Đề tài Thực tập nhà máy bia Vinaken

LỜI CẢM ƠN Để có được những buổi thực tập rất bổ ích và hiệu quả tại nhà máy bia Vinaken thì trước tiên nhóm thực tập của chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Ban giám đốc nhà máy bia Vinaken, các anh các chị ở phòng kỹ thuật và tập thể nhân viên công ty, đặc biệt là bác Hiểu đốc công và bác Trần Anh Khuyến phó giám đốc nhà máy. Bên cạnh đó, nhóm thực tập chúng em cũng cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Phan Vĩnh Hưng đã giúp đỡ chúng em hoàn thành bài báo cáo thực tập này. Trong quá trình thực tập, cũng như là trong quá trình làm bài báo cáo, khó tránh khỏi sai sót. Rất mong các cô chú ở nhà máy bia Vinaken và thầy cô trong khoa bỏ qua và chỉ dẫn tận tình thêm cho nhóm chúng em. Nhóm thực tập xin chân thành cảm ơn! NHẬN XÉT CỦA CÔNG TY THỰC TẬP Tp. Hồ Chí Minh, ngày…....tháng……. năm….….. Người lãnh đạo của Công Ty Ký tên NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Tp. Hồ Chí Minh, ngày…... tháng …... năm …..… Ký tên Mục lục LỜI MỞ ĐẦU 7 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA VINAKEN 8 1.1. Lịch sử hình thành và phát triển của công ty: 8 1.2. Địa chỉ: 9 1.3. Cơ cấu tổ chức: 10 1.4. Hoạt động kinh doanh: 10 1.5. Các sản phẩm chính của công ty: 11 1.6. Sơ đồ bố trí mặt bằng: 12 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA CỦA NHÀ MÁY BIA VINAKEN 13 2.1. Sơ đồ quy trình 13 2.2. Giải thích quy trình 14 2.2.1 Nguyên liệu 14 2.2.1.1 Malt đại mạch 14 2.2.1.2 Gạo 15 2.2.1.3 Hoa houblon 16 2.2.1.4 Nước 17 2.2.1.5 Nấm men 20 2.2.2 Công đoạn nghiền 20 2.2.2.1 Nghiền malt 20 2.2.2.2 Nghiền gạo. 21 2.2.2.3 Yêu cầu trong công đoạn nghiền 22 2.2.3 Công đoạn nấu 22 2.2.3.1 Mục đích 22 2.2.3.2 Cách tiến hành 22 2.2.4 Công đoạn lọc 26 2.2.4.1 Mục đích 26 2.2.4.2 Cách tiến hành 26 2.2.5 Công đoạn nấu hoa houblon 26 2.2.5.1 Mục đích: 26 2.2.5.2 Cách tiến hành: 27 2.2.6 Công đoạn lắng trong 29 2.2.6.1 Mục đích 29 2.2.6.2 Cách tiến hành 29 2.2.7 Công đoạn làm lạnh nhanh 29 2.2.7.1 Mục đích 29 2.2.7.2 Cách tiến hành 29 2.2.8 Công đoạn lên men 31 2.2.8.1 Mục đích 31 2.2.8.2 Cách tiến hành 31 2.2.9. Công đoạn lọc trong bia sau lên men 33 2.2.9.1 Mục đích 33 2.2.9.2. Cách tiến hành 33 2.2.10. Bão hòa CO2 và tàng trữ 34 2.2.10.1. Bão hòa: 34 2.2.10.2. Tàng trữ: 34 CHƯƠNG 3: HOÀN THIỆN SẢN PHẨM 36 3.1. Các phương pháp làm trong bia 36 3.1.1. Lắng trong bia 36 3.1.2. Ly tâm 36 3.1.3. Lọc trong bia 37 3.1.3.1. Cơ sở lí thuyết 37 3.1.3.2. Vật liệu lọc ( môi trường lọc) 38 3.1.3.3. Bột trợ lọc: 38 3.1.3.4. Các tác nhân làm bền keo trong bia 40 3.1.3.5. Thiết bị lọc bia 42 3.2. Quá trình bão hòa CO2 47 3.3. Quá trình chiết bia 48 3.3.1. Nguyên tắc và một số hiện tượng xảy ra trong quá trình chiết bia 48 3.3.1.1. Sự oxy hóa 49 3.3.1.2. Sự nhiễm khuẩn trong quá trình chiết bia 49 3.3.1.3. Tổn thất CO2 49 3.3.2. Bia hơi 50 3.3.2.1. Thùng bock dạng hình trụ 50 3.3.3. Bia chai 51 3.3.3.1. Rửa chai. 52 3.3.3.2. Kiểm tra chai sau khi rửa: 54 3.3.3.3. Chiết bia vào chai. 55 3.3.3.4. Dập nút chai. 57 3.3.3.5. Thanh trùng bia 57 3.3.3.6. Dán nhãn 58 3.4. Yêu cầu chất lượng sản phẩm 60 3.5. Các sự cố trong sản xuất và cách khắc phục 62 3.5.1. Một số sự cố và cách khắc phục của hệ thống nấu 62 3.5.1.1. Một số sự cố và cách khắc phục nồi nấu gạo và malt, nồi houblon: 62 3.5.1.2. Một số sự cố và cách khắc phục nồi lọc 62 3.5.1.3. Một số sự cố và cách khắc phục của máy lọc bia 63 3.5.1.4. Một số sự cố và cách khắc phục của công đoạn lên men 63 3.5.1.5. Một số sự cố và cách khắc phục của quá trình hoàn thiện sản phẩm. 64 CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO : 67 LỜI MỞ ĐẦU Trước tình hình phát triển của xã hội hiện nay, nhu cầu của con người ngày càng được nâng cao. Đặc biệt trong lĩnh vực thực phẩm nhu cầu về chất lượng được đặt lên hàng đầu. Trong bối cảnh đó, bia trở thành một loại thức uống có mặt trong đời sống hằng ngày của chúng ta. Bia có độ cồn thấp từ 3 – 4.5%, hàm lượng CO2 từ 2.8 – 4%, hương vị thơm ngon, cùng một số chất bổ dưỡng. Ở Việt Nam hiện nay thị trường tiêu thụ bia đã phát triển rộng khắp từ Bắc vào Nam, từ thành thị tới nông thôn… bên cạnh những công ty bia lớn như : Bia Sài Gòn, Tiger Bia, Heniken… các dòng bia tươi Đức còn những cơ sở sản xuất bia nhỏ với các loại bia hơi, bia tươi đủ để đáp ứng mọi nhu cầu của thị trường. Trong 10 năm trở lại đây, ngành công nghệ thực phẩm nói chung và ngành công nghệ sản xuất bia nói riêng của nước ta đã có một diện mạo mới, lượng bia sản xuất ngày càng tăng, đội ngũ cán bộ ngày càng nhiều và số lượng người quan tâm đến bia càng nhiều hơn. Nước ta đã và đang tiến hành xây dựng nhiều nhà máy sản xuất với quy mô từ vừa đến lớn, quy trình công nghệ, thiết bị hiện đại và nhiều đội ngũ cán bộ kĩ thuật có tay nghề để sản xuất ra nhiều loại bia có chất lượng cao, đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng và có thể cạnh tranh với các loại bia trên thế giới. Bằng việc kết hợp việc sử dụng công nghệ hiện đại và nguồn nguyên liệu đạt chất lượng tốt nhất, nhà máy bia VINAKEN đã thực sự tạo ra một sản phẩm bia mang đậm phong cách mà người tiêu dung không thể nhầm lẫn với bất cứ một sản phẩm nào khác trên thị trường. