Đề tài Quá trình chuyển dịch đường và dextrin có phân tử lượng thấp thành rượu Etylic

› Lời nói đầu š I. Mở đầu Bia là loại đồ uống có nồng độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng Calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ Enzim khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzim kích thích tiêu hoá amylaza. Bia là loại nước giải khát lên men được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính: Malt đại mạch, hoa Houblon và nước (nguyên liệu thay thế đường, gạo) với một quy trình công nghệ khá đặc biệt cho nên bia có tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người: Hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn với hàm lượng CO2 khá cao, giúp con người giải khát một cách triệt để khi ta uống. Thành phần hoá học của bia chủ yếu là nước 85-90% và 10-15% chất hoà tan (trong đó gồm có đường dextrin, prôtit, chất khoáng). Chất hoà tan trong bia là chất của dịch đường trước khi lên men chủ yếu là đường malt, dextrin các sản phẩm thuỷ phân prôtit, chất khoáng vitamin. + CO2: 0,3 á 0,5 % + Glyxeryl: 0,1 á 0,3% + Chất khoáng: 0,14 á 0,38% + Axit hữu cơ: 0,15 á 0,4 + Đường + dextrin: 2á3% + Rượu: 3 á 6% Ngoài ra trong bia còn chứa một lượng este chứa cao phân tử, aldehyd, este, rượu cao phân tử, diaxetyl, chất đắng, axit amin… 1 lít bia nồng độ 10 á 12 Bx ằ 400 á 500 KCal/g Lượng Calo: Chất chiết 3,8 KCal/g Rượu Etylic 7,2 KCal/g Đường 4 KCal/g Protein 4,1 KCal/g Chất béo 9,3 KCal/g Tuỳ thuộc vào từng loại Malt mà người ta chia ra là bia vàng hoặc bia nâu. Nước ta chủ yếu sản xuất bia vàng (bia chai, bia lon, bia hơi…) II- Giới thiệu chung về xưởng bia hà thành 1 Do có nhiều ưu điểm nên bia được sử dụng rộng rãi trên thế giới Trong khoảng 10 năm trở lại đây,ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và công nghiệp sản xuất bia nói riêng của nước ta đã có một diện mạo mới. Lượng bia sản xuất được ngày càng tăng, đội ngũ cán bộ kĩ thuật và số người quan tâm đến công nghệ sản xuất bia ngày càng nhiều . Nước ta là nước có khí hậu nhiệt đới (nóng và hanh khô), nên nhu cầu về nước giải khát chiếm vị trí quan trọng và không thể thiếu. Để đáp ứng nhu cầu ấy của con người, các nhà máy bia đã lần lượt ra đời, ngày càng hiện đại, từ các nhà máy lớn đến các xưởng nhỏ với qui mô sản xuất cũnglớn nhỏ khác nhau đang ngay càng phát triển. Trong số dó có một xưởng nhỏ – xưởng bia Hà Thành (I) nơi mà chúng em đã có một khoảng thời gian(3 tuần) thực tập và tìm hiểu thực tế sản xuất, nhờ có sự hương dẫn của cô giáo Nguyễn Thị Hiền và lòng nhiệt tình của các bộ công nhân viên trong xưởng bia Hà Thành. lịch sử phát triển phân xưởng: Bia Hà Thành có hai chi nhánh đặt tạI Hà nội: + Xưởng bia Hà Thành I: Phường Bách Khoa, Q. Hai Bà Trưng, HN + Xưởng bia hà Thành II: TT Đức Giang, H, Gia Lâm, HN Dưới đây là vài nét giói thiệu chung về xưởng bia Hà thành I Xưởng bia Hà thành I có tiền thân là một xưởng cơ khí, năm 1996 bắt đầu khởi công xây dựng xưởng bia và đến năm 1997 được đưa vào hoạt động. Xưởng bia hà thành I có tiền thân là một xưởng thực nghiệm máy lạnh và công nghệ bia do bộ môn: Máy lạnh và thiết bị nhiệt kết hợp cùng với bộ môn Công nghệ sinh học- thực phẩm kết hợp. Xưởng được xây dựng trên một diện tích đất nhỏ khoảng 400 m2 với năng suất khoảng trên 3 triệu lít trong một năm, năng suất bình quân 10.000 – 12.000 lít/ngày và sản phẩm chính là bia hơi. Sản phẩm bia của xưởng cung cấp được một phần nhu cầu của nhân dân trong vùng và phần lớn bia được bán ra các đạI lý của xưởng đặt tạI Hà Nội cùng một số tỉnh khác. Do xưởng chỉ sản xuất bia hơI nên được tiêu thụ ít vào mùa đông, tuy nhiên chất lượng sản phẩm của xưởng cũng đã có nhiều uy tín với khách hàng. tình hình nguyên liệu ,phụ liệu và năng lượng: Nguyên liệu trong sản xuất bia bao gồm: Malt, gạo hoa Houblon, nước và nấm men… malt Là loại nguyên liệu quan trọng nhất khong thể thiếu được trong quá trình sản xuất bia. Malt đại mạch được sản xuất từ lúa mạch: phơi khô, làm sạch, phân loại, đem ngâm tới độ ẩm w=40-50% rồi đưa đi nảy mầm từ 5- 7 ngày. Mục đích của ủ mầm là tích tụ và giai phóng enzim. Thành phần hoá học của malt đạI miạch gồm có: + Tinh bột: 57 – 58% chất khô + Đường: 9 – 10% + Pentoza: 1% +Pentozahexozan: 9% + Xenluloza: 5,5% +Protein: 10% +Chất béo: 2,5% +Chất khoáng: 2,5% Ngoài các chất kể trên malt còn chứa 1 lượng tanin, chất chát, rượu inosit, enzim, chất màu… Xưởng bia Hà Thành nhập malt từ công ty xuất nhập khẩuVinapimex, nguồn gốc có thể từ: Canada, autralia, Pháp… * Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng: + Màu sắc: hạt phải có màu vàng tươi. + Mùi: mùi thơm tự nhiên mùi cỏ khô, không có mùi mốc. + Vị: ngọt nhẹ, dịu. + Độ ẩm: 7 – 10% +Trọng lượng hạt: 28 – 30g/1000 hạt + Hàm lượng tinh bột: 65 – 75% theo định lượng chất khô + Hàm lượng các chất lên men cao, ít chất béo hoa houblon Hoa tạo màu và vị đắng cho bia, hương thơm dễ chịu. Ngoài ra hoa còn có tác dụng diệt khuẩn và giữ bọt, làm ổn định dịch đường. Hoa houblon cũng được xưởng nhập về từ công ty xuất nhập khẩu Vinapimex, có nguồn gốc từ Đức. Hoa đực sử dụng tới 3 dạng: hoa cao, hoa viên và hoa cánh. + Hoa cao: được đóng trong hộp thiếc 1 kg. + Hoa viên: được đóng trong túi kim loại 5kg để bảo quản. + Hoa cánh: được đóng bánh và đựng trong túi kim loạI để bảo quản. Tuỳ tuọc vào hàm lượng chất đắng trong bia thành phẩm, hàm lượng chất đắng và protit trong nguyên liệu để tính lượng hoa ch nấu thích hợp. Tại xưởng bia Hà Thành, lượng hoa được sử dụng cho mỗi mẻ nấu là: + Mẻ lớn: + Mẻ nhỏ: ./ Hoa cao: 0,6 kg ./ Hoa cao: 0,5 kg ./ Hoa viên: 1,05 kg ./ Hoa viên: 0,9kg ./ Hoa cánh : 0,5 kh ./ Hoa cánh: 0,4 kg *các chỉ tiêu đánh giá chất lượng + Độ ẩm : 10 – 14% + Độ hoà tan: 45% Các thành phần chất khác tính theo % chất khô: + Chất