu hồi men. Cặn men sau quá trình lên men phụ được chia làm 3 lớp: Lớp dưới cùng là những tế bào già, hoạt tính thấp. Lớp giữa là những tế bào trẻ hơn, có khả năng lên men mạnh hơn. Lớp trên cùng là những tế bào nhỏ, khả năng kết lắng kém, đồng thời có lẫn nhiều tạp chất. Nấm men chết được chuyển qua tank chứa men thải bỏ. Nấm men sữa được thu hồi để tái sử dụng cho những lần lên men sau. Việc phân loại nấm men sẽ được tiến hành dựa vào một đầu dò đo độ dẫn điện (microsimen): BẢNG: Độ dẫn điện Microsimen ứng với các tác nhân khác nhau Tác nhân Độ dẫn điện(mS) Nấm men chết < 650 Nấm men sữa 650 – 1000 Bia 1000 - 1200 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 77 Quy trình thu hồi men được thực hiện một cách tự động nhờ hệ thống thu hồi men (theo sơ đồ 3.4). Hệ thống này gồm một cảm biến (1) điều khiển việc đóng hoặc mở các van (2) và (3) dựa trên nguyên tắc đo độ dẫn điện của dịch nấm men đi ra. Đầu tiên, dịch men từ đáy thiết bị sẽ được tháo ra và được cuốn theo nước nhờ bơm (4) đi qua cảm biến (1). Lúc đầu, độ dẫn điện < 650 mS, van (2) đóng, van (3) mở. Nấm men sẽ được bơm (5) chuyển đến tank 3 – tank chứa men thải. Sau một khoảng thời gian gian nhất định, dịch nấm men ra khỏi thiết bị có độ dẫn điện trong khoảng 650 – 1000 mS thì van (2) mở, van (3) đóng, dịch nấm men sẽ được bơm vào tank 2 – tank thu hồi men nhờ bơm (5). Nấm men thu được lúc này là men tốt sẽ được tái sử dụng cho mẻ lên men bia tiếp theo. Khi lượng men tốt được thu hồi gần hết thì lớp nấm men trên cùng sẽ bị lôi cuốn theo một phần dịch bia. Do đó, mật độ tế bào nấm men đi qua cảm biến giảm đi làm cho độ dẫn điện tăng lên. Kết quả là van (2) bị khóa lại và van (3) mở. Toàn bộ lượng men cuối sẽ được xả hết vào tank 2. Sau 360 giây thì dừng việc thu hồi men và chuẩn bị bơm dịch bia sang các tank chứa bia thành phẩm. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 78 SƠ ĐỒ: Sơ đồ quy trình thu hồi nấm men (1) Thiết bị cảm biến đo độ dẫn diện (2) , (3) Van điều chỉnh đóng/ mở (4), (5) Bơm Tank 1 : Tank lên men Tank 2 : Tank thu hồi men Tank 3: Tank chứa men thải bỏ Hơi CO2 được thu hồi từ các tank lên men được đưa đến sục vào bình chứa nước để rửa và khử bụi. Sau khi qua bình chứa nước, khí CO2 được dẫn vào bình đựng dung dịch KMnO4 để khử trùng và được đưa lên phao chứa CO2 thổi phồng phao lên. Hơi CO2 vào trong phao được máy nén hút về rồi đưa qua cột silicat để tách ẩm, sau đó đi qua bình than hoạt tính để khử mùi. Tiếp Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 79 theo, khí CO2 được đưa qua bình hoá lỏng để chuyển CO2 từ thể khí sang thể lỏng, lỏng CO2 được đưa về tank chứa, lượng CO2 trong bình chứa một phần được chiết ra chai dự phòng, một phần đi qua dàn bay hơi. CO2 dạng hơi lạnh được cấp cho các bộ phận sử dụng trong nhà máy cấp cho xưởng lên men, chiết vào bia. 11.7. Thiết bị sử dụng HÌNH 3.19: Thiết bị lên men (Cylindroconical tank) Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 80 (1) Sàn thao tác, (2) Mái vòm của tank lên men, (3) Ống dẫn cáp và ống thoát nước đặt bên trong lớp cách nhiệt, (4) Nhiệt kế, (5) Vùng làm lạnh cho bia lager, (6) (8) Vùng làm lạnh lên men, (7) Lớp cách nhiệt, (9) Ống cung cấp ammonia lỏng, có van điều chỉnh, (9a) Ống thải ammonia ngưng tụ, (10) Vùng làm lạnh ở chóp, (11) Van xoay DN 450 cho d ịch vào và lấy dịch ra, (12) Van khoá mẫu, (13) Ống thoát và cung cấp (CO2, không khí, CIP) tới mái vòm, (14) Thiết bị đo và điều chỉnh áp suất, (15) Thiết bị đo lượng dịch bên trong tank, báo khi tank rỗng. 12. Quá trình lọc bia 12.1. Mục đích Làm cho bia có độ trong long lánh đúng yêu cầu chất lượng. Loại bỏ các phức chất protein, các hạt dạng keo polyphenol, polysaccharide và protein ít tan, làm bia ổn định hơn, gia tăng độ bền vững, sinh hóa học cho bia. Loại bỏ đáng kể các vi sinh vật bao gồm nấm men vẫn còn tồn tại sau quá trình tang trữ có khả năng làm đục bia. 12.2. Yêu cầu của bia sau khi lọc Bia phải có màu vàng óng ánh khi có ánh sáng xuyên qua. Bia phải có độ bền vững hóa học cao (không bị phân tán, không bị chuyển thành các chất khác). Kỹ thuật pha trộn trước và sau khi lọc các mẽ bia khác nhau phải đảm bảo chất lượng đồng nhất. Không được để oxy không khí tiếp xúc trực tiếp với bia (hoàn toàn phải lọc kín). Lọc bia thực hiện trong một hệ thống kín ở nhiệt độ từ 0 – 100C để tránh tổn thất CO2 tránh sự xâm nhập của oxy không khí cùng với vi sinh vật khác. Sau khi lọc, chất hoà tan, độ nhớt, áp suất trên bề mặt bia cùng khả năng tạo bọt và CO2 của bia đều giảm đi chút ít. Vì vậy lọc phải cẩn thận và đạt được độ trong cần thiết nhưng lọc càng nhanh càng tốt. 12.3. Phƣơng pháp lọc Nhà máy sử dụng thiết bị lọc nến, và bột trợ lọc là Kieselguhr. Máy lọc nến là một thiết bị hình trụ, đáy côn đặt thẳng đứng, trong đó có chứa một tấm lọc được gắn vào một tấm vĩ ngăn cách giữa vùng dịch chưa lọc và vùng dịch đã lọc. Khi làm việc, bia và bột trợ lọc được bơm vào thiết bị theo đường cùng một đường. Bột sẽ phủ lên trên bề mặt các cột lọc, bia trong sẽ đi qua lớp bột trợ lọc này và đi vào tâm của các cột lọc sau khi đã tách các kết tủa và cặn. Bia trong theo tâm ống được dẫn lên khoang phía trên và được dẫn ra ngoài theo một đường ống. Cột lọc có cấu tạo gồm nhiều vành thép không gỉ gắn cách nhau một khoảng nhất định. Các rãnh của ống có đục lỗ cho phép hút dịch và thoát dịch trong được thực hiện dễ dàng. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 81 Các ống được treo trong thiết bị bởi một tấm kim loại. Đường kính mỗi ống là d = 35mm, l = 2m  s = 0,220m2. Ưu điểm: Bề mặt lọc tăng dần do sự bồi đắp liên tục của bột trợ lọc. Các bộ phận lọc không di chuyển. Bản mặt lọc không bị thay thế định kỳ. Có thể tự động hóa. Giảm hàm lượng oxy xâm nhập. Dễ dàn lắp đặt. Nhược điểm: Rất nhạy cảm với sự tăng áp suất đột ngột. Chu trình lọc ngắn. Không thể tăng năng suất bằng cách tăng bộ phận lọc. Tiêu thụ lượng nước lớn. Khó khăn trong việc rửa và bảo quản các nến lọc. Việc tháo dỡ phức tạp đối với các nến dạng cốc. Có nguy cơ bị biến dạng khi siết chặt các nến dạng cốc. Có nguy cơ bị đứt vòng đỡ của dãy trên các nến dạng sợi quấn thành hình xoáy ốc. Thông số của quá trình Áp khí vào: 1,5 – 7,5 bar Áp khí ra: 1,5 – 3,5 bar Khi áp vào > 7,5 ta tiến hành tháo bột và đắp lại áo bột để tránh bị nghẹt. Áp khí vào khi tháo bột 7.8kg/cm2 Áp khí ra khi tháo bột: 1.8kg/cm2 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 82 12.4. Thao tác vận hành Trước hết, bơm nước nóng vào thiết bị lọc để đuổi khí. Hòa bột trợ lọc Kieselguhr với nước trong một bình trung gian và sau đó bơm tuần hoàn trong thiết bị lọc. Mục đích của giai đoạn này là tạo một lớp trợ lọc diatomit. Có 4 lần đắp bột: Lần đắp bột thứ 1: sử dụng 2 bao bột thô, tuần hoàn cho tới khi độ đục < 2 thì tiến hành đắp bột lần 2. Lần đắp thứ 2: sử dụng 2 bao bột tinh, khi độ đục < 2 thì đắp bột lần 3. Lần đắp thứ 3 và 4: tỉ lệ 2 loại bột thô – tinh sử dụng là 3,5 : 1,5 tuần hoàn tới khi độ đục < 0.15 thì chấm dứt đắp bột. Tổng lượng 2 loại bột dùng cho một mẻ lọc là 0.15g/ hl. Bột bám chắc vào cột lọc là do có sự chênh lệch áp khí vào và ra. Tháo bột trợ lọc bằng cách dùng gió và nước thổi theo hướng từ bên trong cột lọc ra ngoài, cặn bẩn cùng bột sẽ bong ra và chuyển vào tank chứa bột. Bia sẽ được tuần hoàn và lọc lại cho tới khi độ trong đạt yêu cầu. Sau khi bia trong, người ta sẽ bơm nước sạch vào để đẩy bia ra ngoài. Bã rơi xuống dưới được tháo ra ngoài theo đường ống dưới đáy thiết bị. Nước rửa sẽ đi từ trên xuống (ngược chiều đi của bia), khi đó áp lực trong ống sẽ làm nước thoát ra ngoài và làm bã bung ra. Người ta tiến hành rửa xuôi rửa ngược 4 lần. Toàn thiết bị sẽ bị vệ sinh bằng nước nóng, chuẩn bị cho mẻ lọc sau. Theo định kì, người ta phải làm sạch các lỗ trong ống bằng cách rữa chúng bằng dung môi thích hợp, ở đây người ta dùng axit và xút. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 83 Thiết bị sử dụng Hình : Thiết bị lọc nến (1) Thùng lọc (2) Cột lọc (3) Vỉ kim loại cố định cột lọc (4) Nắp thiết bị (5) Đườngvào của bia (6) Đường ra của bia (7)Đường xả bột (8) Đường thoát khí Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 84 Hình : Cột lọc (1) Vỉ đỡ (2) Ống rỗng đục lỗ (3) Sợi kim loại bao quanh (4) Vít xiết Hình : Áo cột lọc với Kieselguhr (1) Lớp giấy lọc hoặc mắc lưới kim loại (2) Lớp áo bột thứ nhất (3) Lớp áo bột thứ hai (4) Các lớp bột kế tiếp Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 85 Thông số của thiết bị lọc nến Thông số kiểm soát Mức quy định Thiết bị sử dụng Lưu lượng 160 – 420 hl Flowmeter Hàm lượng CO2 0,55 – 0,85 % Dầu dò CO2 Áp vào máy lọc 1,5 -7,5 bar Áp kế Áp ra máy lọc 1,5 – 3,5 bar Áp kế Nhiệt độ bảo quản bia 0 – 2,0 oC Sensor kế Độ đục <= 1 EBC Đầu dò độ đục Nguyên lý hoạt động Khi bia được bơm vào, do áp lực bơm phần bia trong sẽ vào trong ống và thoát ra ngoài còn phần bã được giữ lại trên bề mặt ống. Yêu cầu của chất trợ lọc Kích thước trung bình của các hạt Kieselguhr là vào khoảng 2 – 10 µm. Khối lượng riêng của chúng 500 – 600 kg/cm2. Tỉ trọng thực là 2000 – 2200 kg/cm3. Độ phân tán của Kieselguhr đạt lớn nhất là 92%, khả năng tiếp nhận nước là 5 lần lớn hơn thể tích của chúng. Do tính phân tán cao của Kieselguhr, bộ Kieselguhr có bề mặt rất lớn và nhẹ. Khả năng tạo bề mặt lớn chính là nguyên nhân tạo nên khả năng hấp thụ mạnh của Kieselguhr. Chất trọ lọc mà nhà máy đang dùng gồm 2 loại: trắng (hạt thô) và đỏ (hạt mịn) với tỉ lệ trắng/đỏ = 9/5. Chất trợ lọc này chỉ dùng 1 lần, không tái sử dụng. Mức độ phủ bộ trên thành ống phụ thuộc vào áp suất đầu vào và đầu ra của thiết bị. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 86 Thời gian thay bột trợ lọc phụ thuộc vào năng suất làm việc và thiết bị đầu dò. 13. Bão hoà CO2 13.1. Mục đích Nhằm làm tăng chất lượng cảm quan, chống kết tủa và là môi trường tốt để bảo quản bia. Bổ sung lượng CO2 bị thất thoát trong quá trình lọc bia. 13.2. Yêu cầu của quá trình CO2 được bổ sung vào bia ở dạng các bọt khí có kích thước càng nhỏ càng tốt. CO2 bổ sung vào phải đảm bảo: không chứa oxy và vi sinh vật nhiễm tạp. Thùng chứa bia bão hòa CO2 phải được vệ sinh toàn bộ và quá trình vệ sinh phải được theo dõi kiểm tra. Bề mặt bên trong thùng chứa phải nhẵn. Lúc mới nạp, CO2 còn liên kết với các thành phần trong bia ở dạng lỏng lẻo và cần phải có thời gian để các liên kết này trở nên bền vững. 13.3. Thông số của quá trình Nồng độ CO2 trong bia phải đạt: 5 – 7 mg/l Nhiệt độ bão hoà: 40C 13.4. Thao tác vận hành Bia được nạp CO2 ở thời điểm sau khi qua thiết bị lọc nến và nạp bổ sung lần hai sau lọc vi sinh. Từ thiết bị lọc nến, bia được bơm sang 2 tank bão hoà CO2, tại đây, áp suất trong tank 4-5 kg/cm2. Nguyên tắc nạp CO2 là sục từ phía dưới lên. Bia sau khi bổ sung CO2 được chứa trong các thùng chịu áp suất trong thời gian từ 2 – 3 ngày để CO2 hòa tan hết vào bia. Trước khi đưa bia vào thùng, CO2 được đưa vào để đẩy O2 ra ngoài, đồng thời tạo áp suất đủ lớn để hạn chế sự giải phóng CO2 ra khỏi bia. 14. Chiết 14.1. Mục đích Thực hiện quá trình chiết bia vào chai, thanh trùng bia lần cuối và dán nhãn để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh đưa ra thị trường tiêu thụ. Sơ đồ qui trình Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 87 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 88 Hình Sơ đồ quy trình chiết và thanh trùng 14.2. Thuyết minh Các két bia sau khi được đưa về nhà máy được đưa vào xưởng chiết đóng chai đề tiến hành rửa chai, chiết rót. Các chai bia đã qua sử dụng sẽ được rửa sạch, lột nhãn, đi qua máy soi chai để kiểm tra xem chai có đạt chất lượng yêu cầu hay không, sau đó sẽ đi qua máy chiết – đóng nắp, chai đã đóng nắp sẽ đi qua máy kiểm tra mực bia sau đó đi vào máy thanh trùng và cuối cùng là dán nhãn mới cho chai thành phẩm. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 89 Toàn bộ các máy trong phân xưởng được thiết lập với chạy cùng 1 công suất như nhau. 15. Rửa chai 15.1. Mục đích Làm sạch chai đã qua sử dụng từ thị trường bên ngoài đưa về nhà máy. 15.2. Thao tác thực hiện Chai sau khi được lấy ra khỏi két sẽ đi theo các băng chuyền đến thiết bị rửa chai. Tại thiết bị rửa chai, chai sẽ được đưa vào các vỉ chứa và các vỉ này sẽ lần lượt đi qua các hầm trong thiết bị rửa như sau:  Hầm nước lạnh: pH < 11,5.  Hầm nước nóng 1: pH < 12.  Hầm nước nóng 2: pH < 12.  Hầm xút 1: nồng độ xút 0,5%.  Hầm xút 2: nồng độ xút từ 1,7 – 2,5%.  Hầm nước vô trùng tráng xút trong chai với yêu cầu là chênh lệch pH giữa nước đầu vào và nước ra sau khi tráng rửa chai không quá 1 đơn vị.  Cuối cùng là hầm nước vô khuẩn để tráng lại chai, nước trong hầm này được bổ sung clorine với nồng độ 0,2 – 0,5 ppm để tiệt trùng chai.