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA VINAKEN 1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của công ty: Đầu những năm 2000, cùng với sự phát triển của thành phố Hồ Chí Minh, ngày càng có nhiều khách hàng có nhu cầu thưởng thức những loại bia có chất lượng. Ông Dương Vương Hải (Giám đốc công ty) đã sang nước ngoài tìm hiểu dây chuyền sản xuất Bia tươi Đức, và nhập toàn bộ thiết bị về thành phố Hồ Chí Minh. Do đó, Nhà Máy Bia Vinaken (thuộc công ty TNHH Tiến Đồng) được thành lập vào ngày 25/4/2005 và đặt tại huyện Hóc môn, Tp.HCM với diện tích 3.000m2 để sản xuất Bia với thương hiệu là BIG MAN BEER. Trong những năm gần đây, VINAKEN cho ra đời thương hiệu BIG MAN BEER được sản xuất trên sơ đồ thiết bị hiện đại, sử dụng toàn bộ các nguyên liệu tuyển chọn, đặc biệt từ các nước Châu Âu. Trong công nghệ sản xuất được chính các chuyên gia Đức nổi tiếng đến từ vùng Bavaria đảm nhận. Thật vậy, BIG MAN BEER và VINAKEN BEER còn được nổi tiếng cả ở sự phong phú về màu sắc và hương vị: bia vàng, bia đen, bia đỏ mỗi màu có hương vị đặc trưng riêng. Không chỉ có thế mà BIG MAN BEER và VINAKEN BEER còn không sử dụng bất cứ một loại hoá chất nào trong quá trình sản xuất và chế biến, bảo quản; vì vậy nó đã làm hấp dẫn mọi quý khách, mọi giới, mọi lứa tuổi, làm đắm say lòng người khi sử dụng loại bia này. Từ Huế trở vào đã có hơn 30 nhà hàng BIG MAN và hơn 1000 đại lý vinaken như : Nhà hàng điện ảnh phường II – Đường Phan Đình Giót – Quận Tân Bình – Tp.Hồ Chí Minh Nhà hàng điện ảnh Tân Phú – 254 luỹ bán bích – phường 4 – Quận Tân Phú – Tp.Hồ Chí Minh Nhà hàng mãi mãi – 11 Tôn Đức Thắng – Quận 1 – Tp.Hồ Chí Minh. Nhà hàng 350 Trường Chinh – Quận Tân Bình – Tp.Hồ Chí Minh. Trong chương trình chiến lược phát triển, BIG MAN đang mở rộng địa bàn phục vụ đến khu vực phía bắc nhằm mang lại niềm vui cho quý khách và tất cả mọi người cùng được thưởng thức và sẽ mãi mãi liên tục được sử dụng loại sản phẩm bia tươi “thượng hạng” có một không hai này. 1.2 Địa chỉ: 32/21 Ấp Tiền Lân, Bà Điểm, Hóc Môn, Tp.Hồ Chí Minh. Đt: (08) 425 4519 Fax:(08) 425 4520 Email: vinaken@hcm.fpt.vn Trụ sở chính: 554 Cộng Hoà, Phường 13, Quận Tân Bình, Tp.Hồ Chí Minh. Đt: (08) 810 4192 Fax: (08) 810 045 Nhà máy bia Vinaken 1.3 Cơ cấu tổ chức: 1.4 Hoạt động kinh doanh: BIG MEN BEER và VINAKEN BEER là sản phẩm bia tươi nổi tiếng đã đi vào cuộc sống và chiếm lĩnh thụ trường cho những người sành bia tại thành phố hồ chí minh. Loại bia này sản xuất từ nguyên liệu nhập khẩu từ Đức và được hướng dẫn sản xuất kỹ thuật, chuyển giao công nghệ bởi chuyên gia cao cấp của Đức và luôn được chuyên gia điều hành từ xa cho quá trình phát triển để ổn định chất lượng sản phẩm lâu dài. Sau một thời gian hoạt động, BIG MAN đã phát triển và mở rộng chiếm lĩnh thị trường đến cả khu vực miền Trung. Một số hoạt động kinh doanh của nhà máy: Sản xuất bia. Phân phối bia. Nhà hàng. 1.5 Các sản phẩm chính của công ty: Các loại bia  Quy cách chiết  Giá bán tại công ty (VND/lít)   Bia tươi đen  Bock 30 hoặc 50 lít  15.000   Bia tươi vàng  Bock 30 hoặc 50 lít  16.000   Bia ly   3.200   Bia hơi   1.800   Bia lon  Lon 5 lít    Bia thanh trùng  Chai thuỷ tinh, chai pet  18.000   Hình 1.2 Các loại bia sản xuất tại nhà máy Vinaken 1.6 Sơ đồ bố trí mặt bằng: CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA CỦA NHÀ MÁY BIA VINAKEN 2.1 Sơ đồ quy trình. 2.2. Giải thích quy trình. 2.2.1 Nguyên liệu 2.2.1.1 Malt đại mạch Malt mà nhà máy đang sử dụng để sản xuất được nhập từ các nước như: Pháp, Đức… Trong malt gồm có các thành phần chủ yếu sau đây: Thành phần  Hàm lượng  Thành phần  Hàm lượng   Tinh bột  58 – 60%  Protein thô (N*6.25)  8 – 11%   Đường saccharose  3 – 5%  Dạng hòa tan  2%   Đường khử  3 – 4%  Gluten – protein  2%   Những đường khác  2%  Acid amin và peptid  3 – 4%   Polysaccharide dạng gum  2 – 4%  Acid nucleit  1 – 2%   Hemicellulose  6 – 8%  Tro  0,2%   Cellulose  5%  Những chất còn lại  2,2%   Lipid  2 – 3%     Yêu cầu của malt trong sản xuất: Malt vàng  Malt đen   Chi tiêu kiểm tra  Mức quy định  Chi tiêu kiểm tra  Mức quy định   Tình trạng bao bì  Tốt  Tình trạng bao bì  Tốt   Màu sắc  Vàng rơm, vỏ óng ánh  Màu sắc  Nâu sẫm   Mùi  Thơm đặc trưng, không mùi lạ, mùi mốc  Mùi  Thơm đặc trưng, không mùi lạ   Vị  Ngọt dịu, không vị lạ  Vị  Có vị ngọt dịu   Độ sạch  Sạch, ít tạp chất, tỉ lệ gãy vỡ < 1%  Độ sạch  Sạch, ít tạp chất, tỉ lệ gãy vỡ < 2%   Độ ẩm  < 5%  Độ ẩm  13 – 15%   Độ hòa tan  76 – 80%  Độ hòa tan  65 – 70%   Độ màu  3,0 – 4,5 0EBC  Độ màu  15 – 200EBC   Hoạt lực amylase  > 280 0WK     Chỉ tiêu kiểm soát malt của nhà máy: STT  Chỉ tiêu kiểm soát  Đơn vị  Yêu cầu   1  Độ ẩm  %  5 – 6   2  Độ hòa tan/chất khô xay nhuyễn  %  > 80   3  Chênh lệch: xay nhuyễn/xay khô  %  1.2 – 1.5   4  Protein tổng  %  9.5 – 10   5  Cỡ hạt > 2.5 mm  %  > 85   6  Cỡ hạt < 2.5 mm  %  < 1   7  Độ trong  0EBC  2.5   8  Thời gian đường hóa hoàn toàn ở 70 0C  Phút  15   9  Tốc độ lọc   Bình thường   10  Độ màu  0EBC  3 – 4   11  pH   5.6 – 6   2.2.1.2 Gạo Để hạ giá thành sản phẩm, cải thiện thành phần dịch chiết, cải thiện mùi vị của bia, và để bảo quản được lâu dài trong quá trình sản xuất người ta thay thế một phần malt bằng một số đại mạch chưa được nảy mầm hoặc các loại ngũ cốc khác thay thế nguyên liệu nảy mầm. Nhờ thế mà ta thu được bia thành phẩm với giá rẻ hơn, chất lượng bia thành phẩm giảm không đáng kể. Tuy nhiên lượng nguyên liệu thay thế chỉ được sử dụng ở một tỉ lệ nhất định, không được quá nhiều nếu không sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và tính chất đặc trưng của bia. Do nước ta là nước nông nghiệp nên gạo là loại nông sản phổ biến và giá thành rẻ, thành phần hóa học tương ứng với thành phần hóa học của malt, vì vậy nhà máy bia Vinaken chọn gạo làm nguyên liệu thay thế một lượng malt. ( Yêu cầu về chất lượng của gạo: - Các chỉ tiêu về cảm quan: Đồng nhất về kích thước, màu sắc, không có hạt bị mốc, mối mọt, không có mùi hôi, không có cát sạn. - Tính chất vật lý: +Độ ẩm: 12% - 14% +Độ hòa tan: 80% - 85% 2.2.1.3 Hoa houblon Houblon là nguyên liệu quan trọng, cho vào nhằm mục đích làm cho bia có vị đắng dịu và hương thơm đặc trưng.