đắng: 15 – 21% + Polyphenol: 6 – 9% + Tinh dầu thơm: 0,3 – 1% + Protit: 15 – 21% + Xenloloza: 6 – 8% + Chất chát (tanin): 2,5 – 6% + Chất tro: 5 – 8% + Chất có chứa Nitơ: 26 – 28% nguyên liệu thay thế Gạo là một phần nguyên liệu thay thế cho malt nhằm làm giảm giá thành sản phẩm, cải thiện mùi vị củ bia, bảo quản được lâu hơn. Xưởng bia Hà Thành nhập gạo từ công ty lương thực thực phẩm miền Bắc. Gạo khi nhập về được kĩ sư công nghệ lấy mẫu kiểm tra chất lượng, các chỉ tiêu kĩ thuật đánh giá bằng cảm quan. nước Nước là loại nguyên liệu chính và vô cùng quan trọng trong quá trình ngâm, nấu, đường hoá…Trong bia nước chiếm hoảng 85 – 90%, tuy hàm lượng của các chất chứa trong nước chỉ chiếm khoảng 0,3 – 0.5% nhưng cũng ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm. Nước không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến mùi vị của bia mà còn ảnh hưởng gián tiếp đến quá trình leen men sau này. Ngoài ra, nước còn được sử dụng cho lò hơi, dùng khá nhiều cho việc rử, làm vệ sinh các thiết bị. TạI xưởng bia Hà Thành, nước nấu bia được lấy từ nguồn cung cấp nước của thành phố, tuy nhiên vẫn phảI qua xử lý mẫu hoặc lọc lạI làm mềm nước. Trước khi nấu, nước cần được áit hoá bằng axit H3PO4. NgoàI ra, xưởng còn xử dụng nguòn nước giếng khoan đã qua xử lý sơ bộ để làm nước vệ sinh xưởng. *Yêu cầu của nước dùng trong sản xuất bia: + Màu sắc : sạch, trong, ít chất hữu cơ. + Mùi vị: không có mùi lạ, không chứa các chất gây mùi như: H2S, Cl.. + Độ cứng :< 10D + Độ pH: 6,5 – 7,5% + Hàm lượng muối CO3: < 550mg/l + Hàm lượng muối Mg: < 100mg/l + Hàm lượng muối Cl: 75 – 150 mg/l + Hàm lượng CaSO4: 150 – 200mg/l + Hàm lượng Fe: < 0,3 mg/l + Vi sinh vật: < 100 con/l + Các kim loại nặng: không có + Vi sinh vật gây bệnh: không có + Ecoli: < 2(tế bào/l) nấm men Nấm men được xử dụng là chủng nấm men chìm: Sacchaoamyces Carbergensis, có nguồn gốc từ nước ngoài, mua từ viện công nghệ thực phẩm. Thích ứng lên men chìm ở nhiệt độ cao 15 – 160 c nhằm rút ngắn thời gian sản xuất bia và phù hợp với yêu cầu công việc. *Yêu cầu kĩ thuật: + Nấm men phảI được nhân giống từ các chungr thuần khiết và lần lên mên giống có thể dùng được 6 – 12 chu kỳ lên men. + Số lượng men giống phảI đạt 10 – 12 triệu tế bào/l ml dịch men giống. + Nhân giống phảI được tạo đIũu kiện về: nhiệt độ, pH, môI trường.. các chất phụ gia Là các chất được sử dụng dưới dạng nguyên liệu phụ để nhằm đạt được yêu cầu kỹ thuật cần thiết trong quá trình sản xuất bia. + Enzim: enzim tác dụng với nhiệt khi hồ hoá, làm chuyển hoá các chất chưa hoà tan của malt và nguyên liệu thay thế thành dạng hoà tan + Nhóm phụ gia dùng để xử lý nước: có thể dùng các chất làm mềm nước để phục vụ cho sản xuất và nồi hơi: H3PO4 + Nhóm sát trùng nước và đIều chỉnh pH: Cl2, H2SO4.. + Nhóm sát trùng tảy rửa thiết bị, đường ống: dung dịch p3, HNO3, NaOH, Zaven, sát trùng dụng cụ vi sinh: cồn, H2O + Nhóm các chất dùng cho thu hồi CO2: than hoạt tính, H2SO4, KMnO4 + Bột trợ lọc: xưởng bia Hà Thành dùng 2 loại bột trợ lọc Diatomid: ./ Bột trắng(thô): nhập từ Mỹ ./ Bột vàng(mịn): nhập trong nước năng lượng + Than đá: sử dụng cho lò hơi + Điện: từ nguồn điện công nghiệp của nhà nước, dùng để chạy máy, thắp điện đèn. bộ máy tổ chức hành chính của xưởng bia Hà Thành: Tổng số cán bộ, công nhân trong xưởng là 32 người: Hội đồng quản trị Giám đốc phân xưởng Phó giám đốc phân xưởng Tổ nghiền: 2 người Tổ nấu: 6 người Tổ vi sinh: 2 người Tổ lọc: 1 người Tổ lạnh: 2 người Tổ lò hơi: 2 người Bộ phận thị trường: + Cửa hàng trưởng kiêm thư kí +Nhân viên bán hàng giới thiệu sản phẩm kiêm vệ sinh + Nhân viên chuyên chở   V . Thuyết minh dây truyền công nghệ: sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất bia Men giống Nhân men Lạnh nhanh Khí ôxi Xử lý men Lên men chính+ phụ Thu hồi CO2 Men thu hồi Lọc bia Khí CO2 Tàng trữ bia Bia thành phẩm Xuất xưởng Bã men Malt Gạo Nghiền Nghiền Đường hoá Hồ hoá Lọc bã Bã malt Nước Houblon hóa Hoa houblon Lắng xoáy Bã hoa Quá trình sản xuất bia là một quá trình phức tạp trải qua nhiều công đoạn khác nhau. Mỗi công đoạn đều có vai trò quan trọng va có tính chất quyết định đến thành phẩm bia. nghiền nguyên liệu a). Mục đích: Nguyên liệu và malt được nghiền trướckhi đưa vào chế biến nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc hạt, biến nguyên liệu thành hạt nhỏ để khi ngâm vào nước tạo điều kiện cho enzim dễ dàng hoạt động thuỷ phân tinh bột b) Tiến hành nghiền Malt và gạo sau khi cân được đem đi nghiền . Tại xưởng bia Hà Thành, lượng malt và gạo cho mỗi mẻ nấu như sau: - Đối với mẻ lớn: + Gạo: 138 kg ( 15 kg malt lót) + malt: 172 kg - Đối với mẻ nhỏ: + Gạo: 120 kg(10 kg malt lót) + Malt: 150 kg *Nghiền malt: Malt là nguyên liệu chính, được sử dụng tới 60% nguyên liệu. Malt nguyên liệu phảI có màu vàng sáng, bóp vụn tạo các hạt bột mịn, không chứa ngiều mảnh vun, độ ẩm w< 7%. Malt được nghiền bằng máy nghiền hai cặp trục. Trước khi nghiền, malt được làm ẩm tới độ ẩm khoảng 20%, công việc này được thực hiện theo kinh nghiệm của công nhân bộ phận nghiền. Thực hiện quá trình làm ẩm này nhằm mục đích làm tăng tính bền cơ học của vỏ malt, chánh làm vỏ bị vụn khi nghiền vì vỏ malt được sử dụng như một chất trợ lọc trong dịch đường và hạn chế các chất hoà tan của nó ra dịch đường ảnh hướng đến mùi vị của bia nên chỉ nghiền dập mà không nghiền nát. Sau khi làm ẩm, malt được đổ vào phễu tiếp liệu và trôI xuống trục nghiền. Lượng malt cho vào trục nghiền được điều chỉnh bằng một tấm chắn sao cho không để malt xuống nhiều quá hay ít quá. Khoản cách giữa 2 trục nghiền được đIũu chỉnh bằng vít điều chỉnh. Malt đi qua khe hẹp giữa 3 trục rồi đi ra ngoài. *Nghiền gạo: Gạo là nguyên liệu thay thế và được sử dụng 40% nguyên liệu Gạo được nghiền bằng máy nghiền đĩa để thu được bột gạo