Đối với bia Bến Thành thì hầm cuối cùng này không cần bổ sung clorine. Người ta sẽ tiến hành kiểm tra dư lượng xút trong chai trước khi đưa vào phòng vô trùng. Năng suất thiết bị rửa chai khoảng 65000 – 70000 chai/giờ và phụ thuộc vào năng suất của thiết bị chiết. Tại quá trình rửa chai, nhà máy lưu ý đến mối nguy hóa học do dư lượng chất tẩy rửa và mối nguy sinh học do việc xúc rửa chai không đảm bảo yêu cầu vi sinh và đặt đây là một CCP của dây chuyền chiết rót. Kiểm soát CCP tại đây qua các thông số của thiết bị rửa chai như sau:  Nhiệt độ hầm xút 1: 79 – 85oC.  Nhiệt độ hầm xút 2: 79 – 85oC.  Độ dẫn điện hầm xút 1: 70 – 110 ms  Độ ẫn điện hầm xút 2: 70 – 110 ms.  Áp phun nước lạnh: 0,5 – 1,5 bar. Bên cạnh đó, QC cũng sẽ lấy mẫu chai để kiểm tra dư lượng xút và clorine trên chai. Tần suất kiểm tra các thông số hóa lý như trên là 2 giờ/lần. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 90 15.3. Thiết bị Hình Thiết bị rửa chai Hình Sơ đồ đường đi của chai trong thiết bị rửa chai Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 91 Hình Vòi phun tia rửa chai Trong quá trình đưa chai vào máy rửa, các cánh tay máy sẽ lấy chai từ băng chuyền và đưa chai chính xác vào các giá đỡ chai để đi vào máy bắt đầu quá trình rửa chai. Khi quá trình rửa chai kết thúc, các vỏ chai sạch sẽ được đặt lên băng chuyền bởi các cánh tay máy. Hình 20 Cách đưa chai vào thiết bị và đẩy chai ra khỏi thiết bị 16. Soi chai Mục đích Máy soi chai có tác dụng kiểm tra chai sau khi rửa đã đạt được chất lượng theo đúng yêu cầu sử dụng hay không. Máy sẽ kiểm tra độ dày thành chai, miệng chai, đáy chai và bên trong chai để chắc chắn là chai đã được làm sạch hoàn toàn và không bị bể hay mẻ. Những chai không đạt được chất lượng sẽ được loại bỏ ra khỏi. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 92 17. Chiết chai – đóng nắp 17.1. Mục đích Máy có công dụng đưa vào chai 1 lượng bia nhất định vào từng chai bia và tiến hành đóng nắp để đưa chai đi thanh trùng. 17.2. Nguyên tắc hoạt động Chai sau khi rửa được băng tải đưa vào phòng vô trùng. Trước khi làm việc 20 phút, phòng được chiếu đèn UV trong vòng 1 giờ, nhiệt độ phòng không quá 16oC. Chai được dẫn qua một băng tải dài và ngoằn ngoèo trước khi vào các thiết bị khác với mục đích là ổn định lưu lượng chai, tránh gây ngã, đổ vỡ chai. Trên băng tải còn có các cảm biến dò chai ngã và bề mặt băng tải được bôi trơn để giảm ma sát gây ngã chai. Người ta thực hiện việc kiểm tra chất lượng chai bằng một thiết bị kiểm tra đặt cuối băng tải trước phòng chiết. Thiết bị này hoạt động trên nguyên tắc chụp hình chai ở nhiều vị trí khác nhau và so sánh với giá trị cho phép để loại các chai còn dơ, chai nứt vỡ khỏi dây chuyền nhờ một thanh gạt. Năng suất thiết bị kiểm tra chai vào khoảng 65000 – 70000 chai/giờ. Sau quá trình kiểm tra, các chai đạt yêu cầu sẽ được đưa vào phòng chiết. Tại đây, trước tiên có một bộ phận giúp dốc ngược chai lại và hệ thống phun nước vô khuẩn chứa clorine nồng độ 0,05 ppm sẽ tráng chai lần cuối. Chai tiếp tục được dốc ngược trở lại và đi vào thiết bị chiết rót đẳng áp. Đối với các sản phẩm đồ uống có gas như bia, CO2 bên trong sản phẩm tồn tại dưới dạng liên kết không chặt chẽ, vì vậy bất kỳ sự thay đổi điều kiện hoá lý nào cũng có thể dẫn đến hiện tượng trào bọt làm tổn thất CO2, giảm độ bền hoá lý và chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm. Do đó, đối với các sản phẩm này, quá trình chiết rót phải kèm theo các điều kiện sau:  Nhiệt độ chiết rót thấp, nhỏ hơn 4oC (nhiệt độ hoà tan tốt nhất của CO2 vào sản phẩm).  