Yêu cầu chất lượng của hoa houblon Stt  Thành phần  Mức chi tiêu   1  Độ ẩm  10 – 13%   2  Chất đắng  12 – 21%   3  Acid đắng  6 – 8%   4  Đường  3%   5  Nhựa đắng  7 – 8%   6  Cellulose  12 – 14%   7  Tinh dầu thơm  0.3 – 1%   8  Tannin  2.5 – 6%   9  Este  4.4%   10  Protein  15 – 21%   11  Tro  5 – 10%   Hiện nay nhà máy đang sử dụng hai loại là hoa viên và hoa cao: khi hoa được nhập về thì QC sẽ kiểm tra các chỉ tiêu sau: Hoa viên: Chỉ tiêu cảm quan: Màu sắc: màu xanh lá mạ hơi vàng. Mùi: thơm đặc trưng, không hắc, dễ nhận mùi. Vị: đắng dịu Hình dáng: viên đơn, không vỡ vụn. Chỉ tiêu hóa học: Loại viên: 90 hàm lượng acid đắng 5%, loại viên 45 hàm lượng acid đắng 8%. Có khả năng tạo kết lắng nhanh khi đun sôi với nước nha, làm trong nước nha, hương thơm rõ rệt, có vị đắng dịu. Hoa cao: Chỉ tiêu cảm quan: Màu sắc: dạng keo vàng hổ phách Mùi thơm: đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi Vị: vị đắng rõ rệt. Chỉ tiêu hóa học: Hàm lượng acid đắng 30% Tan hết và tạo kết lắng nhanh khi đun sôi với nước, hương thơm rõ rệt, có vị đắng dịu. 2.2.1.4 Nước Nước là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất bia. Trong thành phần bia nước chiếm từ 87-90%. Nước được dùng trong tất cả các công đoạn trong sản xuất bia. Vì vậy mà thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm cuối cùng là bia. Vì vậy mà nước dùng sản xuất bia đều phải xử lí dù lấy ở giếng khoang hay từ hệ thống cấp nước sinh hoạt. Tùy theo công đoạn khác nhau mà yêu cầu về chất lượng nước cũng khác nhau. Sự tồn tại của các muối chứa Ca2+ và Mg2+ sẽ quyết định đến độ cứng của nước. Những chất quyết định đến chất lượng nước. Ca2+: thường tồn tại dưới dạng muối Ca(HCO3)2, CaSO4. Muối bicacbonat tác dụng với các muối phosphate của malt gây ảnh hưởng bất lợi vì chúng làm giảm độ chua định phân của dịch cháo. Ngược lại muối sunphat của caxi lại làm tăng độ chua định phân của dịch cháo, tác động này rất có lợi cho quá trình đường hóa. Muối này có ảnh hưởng xấu đến quá trình nấu bia, do làm giảm độ acid của hồ malt và dịch đường hóa. Ảnh hưởng của Ca2+tới chất lượng bia: Ưu điểm  Nhược điểm   Ổn định α-amylase  Giảm tính đệm của dịch đường   Tăng khả năng tách cặn nóng và lạnh  Giảm khả năng đồng phân α-acid đắng    Giảm màu dịch đường    Tăng độ hòa tan các chất chứa nitơ và dịch đường    Giảm PO43- trong dịch đường   Mg2+: magie có trong nguồn nước mặt với lượng ít hơn canxi. Các muối của magie gây ảnh hưởng xấu hơn canxi và thường có vị đắng làm ảnh hưởng đến chất lượng bia. Ảnh hưởng của Mg2+ đến chất lượng bia: Ưu điểm  Nhược điểm   Quá trình trao đổi chất tốt  Giảm PO43- trong dịch đường   Tạo độ sánh cho bia  Gây mùi vị khó chịu cho bia   Fe2+: nếu hàm lượng sắt khá lớn sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bia. Do đó người ta cho phép nồng độ Fe2+ trong nước là không quá 0.2-0.5mg/l. Sắt ở dạng Fe2+ sẽ chuyển thành dạng Fe3+ tạo tủa không tan gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia. Nếu dùng nước có chứa sắt để ngâm malt sẽ làm cho malt có màu xám. Trong quá trình lên men, Fe2+chỉ với nồng độ 1mg/l cũng đã làm thoái hóa nấm men. SO42- : nếu hàm lượng sunphat quá cao trong nước sản xuất malt thì sẽ giảm tốc độ thấm ướt và làm cho quá trình nảy mầm xảy ra không đồng đều, đồng thời sẽ làm cho bia có vị đắng khó chịu không đặc trưng. Các muối sunphat ảnh hưởng tới thủy phân protein, thủy phân tinh bột, tăng cường việc làm trong dịch đường. Cl-: có thể ức chế khả năng lắng của nấm men. Nếu nồng độ clorua nằm trong khoảng 75-150mg/l thì khả năng làm trong bia là tốt nhất, chúng tạo vị hài hòa cho bia, dễ chịu. Nhưng nếu nồng độ clorua nhỏ hơn 300mg/l thì có khả năng làm trong bia, độ bền keo và độ dịu được tăng lên. Nồng độ NaCl không được quá 400mg/l nếu không bia sẽ trở nên sánh. Nếu NaCl khá nhiều sẽ gây khát khi uống bia. Nếu nồng độ Cl- > 500mg/l sẽ làm kéo dài thời gian nhân giống nấm men và gây khó khăn trong quá trình làm trong bia. Yêu cầu chất lượng nước: Chỉ tiêu cảm quan: Màu sắc: trong suốt. Mùi vị: không có mùi vị lạ. Chỉ tiêu hóa học: Độ cứng từ mềm đến trung bình: 4-50D Hàm lượng muối cacbonat: không quá 50mg/l Hàm lượng muối clorua: 75-100mg/l Hàm lượng muối magie: < 100mg/l Hàm lượng CaSO4: 150-200mg/l NH2 và NO2: không có Kim loại nặng: không có Hàm lượng Fe2+: < 0.3mg/l pH cho phép: 6.8-7 Chỉ tiêu vi sinh của nước Chỉ tiêu vi sinh  Không cho phép   Vi sinh vật gây bệnh  Không cho phép   Số lượng vi sinh vật  < 100 tế bào/l   E.coli  Không có   Virut gây bệnh  0   Tổng số vi khuẩn hiếu khí  0   Tổng số coliform, số vi khuẩn trong 100ml  < 22 khuẩn lạc/1ml   Riêng nước trong nồi hơi phải là nước mềm, có độ cứng toàn phần bằng không để chống đóng cặn và giảm hệ số trao đổi nhiệt. Để xử lí nước có thể dùng hệ thống trao đổi ion, lắng lọc tùy thuộc vào mức độ chất lượng nước cho từng công đoạn mà ta có phương pháp xử lí sao cho phù hợp. 2.2.1.5 Nấm men - Nấm men dùng trong sản xuất bia thường là các chủng thuộc giống Saccharomyces, chúng có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong môi trường nước mạch nha như loại đường hòa tan, các hợp chất nitơ như acid amin, peptit, vitamin và các nguyên tố vi lượng… qua màng tế bào. Sau đó hàng loạt các phản ứng sinh hóa mà đặc trưng là quá trình trao đổi chất để chuyển hóa các chất này thành những dạng cần thiết cho quá trình phát triển và lên men của nấm men được tiến hành. - Căn cứ vào đặc điểm trên và kết hợp với điều kiện khách quan, nhà máy chọn sử dụng nấm men chìm Saccharomyces Carsbergensis để sử dụng lên men bia cho nhà máy. Yêu cầu nấm men trước khi đưa vào lên men: Thuần khiết, và một đời men giống có thể dùng được 6-10 chu kì lên men. Số lượng tế bào từ 10.106 đến 20.106 tế bào/1ml dịch lên men. Tỉ lệ tế bào nảy chồi 15%-20%. Tỉ lệ men chết dưới 5%. Tế bào to khỏe, hình dáng đặc trưng. Men giống không nhiễm vi sinh vật. Men khô được hoạt hóa trong thiết bị hoạt hóa có chứa dịch nha ở 140C và được sục khí liên tục trong 24 giờ. 2.2.2 Công đoạn nghiền 2.2.2.1 Nghiền malt Mục đích: Gíup giảm kích thước hạt nguyên liệu, tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần chất nội nhũ nhanh hơn thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủy phân xảy ra thuận lợi và triệt để hơn. Có 3 phương pháp nghiền: nghiền ở trạng thái khô, nghiền có phun ẩm và nghiền cùng với nước. Ở nhà máy bia Vinaken sử dụng phương pháp nghiền khô cho các loại malt. Nghiền malt khô: Vỏ của hạt có cấu tạo chủ yếu từ xenluloza, các hợp chất polyphenol và các chất khoáng. Ngoài ra còn chứa thêm một ít pentozan, các chất màu và chất đắng. Nội nhũ của malt