càng nhỏ càng tốt, nghiền như vậy khi nấu mới dễ dàng chuyển thành dạng hoà tan khi hồ hoá và từ đó tạo đIều kiện thuận lợi cho enzim hoạt động phân cắt tinh bột thành đường. Tiến hành đổ gạo vào phễu tiếp liệu, đIều chỉnh lượng gạo chảy xuống đĩa nghiền cho phù hợp. Khoảng cách giữa 2 đĩa nghiền được đIều chỉnh bằng vít đIều chỉnh. Gạo đi qua khoảng cách giữa hai đĩa: một đĩa tĩnh nằm trong và một đĩa động nằm ngoài. Do sư chuyển động tương đối giữa hai đĩa gạo được nghiền mịn rồi đi ra ngoài. *Chỉ tiêu sau khi nghiền phảI đạt yêu cầu sau: - Đối với malt: +Vỏ trấu: 15 – 18% + Tấm to: 18 – 22% +Tấm nhỏ: 30 – 35% + Bột mịn: 25 – 35% - Đối với gạo: + Tấm to: < 20% + Tấm nhỏ: > 30% +Bột mịn: > 45% II. Nấu nguyên liệu: a) Mục đích: Bản chất của nấu là tìm cách chuyển hoá các chất cưa hoà tan của malt và nguyên liệu thay thế thanhf dạng hoà tan nhờ tác ụng của nhiệt và ezim. Trong malt chứa khoản 10 – 15% chất đã hoà tan bao gồm các loại đường: dextrin, maltoza, glucoza, saccaroza…protit cùng một số sản phẩm trung gian của thuỷ phân protit, với một số ãit hữu cơ. Các chất này khi nấu dễ dàng hoà tan vào dung dịch, phần lớn tinh bột có trong malt còn ở dạng chưa hoà tan, kể cả 40 – 50% protit có trong malt, nhờ có chế độ nhiệt phù hợp và tác dụng của enzim nên các chất này sẽ dần dần hoà tan và trở thành chất chiết của dịch đường. b)Tiến hành nấu: Quá trình nấu được thực hiện ở 3 nồi: nồi hồ hoá ( nồi nấu cháo), nồi đường hoá, nồi đun hoa. Nồi hồ hoá Mục đích: Quá trình nấu được thực hiện nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột, giảI phóng các mạch tinh bột từ trong lớp tế bào, tạo đIều kiện cho hệ enzim hoạt động. Tiến hành nấu: Trước khi tiến hành nấu cháo, phảI vệ sinh thiết bị thật sạch sẽ. Nhờ hệ thống CIP, ta bơm NAOH có nồng độ 20% ở nhiệt độ 80 – 850c(hoặc dùng nước zaven 50%) để vệ sinh nồi. Trước khi nấu thì cấp nước sôI (80 – 1000) để tráng sạch dung dịch NAOH (hoặc nước zaven). Tráng nồi song, tiến hành cấp nước vào nồi cháo ( nước ở nhiệt độ 370c) với tỷ lệ: bột / nước = 1/5 (khoảng 600 – 700 lit nước ). Bật cánh khuấy, cho vào nồi 10% malt lót, để dịch hoá và tránh bột bị khê, cháy. Đổ từ từ toàn bộ lượng gạo cần nấu vào nồi (120 – 138kg gạo). Chý ý phải đổ gạo từ từ để tránh ttttrường hợp cháo bị vón cục dẫn đến tình trạng dịch không hoà tan hết. Tiếp đó, đong khoảng 50 ml chế phẩm enzim Termamyl bằng cốc đong rồiđổ vào nồi cháo để hỗ trợ cho quá trình dịch hoá tinh bột, làm tăng tỷ lệ thay thế và hiệu sất đường( đạm hoá rút ngắn tời gian lên men, giảm lượng tạp chất kết tủa). Cánh khuấy vẫn hoạt động để khuấy đều các nguyên liệu, giữ trong khoảng 15 – 20 phút để cho enzim hoạt động, làm cho bột trương nở (thơI gian này gọi là ngâm bột). Sau đó, mở van hơI nâng nhiệt độ lên 860c với tốc độ nâng nhiệt là 10/1 phút giữ trong khoản 30 phút để hồ hoá tinh bột, biến tinh bột từ trạng tháI chưa hoà tan sang trang thái hoà tan: một ohần nhỏ cácmạch tinh bột bị phân cắt bởi enzim trong tế phẩm enzim Termamyl, nhờ đó dịch bột không bị đặc lại do bị hồ hoá. Đồng thời ở nhiệt độ này, tinh bột gạo đã được hồ hoá tạo đIều kiện thuận lợi cho sự tấn công của hệ enzim Amylaza. Tiếp theo ta tiếp tục cấp hơi, nâng nhiệt độ trong nồi đến nhiệt độ sôi(100 – 1030c), giữ trong khoảng 30 phút để hồ hoá các hạt bột có kích thước lớn, làm cháo nhừ nát tạo đIều kiện cho quá trình đường hoá ở nồi malt. Ngừng cấp nhiệt, vẫn cho cánh khuấy hoạt động để tạo điều kiện cho việc hạ nhiệt độ nồi cháo bằng cách lam nguội tự nhiên được nhanh hơn, dịch cháo được làm nguội đến nhiệt độ 960c, tiến hành bơm dịch cháo sang nồi malt bằng bơm ly tâm. Nồi đường hoá 1. Mục đích: Đường hoá với mục đích tạo đIều kiện thuận lợi bằng cách khống chế ở những đIúm nhiệt độ và pH thích hợp để cho các nhóm enzim Amylaza, proteaza, photphataza…hoạt động phân cắt các hợp chất cao phân tử của cơ chất như: tinh bột, protein, các hợp chất phôtpho…không hoà tan có sẵn trong nguyên liệu thành những sản phẩm thấp phân tủvà hoà tan vào nước để trỏ thành chất chiết của dịch đường. 2. Tiến hành: Trước khi tiến hành đường hoá, ta phảI làm vệ sinh nồi, cách thức làm giống như ở nồi hồ hoá. Trước khi kết thúc nồi hồ hoá khoảng 30 phút, ta hạ nhiệt độ nồi cháo(làm nguội tự nhiên đến 920c) để khi bơm cháo sang nồi malt nhiệt độ bão hoà phải ở 520c. Nước đã qua xử lý, được bơm vào nồi đường hoá theo đường quả cầu CIP ở nhiệt độ thường. Lượng nước cấp vào nồi đường hoá theo tỷ lệ: malt/H20 =1/4,5 (áng chừng khoảng 1000 lit nước). Sau đó bật cánh khuấy, axit hoá nước bằng cách cho thêm khoảng 60 ml axit H3PO4 nồng độ 40% vào để làm mềm nước, sao cho độ pH của môi trường nấu ở khoảng 6,80, tạo điều kiện phù hợp cho hệ enzim có trong malt hoạt động, đồng thời cung cấp photphat cho nấm men sau này. Tiến hành xuống bột malt, cánh khuấy vẫn hoạt động đều để hoà tan bột malt trong nước( quá trình ngâm bột này được giữ trong vòng 25 – 30 phút) Khi đó, nhiệt độ nồi cháo khoản 920c, ta tiến hànhbơm dịch cháo từ nồi cháo sang nồi malt, sao cho nhiêt độ cháo và malt hoà lẫn vào nhau phảI đảm bảo đủ 520c. Trong lúc bơm dịch cháo, cánh khuấy ở nồi malt rất mạnh để tránh có sự tăng nhiệt độ cục bộ. Hỗn hợp dịch cháo được cung cấp hơi để giữ ổn đnhj nhiệt độ là 520c trong thời gian 40 phut nhằm mục đích cho hệ enzim Proteaza hoạt động mạnh, tạo nhiều sản phẩm của protit có phân tử lượng thấp như: pepton, amino axit…các pepton này có thể kết tủa hay hoà tan mà không bị phân cách thành các axit amin. Chính cũng nhờ các pepton không kết tủa này mà bia có khả năng giữ bọt lâu, tạo độ sánh và vị đậm hơn. Sau đó ta mở van hơi nâng nhiệt độ lên 650c, giữ trong khoảng 45 – 50 phut. Mục đích của giai đoạn này là nhằm cho enzimb - amylaza hoạt động phân cắt các mạch tinh bột thành các đường chủ yếu là: đường mltoza và một ít dextrin…có khr năng lên men làm nguồn dinh dưỡng cho nấm men và cỏ chất làm cho nấm men chuyển hoá thành rượu etylic và CO2, proteaza thuỷ phân thành nhữnh sản phâmtrung gian bền vững. Tiếp đó ta nâng nhiệt độ nồi đường lên 720c, giữ trong khoảng 15 á 20 phút để kết thúc quá trình đường hoá lần 2. Mục đích của gai đoạn này là tạo đIều kiện cho hệ enzim a- amylaza hoạt động phân cáh các mạch amylopectin có trong nguyên liệu thành các dextrin phân tử lượng thấp. Giai đoạn này có ý nghĩa rất quan trọng trong công nghệ sản xuất bia. Mặc dù dextrin phân tử lượng thấp có ý nghĩa rất ít về mặt dinh dưỡng cho nấm men nhưng nó lại đóng vai trò rất lớn tới chất lượng của bia: tạo độ sánh cho bia, tạo khả năng sinh bọt cho bai. Enim a-amylaza hoạt động phân cắt mạch amylo pectin còn tạo thành đường glucoza, maltoza, triaza và các oligo saccarit…chúng cũng góp phần tạo chất dinh dưỡng cho nấm men. Đường hoá song, ta tiếp tục nâng lên 760c, giữ trong khoảng 15 phút, ta tiến hành bơm dịch sang thiết bị lọc để lọc bã và thu hồi dịch đường. Ta có thể tiến hành kiểm tra xem quá trình đường hoá đã được hoàn toàn chưa bằng cách: trước khi nâng nhiệt độ lên 760c thì ta liên tục thử dịch bằng I2, quá trình đường hoá được xem là hoàn toàn nếu không làm đổi mầu dung dịch I2 Tại xưởng bia Hà Thành nhờ có kinh nghiệm đường hoá nên công nhân kĩ thuật chỉ dùng cảm quan để đánh giá quá trình đường hoá mà thôi. Lọc và thu hồi dịch đường Mục đích: Tách các chất hoà tan rakhỏi các chất không hoà tan (goi là bã bia). Loc dịch đường thường chia ra làm 2 giai đoạn: lọc dịch đường ban đầu và sau đó là rửa bã nhằm thu tiếp các chất hoà tan còn nằm lại trong bã. Tiến hành lọc: Tại xưởng bia Hà Thành, người ta dùng thiết bị lọc là thùng lọc đáy bằng. Tuy thùng lọc đáy bằng lọc không triệt để được như máy lọc khung bản nhưng nó hạn chế rất nhiều sự xâm nhập của vi sinh vật. Thùng lọc sau khi được vệ sinh sạch sẽ nhờ hệ thống CIP, ta bơm nước 75á 760 làm nước lót lọc, nước được bơm vào dưới đáy lưới, sao cho nước ngập đáy khoản 1 cm, mước vào từ chiếm đầy các ống dẫn và khoảng không gian giữa đáy chính và lưới lọc nên đẩy hết không khí ra ngoàivà làm cho dịch đường khi ta bơm và thì bã malt sẽ không chảy và lắng xuống đáy thùng. Sau khi đường hoá song, dịch đường được nâng lên 760c và được bơm sang thùng lọc để tách bã ra khỏi dich đường, vừa bơm dịch đường, đồng thời ta bật cánh khuấy dàn đều bã trên bề mặt lưới lọccủa thùng. Cánh khuấy hoạt động trong khoảng 10 á 15 phut thì ta tắt cánh khuấy, để yên để cho bã malt lắng xuống dưới tạo thành một lớp lưới lọc dày khoảng 33 á 35 cm . Giữ yên trong khoảng 40 á 45 phút để cho dịch lọc được trong. Ta mở van dẫn dịch xuống bình trung gian, lúc đầu dịch vẫn còn đục, ta dùng bơm tuần hoàn hồi lưu về thùng lọc cho tới khi dịch có độ trong đạt yêu cầu. Đánh giá độ trong của dịch bằng cảm quan, khi thấy dịch đã trong, ta đóng van hồi lưu lại và mở van dẫn dịch sang nồi đun hoa. Sau khi lọc hết dịch đầu, ta được khoảng 1200 á 1300 lít dịch trong và thời gian bơm dịch lọc sang nồi đun hoa hết khoảng 1 giờ. Ta tiến hành rữa bã lần 1, bơm vào thùng lọc khoảng 300 lit nước 780c bằng hệ thống nước CIP, khuấy trộn đều trong khoảng 5 phút, tắt cánh khuấy để lắng và bơm tuần hoàn lượng dịch ở đáy thùng lọc lên bề mặt lớp bã. Khi dịch đường đạt được độ trong ta tiếp tục bơm dịch lọc sang nồi đun hoa. Tiến hành lọc và rửa bã lần 2, 3 được thực hiện tương tự như lần 1 với lượng nước rửa mỗi lần là 150 lít nước 780c Quá trình rửa bã được kết thúc khi lượng chất hoà tan còn lại trong dịch đường còn khoảng 1,5% và thực hiện trong khoảng thời gian 180 phút. Chú ý: trong quá trình rửa bã bã phải luôn luôn ngập trong 2 – 3 cm nước nhằm tránh có sự ôxi hoá các hợp chất tanin của vỏ trấu, việc này nếu xảy ra sẽ làm cho dịch đường có màu xỉn. Nhiệt độ của nước rữa bã phải luôn luôn dưới 800c vì nếu ở nhiệt độ cao, lượng tinh bột sót lại trong bã sẽ bị hồ hoá và hoà tan vào dịch đường trong khi đó các enzim amylaza đã bị vô hoạt dẫn tới các tinh bột này sẽ làm nguyên nhân gây đục cho bia, đồng thời ở nhiệt độ cao quá sự hoà tan các chất tanin vào dịch đường sẽ rất lớn tạo vị chát cho bai. Nhiệt độ nước rửa cũng không thấp hơn 750c vì nếu như ở nhiệt độ thấp các sinh vật sẽ xâm nhập vào dịch dường gây nhiễm tạp dịch đường và gây tổn thất đường, hơn nữa nhiệt độ thấp sẽ làm cho độ nhớt của dịch đường tăng lên làm giảm tốc độ lọc, kéo dài thời gian lọc làm cho dịch đường bị ôxi hoá. Sau khi lọc và rữa bã kết thúc, dao cào bã được hạ xuống mức thấp nhất, van xả được mở ra, bật cánh khuấy, bã được đẩy ra ngoài qua ống xả bã (d=20cm). Khi gần hết bã, ta thêm nước vào để rửa sạch bã bám trên thành thùng và bám trên dao gạt, đồng thời nước được bơm từ đáy lên để rửa bã còn nằm ở các khe lọc. Sau đó xả hết nước rửa sạch thùng nhờ hệ thống CIP để không còn bã bám lại thân thùng và bề mặt lưới lọc. Đóng van tháo bã và các van xả nước rồi bơm nước nóng 780 c vào để chuẩn bị cho mẻ lọc sau. Tổng lượng nước nấu và nước rửa bã thu hồi được là 2600 lít dịch đường sau khi lọc để đưa vào nôì đun hoa. Đun sôi dịch đường với hoa houblon Quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon nhằm mục đích chiết các chất trong hoa tạo nên các tính chất càn thiết cho bia: - Vị đắng dịu nhờ các tanin trong hoa hoà tan vào dịch đường. - Hương thơm đặc trưng nhờ các tinh dầu hoà tan trong dịch đường. - Độ bến sinh học: do tác dụng tiêu diệt và ức chế sự phát triển của các vi sinh vật. - Độ bền keo: dưới tác dụng của các chất tanin được chiết ra từ hoa, các protein kém bền vững có trong dịch đường được kết tủa, đồng thờinó kéo theo các cặn cực nhỏ làm cho dịch đường trong hơn. - Các hợp chất chứa Nitơ, polyphenol có trong dịch đường góp