Hệ thống chiết rót hoàn toàn kín.  Chiết rót theo nguyên tắc đẳng áp giảm thiểu được tổn thất CO2 cũng như giảm được sự xâm nhập của O2 vào trong bia, tránh hiện tượng trào bọt nhờ vậy mà giữ ổn định chất lượng bia tốt hơn. Sản phẩm lỏng được chứa trong các bồn chứa, áp suất trong bồn thường được duy trì và kiểm soát nhờ van một chiều nối giữa bồn chứa và nguồn cung cấp CO2 tinh khiết. Các chai được rút hết không khí nhờ hệ thống hút chân không trước khi tiến hành chiết rót. Ban đầu CO2 được bơm vào chai cho đến khi đạt đến cân bằng áp suất giữa chai và bồn chứa. Chai chỉ được thông với phần khí trong bồn chứa nhờ một ống xyphông. Lúc này, van rót mở ra, chất lỏng sẽ tự chảy do trọng lực theo thành chai xuống tránh tạo bọt và chất lỏng sẽ đẩy CO2 về bồn chứa. Khi chất lỏng lên đến ống xi-phông, tức là chất lỏng đã đạt đến mức cần rót thì chất lỏng dư sẽ tự động theo ống xi-phông quay trở lại bồn chứa theo nguyên tắc cân bằng áp. Khi đó, van rót đóng lại, áp suất trong chai sẽ được làm giảm xuống bằng với áp suất khí trời. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 93 17.3. Thiết bị Quá trình chiết bia vào chai được thực hiện theo nguyên tắc đẳng áp để đảm bảo là lượng bia được chiết vào mỗi chai là như nhau. Hình Các bước tiến hành quá trình chiết Thiết bị chiết rót sử dụng trong quy trình sản xuất bia của nhà máy do hãng Krones cung cấp, trong đó chai sẽ đi qua 2 lần rút chân không và 2 lần bơm CO2 xen kẽ nhau như hình vẽ, sau đó bia sẽ được chiết vào chai theo đúng định mức. Thông số của quá trình chiết:  Nhiệt độ chiết bia khoảng 2  4oC.  Áp suất chiết: 3 bar  Số lượng vòi chiết: 144 vòi  Năng suất: 60 000 chai/ giờ Ngay bên cạnh thiết bị chiết rót là thiết bị đóng nắp chai. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị này như sau: nắp chai được sắp xếp trong phễu, sau đó sẽ được di chuyển theo một hướng trong khuôn dập và đẩy từng nắp vào miệng chai. Đúng vào thời điểm đó, búa piston nén xuống đóng chặt nắp vào cố chai. Năng suất của thiết bị đóng nắp chai phải đồng bộ với năng suất của thiết bị chiết. Ở nhà máy thì năng suất này là 60000 chai/giờ. Quá trình chiết rót có mối nguy sinh học là sự nhiễm các vi sinh vật vào bên trong sản phẩm và nhà máy coi đây là một CCP. Sự nhiễm vi sinh này có thể là do các công đoạn trước đó không đảm bảo điều kiện vô trùng (khâu vệ sinh chai, nắp, do sản phẩm…), hoặc cũng có thể do nắp đóng không kín gây nhiễm. Vì vậy, trước khi chiết rót, QC sẽ lấy mẫu bia để kiểm tra vi sinh tần suất 4 giờ/lần, đồng thời sau khi đóng nắp thì cũng sẽ kiểm tra độ kín của chai tần suất 2 giờ/lần. Sau khi chiết rót, chai sẽ được đưa qua thiết bị thanh trùng tunnel để thực hiện quá trình thanh trùng nhằm đảm bảo chỉ tiêu vi sinh cho sản phẩm. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 94 Hình Sơ đồ cấu tạo của thiết bị chiết – đóng nắp Hình Các vòi chiết chai Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 95 Hình Máy chiết chai Hình Máy đóng nắp Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 96 18. Thanh trùng 18.1. Mục đích - Tiêu diệt và ức chế vi sinh vật.; - Tăng thời gian bảo quản. 18.2. Các biến đổi trong quá trình thanh trùng  Vật lý - Xuất hiện gradient nhiệt độ: sự tăng giảm nhiệt độ của sản phẩm theo từng giai đoạn trong suốt quá trình thanh trùng. - Sự thay đổi tỷ trọng, thể tích sản phẩm  Hóa học Sự thay đổi tốc độ các phản ứng hóa học như thủy phân, oxy hóa, tạo phức…của các thành phần có trong bia.  Hóa lý - Sự bay hơi của một số chất dễ bay hơi có trong bia - Thanh trùng bia cũng có thể dẫn đến vẩn đục dạng keo cho sản phẩm. Vấn đề này phụ thuộc vào thành phần protein của bia, nhiệt độ, thời gian đun nóng. Protein cao phân tử là nguyên nhân chính gây ra vẩn đục dạng keo trong giai đoạn thanh trùng. Ở một mức độ nào đó, các hợp chất polyphenol ngưng tụ cũng góp phần vào việc làm hỏng bia.  Hóa sinh - Sự thay đổi tốc độ các phản ứng hóa sinh: sự thay đổi này tùy thuộc vào sự thay đổi của hoạt tính enzyme. - Ở giai đoạn đầu của quá trình thanh trùng, nhiệt độ tăng dần, khi đó enzyme bắt đầu hoạt động mạnh làm tăng tốc độ các phản ứng. Nếu giai đoạn gia nhiệt, làm nguội kéo dài sẽ dẫn đến làm thay đổi chất lượng sản phẩm. - Ở giai đoạn thanh trùng thì tốc độ của các phản ứng sẽ tăng hay giảm tùy thuộc vào sự thay đổi hoạt tính của enzyme theo nhiệt độ. Thanh trùng bia sẽ dẫn đến những thay đổi bất lợi cho hương, vị và màu sắc của sản phẩm. Ngay sau khi thanh trùng, những sự thay đổi đó rất khó nhận ra, nhưng sau một thời gian bảo quản thì chúng mới thể hiện rõ. Một trong những nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi đó là do sự hình thành hợp chất melanoid.  Vi sinh Ức chế các vi sinh vật có trong bia như một số loại vi khuẩn, nấm men. Các chỉ tiêu cần kiểm tra sau quá trình thanh trùng  Kiểm tra vi sinh vật hiếu khí, kể cả nấm men.  Kiểm tra vi sinh vật hiếu khí, không kể nấm men.  Kiểm tra vi sinh vật kị khí Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 97 18.3. Thiết bị Thiết bị thanh trùng là thiết bị tunnel phun tự động Thiết bị được chia thành hai ngăn. Mỗi ngăn sẽ có cửa vào nhập liệu (chai bia sau khi chiết rót) và cửa tháo sản phẩm. Trong mỗi ngăn được chia thành 10 vùng: 3 vùng đầu là vùng gia nhiệt, 4 vùng tiếp theo là vùng giữ nhiệt và 3 vùng cuối là vùng giảm nhiệt. Bảng Nhiệt độ tại các vùng trong hầm thanh trùng Vùng Nhiệt độ Vùng gia nhiệt 1 350C 2 450C 3 550C Vùng giữ nhiệt 4 63  10C 5 63  10C 6 61  10C 7 61  10C Vùng hạ nhiệt 8 550C 9 450C 10 350C Chai bia chuyển động trong thiết bị nhờ vào hệ thống băng tải dạng lưới. Tại mỗi vùng có hệ thống đầu phun để cung cấp nước gia nhiệt cho từng vùng, nước sau đó chảy qua băng tải lưới đi vào bể chứa tương ứng bên dưới. Nước sau khi được thu hồi tại mỗi bể sẽ được đi qua thiết bị gia nhiệt ống lồng ống nhằm gia nhiệt nước cung cấp trở lại cho thiết bị. Nước nóng được bơm lên nhờ hệ thống mày bơm được đặt trên sàng. Nguyên tắc hoạt động Bia sau khi được chiết rót sẽ theo hệ thống băng tải đi đến thiết bị thanh trùng. Có hai hệ thống băng tải để đưa chai bia đi vào hai ngăn của thiết bị. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 98 Tại vùng đầu tiên có tác dụng nâng nhiệt độ của chai lên khoảng 35oC, với tác nhân là nước nóng được cung cấp ở vùng 10, nước được phun từ trên xuống qua hai băng tải lưới sau đó tích tụ bể chứa bên dưới vùng 1. Tiếp theo chai bia sẽ qua vùng 2 cũng có tác dụng gia nhiệt, bia tiếp tục nâng nhiệt độ lên khoảng 45oC nhờ nước nóng cung cấp ở vùng 9. Nước sau đó nước cũng được tích tụ lại ở bể chứa dưới vùng 2. Vùng 3 cũng có tác dụng nâng nhiệt độ chai lên 55oC nhờ nước nóng được bơm qua từ vùng 8. Nước sau đó cũng được tích tụ lại ở bể chứa bên dưới vùng 3. Tiếp theo chai bia sẽ đi đến vùng thanh trùng, vùng này có 4 ngăn nhằm kéo dài thời gian giữ nhiệt. Chai sẽ đạt đến nhiệt độ thanh trùng 63oC tại vùng 4, 5 và được giữ nhiệt ở 610C trong vùng 6,7 với nhiệt độ không đổi và tổng thời gian giữ nhiệt là 20 phút. Nước phun được duy trì ở 63oC nhờ hệ thống hơi quá nhiệt, và cũng được tuần hoàn liên tục để giữ cho nhiệt độ thanh trùng không đổi. Sau khi ra khỏi vùng thanh trùng chai bia sẽ đi đến vùng số 8 là vùng giảm nhiệt. Tại vùng số 8, chai được giảm nhiệt độ xuống còn 55oC nhờ vào lượng nước được cung cấp từ bể số (3) bơm qua. Nước sau khi phun xuống cũng qua hệ thống băng tải lưới và được tích tụ lại ở bể chứa dưới vùng 8 và được bơm trở lại vùng số 3 để gia nhiệt cho bia. Tiếp tục hạ nhiệt độ của chai bia xuống 45oC nhờ dùng lượng nước bơm qua từ vùng 2 đến vùng 9. Nước sau khi trao đổi nhiệt với bia được bơm lại qua vùng 2 để gia nhiệt sơ bộ cho bia. Sau đó bia đến vùng số 10 là vùng làm nguội cuối cùng giúp giảm nhiệt độ bia xuống còn 35oC nhờ vào nước được bơm qua từ vùng 1. Nước sau đó cũng được tích tụ lại ở bể chứa để bơm lại về bể 1. Bia sau đó theo cửa ra để ra ngoài thiết bị. Tổng cộng thời gian thanh trùng là 45 - 50 phút, thời gian của mỗi vùng khoảng 5 phút. Năng suất thiết bị tùy thuộc vào năng suất của thiết bị chiết rót. Thiết bị thanh trùng nhờ sử dụng kết hợp các vùng nên tiết kiệm được nhiều năng lượng và nước. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 99 Hình Máy thanh trùng tunnel 19. Dán nhãn 19.1. Mục đích Bia sau khi được thanh trùng sẽ được dán nhãn trên nắp và nhãn trên thân, đó là bước cuối cùng để tạo ra sản phẩm hoàn thiện để đưa ra thị trường tiêu thụ. Tại đây cũng đặt đầu dò mức bia bên trong chai là sẽ loaị các chai không đảm bảo mức bia này. Sau khi dán nhãn, chai được xếp vào két với số lượng 24 chai/két và các két này sẽ tiếp tục được xếp lên các pallet tại khu vực bảo quản. 19.2. Thao tác vận hành Chai bia qua máy này nó sẽ được những chổi quét, quét keo dán lên chai tại 2 vị trí là thân chai và trên cổ chai, sau đó nhãn sẽ được dán vào hai vị trí là nhãn thân và nhãn ở cổ chai. Sau khi dán và đóng code xong chai bia sẽ đi qua máy In Date. In Date: Máy sẽ in lên nhãn chai ngày giờ sản xuất và hạn sử dụng của chai bia đó. In Date xong là kết thúc quá trình hoàn thiện sản phẩm. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 100 19.3. Thiết bị Hình Sơ đồ đường đi của chai qua máy dán nhãn