chứa chủ yếu tinh bột, dextrin và các chất khác. Các thành phần này của nội nhũ là nguồn chính cung cấp chất hòa tan cho dịch đường. Trong quá trình đường hóa chúng phải chịu tác động của enzym để chuyển hóa thành các hợp chất thấp phân tử, dễ hòa tan bởi vậy sẽ rất hợp lý nếu những phân tử này của nội nhũ được nghiền thật mịn. Nghiền mịn phần nội nhũ lại có phần bất lợi là phần cháo trong dịch lọc sẽ nén chặt lại cản trở việc lọc dịch và đến lúc rửa bã malt sẽ không thể nào chiết rút hết các thành phần dinh dưỡng ở trong đó. Trong quá trình nghiền malt, vỏ malt càng được giữ nguyên vẹn càng tốt, để tránh không cho các chất chát, chất đắng hòa tan vào dịch đường gây khó chịu cho bia đồng thời giúp cho quá trình lọc được hiệu quả hơn do vỏ trấu tạo độ xốp nhất định cho màng lọc. Nếu nghiền malt quá nát sẽ gây tắc màng lọc khiến khả năng lọc kém đi. Thiết bị nghiền malt: được sử dụng là một máy nghiền trục. Yêu cầu của malt sau khi nghiền: Vỏ malt càng nguyên vẹn càng tốt. Phần nội nhũ phải đạt yêu cầu sau: Hạt mảnh lớn 20% Hạt mảnh nhỏ 20% Hạt tạo thành bột 60% Tỉ lệ vỏ - tấm – bột: Vỏ 15 – 18% Tấm 42 – 50% Bột 25 -35% 2.2.2.2 Nghiền gạo. Gạo sau khi nhập về nhà máy sẽ được lưu trữ ở kho sau đó được lấy ra sử dụng. Gạo được nghiền búa, mục đích của quá trình nghiền gạo cũng giống như nghiền malt là phá vỡ cấu trúc cơ học của hạt gạo và giúp cho quá trình thủy phân được tốt. 2.2.2.3 Yêu cầu trong công đoạn nghiền Khi nghiền phải cho nguyên liệu vào từ từ, không được cho quá nhiều làm tràn ra khỏi máng gây tổn thất nguyên liệu, không cho vào quá ít để tránh hao tốn năng lượng. Vệ sinh công nghiệp an toàn lao động trong quá trình nghiền. Vệ sinh thiết bị trước và sau khi nghiền, vệ sinh sàn nhà, kiểm tra máy móc trước khi vận hành. Bao chứa nguyên liệu phải là bao mới và nếu là bao cũ phải giữ sạch sẽ. Đối với công nhân phải đeo khẩu trang và đội mũ trong quá trình vận hành. Giữ cho nền nhà sạch sẽ và khô thoáng nơi nghiền nguyên liệu. 2.2.3 Công đoạn nấu 2.2.3.1 Mục đích Trích ly các chất chiết từ malt và gạo vào nước. Góp phần tạo màu cho bia. Thủy phân một số chất có phân tử lớn thành các chất phân tử lượng nhỏ để cung cấp chất dinh dưỡng cho nấm men phát triển. Quá trình thủy phân này chủ yếu nhờ hệ enzyme có sẵn trong malt, ngoài ra có thể bổ sung thêm một lượng nhỏ chế phẩm enzyme. 2.2.3.2 Cách tiến hành Gạo được bơm vào nồi nấu gạo, hỗn hợp gạo- nước chiếm thể tích khoảng 2/3 nồi nấu. Hỗn hợp này được tăng nhiệt độ lên khoảng 70-720C và giữ trong thời gian 20 phút để thực hiện quá trình đường hóa, lúc này chủ yếu cho loại đường maltose và dextrin. Tiếp tục tăng nhiệt độ lên đến 83-850C và giữ trong thời gian 15 phút để thực hiện quá trình hồ hóa bột gạo. Sau đó dịch gạo được hạ nhiệt độ xuống 720C rồi bổ sung malt lót vào, giữ trong khoảng 15-20 phút để dịch hóa hoàn toàn tinh bột gạo. Sau đó tăng nhiệt độ lên 1000C trong 20 phút, rồi cho nước lạnh vào hạ nhiệt độ xuống khoảng 800C. Trong thời gian nấu gạo, tạo dịch malt có nhiệt độ khoảng 520C, giữ ở nhiệt độ này khoảng 20 phút, sau đó cho dịch gạo vào nồi dịch malt ở nhiệt độ 520C tạo ra hỗn hợp nhiệt độ khoảng 640C, giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 40 phút sau đó tăng nhiệt độ lên 720C, giữ trong 30 phút. Cuối cùng tăng nhiệt độ lên 760C, giữ trong 5 phút rồi bơm sang nồi lọc. Quá trình chuyển các thành phần chính của malt hoặc nguyên liệu thay thế thành những chất hòa tan vào trong nước được gọi là quá trình thủy phân. Trong đó quan trọng nhất là các loại đường và các acid amin. Người ta gọi quá trình đường hóa thì vẫn chưa đủ, vì khâu này không chỉ tinh bột biến thành đường mà còn protein trong nước nha và tỷ lệ đó sẽ ảnh hưởng đến chất lượng bia sau này. Quá trình thủy phân protein và đường hóa phụ thuộc vào nhiều nhân tố, đặc biệt là nhiệt độ, pH và độ pha loãng hỗn hợp thủy phân. Người ta dựa vào các nhân tố này để điều chỉnh quá trình thủy phân theo hướng nấu tốt nhất. Thực ra quá trình thủy phân gồm 3 giai đoạn nhỏ: Quá trình hồ hóa. Quá trình đạm hóa. Quá trình đường hóa. Quá trình hồ hóa: Mục đích: Phá vỡ màng tế bào tinh bột để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân cắt các hệ enzyme có trong malt và gạo sau này. Thực chất của quá trình này là thủy phân tinh bột thành glucozo, maltozo và các chất dextrin. Nhiệt độ thích hợp của hồ hóa là 850C-860C. Cách tiến hành: Gạo sau khi xay mịn sẽ được cân và vận chuyển đến thiết bị phối trộn để tiến hành trộn với nước theo tỷ lệ 1:3, sau khi trộn xong ta bơm nước 320C vào nồi hồ hóa rồi từ từ cho hỗn hợp vừa trộn vào nồi đồng thời bật cánh khuấy. Trong khi đó ta thêm vào đó acid lactic để điều chỉnh pH của nồi cháo cũng như của dịch đường sau này và 2/3 malt lót nhằm để dịch hóa, tăng khả năng thủy phân các cao phân tử thành thấp phân tử để hòa tan.
Chú thích: Thời gian các giai đoạn gia nhiệt: t1 : 10 ÷ 20 (phút). t2 : 5 ÷ 7 (phút) t3 : 20 ÷ 30 (phút). t4 : 15 ÷ 30 (phút). t5 : 0 ÷ 10 ( phút) t6 : 20 ÷ 40 (phút). t7 : 10 ÷ 30 (phút). Bơm sang lọc : Bắt đầu lọc : Kết thúc lọc : Bắt đầu sôi : Kết thúc sôi : Đun sôi nước nha 1000C trong thời gian ≥ 60 phút. (tốc độ bay hơi : 8,5 ÷ 10%) Ở nhiệt độ 720C dưới xúc tác của các enzyme đặc hiệu thì các enzyme trong malt lót hoạt động, xúc tác cho sự thủy phân protic của malt thành acid amin. Ngoài ra, malt lót còn có tác dụng chống sự kết dính và làm giảm độ nhớt của nồi cháo ở nhiệt độ cao. Giữ nhiệt độ 720C trong 20 phút, nâng và giữ nhiệt độ trong 20 phút để nước bốc hơi, giảm bề dày lớp hồ. Trong giai đoạn này mức độ trương nở của các hạt tinh bột rất lớn. Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 850C, giữ nhiệt độ trong thời gian 20 phút, sau đó mở van hơi để hạ dần nhiệt độ xuống 720C và cho phần malt lót còn lại đã ngâm nước nhằm cung cấp thêm enzyme có trong malt để tiếp tục thủy phân tinh bột. Tiếp đó ta mở van để nhiệt độ lên 1000C trong 15 phút. Trong giai đoạn này enzyme bị tiêu diệt, tinh bột được hồ hóa triệt để. Quá trình đạm hóa: Mục đích: Thủy phân protein thành acid amin, đơn giản để tạo nấm men tiêu hóa, chuyển các acid amin thành những thành phần đơn giản. Cách tiến hành: Malt sau khi xay mịn sẽ được cân và chuyển đến thiết bị phối trộn để tiến hành trộn cùng nước với tỷ lệ 1:4 hay 1:5. Sau khi gia tăng nhiệt lên 320C rồi từ từ bật cánh khuấy. Trước khi đạm hóa ta cho thêm một lượng CaCl2 vào rồi nâng nhiệt đạm hóa lên 500C trong 30 phút để tạo điều kiện cho enzyme proteaza hoạt động, để thủy phân protein sản phẩm tạo thành là acid amin và protein đơn giản . Tuy nhiên nếu thời gian đạm hóa kéo dài sẽ ảnh hưởng đến độ bền của bọt bia. Độ bền của bọt có thể bị giảm do protein bị cắt hết các liên kết peptit. Bởi vì để tăng hệ keo, tăng độ bền bọt bia thì cần một lượng protein cao phân tử, muốn vậy thì thời gian đạm hóa phải ngắn, nếu kéo dài thì gây ra hiện tượng kết tủa, làm đục bia. Quá trình đường hóa: Mục đích: Thủy phân protein thành các acid amin và thành các peptit đơn giản. Cách tiến hành: Trước khi chuyển dịch cháo từ nồi hồ hóa sang đạm hóa thành đường hóa, thêm nước vào để nhiệt độ của nồi đường hóa đạt 650C trong 40 phút. Ở nhiệt độ này rất thích hợp cho enzyme bắt đầu hoạt động phân cắt các cao phân tử. Nâng nhiệt độ lên 720C và giữ ở nhiệt độ đó nhằm làm cho nhiệt độ nồi đường hóa tăng lên đến điểm sôi, để đường hoàn toàn tinh bột còn sót lại trong nồi hồ hóa nhờ enzyme a-amylaza làm cho cấu trúc tinh bột hoàn toàn bị phá vỡ. Đây là giai đoạn quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng bia. Tiếp tục nâng lên 760C trong 10 phút, đây là nhiệt độ thích hợp để cung cấp toàn bộ khối dịch cháo đi vào lọc lấy dịch đường. Khi quá trình kết thúc, ta kiểm tra bằng phương pháp cho phản ứng màu với iod rồi ta giữ trong 15 phút rồi mới đem đi lọc. 2.2.4 Công đoạn lọc 2.2.4.1 Mục đích Tách pha lỏng ra khỏi hỗn hợp để chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo, pha rắn phải loại bỏ ra ngoài. Rửa bã để tận thu chất chiết còn sót lại trong bã. 2.2.4.2 Cách tiến hành Thiết bị lọc là nồi lọc, đáy bằng với màng lọc là lớp bã. Trước khi tiến hành lọc, thiết bị lọc được rửa thật kỹ bằng nước. Sau đó, bơm cháo sang thiết bị lọc bằng bơm ly tâm. Trong thời gian bơm cháo, hệ thống dao cào được hạ thấp và cho quay để dàn điều bã trên mặt đáy sau khi bơm hết qua nồi lọc thì hệ thống này được nâng lên cao lên và để yên khối cháo trong 30 phút để bã kết lắng tạo thành lớp lọc phụ. Kết lắng đầu tiên là những phần tử nặng nhất, kết lắng cuối cùng là những phần tử nhẹ nhất, có kích thước nhỏ nhất và lớp này được gọi là bùn trên. Dịch đường xả ra lúc đầu còn rất đục, ta phải bơm hồi lưu trở lại nồi lọc. Quá trình bơm hồi lưu kéo dài 15 phút, sau đó thì dịch đường bắt đầu trong. Sau khi lọc xong, bã malt được rửa bằng nước nóng 75-780C. Ở nhiệt độ này thích hợp cho việc tiếp tục đường hóa lượng tinh bột đã được hồ hóa ở giai đoạn đun sôi. Nếu nhiệt độ của nước rửa thấp hơn thì tốc độ chảy của dịch rửa bã chậm, kéo dài thời gian lọc và hiệu quả trích ly chất chiết thấp. Nếu nhiệt độ của nước rửa cao thì sẽ hồ hóa tinh bột còn sót lại trong bã, làm tăng độ nhớt của dịch rửa bã, kéo dài thời gian rửa bã và đây cũng là nguyên nhân làm đục dịch đường. Dịch đường trong được bơm ngay sang thiết bị đun hoa houblon. 2.2.5 Công đoạn nấu hoa houblon 2.2.5.1 Mục đích: Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường ngọt để biến đổi nó thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa. Vô hoạt enzyme, kết tủa protein kém bền nhiệt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần của dịch đường. Điều chỉnh nồng độ chất khô của dịch đường. Thanh trùng dịch đường, góp phần tiêu diệt vi sinh vật cho dịch đường trước khi lên men. Tách một số hợp chất dễ bay hơi ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia. Hình thành một số hợp chất có lợi cho bia thành phẩm. 2.2.5.2 Cách tiến hành: ( Kỹ thuật đun sôi và houblon hóa dịch đường: Dịch đường ban đầu và dịch rửa bã được trộn lẫn với nhau trong thiết bị đun hoa. Sau đó ta bổ sung thêm caramen để tạo màu, CaCl2 để tạo vị. Một yêu cầu luôn phải đảm bảo là không để nhiệt độ của dịch đường hạ xuống dưới 700C. Để đảm bảo yêu cầu này, ngay từ lít dịch đường đầu tiên chảy vào nồi đun hoa là phải cấp hơi vào để nâng nhiệt độ chúng lên. Lúc đầu lượng dịch còn ít thì lượng hơi cấp vào cũng ở mức thấp. Khi lượng dịch tăng lên thì lượng hơi cấp vào cũng mạnh dần lên. Ta phải dự trù thế nào sao cho khi quá trình rữa bã malt vừa kết thúc thì dịch đường trong thiết bị đun hoa cũng vừa sôi. Để dịch đường nguội trong thời gian dài là điều tối kỵ trong kỹ thuật sản xuất. Vì như vậy sẽ tạo điều kiện cho oxi trong không khí tiếp xúc với đường, phản ứng oxi hóa sẽ không thể tránh khỏi và như vậy sẽ làm giảm đi chất lượng dịch đường. Cường độ đun sôi cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình này. Cường độ đun sôi càng mạnh thì lượng protein biến tính và keo tụ càng nhiều, kích thước các màng càng lớn và càng chặt. Lượng hoa houblon cần dùng là 370gam cho 2200lit dịch đường. Hoa houblon được nạp vào nồi đun với nhiều phương án khác nhau: có thể dùng houblon viên, cao houblon và houblon mỡ. Houblon mỡ Houblon viên ( Nạp hoa houblon vào nồi đun phải đảm bảo yêu cầu: Đủ độ đắng cho bia mà nguyên liệu dùng ít nhất. Bảo đảm được lượng hương thơm tồn tại trong bia. Đủ các chất và thời gian cần thiết để kết lắng protein. Dễ thao tác và hiệu quả kinh tế cao nhất. Tại xưởng hoa houblon được nạp 2 lần: 50% nạp lúc dịch đường bắt đầu sôi mạnh được 15 phút, mục đích để tạo vị đắng cho bia. 50% nạp trước khi kết thúc quá trình nấu 15 phút, mục đích tạo hương thơm cho bia. (Cách tiến hành đun sôi: Sau khi tiến hành lọc tách bã dịch đường chảy qua nồi nấu hoa Houblon. Tiến hành nâng nhiệt độ nồi nấu lên, khi dịch đường sôi mạnh được 15 phút ta cho 50% hoa viên, caramen, Canxi clorua vào nồi tiếp tục đun sôi 90 phút, sau đó tiếp tục cho 50% hoa Houblon vào đun sôi thêm 20 phút, kết thúc quá trình