phần tạo sức căng bề mặt, tham gia vào sự tạo bọt và giữ bọt. - Trong khi nấu ở nhiệt độ 102 á 1030c, phản ứng melanoid xảy ra mạnh góp phần làm tăng cường độ màu của dịch đường. Đồng thời, ở nhiệt độ cao giúp cho việcthanhtrùng dịch đường và cô đặcdịch đường, bay một phần hơi nước của dịch lên men. Tiến hành quá trình đun hoa: Song song với quá trình rửa bả thùng lọc, ta tiến hành cấp hơi từ từ vào nồi đun hoa tăng dần nhệt độ với tốc độ 10/1 ph, để sao cho khi dịch đường được bơm sang thì cũng được đun sôi ngay, để tránh sự nhiễm tạp của các vi sinh vật. Thể tích dịch đường bơm vào nồi đun hoa là 2600 lit dịch và được đun sôi ở nhiệt độ sôi 102 á 1030c trong khoảng 10 phút để kết tủa các chất đắng, chất chát của vỏ malt hoà tan trong quá trình nấu trước đó với protit của dịch đường. Việc đun sôi là quá trình khử trùngcho dich đường trước khi lên men, đồng thời phá huỷ các enzim thuỷ phân, chấm dứt vai trò xúc tác của chúng để quá trình lên menbia thêo đúng yêu cầu kĩ thuật. Sau 10 phút đun sôi dịch đường ta tiến hành bổ xung 0,05 á 0,06kg cao hoa bằng cách dùng gáo có tay cầm dài, múc khoảng 0,5 á 0,7 lít dịch đường đang sôi đổ vào hộp thiếc đựng cao hoa đó, lắc đều cho cao hoa hoà tan cùng dịch đường rồi đổ vào nồi đun hoa bằng cử tiếp liệu, nhằm mục đích tạo vị đắng cho bia. Tiếp tục để ở nhiệt độ sôi (102 á1030c), thời gian này đun sôi càng mạnh càng tốt nhằm làm kết tủa các chất đạm không ổn định,tăng độ bền vững cho bia. Đun sôi khoảng 20 phút, sau đó ta đổ trực tiếp 0,75 á 0,85 kg hoa viên vào nồi, để ở nhiệt độ sôi trong 35 phút, thời gian này cho hoa viên bổ xung vị đắng dịu và hương thơm cho bia. Trước khi kết thúc quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon khoảng 15 phút, ta đóng van hơi bình gia nhiệt trung tâm nhằm mục đích làm cho dịch đường ở trạng thái sôi nhẹ *Chú ý: Trong quá trình đun sôi, lượng hơi nước bay đi khá lớn, khoảng 10% thể tích dịch đường và hương thơm của hoa houblon cũng rất đễ bị bay hơi ở nhiệt độ cao, vì vậy khi nấu ta phải chú ý đến thời gian cho hoa. Nừu cho hoa viên vào cùng lúc với cao hoa thì cũng được, nhưng tốt nhất là cho theo như chỉ số thời gian ở tren hạn chế hương thơm của hoa bị bay hơi. Trong quá trình này, các chất chiết từ hoa được chiết vào dịch đường nhưng các chất này rất dễ bị oxi hoá khi dịch đường bị oxi của không khí xâm nhập vào. Đặc biệt quá trình này xảy ra khi đang đun hoa thì bị mất điện hợc bị yếu hơi nóng thì dịch đương có màu rất đỏ. Khi đun dịch với hoa houblon xong phức hợp chất tanin dịch đường không tạo các cặn lắng trong nồi đun hoa, mà phải được kết lắng trong thùng lắng xoáy dưới tác dụng của lực hướng tâm. Lắng xoáy và tách cặn dịch đường Mục đích: Nhằm kết lắng phức chất protein, protit cao phân tử, các tạp chất hữu cơ…loại bỏ các cặn nóng tạo ra trong quá trình đun để thu được dịch đường trong suốt, tạo điều kiện cho quá trình lên men được dễ dàng. Tiến hành lắng xoáy và tách cặn: Trước khi bơm dịch đường ở nồi đun hoa sang thùng lắng thì ta phải làm vệ sinh thùng lắng sạch sẽ, sau đó mới bơm dịch đường sang. Dịch đường từ nồi nấu hoa được bơm vào thùng lắng xoáy theo phương tiếp tuyến bằng đường dẫn dịch nằm cách đáy thùng khoảng 20 cm, với lưu lượng khoảng 200l/1 phút, tạo thành một dòng xoáy. Nhiệt độ lúc đàu của dịch đường từ nồi đun hoa bơm sang nồi cháo là 1000c, ta hạ nhiệt đọ thùng lắng xuống 80 á 850c bằng cách cho nước làm nguội tuần hoàn ngoài, nhằm rút ngắn thời gian làm lạnh nhanh, nhưng ta phải chú ý không để cho nhiệt độ thùng lắng thấp hơn 800c, vì ở nhiệt độ thấp hơn, vi sinh vật dễ dàng xâm nhập vào, dẫn đến kết quả không mong muốn. Khi dịch đường đã được bơm hết sang thùng lắng, ta để yên trong vòng 1 giờđể cho tạp chất kết tủ lắng xuoóng đáy thiết bị. Khidịch đường đã đủ trng, ta tiến hành hút dịch trong bằng ống hút phía trên (đặt sát đáy cách 35 cm) khi chưa thu được dịch trong ở phía dưới đáy, cho tới khi dịch trong đã cạn hết ống hút phía trên, ta mở van hút dịch đường ống phía dưới ( đặt sát đáy thùng). Dịch trong thu được theo đường ống dẫn dịch đi qua 1 bầu lọc trung gian nhỏ và thiết bị làm lạnh nhanh. Quá trình hút dịch trong kết thúc khi trong thùng còn lại khoảng 100 lit dịch cặn. Nhờ lực hướng tâm, các cặn nóng: cặn tho, cặn đạm và bã hoa do lượng lớn bị dồn xuống đáy thùng, theo van xả bã ra ngoài. Dịch đường sau khi lọc song có mùi thơm của tinh dầu, có màu vàng sáng, pH=5,3, Bx= 10,5% Làm lạnh nhanh và sục khí Mục đích: Quá trình làm lạnh nhanh nhằm mục đích đưa nhiệt độ dịch về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men: 10 á 120c. Tạo điều kiện để kết tủa lắng những hợp chất hữu cơ kém chịu nhiệt, giảm nhiệt độ của dịch đường để tạo điều kiện cho việc bão hoà oxi cần cho quá trình lên men sau này. Đồng thời làm lạnh nhanh còn tánh được sự xâm nhập của vi sinh vật trong môi trường nhiễm vào dichj đường. Tiến hành làm lạnh: Trước khi chạy máy lạnh nhanh, ta phải kiểm tra và vệ sinh máy sạch sẽ. Dịch đường đạt yêu cầu từ thùng lắng xoáy được bơm vào máy làm lạnh nhanh kiểu tấm bản. Trước tiên, ta mở van nước 10c làm lạnh, tiếp đó mở van dịch đường với nhiệt độ khoảng 800c và cưới cùng là mở van sục khí vô trùng sao cho lượng khí đạt khoảng 6 mg/l. Tác nhân làm lạnh ở đây là nước 10c, nước này được đẩy vào máy, làm lạnh nhanh dịch đường theo chiều ngược chiều với đương đi của dịch đường bằng các đường dẫn so le nhau giữa các bản để 1 khe là bản chứa dịch đuường thì khe kế tiếp chứa chất tải lạnh. Nhiệt độ của nước lạnh sau khi ra khỏi máy là 78 á 800c, nước này được tái sử dụng cho việc đun sôi để làm vệ sinh các thiết bị ở hệ thống CIP. Còn dịch đường sau khi được làm lạnh đến 10 á 120c thì được bơm sang các tank lên men theo đường ống dẫn dịch đã được sục khí vô trùng để cung cấp đủ lượng oxi cần thiết cho nấm men sinh trưởng và phát triển. Sục khí: Không khí được hút vào các máy nén qua các thiết bị lọc khí nhằm đảm bảo cho không khí hoàn toàn vô trùng và được chứa trong một tank chịu áp. Lượng không khí này không chỉ sử dụng cho việc sục khí cho dịch đường mà còn được sử dụng vào việc bơm khí vào các tank lên men để đẩy dịch lên men từ tank này sang tank khác hợc đẩy dịch lên men khi tiến hành lọc. Lượng không khí được sục vào dịch đường phải được tính với một lượng vừa đủ để tránh dịch đường thùa oxi, nó dẫn tới không chỉ để nấm men phát triển mà còn có sự oxi hoá dịch đường. Lên men dịch đường: *Mục đích: Lên men là giai đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đường houblon hoá thành bia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng. Chuẩn bị men giống: Bia là sản phẩm của quá trình lên men nên việc chuẩn bị men giống có vai trò quan trọng. Xưởng bia Hà Thành sử dụng lại giống men Saccarozamyses Carbergensis, lưu giữ và phân lập ra để sản xuất. Loại nấm men này lên men tốt ở nhiệt độ 6 á 70c, nó có khả năng đặc biệt trong quá trình phát triển, tế bào của chúng kết dính vào nhau thành chùm rồi lắng xuống đáy thùng lên men thànhmột khối chặt thuận tiện cho việc làm trong bia và tách lớp tế bào đó men giống cho các đời tiếp theo. Chủng nấm men này có thể hấp thụ được đường Maltoza, Glucoza, Fuctoza. Nấm men chìm có dạng hình cầu, sinh sản theo phương phấp nảy chồi, nếu gặp điều kiện thuận lợi thì chúng tạo bào tử. Chuẩn bị men giống cho sản xuất: nấm men được dưa vào sản xuất có thể lấy từ 2 nguồn giống: nhân giống từ ống thạch nghiêng thuần chủng hoặc tái sử dụng men sữa đời trước. Gây men giống: Gây men giống trong phòng thí nghiêm: Trước tiên ta phải thanh trùng các thiết bị bằng cồn, sau đó cho vào tủsấy ở nhiệt độ 102 á 1030c. Dịch đường lấy từ điều kiện sản xuất được phân bố đều vào các ống nghiệm hoặc bình tam giác, đem đi thanh trùng ở áp suất P= 0,7 kg/cm3, nhiệt độ 1500c trong khoảng thời gian 30ph, lấy ra làm nguội đưa vào phòng lạnh để bảo quản dùng dần. Cấy men giống vào ống nghiệm 10ml ở nhiệt độ 280c trong môi trường thạch nghiêng và để trong 24h, chuyển vào bình tam giác cùng với 90 ml dịch đường đã thanh trùng để nuôi cấy, cứ nuôi cấy truyền như thế từ 100 ml sang 500mlđ 1 lít đ10lítđ…đcan 25lítđ thùng trung gian 1000lít. Nhiệt độ nuôi cấy với môi trường nhỏ (giai đoạn đầu) thường được nuôi cấy trong tủ ấm với nhiệt độ 28 á 300c, nhiệt độ nuôi cấy với môi trường lớn(giai đoạn sau) thường là 12 á 150c. Gây men giống trong điều kiện sản xuất: Dịch đường đã huoblon hoá được bơm vào thùng gây men giống cấp I với lượng dịch chiếm 80% thể tichs thùng gây men. Sau đó mở hơi, cho cánh khuấy làm việc và tăng dần nhiệt độ đến 85 á860c, giữ trong khoảng 1h để diệt các tạp khuẩn không nha bào(không có vỏ bọc). Tiếp theo sục khí vô trùng (khoảng 1h đầu) để hoà tan oxizen giúp cho nấm men phất triển nhanh hơn, sau 15 á 18h thì chuyển men giống sang II và cũng làm tương tự như ở cấp I. Nhiệt đọ gây men thùng gây men cấp I là to= 18 á 150c, thùng gây men cấp II là t0= 15 á 130c. Quá trình chuẩn bị cho lên men bia là quá trình quan trọng để thu được bia ngon, màu đẹp nên môi trường nuôi cấy nấm men đòi hỏi phải có đầy đủ các chất dinh dưỡng, môi trường phải được thanh trùng. *Yêu cầu chất lượng men giống: + Số tế bào trong 1ml men giống khoảng 100 á 120 triệu/ml + Số tế bào nảy chồi: 15 á 18% + Số tế bào chết ở nước ta không được quá 5%, còn ở các nước khác không được quá 2% + Vi khuẩn không được quá1trong kính đường có độ phóng đại 400 lần. c. Men sữa: Xưởng bia Hà Thành sử dụng loại men sữa có thể tái sử dụng đến đời F5 (còn tuỳ thuộc vào chất lượng men giốn nên có thể đến đời F10 hoặc chỉ đến đời F2) mới loại bỏ. Men sữa là loại men rút ra sau quá trình lên men chính và được sử dụng lại để lên men bia sau này. Sau khi kết thúc quá trình lên men chính, ta hạ nhiệt độ xuống 40c trong khoảng thời gian là 24h, sau đó hạ nhiệt độ lên men phụ là 20c và tiến hành tách men. Men lắng ở đáy thùng gồm 3 lớp: + Lớp trên cùng là lớp cặn mịn có màu nâu. + Lớp ở giữa là lớp dày dính chặt có màu vàng, chính là lớp men còn sống. + Lớp đáy là lớp cặn thô. Khi lấy men sữa ta tháo cặn đáy thùng rửa men, rửa bằng nước vô trùng 0 á 20c. Khi đổ nước vào men để rửa khuấy đều và để lắng trong khoảng 1h, men lắng xuống, dưới cùng là cặn, giữa là men, trên là men, trên là xác men, ta chắt nước trong đỏ đi cuốn theo xác men nổi ở trên. Tiếp tục cho nước vô trùng vào rửa men, rửa khoảng 3 lần đến khi nước trong là được. Nếu sử dụng thì tiếp men vào tank, nếu chưa sử dụng thì phải bảo quản ở 2 á 50c. Thời gian bảo quản dài hay ngắn phụ thuộc vào mức tiêu thụ sản phẩm của xưởng bia( khoảng 24 á 48h) Lên men chính Mục đích: Là quá trình chuyển dịch đường và dextrin có phân tử lượng thấp thành rượu Etylic và khí Cacbonic cùng với một số sản phẩm phụ khác dưới tác dụng của nấm men tạo thành bia đúng theo yêu cầu và chất lượng sản phẩm. Tiến hành lên men: Trước khi lên men, thùng phải được vệ sinh sạch sẽ đảm bảo vô trùng. Sau đó tiến hành cấp lạnh, làm lạnh vỏ tank đến 100c trong khoảng 4h. Sau khi dịch đường đã được làm lạnh từ 10 á 120c bằng máy lạnh nhanh, ta bơm dịch đường vào tank lên men, theo chiều từ dưới lên trên để tránh hiện tượng tạo bọt. Khi bơm được khoảng 500 lit dịch đường, ta tiến hành cấp men giống với lượng malt khoảng 6kg men đặc (đây là đời F1, nếu là F2, F3…thì có thể ít hơn), chú ý là cũng tiếp men từ cửa đáy lên, còn men sữa thì được đổ qua cửa vệ sinh. Mỗi tank lên men chứa được 3 mẻ nấu, với thể tích xấp xỉ 6,5 m3. Trong khi bơm dịch vào, cần chú ý không bơm đầy mà phải trừ 1 khoảng trống trong thiết bị, vì khi lên men sẽ có một lớp bọt nổi lên, đồng thời ta thải CO2. Khi bơm xong dịch đường vào tank lên men, nấm men đã bắt đầu phát triển. Nhiệt độ của dịch lên men là 10 á 120c. Ta tiến hành thu hồi CO2 sau khi lên men được 2 ngày. Trong quá trình lên men chính, ta phải thường xuyên kiểm tra độ đường, độ màu, sự tạ bọt. Khi nồng độ đường trong bia còn Bx= 2,5 á 2,70c là kết thúc quá trình lên men chính, thì bắt đầu xuống phụ, ta hạ nhiệt độ từ nhiệt độ lên men xuống 40c trong 24h, tiếp tục hạ nhiệt độ xuống 0 á 20c và tiến hành lên men phụ, đồng thời tách men sữa chuẩn bị cho mẻ sau. Lên men phụ Mục đích: Lên men phụ nhằm mục đích lên men triệt để lượng đường còn sót lại trong dịch lên men, bão hoà CO2 cho bia. Quá trình lên men phụ thực chất là quá trình hoàn thiện sản phẩm, làm chín bia non và làm cho bai có hương vị hài hoà hơn. Tiến hành lên men phụ: Quá trình lên men chính và lên men phụ được thực hiện trong cùng 1 tank lên men. Sau khi kết thúc quá trình lên men chính, hạ dần nhiệt độ lên men chính từ 10 á 120c xuống nhiệt độ lên men phụ là 0 á20c, giữ ở nhiệt độ này trong vòng 24h để cho nấm men và cặn kết tủa lắng tốt. Sau đó tiến hành ruts men sữa ra khỏi dịch lên men ở phía đáy của tank lên men, một lượng nhỏ nấm men còn sót lại trong dịch, làm nhiệm vụ chuyeenr hoá năng lượng đường còn lại trong dịch đường thành rượu và CO2 dồng thời chuyển hoá Diaxetyl thành Axeton không gây độc cho bia, các axit nữu cơ có tác dụng với rượu để tạo ra hợp chất este, chất lượng ba được hoàn thành dần. Ngoài ra, việc thực hiện quá trình lên men phụ ở nhiệt độ thấp còn nhằm mục đích làm tăng hàm lượng CO2 hoà tan trong dịch bia non, giai đoạn này còn kết hợp với việc làm già bia. Hàm lượng CO2 hoà tan trong dịch đường lên men không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mà còn phụ thuộc vào áp lực của CO2 trên bề mắt môi trường lên men. Chính vì vậy, áp lực của CO2 trong tank lên men luôn được giữ ở áp suất 0,7 á 0,8 at nhằm hoà tan được lượng nhiều hơn CO2 vào bia non. Thời gian lên men phụ và làm già bia được thực hiện trong 10 á15 ngày( tuỳ thuộc vào tốc độ lên men). Trong thời gian này, các biến dổi sinh hoá lý của nấm men vẫn tiếp tục xảy ra, các phản ứng há học xảy ra nhằm làm ổn định thành phần hoá học và sinh học của bia non và nhằm ổn định chất lượng cảm quan của bia. Kết thúc quá trình lên men phụ, nhiệt đọ dịch bia non được giảm xuống khá chặt, nhờ đó mà chúng được tách ra hầu như hoàn toàn. Đồng thời khi kết thúc lên men phụ, lượng CO2 trong tank cũng được xả ra để làm bớt lượng CO2 có mặt trong dịch bia non tránh cho khi lọc tạo ra nhiều bọt. Sau khi kết thúc quá trình lên men phụ ta bơm bia non sang máy lọc bia. Lọc trong bia Mục đích: Sau khi lên men chính và lên men phụ, bia đã đạt được mức độ cảm quan nhất định và có độ trong nhất định, tuy nhiên trong bia còn chứa rất nhiều tế bào nấm men, các chất tanin, chất đắng, nhựa houblon và một số các chất keo khác. Các chất này nếu không được loại bỏ sẽ gây cho bia chóng hỏng, bị đục. Vì vậy, lọc trong bia nhằm loại bỏ các tạp chất và các chất trên ra khỏi bia thành phẩm để có thể bảo quản bia được lâu. ở xưởng bia Hà Thành dùng máy lọc khung trong bản để lọc trong bia. Tiến hành lọc trong bia: Trước khi tiến hành lọc trong bia máy lọc cần phải được vệ sinh sạch sẽ và vô trùng, vải lọc phải được giặt sạch sẽ và phơi khô. Sau khi các tấm vải được ghép chặt vào các bản xong ta dùng nước nóng 850C bơm vào máy lọc để thanh trùng sau đó xả hết nước nóng ra ngoài. Tiếp theo dùng nước lạnh vô trùng bơm vào máy lọc để làm nhiệt độ của bia từ 0á20C và sau đó xả hết nước lạnh ra ngoài. Trước tiên người ta bơm khoảng 100 lít bia non vào thùng hoà bột trợ lọc rồi cho bột trợ lọc với tỷ lệ của một mẻ lọc là: 700g cho 1000 lít bia. Bật cánh khuấy để hoà ta đều bột trợ lọc trong dịch bia tạo thành một dung dịch huyền phù. Sau đó ta bơm bia cùng với bột loc vào máy lọc, giai đoạn đầu ta phủ bột trợ lọc lên trên các tấm vải lọc tạo thêm một lớp lọc. Giai đoạn này bia vẫn chưa được độ trong như trong yêu cầu kỹ thuật vì bột lọc chưa được phủ đều trên các tấm vải lọc, chính vì vậy ta phải cho bia hồi lưu trở lại thùng trợ lọc để lọc lại nhờ đó bột trợ lọc được phân bố đều trên bề mặt lọc. Trong quá trình lọc, ta phải lấy mẫu kiểm tra liên tục xem độ trong của bia đã đạt yêu cầu kỹ thuật chưa (không có các hạt nhỏ lơ lửng - được quan sát bằng mắt). Nếu độ trong đã đạt thì ta bắt đầu bơm bia non từ tank lên men (hoặc bia đã bay hết CO2 đã qua sử dụng) kết hợp với một lượng nhỏ bia có hoà bột trợ lọc đi vào máy lọc khung bản. Đầu ra của dịch bia non được đẩy trực tiếp vào tank tàng trữ và bão hoà CO2 nhờ hệ thống ống dẫn. Nếu bia chưa trong, làm giảm tốc độ lọc thì ta cho bia hồi lưu trở lại. Khi lọc được một lượng bia nhất định, cần phải rửa lớp vải lọc bằng cách bơm nước đi ngược chiều với chiều đi của bia. Quá trình này được thực hiện khi nhận thấy quá trình lọc bia bị chậm lại. Bão hoà CO2 Mục đích: Bão hoà CO2 nhằm hoàn thiện nâng cao chất lượng sản phẩm, làm tăng giá trị cảm quan cho bia: kích thích tiêu hoá, tăng lượng bọt, độ bền cho bia, mặt khác, mặc dù trong lên men phụ, lượng CO2 cũng đủ để bão hoà trong bia nhưng do quá trình lọc và bơm bia vào các tank thành phẩm, dẫn tới thất thoát CO2, do vậy cần phải bổ sung CO2 cho bia. Tiến hành lọc: Khi lọc bia xong, từ máy lọc khung bản ta bơm bia vào tank chứa bia thành phẩm, đồng thời cũng là tank để bão hoà khí CO2 và bia non. Khí CO2 thu được từ các tank lên men được đem đi rửa và nén vào các bình chứa 25kg. Sau đó khí CO2 được nạp trực tiếp vào các tank tàng trữ bia bằng cách sục khí CO2 vào cửa phía đường đáy tank để CO2 hoà tan tốt trong bia. áp lực tạo ra do CO2 trong tank tàng trữ luôn giữ ở P=3,5 at. Tuy nhiên, để tăng khả năng hoà tan CO2 vào bia, phải thường xuyên xả khí CO2 để đưa áp lực của tank