hoa Houblon hóa. Đun sôi dịch Houblon xong, tiếp tục sang giai đoạn lọc tách bã hoa và cặn bã, cuối cùng là tiến trình làm lạnh. Sau khi kết thúc toàn bộ quá trình nấu dịch đuờng Houblon hóa phải đạt các yêu cầu sau: Độ đục : < 100 + 1500% Độ màu : 8 – 100 EBC Độ đuờng : 11 – 12 Balling pH : 5,3 – 5,5 Độ đắng : 3,7 – 3,90 BU Tinh bột còn sót : 0 Độ chua : 1,1 – 1,3 (ml NaOH 0,1N/10ml nước nha) Không nhiễm khuẩn gây hại. 2.2.6 Công đoạn lắng trong 2.2.6.1 Mục đích Nhằm tách các phần tử trong quá trình nấu hoa để tạo điều kiện cho quá trình làm lạnh nhanh và lên men bia sau này. Trong quá trình lắng, dịch đuợc bơm tiếp tuyến với thành thùng. Tạo điều kiện kết tủa các hợp chất hữu cơ kém chịu nhiệt. Dịch đường sau khi houblon hóa xong là một hỗn hợp rất phức tạp. Ngoài các mảng lớn kết tủa của protein còn có vô số các hạt có kích thước khác nhau. Những hạt có kích thước lớn sẽ lắng kết khi nhiệt độ của dịch đường còn cao, số khác bé hơn phải kết lắng ở nhiệt độ thấp. 2.2.6.2 Cách tiến hành Thực hiện quá trình lắng trong thiết bị lắng Whirlpool, là một thùng được làm từ thép không rỉ, có dung tích rất khác nhau và thích hợp đối với công suất từng nhà máy, đáy thùng có độ nghiêng 8 – 10% so với phương ngang có vận tốc 12-14m/s. Nguyên tắc tách cặn là dựa vào sức hút của lực hướng tâm. Dịch đường được đưa vào theo phương pháp tuyến với tốc độ lớn, nhờ đó tạo ra lực hướng tâm làm cặn lắng bị hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy. Khi nhiệt độ của dịch hạ xuống 900C thì dịch đường được bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh, còn cặn lắng bị nén chặt ở đáy thùng được dội nước và cho xả ra ngoài ở phía dưới thùng. Thời gian lắng khoảng 20 phút. 2.2.7 Công đoạn làm lạnh nhanh 2.2.7.1 Mục đích Nhằm hạ nhanh nhiệt độ dịch đường xuống nhiệt độ lên men. Quá trình làm lạnh nhanh dùng thiết bị làm lạnh nhanh dạng bản mỏng, nhiệt độ được giảm đột ngột từ 900C xuống còn 15 – 160C Tránh các vi sinh vật xâm nhập vào dịch đường. 2.2.7.2 Cách tiến hành Khi ra khỏi thiết bị lắng, dịch đường có nhiệt độ là 900C, và được bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, trao đổi nhiệt với nước lạnh 20C. Sau khi ra khỏi thiết bị nhiệt, dịch đường hạ nhiệt độ còn 10 - 110C và bơm vào tank lên men. Các quá trình hóa lý xảy ra trong khi làm lạnh: Sự hòa tan oxi vào dịch lên men: Dịch đường hấp thụ oxy suốt cả quá trình làm lạnh, tuy nhiên trong dịch đường nóng oxy liên kết hóa học với các chất có trong dịch đường. Còn ở nhiệt độ thấp oxy chỉ hòa tan vào dịch đường. Sự tạo thành và tách kết tủa: Sự tách các huyền phù ra khỏi dịch lên men là một quá trình quan trọng khi làm lạnh dịch lên men. Có 2 loại huyền phù: huyền phù mảnh và huyền phù khô. Huyền phù thô sinh ra trong quá trình đun sôi dịch đường với houblon và phần lớn được giữ lại trong thiết bị tách bã hoa, phần còn lại được kết tủa khi làm lạnh. Huyền phù mảnh xuất hiện trong quá trình làm lạnh dịch đường. Khi đó có một số chất hòa tan trở thành chất không hòa tan và tạo thành chất kết tủa. Các huyền phù mảnh làm cản trở quá trình sinh lý và sinh hóa của nấm men về sau. Mặt khác, nó làm cho bia có vị đắng, làm giảm độ bền hóa lý của bia. Sự bay hơi nước: Khi làm lạnh dịch đường có một lượng nước nhất định bay hơi. Do đó, thể tích của dịch lên men sẽ giảm và nồng độ của nó tăng. Nếu thiết bị kín thì nồng độ của nó tăng 0,1%, nếu thiết bị hở thì nồng độ tăng 0,4 - 1,2% Trước khi khi đưa dịch đường qua lên men sẽ trải qua 1 công đoạn nhỏ nữa là Sục Khí: * Mục đích: Nhằm cung cấp oxy cho quá trình lên men Oxy chỉ hòa tan vào dịch đường khi nhiệt độ dịch đường dưới 400C. Sự hòa tan của oxy vào dịch đường phụ thuộc vào nhiệt độ, bề dày lớp dịch, sự chuyển động và nồng độ dịch đường. * Cách tiến hành: Dịch đường chạy tới cuối đường ống, ở đây dịch đường tụ lại, áp suất giảm, khí oxy được đưa vào từ các vòi phun nhỏ hòa vào dịch đường, đám oxy này chuyển đến phần tiếp theo, phần ống mở rộng dịch chảy chậm áp suất tăng và dòng dịch bị xáo trộn, khí nhanh chóng bị hòa tan vào dịch đường. Khí được dung là oxy tinh khiết. Nếu khí không được xử lý sạch dẫn đến nguy cơ quá bão hòa và tạo vị không tốt cho bia. 2.2.8 Công đoạn lên men 2.2.8.1 Mục đích Đây là một trong những công đoạn quan trọng nhất quyết định chất lượng thành phẩm. Do đó đòi hỏi phải đảm bảo tốt khâu lên men thì chất lượng bia mới đạt tiêu chuẩn cao. Mục đích chính của quá trình này là chuyển hóa dịch đường thành bia dưới tác dụng của nấm men thong qua hoạt động sống của chúng. 2.2.8.2 Cách tiến hành Cơ sở hóa sinh của giai đoạn này là quá trình chuyển đổi từ đường thành rượu và CO2 dưới tác nhân của nấm men saccharomyces. C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 Quá trình lên men được thực hiện qua hai giai đoạn: Lên men chính: chuyển hóa đường và dextrin bậc thấp thành ethanol, CO2, cùng các sản phẩm phụ khác như rượu bậc cao, ester, andehyd, acid hữu cơ… Lên men phụ: lên men lượng đuờng còn lại (chủ yếu là maltose), bão hòa CO2 cho bia, ổn định hương, vị, độ trong cho sản phẩm. Đồng thời thực hiện quá trình chín của bia, cũng như đưa về nhiệt độ thấp để hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật lạ Cả hai quá trình lên men được thực hiện trong cùng một thiết bị tank outdoor (TOD) *Tiến hành lên men chính: Lên men trong thiết bị hình trụ bằng inox, đáy và nắp hình chỏm cầu. Dịch đường sau khi làm lạnh được chuyển vào thùng lên men. Dịch men giống được chuyển vào thùng lên men theo luồng dịch đường tạo điều kiện cho nấm men tiếp xúc với môi trường và nhanh bước vào giai đoạn lên men đầu. Tank len men Trong quá trình lên men chính, nhiệt độ được thực hiện ở 8 – 100C nhờ vào sự làm lạnh bởi tác nhân là nước 20C. Bồn lên men được phân thành 3 vùng, giúp tạo sự đối lưu nhiệt khi cần thiết mà không cần hệ thống khuấy trộn. CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ hòa tan vào bia non một phần. Độ hòa tan của CO2 vào bia non sẽ tăng khi nhiệt độ giảm. Do đó để đảm bảo lượng