xuống 1 lực nhất định, rồi sau đó lại tiếp tục nạp bổ sung CO2. Điều cần thiết là luôn phải giữa ở nhiệt độ của bia ở 10C, để tăng độ hoà tan của CO2 trong bia. Yêu cầu của sản phẩm bia hơi là có hàm lượng CO2 từ 3,2á3,5kg/lít, vậy cần phải có 1 lượng CO2 khá lớn. Một tank chứa 3000 lít bia, cần sử dụng 1 bình chứa CO2 25kg. Kết thúc quá trình bão hoà CO2, bia thành phẩm được tàng trữ ngay trong tank rồi đem xuất xưởng. Hoàn thiện sản phẩm Sau một thời gian được ủ ở điều kiện nhiệt độ thấp, được làm trong và được bão hoà CO2, thành phần hoá học và tính chất cảm quang của bia đã được định hình. Dưới quan điểm của công nghệ học và dịch tễ học một sản phẩm như vậy đủ tiêu chuẩn để chúng ta sử dụng như một sản phẩm thực phẩm an toàn. Tuy nhiên để trở thành hàng hoá thương mại: Đáp ứng mọi yêu cầu thị hiếu của người tiêu dùng thì trước khi xuất xưởng (bia được bán ra ngoài) cần phải kiểm tra xem bia đã đạt đúng yêu cầu kỹ thuật hay chưa? Độ đắng, độ màu, mùi vị... Mầu sắc: Bia phải có màu vàng rơm Độ trong: màu vàng và trong sáng óng ánh Độ bọt: Bia có khả năng tạo bọt và giữ bọt và bảo vệ được lâu Mùi và vị của bia: Bia có mùi thơm nhẹ và vị đắng dịu dễ chịu của hoa houblon không có vị chưa. Xuất xưởng sản xuất bia: Do xưởng chỉ sản xuất ra một loại sản phẩm bia hơi và do tính mùa vụ của loại sản phẩm này nên lượng lớn bia được sản xuất vào mùa hè và là mùa sản xuất chính. Sản phẩm của xưởng bia không chỉ bán tại xưởng mà còn bán đi các nơi khác thông qua các đại lý. Bằng cách đóng bia vào các bock hoặc can kim loại. Quá trình đóng bia được thực hiện rất thô sơ và khâu này cần được phải đầu tư thiết bị cần thiết khi đóng bia vào bock hoặc can, lượng bia trào ra rất nhiều. Lượng này được thu hồi, được bơm vào tank bảo quản sau đó đưa đi lọc và đấu trộn với bia non vừa mới lên men xong. Việc này ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của bia sản phẩm. Chú thích về sơ đồ thu hồi CO2 Palông chứa khí 13. Nén III Van an toàn 14. Lọc Lọc khí 15. Nén IV Mặt bích 16. Lọc Tách lỏng 1 17. Khử mùi Tách lỏng 11 18. Bình hoá lỏng Nén cấp I 19. Xả nước Bình làm lạnh cấp I 20. Nước vào Nén cấp II 21. Xả nước Bình làm lạnh 2 22. Bình chứa CO2 Bình khử ẩm 23. Chai chứa CO2 Bình khử mùi 5.Vệ sinh các thiết bị: Vệ sinh các thiết bị nấu; Giữa 2 mẻ nấu liên tiếp, ta chỉ bơm nước thường để vệ sinh, nhưng cứ sau 1 chu kỳ làm việc khoảng 4á5 mẻ nấu, ta tiến hành vệ sinh định kỳ: đun sụt dến sôi trong khoảng 15 ph, rồi chạy qua các đuowngf ống vào máy lạnh nhanh, bơm tuần hoàn lại. Sau đó tráng lại bằng nước nóng, mở van xả nước nóng và tiến hành ngân zaven. Trước khi nấu, rửa lại bằng nước thường. Đối với nồi lọc, ta xục đáy nồi và tháo toàn bộ lưới lọc ra từng tấm mang ra ngoài làm sạch các lỗ lưới, sau đó, ta ngâm sụt thùng lọc và bình trung gian, cho sụt chạy tuần hoàn từ nồi lọc, qua bình trung gian sang nồi đun hoa. Cuối cùng là vệ sinh sàn nấu. Vệ sinh tank lên men: Sau khi lọc hết bia thì ta CIP nước lạnh, mở cửa vệ sinh để cọ vệ sinh. Sơm NaOH có nồng độ 2% ở nhiệt độ 80á850C trong khoảng thời gian 30á45ph, bơm nước lạnh để rửa sụt trong vòng 15 ph, tiếp tục bơm axít HNO3 nồng độ 2% trong khoảng 30á45ph, lại tráng lại bằng nước lạnh trong 15ph. Cấp nước nóng 85á900C, xả sạch, kiểm tra vệ sinh và chạy lạnh vỏ tank về nhiệt độ 14á200C. 6. An toàn về điện hơi các thiết bị: An toàn về điện: An toàn về điện là rất quan trọng, nó liên quan đến tính mạng của con người, để hạn chế những tai nạn về điện, ta cần chú ý các vấn đề sau: + Chú ý công suất điện vào các máy bơm, tránh tình trạng quá tải điện + Đường điện phải được bảo vệ, dây điện đi theo máng nhựa + Khi mô tơ chay, phải có giơ le nhiệt hoạt động kịp thời, tránh tình trạng chập điện. + Công nhân trong xưởng làm việc gần khu vực nguy hiểm phải có đồ bảo hiểm... An toàn về hơi: Trong sản xuất công nghiệp, an toàn về hơi cũng rất quan trọng, nó có thể dẫn đến hậu quả xấu cho con người, nghiêm trọng hơn là nó gây nguy hiểm đến tính mạng con người. Các bộ phận an toàn của lò hơi: + Van an toàn bảo vệ thân lò. Nếu van an toàn không làm việc thì có ngay 1 giơle áp suất đóng mạch cho quạt gío không làm việc nữa. + Khi lò hơi bị mất nước, thì các bộ phận đốt vẫn cháy -> đỏ lò, lò bị nung nóng, làm rụng ống dẫn nhiệt. Chính vì thế phải lắp hệ thống bảo vệ cho phần nước, lắp van phao để tự động nước, nếu nước cạn thì sẽ tự động bơm... Khi van phao I bị hỏng thì van phao II làm việc cắt mạch cho hệ thống lửa không làm việc, đồng thời báo động bằng còi hú. 7. Nhận xét Qua thời gian thực tập em đã được làm việc với sự dẫn dắt của cán bộ công nhân viên trong xưởng, em có những nhận xét sau: Tuy là một xưởng thực nghiệm nhỏ, có quy mô sản xuất và năng suất nhỏ. Được xây dựng và lắp đặt tương đối hoàn chỉnh về mặt thiết bị. Nó có những ưu nhược điểm sau: + Ưu điểm: - Đội ngũ cán bộ và công nhân có trình độ trong sản xuất, hiểu biết về khoa học sản xuất thực phẩm. - Bia thành phẩm có chất lượng khá cao và ổn định. - Luôn được tiếp xúc với các công nghệ sản xuất hiện đại hơn - Có bộ máy quản lý đầy đủ nhưng gọn nhẹ - Có sự sắp xếp hợp lý các thiết bị trong một diện tích mặt bằng nhỏ hẹp với quy mô sản xuất của một xưởng thực nghiệm. + Nhược điểm: - So với hiện tại, các thiết bị đã cũ và lạc hậu - Sản phẩm chỉ là bia hơi nên sản xuất mang tính mùa vụ. - Hầu hết các thiết bị tự động hoá đã bị hư hỏng - Do mặt bằng nhỏ hẹp nên việc mở rộng quy mô sản xuất và nâng cao năng suất gặp nhiều khó khăn. Sự hợp lý giữa quy mô sản xuất nhỏ nhằm mục đích áp dụng các nghiên cứu bộ môn công nghệ nhiệt và công nghệ bia trên một mặt bằng nhỏ hẹp và các điều kiện kỹ thuật, thiết bị và vật liệu có hạn. Xưởng bia Hà Thành I có một tập hợp các dụng cụ, thiết bị khá đầy đủ và hoàn chỉnh nhằm đáp ứng nhu cầu thực nghiệm.