CO2 hòa tan trong bia nhiều thì nhiệt độ thời kỳ cuối của quá trình lên men khoảng 50C, hàm lượng CO2 trong bia non sẽ đạt 0,2%. Thời gian lên men chính phụ thuộc vào nồng độ dịch lên men đầu tiên và nhiệt độ lên men, thường khoảng 6-8 ngày. Lên men chính được xem là kết thúc khi chất chiết trong dịch lên men chỉ còn lại 30 – 35% so với lượng chất chiết ban đầu, lúc này nồng độ đường khoảng 2,8-3,50 P. Cụ thể quá trình lên men chính sẽ phải trải qua 4 thời kỳ: Thời kỳ 1: khi dịch đường và men đã được bơm vào tank lên men ở nhiệt dộ 90C thì sau 24h men bắt đầu phát triển. Đặc điểm chính của giai đoạn này là tạo bọt trắng mịn ở xung quanh bề mặt dịch lên men, nấm men lúc này đang ở giai đoạn nảy chồi và phát triển làm giảm lượng chất hòa tan trong dịch lên men với tốc độ khoảng 0,2 – 0,5%/ngày. Giai đoạn này kéo dài 24 – 36giờ. Thời kỳ 2: Giai đoạn này tạo bọt thấp. Lúc này CO2 tạo ra nhiều. Trên bề mặt dịch lên men hình thành một lớp hấp phụ gồm những chất có sức căng bề mặt như protein, polyphenol…làm cho CO2 không thể thoát ra ngoài. Giai đoạn này chất hòa tan giảm với tốc độ 1%/ngày và kéo dài từ 2 – 3 ngày. Thời kỳ 3: Giai đoạn này quá trình lên men xảy ra mạnh nhất. Cơ chất giảm 1,5-2%/ngày. Lượng CO2 tạo ra nhiều và một phần thoát ra ngoài nhưng được thu hồi để tái sử dụng. Lúc này bọt xốp dày, màu sẫm. Giai đoạn này kéo dài 3 - 4 ngày. Thời kỳ 4: 2 ngày tiếp theo sự lên men giảm dần, tiêu hao cơ chất diễn ra chậm 0,2 – 0,5%/ngày. Lúc này tế bào nấm men tạo thành những lớp bông trắng và lắng xuống đáy. Sản phẩm ở giai đoạn này gọi là bia non. *Thu hồi CO2 Việc thu hồi và làm sạch CO2 rất quan trọng, CO2 được sử dụng vào bia thành phẩm, người ta còn có thể sử dụng vào mục đích khác. Nguyên tắc: loại bỏ các tạp chất sau: Không khí: làm oxi hóa bia, nếu người ta dung CO2 để bão hòa và không khí lúc này rất có hại, nó làm cho bia sủi bọt nhiều. Nước: có thể đọng lại ở van giảm áp khi xả hơi Chất dễ bay hơi được tạo thành trong quá trình lên men. *Tiến hành lên men phụ: Sử dụng chất còn lại trong quá trình lên men chính Các quá trình sinh lý, hóa sinh, hóa lý xảy ra hoàn giống như ở giai đoạn lên men chính nhưng với tốc độ chậm hơn. Nhiệt độ lên men phụ khoảng 0.5 – 20C. , áp suất khoảng 0.5 – 1.8at. Trong quá trình lên men phụ xảy ra quá trình oxi hóa khử một số thành phần của bia như andehyh, acid, các chất màu… đồng thời giữa chúng có sự tương hỗ về mặt hóa 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 proteaza có sẵn trong tế bào nấm men. Sản phẩm tự phân là các peptid, acid amin và một vài thành phần của acid nucleic. Chính các sản phẩm tự phân này có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng bia. Quá trình lên men phụ thực hiện từ 18 – 20 ngày. 2.2.9. Công đoạn lọc trong bia sau lên men 2.2.9.1 Mục đích Tạo độ trong lóng lánh cho bia. Loại bỏ đáng kể số vi sinh vật bao gồm nấm men vẫn còn tồn tại sau quá trình tàng trữ có khả năng làm được bia. Loại bỏ phức chất protein, các hạt dạng keo polyphenol, polysaccarit và protein ít tan, những chất này làm bia nhanh đục, nhờ vậy làm bia trở nên ổn định hơn. 2.2.9.2. Cách tiến hành Bia sau quá trình lên men phụ đã qua quá trình tách cặn và xác men nhưng vẫn còn chứa nhiều nấm men dư thừa và các chất kết tủa khác có nguồn gốc từ quá trình lên men. Để có được một sản phẩm được người tiêu dùng chấp nhận cần làm trong bia, có nghĩa tách các thành phần cặn kết tủa và nấm dư thừa ra khỏi bia tạo cho bia thành phẩm có độ trong nhất định. *Có 3 cách để làm trong bia: Ly tâm: sử dụng lực ly tâm để tách các chất kết tủa có khối lượng ra Lắng : dựa trên tác dụng của trọng lực, bản thân các hạt cặn, kết tủa sẽ lắng dần và tách ra khỏi bia. Lọc: sử dụng bộ phận lọc (màng lọc, lớp lọc) để phân tách cặn ra khỏi bia. Đây được xem là phương pháp hiệu quả nhất, đang được sử dụng ở nhà máy bia Vinaken. * Có 2 cơ chế tách huyền phù và nấm men ra khỏi bia: Cơ chế sàng: giữ các hạt có kích thước lớn. Cơ chế hấp phụ: tách các hạt có kích thước nhỏ hơn kích thước các lỗ của thiết bị lọc. Bột lọc diatomit là một loại bột trợ lọc, nó có tác dụng tăng cường hiệu quả lọc và ngăn các hạt có kích thước nhỏ hơn qua. Được xếp làm 2 lớp: Lớp đầu tiên chiếm khoảng 70% tổng lượng bột ( 700-800g/m) dùng, ngăn các hạt có kích thước lớn với áp suất là 2-3bar. Lớp tiếp theo: chiếm 1000g/m và mịn hơn lớp đầu tiên dùng để lọc các hạt có kích thước trung bình. 2.2.10. Bão hòa CO2 và tàng trữ 2.2.10.1. Bão hòa: Do các công đoạn làm việc ở nhiệt độ cao và áp suất thấp nên hàm lượng CO2 ít nhiều sẽ bị giảm, do vậy trước khi chiết bia vào chai cần bổ sung hàm lượng CO2 tới mức yêu cầu, CO2 được bổ sung hòa tan vào bia để đảm bảo độ hòa tan tốt mà ta cần. CO2 được phun ở dạng các bọt khí có kích thước càng nhỏ càng tốt. Ban đầu CO2 còn liên kết với cá thành phần của bia một cách lỏng lẻo, cần phải có thời gian để các liên kết này trở nên bền vững. Sử dụng thiết bị bugi phun CO2. *T0p: 0-20C, pH: 4,4 - 4,6. *Thiết bị cacbonic hóa lắp cách đáy tank bia sạch: 0,2 - 0,25m. *PTank = 1,6 KG/cm2, P ống dẫn CO2 tia vào = 2KG/cm2. Hàm lượng CO2 trong bia thành phẩm: *Bia hơi: 4-5 g/l *Bia tươi:4,5 g/l *Bia chai, lon: 4 g/l 2.2.10.2. Tàng trữ: Bia sau khi bổ sung hêm CO2 được chứa trong các tank chịu áp suất trong thời gian từ 2-3 ngày để CO2 hòa tan hết vào bia. Các tank này được bố trí hệ thống làm lạnh sao cho nhiệt độ của bia giảm xuống 0-20C. Đây là công đoạn trung gian trước khi chiết. Vì vậy tank chứa cần đảm bảo tuyệt đối vệ sinh. CHƯƠNG 3: HOÀN THIỆN SẢN PHẨM 3.1. Các phương pháp làm trong bia. - Bia sau quá trình lên men phụ dù đã qua quá trình tách cặn nhưng vẫn còn chứa nhiều nấm men dư thừa và các chất kết tủa khác có nguồn gốc từ quá trình nấu đường hóa và đun hoa hoặc được tạo ra từ quá trình lên men. Để có được một sản phẩm được người tiêu dùng chấp nhận cần làm trong bia, có nghĩa tách các thành phần cặn kết tủa và nấm men dư thừa ra khỏi bia tạo cho bia sản phẩm có độ trong nhất định. - Các phương pháp làm trong bia: Lắng: dựa trên tác dụng của trọng lực, bản thân các hạt cặn, kết tủa sẽ lắng dần và tách ra khỏi bia. Ly tâm: sử dụng lực ly tâm để tách các chất kết tủa có khối lượng ra khỏi bia. Lọc: sử dụng bộ phận lọc (màng lọc, lớp lọc) để phân tách cặn ra khỏi dịch bia. Trong 3 phương pháp trên, phương pháp lọc là có hiệu quả và thông dụng nhất (trong đó có nhà máy bia Vinaken sử dụng phương pháp này). 3.1.1. Lắng trong bia Phương pháp lắng trong tuy đơn giản và có thể kết hợp đồng thời với quá trình lên men phụ (ở nhiệt độ thấp) có tách cặn và men định kỳ nhưng thời gian cần thiết để đảm bảo bia có một độ trong nhất định thường dài. Hiện nay, xu hướng làm trong bia này thường được sử dụng trong các cơ sở sản xuất bia “nhà hàng’’ với thời gian để lắng khá lâu. Hơn nữa phương pháp này không thể tách được cặn triệt để, đặc biệt là những dạng cặn lơ lửng. 3.1.2. Ly tâm Sử dụng biện pháp ly tâm, các hạt huyền phù và nấm men dưới tác dụng của lực ly tâm sẽ văng ra xa, nhờ vậy tách được chúng ra khỏi bia. Phương pháp này được sử dụng khi lượng nấm men có trong bia cần lọc rất nhiều (lên men nổi, chu kỳ men ngắn). Máy ly tâm cần đảm bảo phải kín (không có sự xâm nhập của không khí), giá thành của máy hợp lý. Sử dụng máy ly tâm để làm trong bia có ưu điểm rút ngắn thời gian và có thể sử dụng trước khi đưa bia vào lên men phụ. Với phương pháp ly tâm cho phép giảm lượng nấm men xuống ít hơn 500.000 tế bào/ml. Tuy vậy, máy li tâm ít được sử dụng để làm trong bia trong công đoạn cuối vì dưới tác dụng của lực ly tâm, có thể bia sẽ bị nóng lên (nhiệt độ của bia có thể tăng lên từ 1 – 20C) và do một số nhược điểm như sau: Vốn đầu tư cao Máy ly tâm cần được bảo dưỡng thường xuyên Có nguy cơ hòa tan O2 Hao hụt nhiều Áp suất tăng đột ngột (cần thiết phải có thùng điều khiển áp suất) 3.1.3. Lọc trong bia Quá trình lọc trong bia nhằm 3 mục đích: Lọc bia để tách các tế bào men còn lại và protein vẫn còn tồn tại sau quá trình tàng trữ có khả năng làm đục bia (tăng giá trị cảm quan).. Chạy máy lọc ở nhiệt độ -20C loại bỏ các phức chất protein, các hạt dạng keo polyphenol, polysaccarit và protein ít tan, nhiệt độ rất lạnh này nhằm đảm bảo bia "ổn định" điều này giúp cho bia không bị đục khi đóng vào chai hoặc vào lon. Sau khi lọc, bia có màu vàng "sáng" 3.1.3.1. Cơ sở lí thuyết Các thành phần gây đục bia được phân loại theo kích thước thành ba nhóm: Các hạt thô (trên 0.1µm): Gồm các protein có khả năng đông kết, nấm men, vi khuẩn, có thể nhìn thấy bằng mắt thường và nhận biết bằng kính hiển vi. Các hạt mịn (giữa 0.001 và 0.1 µm). Gồm các liên kết protein và protein -tanin. Chúng chỉ được nhìn thấy bằng kính hiển vi. Các hạt mịn nhất ( dưới 0.001 µm): Là các phân tử hay chuỗi phân tử tan thực sự, không thể nhìn thấy được chúng nhưng có thể nhận biết bằng sắc ký khí. Có 2 cơ chế để tách huyền phù và tế bào nấm men ra khỏi bia: Cơ chế sàng: giữ lại tất cả các hạt có kích thước lớn hơn kích thước của vật liệu lọc một cách cơ học như cơ cấu sàng, trong đó lớp vật liệu lọc như một mặt sàng. Các hạt huyền phù có thể bị giữ ngay trên bề mặt của lớp vật liệu lọc hoặc bị giữ bên trong lớp vật liệu lọc tùy theo kích thước của chúng. Cơ chế hấp phụ: giữ lại các hạt huyền phù có kích thước nhỏ hơn kích thước các lỗ trong vật liệu lọc, dựa trên sự hấp phụ các hạt đó với vật liệu lọc. Ở đây có thể chia thành 2 nhóm: Lọc bề mặt: các huyền phù bị giữ ngay trên bề mặt của lớp vật liệu lọc. Lọc sâu: huyền phù bị giữ lại bên trong lớp bề mặt lọc, do cơ chế sàng và do sự hấp phụ Bia sau khi lọc có độ trong lấp lánh chủ yếu là nhờ quá trình hấp phụ. Quá trình lọc diễn ra 2 bước: phủ bột trợ lọc và lọc bia: Phủ bột trợ lọc: quá trình phủ bột trợ lọc nhằm mục đích sắp xếp các hạt diatomit theo một trình tự nhất định trên bề mặt vật liệu lọc để tăng hiệu quả lọc. Vật liệu lọc thông thường có lỗ có kích thước 70 – 100 micromet, lớn hơn từ 2 – 4 micromet so với kích thước hạt bột trợ lọc diatomit. Để đảm bảo quá trình lọc có hiệu quả, sau khi phủ bột trợ lọc lớp bột này phải hình thành các lớp phân bố trên bề mặt vật liệu lọc như sau: Lớp bột đầu tiên: gồm những hạt có kích thước lớn nhất, sát với lớp vật liệu lọc, có nhiệm vụ ngăn cản những hạt có kích thước nhỏ hơn lọt qua. Lớp bột này chiếm khoảng 70% tổng lượng bột trợ lọc. Lớp bột thứ hai: gồm những hạt bột trợ lọc có kích thước trung bình, lớp này đảm bảo bia lọc ra có độ trong đảm bảo. Lọc: trong quá trình lọc, bột trợ lọc vẫn tiếp tục được bổ sung vào cùng với bia cần lọc một lượng xác định nhờ hệ thống bơm định lượng, chính lượng bột này duy trì độ thấm qua lớp áo bột lọc để đảm bảo tốc độ dòng chảy của dịch lọc ra không đổi. Lượng bổ sung thêm trong quá trình lọc thường từ 60 – 120 g/ hl bia, trong đó 2/3 bột trợ lọc có độ mịn trung bình và 1/3 là bột lọc mịn. 3.1.3.2. Vật liệu lọc ( môi trường lọc) Để tách cặn huyền phù ra khỏi dịch người ta có thể sử dụng các dạng vật liệu lọc như sau: Các sàng bằng kim loại được đục lỗ Các tấm lọc bằng kim loại 3.1.3.3. Bột trợ lọc: Có 2 dạng chất trợ lọc có nguồn gốc khác nhau: Kiesalgulhr, Silicagel và Polyvinypolypirolidone (PVPP) Hiện nay, nhà máy bia Vinaken sử dụng chất trợ lọc Kieselgulhr hay còn gọi là diatomit. Kieselgulhr hay diatomit: đây là một dạng hóa thạch của một loại tảo đơn bào có chứa silic oxit, gọi là diatomit với 15000 loại khác nhau. Đá diatomit thô chứa từ 25 đến 60% nước tùy theo từng vùng. Kích thước của nó thay đổi từ 1 đến 200. Độ xốp là một tính chất rất quan trọng của diatomit, hơn 90% bề mặt của các hạt nhỏ là các khoảng trống. Diatomit thô chưa nung, có màu xám. Sau khi nung nó trở thành màu hồng. Đối với một số loại, có thể tạo ra bằng cách nung diatomit có liên kết các vỏ, các mai của một số động vật biển có chứa nhiều silic và bổ sung thêm từ 3 đến 10% kiềm nóng chảy với mục đích là cải thiện vận tốc lọc của diatomit. Diatomit nung với vôi có màu trắng, hạt có kích thước từ 2 đến 3
. Có rất nhiều thông số đánh giá chất lượng của diatomit: