Khóa luận Qui trình thiết bị sản xuất bia lager

: Gạo Silo Máy tách sắt , rác Máy tách đá sạn Nghiền Cân Hồ hóa Hình II.2.6: Sơ đồ nghiền gạo II.2.6/ Máy nghiền búa: Sử dụng để nghiền nguyên liệu gạo. - Cấu tạo: Bao gồm một sàng phân loại hình trụ khuyết. Sàng này có thể tháo lắp một cánh dễ dàng, dễ vệ sinh cũng như thay đổi kích thước lỗ sàng khác nhau. Đối với nhà máy, kích thước lỗ sàng 2mm. - Bên trong lỗ sàng có một roto quay, trên roto lắp nhiều đĩa và trên mỗi đĩa được gắn nhiều cánh búa động bằng thép. Cụ thể máy nghiền búa nhà máy có 88 búa, 11 hàng Cấu tạo gồm: 1 Cánh khế đưa nguyên liệu vào 2 Cánh búa 3 Trục 4 Ống nối với xyclon thu hồi bụi 5 Vít tải bột gạo 6 Lưới sàng. Hình II.2.6.1 : Hình máy nghiền búa Đối với gạo + Gạo sau khi tách đá sẽ đi vào thùng chứa phía trên máy nghiền búa. Rồi được van cánh khế đưa vào máy nghiền búa. Đặc điểm của gạo cũng như các thế liệu khác là hạt tinh bột của chúng chưa được hồ hoá, chưa được tác động bởi quá trình enzyme, cấu trúc tinh bột của chúng còn rất cứng, sẽ rất khó thuỷ phân. Do đó biện pháp hữu hiệu nhất để chiết ly được nhiều chất hoà tan thì phải nghiền nhỏ, sau đó hồ hoá (ở nhiệt độ cao) làm cho tinh bột chín. + Sau khi nghiền thu được bột gạo sẽ tiếp tục được vít tải và gàu tải vận chuyển vào phểu chứa trung gian, sau đó vào cân 480-490 kg/mẻ và được vít tải cấp vào nồi gạo. Nguyên tắc hoạt động - Gạo được van cánh khế đưa vào khoang nghiền. Động cơ truyền động qua dây curoa làm roto quay khoảng 2000 v/ph (ứng với điện lưới 50hz). Các búa quay sẽ va đập vào các hạt gạo làm vỡ vụn. Những hạt có kích thước nhỏ sẽ lọt qua lưới sàng, còn hạt chưa đạt kích thước sẽ tiếp tục bị va đập để nghiền nhỏ. Vì khi nghiền tạo nhiều bụi nhỏ nên khoang nghiền có ống thông với xyclon thu hồi bụi nối với quạt hút của thiết bị lọc bụi. - Bột gạo sau khi lọt lưới sàng thì được vit tải tải vào gàu và gàu sẽ đổ bột gạo vào thùng chứa trung gian. -Thông số kĩ thuật: Năng suất: 2t/h, công suất động cơ: 37 k Sơ đồ hệ thống thu gom bụi: Phễu trung gian (malt) Gàu tải nhập malt Quạt hút không khí sạch Vit tải nhập gạo Gàu tải nhập gạo Ống gom bụi Tách bụi thô Lọc bụi túi vải Bụi Vit tải cấp gạo Vào xay nghiền Máy nghiền gạo Gàu tải cấp malt Máy tách đá Quạt hút không khí sạch Máy tách rác Ống gom bụi Tách bụi thô lọc bụi túi vải bụi Gàu tải malt sạch Thuyết minh - Có 03 hệ thống gom bụi từ các thiết bị có sinh bụi như vit tải nguyên liệu, gàu tải, các máy tách rác, máy nghiền búa.... Nhờ quạt hút, bụi từ các thiết bị được gom vào 1 ống gom chung. Sau đó qua thiết bị tách bụi thô là một thùng rỗng, bên trong có một tấm ngăn, bụi trong ống gom có đường kính nhỏ hơn, khi đi qua thùng rỗng sẽ bị giảm áp đột ngột, va đập vào tấm ngăn các hạt bụi có kích thước lớn hơn giảm động năng sẽ rơi xuống. Còn không khí có lẫn bụi nhỏ sẽ tiếp tục vào thiết bị lọc bụi. - Để tạo chân không trong máy tách đá ta sử dụng quạt hút, không khí có lẫn bụi từ máy tách đá cũng phải qua thiết bị bụi lọc bụi. Sau khi qua thiết bị lọc bụi toàn bộ không khí sạch được quạt hút đẩy ra ngoài, còn bụi sẽ được thu hồi. Thiết bị lọc bụi - Cấu tạo: Là một tủ kín bên trong có nhiều túi lọc bụi, đối với nhà máy có 3 thiết bị lọc bụi, 2 thiết bị lọc bụi xay nghiền, làm sạch gạo, malt gồm hai ngăn mỗi ngăn có hai hàng túi, mỗi hàng có 5 túi lọc nên tổng cộng sẽ có hai túi lọc, còn thiết bị lọc bụi của hệ thống nhập liệu thì mỗi hàng có 06 túi lọc nên tất cả sẽ có 24 túi lọc. Túi lọc làm bằng vải lồng ngoài khung thép bằng INOX để khi quạt hút hút túi không bị móp, mỗi túi lọc thì có đường ống thổi khí nén khi rũ bụi Bụi Nguyên tắc hoạt động Quạt hút, hút không khí có lẫn bụi vào túi lọc, chỉ có không khí sạch lọt qua lớp vải túi lọc và được hút xả ra môi trường. Bụi sẽ bám vào bề mặt túi, định kỳ 25s khí nén sẽ thổi vào lần lượt các túi lọc của 03 thiết bị lọc để xả bụi, bụi được thu hồi trở lại, để đem đi nấu. - Sự cố + Rách vải túi lọc + Hỏng van điện từ không thổi khí nén được, bụi sẽ bám vào vải lọc dẫn đến là bị tắc bụi. + Thông số kỹ thuật + Khí nén thổi 6 -7 bar. + Công suất của môtơ quạt hút 7,5kw II.2.7/ Thiết bị nấu bia Sơ đồ quy trình nấu nồi gạo Malt lót 1 Nước 260C Nâng nhiệt 720C Giữ nhiệt 720C (20 phút) Nâng nhiệt 830C Giữ nhiệt 830C (5 phút ) Hạ nhiệt 720C Giữ nhiệt 720C (25 phút ) Đun sôi 1000C Malt lót 2 Nước 260C Bột gạo H2SO4 Hội cháo Hình II.2.7: Sơ đồ quy trình của nồi gạo Bản chất của quá trình Nấu bia là quá trình chuyển các chất của malt và nguyên liệu thay thế từ trạng thái không hoà tan sang dạng hoà tan nhờ tác động của enzym. Phương pháp: - Có hai phương pháp nấu bia là phương pháp ngâm và phương pháp đun sôi. - Phương pháp ngâm là toàn bộ khối nấu được nâng nhiệt và giữ nhiệt tại các mức theo yêu cầu của công nghệ (45 ÷ 500C, 60 ÷ 650C, 70 ÷750C) trong thời gian thích hợp, sau đó có thể nâng nhiệt độ của toàn khối nấu lên 780C và chuyển sang thiết bị lọc. - Ưu điểm của phương pháp ngâm là thời gian nấu ngắn nên ít tốn năng lượng nhưng có nhược điểm là khối nấu không được đun sôi nên đường hoá có thể không triệt để. - Phương pháp đun sôi là trích một phần của khối nấu đem đun sôi và sau đó trộn lẫn với phần chưa đun sôi nhằm mục đích nâng và giữ nhiệt độ của khối nấu qua các mức theo các yêu cầu công nghệ. Có thể tiến hành đun sôi một lần, hai lần hoặc ba lần. - Ưu điểm của phương pháp đun sôi là phá vỡ triệt để cấu trúc tế bào tinh bột nên tăng hiệu suất của quá trình thuỷ phân, và cũng ngược lại với phương pháp ngâm, phương pháp đun sôi có những nhược điểm là thời gian lâu kéo dài, tốn nhiều năng lượng dưới tác dụng của nhiệt độ cao có thể xảy ra một số phản ứng phụ không cần thiết. - Nhà máy sử dụng phương pháp đun sôi một lần phù hợp với lượng nguyên liệu thay thế là gạo với tỉ lệ là 25% . I.5.1/ Nồi gạo + Thiết bị dạng hình trụ có trang bị áo hơi và lớp bảo ôn bằng bông thủy tinh cách nhiệt dày 100mm. Áo hơi gồm áo hơi đáy và áo hơi xung quanh thân thiết bị, có đường hơi vào và đường hơi ngưng thoát ra. + Bên trong có cánh khuấy quay được nhờ motor đặt ở dưới đáy nồi (tránh dầu mỡ chảy vào nồi, giảm trở lực). + Đối với nồi gạo, malt lót vào dưới đáy, gạo và nước vào nồi từ trên, dịch cháo bơm qua nồi malt ở cửa ra dưới đáy . Đối với nồi malt, dịch malt và hội cháo được đưa vào từ đáy, dịch đường bơm đi lọc cũng đi ra từ dưới đáy nồi. + Trên có ống thoát hơi, cửa quan sát, đèn chiếu sang. Ngoài ra còn có các đường ống cip vào và cip hồi. Trong quá trình nấu nhiệt độ luôn được kiểm soát nghiêm ngặt nhờ một đầu dò nhiệt độ, ngoài ra còn có đầu dò báo mức, đầu dò độ đục. Cách nấu nồi gạo + Đầu tiên đóng van xả nồi, bật cánh khuấy, malt lót 1 tỉ lệ malt lót: gạo = ½ x15% khối lượng gạo (38kg malt/3hl nước) được bơm vào từ đáy nồi. + Bột gạo đã nghiền mịn được vít tải vận chuyển đến cửa vào phía trên nắp nồi, bột gạo rơi vào nồi, nước 26 0C đồng thời được phun vào bao trùm lấy bột gạo đang rơi để hòa bột tốt hơn và tránh hiện tượng bột bám vào thiết bị, tổng lượng nước phun là 12hl/480kg(2,5l/kg). + Sau khi xuống gạo bổ sung 35 ml H2SO4 98% ( được pha loãng thành 10%) tạo môi trường acid 5,2-5,6 thuận lợi cho enzyme amylaza có trong malt lót phân cắt mạch tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hồ hóa. Sau đó nâng nhiệt độ lên 720C, tốc độ nâng nhiệt khoảng 1,20C/ph, giữ nhiệt độ này khoảng 20 ph để quá trình dịch hóa tinh bột xảy ra. Đồng thời lúc này malt lót 2 cũng được chuẩn bị. + Tiếp theo nâng nhiệt độ lên 830C, giữ 5ph để tinh bột trương nở và hồ hóa nhanh hơn . Quá trình hồ hóa sẽ càng làm tăng độ nhớt của dung dịch. + Hạ nhiệt độ xuống 720C bằng 3hl nước 260C. + Tiếp tục bổ sung malt lót 2 (bằng lượng malt lót 1) tạo điều kiện cho quá trình dịch hóa tinh bột lần nữa. Bởi vì ở 720C rất thuận lợi cho enzyme α-amylaza phân cắt mạch amylo và amylopectin của tinh bột thành những mảnh dextrin nhỏ. Qúa trình này sẽ làm giảm đáng kể độ nhớt của dịch cháo để dễ dàng khuấy trộn cũng như bơm đi, mặt khác tạo nhiệt độ thuận lợi cho enzyme α-amylaza phân cắt mạch amyloza và amylopectin của tinh bột thành những mảnh dextrin nhỏ trước đó là cơ chất cho β-amylaza xúc tác quá trình đường hóa sau này ở nồi malt. +Tiếp tục nâng nhiệt độ lên, ở thời điểm đạt 84,50C thì đồng thời nghiền malt ướt. Khi nhiệt độ đạt 1000C giữ 15ph để hồ hóa hoàn toàn tinh bột thì bơm qua nồi malt. Trong quá trình nấu cánh khuấy hoạt động liên tục 24v/ph để tránh khê sít ở đáy nồi. Nồi gạo: Hình II.2.7.1: Hình vẽ nồi gạo Chú thích 1/Ống thông áp 2/Cơ cấu nhập bột gạo, nước 3/Quả cầu cip 4/Cửa quan sát, vệ sinh 5/Lớp bảo ôn 6/Hơi cấp thân 7/Hơi cấp đáy 8/Đường dịch nấu đi ra 9/Đường nước ngưng 10/Cánh khuấy II.2.7.2/ Nồi malt Sữa malt Nâng nhiêt 500C Giữ nhiệt 5-10 phút Hội cháo 60-650C Giữ nhiệt 20 phút Nâng nhiệt 750C Giữ nhiệt 20 phút Nâng nhiệt 760C Bơm đi lọc CaCl2 acid lactic Dịch cháo 1000C Lấy mẫu PH Lấy mẫu tinh bột sót Hình II.2.7.2: Sơ đồ của nồi malt Cách tiến hành + Dịch sữa malt từ máy nghiền malt ướt được bơm vào nồi malt từ dưới lên trong suốt quá trình nghiền malt ướt. Cánh khuấy nồi malt quay tốc độ 60%(18 v/ph). + Sau khi xuống malt được 5ph thì bổ sung acid lactic 1200ml/mẻ, canxi clorua 1,5kg/mẻ. Acid lactic có tác dụng hạ pH về vùng pH opt = 5,2-5,4, tạo điều kiện thuận lợi cho các enzyme thủy phân các chất. Canxi clorua sẽ làm giảm độ cứng của dịch, bình thường dịch bột có độ chua 5,85-6,02. Mà độ chua thích hợp cho enzime thủy phân là 5,2-5,4. Vì vậy làm mềm nước, đặc biệt là nước có độ cứng cacbonat thấp là một trong những điều kiện quan trọng nhất nhằm nâng cao hiệu suất đường hóa và chất lượng sản phẩm. + Sau khi xuống malt xong, dịch có nhiệt độ gần 450C sẽ được nâng nhiệt lên 500C và giữ ở nhiệt độ này trong 5ph. Đây là giai đoạn enzyme proteaza thực hiện quá trình đạm hóa, sản phẩm chủ yếu của giai đoạn này là các hợp chất thấp phân tử như peptit hoặc acid amin. Hàm lượng các hợp chất chứa nitơ trong thành phần chất hòa tan của dịch đường chỉ chiếm khoảng 5-7% nhưng chúng đóng vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo tiến trình lên men được bình thường. Axit amin, peptid là nguồn dinh dưỡng nitơ cho nấm men, pepton, polypeptid góp phần không nhỏ cho việc tạo vị đậm đà , tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt cho bia. + Sau đó thì tiến hành hội cháo, bơm dịch cháo 1000C từ nồi gạo sang nồi malt kết thúc hội cháo thì lấy mẫu PH hội cháo , nhiệt độ của hỗn hợp đạt 60-650C giữ nhiệt độ này 20 phút đây là nhiệt độ thích hợp cho Enzym β cắt hai gốc Glucozit trên toàn mạch Amyloza và mạch nhánh của Amylopectin để tạo thành đường Maltoza. + Tiếp theo thì nồi đường hóa được nâng nhiệt lên 750C và giữ nhiệt độ này 20 phút đây là nhiệt độ tối ưu cho α- Amylaza hoạt động. Tại đây phần tinh bột hòa tan sẽ được đường hóa hoàn toàn. Giữ nhiệt khoảng trên 10ph thì kiểm tra tinh bột sót, nếu vẫn còn thì 5ph sau thử lại. + Hết tinh bột tiến hành nâng nhiệt lên 760C để giảm độ nhớt dịch đi lọc. Tuy nhiên ta không nên nâng nhiệt độ cao hơn 780C, vì ở nhiệt độ đó enzyme α-amylaza sẽ bị vô hoạt , để đường hóa nốt phần tinh bột còn sót lại , chỉ nâng nhiệt 760C. *Nồi malt: Hình II.2.7.3: Hình vẽ nồi malt Chú thích 1/Ống thoát hơi 2/Đèn chiếu sáng 3/Quả cầu cip 4/Cửa quan sát vệ sinh 5/Lớp bảo ôn 6/7 Hơi cấp 8/Đường dịch nấu đi ra 9/Đường dịch cháo vào 10/Đường nước ngưng 11/Cánh khuấy - Nguyên tắc hoạt động: Dịch nấu đi vào nồi tới đâu thì mở áo hơi tới đó, lúc đầu sẽ mở áo hơi đáy trước sau đó mới mở áo hơi thân. Hơi đi trong áo hơi, truyền nhiệt cho thành nồi, đáy nồi và làm nóng dịch nấu, còn bản thân hơi mất nhiệt sẽ ngưng tụ và được xả ra ngoài . Đồ thị của quá trình nấu bia: Hình II.2.7.4: Giản đồ nấu của công ty Bia Sài Gòn (DakLak) - Thời gian các giai đoạn giữ nhiệt t1: 20 phút t2: 5 phút t3: 20 phút (cho phép tối đa 4h nếu bị sự cố). t4: 10 phút (cho phép tối đa 4h nếu bị sự cố). t5: 5 phút t6: 20 phút (cho phép tối đa 30 phút nếu bị sự cố). t7: 20 phút (cho phép tối đa 30 phút nếu bị sự cố). + Chú ý: các giá trị thời gian và nhiệt độ có thể xê dịch một khoảng nhất định, tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể. II.2.8/ Quá trình lọc *Mục đích: Lọc nhằm mục đích tách hết các chất hòa tan ra khỏi chất không hòa tan (vỏ, phần nội nhũ của hạt không tan). Qúa trình lọc gồm 2 giai đoạn: - Lọc dịch đường ra khỏi bã, trong suốt quá trình lọc bã đóng vai trò như một lớp vật liệu lọc. - Rửa bã: Sau khi tách dịch ra khỏi bã, trong bã còn giữ lại một lượng các chất hòa tan đặc biệt là đường… Mục đích rửa bã là để thu hồi những chất chiết này. *Tiến hành lọc: + Khi nồi malt bắt đầu nâng nhiệt lên 760C, nồi lọc bắt đầu kiểm tra: cửa xả bã đóng , dao gạt ở mức 180mm, lấy nước lót 4hl, 760C, tác dụng của lớp nước lót là nó như một lớp đệm để giảm áp lực lên lưới lọc khi bơm dịch lọc vào, điều này sẽ hạn chế được hiện tượng bã mắc vào lưới lọc. + Sau đó bơm dịch lọc qua, ổn định trong 5ph + Dịch lọc ban đầu còn đục nên được bơm tuần hoàn 5ph, sau đó thì dịch cốt được bơm qua nồi đun sôi. Tốc độ lọc 75hl/h; khi đạt 20hl thì tốc độ cánh khuấy 5% (0,4 v/ph) , lấy mẫu dịch cốt , kiểm tra độ đường mong muốn đạt 15,5-16,30P. + Đến lúc dịch cốt được 34hl, lúc này tốc độ lọc chậm dần do các mương mao dẫn ở lớp lọc bị tắc. Để khắc phục lại lớp lọc, cánh khuấy được hạ xuống 30mm, dao cào bã cũng hạ xuống vị trí thấp nhất, hệ thống tháo dịch đóng lại, cho cánh khuấy quay với tốc độ 5% để xáo trộn lớp lọc trong 3 ph, sau đó nâng cánh khuấy lên ngang tầm chiều cao lớp lọc, nâng dao cạo bã lên vị trí cũ, quay để dàn bằng bề mặt lớp lọc rồi tiến hành lọc tiếp. + Khi thể tích dịch cốt đạt 52-56 hl thì tiến hành rửa bã. + Sử dụng nước 760C để rửa bã, yêu cầu của quá trình rửa bã là phải thu hồi hết các chất còn sót trong bã, tuy nhiên nếu rửa quá kĩ thì có thể trích ly cả những chất không mong muốn vào dịch đường. Lượng nước rửa bã sẽ làm loãng dịch đường, lượng nước sử dụng phụ thuộc lượng và nồng độ dịch cốt và nồng độ dịch cần sản xuất. Đối với nhà máy, dịch cốt đạt khoảng 160P, nồng độ dịch sản xuất bia cao độ khoảng 130P nên tỉ lệ dịch cốt và nước rửa bã xấp xỉ 1:1 . Lượng nước rửa bã nhiều thì hiệu suất thu hồi sẽ cao, tuy nhiên lượng nước rửa bã nhiều thì quá trình đun hoa lại phải kéo dài để đảm bảo nồng độ dịch sản xuất theo yêu cầu. + Quá trình rửa bã chia ra 3 lần: - Lần 1: Khi lọc được 52-60hl thì tiến hành rửa bã lần 1. Cánh khuấy hạ xuống đáy đóng hệ thống tháo dịch, tốc độ cánh khuấy 5%, đưa nước rửa bã vào khi đạt 7hl thì cánh khuấy nâng lên, tắt cánh khuấy cho đến khi thể tích rửa bã đạt 15hl thì rửa bã lần 2. Bơm tháo dịch. - Lần 2: Cánh khuấy quay tốc độ 5%, đưa nước rửa bã 25hl vào (100hl/h) , tốc độ lọc tăng 80hl/h. Khi thể tích dịch lọc đạt 90hl thì tiến hành rửa bã lần 3 - Lần 3: Cánh khuấy hạ xuống, quay với tốc độ 5%(0,4v/ph) , tốc độ bơm dịch lọc 80-85hl/h, đưa nước rửa bã lần 3 vào, trong quá trình rửa lấy mẫu kiểm tra đường sót. Rửa cho đến lúc dịch lọc đạt 124hl thì kết thúc lọc. + Tiến hành xả bã, dao cào bã sẽ đẩy bã vào thùng chứa bên dưới qua cửa xả bã, sau đó bơm sẽ đẩy bã lên silo chứa bã hèm. II.2.8.1/ Thiết bị lọc Lauteur tun  - Cấu tạo: + Là một thiết bị hình trụ có 2 đáy: đáy thật và đáy giả. Trên độ cao 2,5 cm từ đáy, thùng lọc được ghép một đáy giả thứ hai. Đáy giả gồm nhiều tấm lưới kim loại dạng hình rẻ quạt ghép lại với nhau để tạo lớp lọc từ bã, trên đáy giả có cửa để tháo bã ra ngoài Bên trong có hệ thống cánh khuấy và dao cào bã để cào đảo lớp bã lọc, đường ống cấp nước rửa bã, đường ống cip. Đường ống của dịch vào lọc, đường ống tháo dịch lọc ra từ dưới đáy, trước bơm tháo dịch có ống thông áp để tránh lực hút quá mạnh lên lưới lọc khi bật bơm. Bên trên nắp thiết bị có cửa quan sát, đèn chiếu sang, ống thoát hơi. Hai motor làm quay và nâng hạ cánh khuấy ở dưới đáy thiết bị lọc. Ngoài ra còn trang bị các đầu dò báo mức, nhiệt độ, đầu dò áp suất. Hình II.2.8.1 : Hình thiết bị lọc Lauteur tun Chú thích 1/Ống thông áp 2/Lớp bảo ôn 3/Vòi cip 4/Cánh khuấy 5/Ống thu dịch 6/Trục cánh khuấy 7/Vòng ống gom dịch 8/Dao gạt 9/Lưới lọc 10/Cửa quan sát, vệ sinh - Nguyên tắc hoạt động: + Nguyên tắc lọc ở đây là sử dụng sự chênh lệch áp suất ở phía trên và phía dưới màng lọc, dịch đường sẽ tự chảy qua lớp lọc và thoát ra ngoài. Khi bơm dịch cháo vào thùng lọc, phần bã sẽ lắng xuống đáy giả tạo thành màng lọc. Việc cào đảo lớp bã khôi phục lớp lọc mới, tiến hành rửa bã và xả bã được thực hiện nhờ hệ thống lưỡi dao, cánh khuấy. II.2.9/ Đun sôi (houblon hóa) Mục đích: - Ổn định thành phần dịch đường. - Làm cho dịch đường có nồng độ theo yêu cầu. - Làm keo tụ các protit. - Truyền cho bia mùi và vị của hoa houblon. - Vô hoạt enzym và thanh trùng dịch đường. *Yêu cầu: - Ðủ độ đắng cho bia nhưng chi phí hoa ít nhất. - Ðủ các chất và thời gian cần thiết để kết lắng protein. - Ðảm bảo được lượng hương thơm tồn tại trong hoa. - Dễ thao tác và hiệu quả kinh tế cao nhất. *Tiến hành houblon hoá: - Quá trình houblon hoá cần bốc hơi một lượng nước lớn (khoảng 8¸12% so với thể tích chung của dịch đường trong một giờ). - Tiến hành: Dịch đường từ thiết bị lọc chuyển thẳng vào nồi houblon hoá. Khi dịch đường vào được 100hl thì bắt đầu cung cấp hơi 2 bar để gia nhiệt (thiết bị gia nhiệt kiểu ống chùm), nếu cấp hơi muộn quá thì thời gian sẽ kéo dài, ngược lại nếu quá sớm thì bốc hơi mạnh quá. Bơm tuần hoàn nồi houblon nhằm tăng khả năng tiếp xúc nhiệt của dịch, quá trình sôi đều, tránh hiện tượng sôi cục bộ, rút ngắn thời gian đun sôi. + Khi nước rửa bã vào thiết bị gần kết thúc thì bắt đầu nâng nhiệt sao cho khi dịch đường vào nồi kết thúc thì dịch đường trong nồi bắt đầu sôi. + Khi nhiệt độ đạt 99,50C thì lấy mẫu trước sôi kiểm tra pH, độ màu, độ hòa tan. + Bắt đầu sôi thì bổ sung hoa cao và caramel vào hop1 để tạo vị đắng và điều chỉnh độ màu, độ màu của dịch phụ thuộc nhiều yếu tố: phụ thuộc màu của malt, phụ thuộc vào cả quá trình nấu, quá trình đun sôi, bởi vì bản thân 2 quá trình này cũng sinh màu trong dịch nấu có đường, có acid amin vì vậy ở nhiệt độ nấu, đun sôi các phản ứng tạo màu như caramel sẽ làm màu đậm hơn. Do đó kiểm tra độ màu và bổ sung lượng caramel thêm thích hợp, tùy theo độ màu yêu cầu của sản phẩm. + Đun sôi khoảng 50ph, lấy mẫu điều chỉnh để điều chỉnh quá trình đun sôi. + Sau đó bổ sung hoa viên, ZnCl2 và acid lactic vào hop 2 hoa viên vị đắng và đặc biệt là để tạo mùi đặc trưng của houblon, ZnCl2 có vai trò quan trọng trong sự tổng hợp protein, sự sinh trưởng của tế bào nấm men, thúc đẩy quá trình lên men và giảm lượng H2S tạo thành, nồng độ thích hợp 0,08-0,2 mg/l, acid lactic điều chỉnh pH thích hợp cho quá trình lên men. +Tiếp tục đun sôi, tổng thời gian đun sôi khoảng 70-80 ph thì kết thúc quá trình đun sôi. Trong quá trình đun sôi, chỉ số đầu tiên để kết thúc quá trình đun sôi là nồng độ dịch đường. + Lấy mẫu sau sôi pH đạt 5,2-5,4, độ màu 9,5 và độ hòa tan 12,95-13,10P. + Nhà máy sử dụng hoa houblon ở dạng cao hoa và hoa viên, tỉ lệ sử dụng phụ thuộc vào hàm lượng α-acid đắng có trong nó. α-acid đắng trong cao hoa = 50,5% x 0,97 = 0,49 kg/mẻ α-acid đắng trong hoa viên = 8% x 3,4 = 0,27 kg/mẻ + Một mẻ thu được 104hl-105hl.Từ đó ta suy ra hàm lượng α-acid đắng sử dụng: (0,49+0,27)/104 = 0,762(kg/hl) = 7,62 (g/l). II.2.9.1/ Thiết bị đun sôi Cấu tạo: Thiết bị hình trụ đáy côn, gia nhiệt dạng ống chùm, được bọc lớp bảo ôn dày 100 mm xung quanh để cách nhiệt. Các cửa vào, ra của dịch, đường hơi vào, nước ngưng ra nằm dưới đáy nồi, phía trên có ống thoát hơi, cửa quan sát. Có 2 hop để bỏ mẫu vào nồi: hop 1 bỏ hoa cao và caramel, hop 2 bỏ hoa viên và aicd lactic, kẽm clorua. Hình II.2.9.2: Hình thiết bị đun sôi Chú thích 1/Ống thông áp 2/Ống cip 3/Hop1 4/Hop 2 5/Bộ trao đổi nhiệt 6/11 Đường dịch ra 7/Đường hơi cấp 8/Đường dịch vào 9/Đường dịch ra 10/Đường nước ngưng 12/Ống thải nước ngưng 13/Cửa quan sát , vệ sinh Nguyên tắc hoạt động Bộ phận trao đổi nhiệt bên trong dạng ống chum, dịch đường đi trong ống trao đổi nhiệt với hơi nóng đi bên ngoài xung quanh ống. Dịch đường được tuần hoàn trong nồi, được phân tán rộng ra ngoài nhờ các nón chắn phía trên chùm ống, cấu trúc này còn tránh được tạo bọt. Dịch đường nhận nhiệt và sôi còn hơi dần nguội đi và ngưng tụ lại thoát ra theo đường nước ngưng. Thông số kỹ thuật: Dt = 3160 mm V = 23 m3 Áp suất hơi đốt 2 bar, số ống truyền nhiệt 79 ống Sự cố, nhược điểm: Khó làm sạch nồi. Nếu hơi quá nóng, dịch đường sẽ bị quá nhiệt bởi tốc độ dịch chảy trong ống chậm , dẫn đến sẫm màu, mùi không đạt. II.2.10/ Lắng trong và làm lạnh dịch lên men Dịch hoa houblon Lắng xoáy Làm lạnh nhanh Dịch đường O2 Hình II.2.10/ Sơ đồ quy trình lắng trong – làm lạnh Mục đích Trong dịch đường sau khi đun sôi với houblon có chứa các cặn ở dạng huyền phù và cặn từ hoa houblon. Để có thể cấy nấm men cần thiết phải làm trong dịch, tách bỏ cặn và làm lạnh đến nhiệt độ lên men, bão hòa oxy cho dịch lên men. Như vậy công đoạn này gồm 3 mục đích: Tách cặn: Trong quá trình đun sôi dịch đường với houblon, trong dịch đường tạo thành nhiều kết tủa với kích thước khác nhau. Khi dịch đường ở trạng thái tĩnh, các kết tủa này sẽ có chiều hướng rơi tự do xuống đáy thùng, tốc độ rơi phụ thuộc vào khối lượng riêng của chúng. Có 2 loại cặn: Cặn thô (cặn nóng): Là cặn có kích thước tương đối lớn. Khi hạ nhiệt độ 60 thì hầu hết chúng bị kết lắng, mắt thường cũng có thể trông thấy được. Thành phần chủ yếu của các cặn thô này là protein , các hợp chất polyphenol , các hợp chất đắng , các chất khoáng và một số chất khác . Sự có mặt của các cặn này trong dịch lên men sẽ gây xáo trộn giai đoạn đầu của quá trình lên men, khi kết lắng sẽ làm nấm men bị bẩn. Vì vậy cần phải loại hết các cặn thô. Cặn mịn: Là những cặn có kích thước nhỏ hơn. Khi hạ thấp nhiệt độ đến nhiệt độ lên men thì chúng vẫn có khả năng kết tủa. Thành phần của cặn mịn chưa được xác định chính xác, sự ảnh hưởng của chúng đến tiến trình lên men và chất lượng sản phẩm theo các nhà khoa học còn có ý kiến trái ngược nhau nếu loại bỏ hết thì lại làm giảm hương vị bia và khả năng giũ bọt của bia kém . Sau khi đun sôi dịch được bơm qua thùng lắng xoáy, dịch đi vào thùng theo phương tiếp tuyến với thành thùng. Cặn tập trung ở giữa đáy thùng. Thời gian lắng khoảng 20ph. Dịch sau khi lắng được bơm qua làm lạnh nhanh. II.2.10.1/ Thùng lắng Whirlpool Hình II.2.10.1 : Hình thiết bị lắng Whirlpool Chú thích 1/Ống thoát hơi 2/Ống Cip 3/Ống dịch vào theo phương tiếp tuyến 4/Vòi phun rửa cặn hoa 5/Thanh đỡ 6/Chân thùng 7/Đường dịch ra dưới 8/Đường dịch ra trên 9/Ống thải nước ngưng 10/Cửa quan sát vệ sinh. Thống số kỹ thuật Dt = 3400mm; V = 17,8m3 Độ dốc 1% Nguyên tắc hoạt động: Whirlpool là thùng lắng xoáy có đáy hơi nghiêng so với mặt phẳng ngang,dịch được bơm vào với vận tốc 12-14m/s theo phương tiếp tuyến với thành thùng. Vị trí dịch vào ở 1/3 chiều cao thùng tính từ đáy lên. Khối dịch sẽ chuyển động xoáy bên trong thùng và đầy dần lên. Cặn sẽ tập trung ở giữa đáy thùng. Dịch trong được lấy ra ngoài ở phía dưới thùng lắng xoáy, sau khi tháo dịch xong thì tháo cặn. Ưu điểm: Thùng lắng Whirpool là thiết bị đơn giản, ít tốn kém cho việc lắp đặt và sử dụng. Làm lạnh dịch đường: Sau khi làm trong, dịch đường được làm lạnh xuống nhiệt độ lên men, phù hợp với chủng nấm men sử dụng. Đối với nhà máy, 100-102hl dịch đường sẽ được làm lạnh xuống 6-80C tùy thuộc nấm men chìm sử dụng, đời men và mật độ men. Việc làm lạnh phải tiến hành nhanh và vô trùng để ngừng các phản ứng hóa học và giảm tối đa nhiễm vi sinh tạp. Dịch sau khi làm lạnh trước khi bơm vào tank lên men thì được sục khí, nước 20C sau khi làm lạnh dịch được bơm về bồn nước 800C. Yêu cầu của việc làm lạnh Đảm bảo dịch đường hoàn toàn vô trùng Dịch đường phải trong và được loại bỏ kết tủa nóng. Loại bỏ một phần cặn mịn hình thành trong quá trình làm lạnh. Sục khí Mục đích: Giai đoạn đầu của quá trình lên men, nấm men rất cần một lượng oxy hòa tan. Hàm lượng oxy phụ thuộc chất lượng dịch đường và chủng nấm men. Không khí hoặc oxy có thể cho vào dịch đường ngay từ khi dịch nóng vào máy lạnh nhanh, việc bổ sung oxy lúc dịch nóng, ấm có thể gây các phản ứng oxy hóa dịch đường làm biến đổi hương vị, làm sẫm màu bia. Tuy nhiên dịch nóng có nhiệt độ cao sẽ đảm bảo vô trùng khí. Nhà máy bổ sung oxy sau khi đã làm lạnh, vì vậy khí phải đảm bảo vô trùng: Khí nén Bộ lọc bụi Đèn cực tím Bộ điều áp Cung cấp cho dịch. II.3 QUY TRÌNH LÊN MEN – LỌC BIA SÀI GÒN – DAKLAK DỊCH ĐƯỜNG 6 – 80C Hình II.3 : Sơ đồ lên men – lọc NẤM MEN KHÔNG KHÍ VÔ TRÙNG MATUREX TANK LÊN MEN XẢ CẶN LÊN MEN CHÍNH 5 - 7 NGÀY, To= 8 oC, P = 0 bar KIỂM TRA THU HỒI CO2 LÊN MEN PHỤ VÀ TỒN TRỮ BIA Thời gian ≥ 7- 9 ngày, T =0 - 5 oC, P = 0.5 - 0.7 bar THU HỒI MEN, XẢ CẶN KIỂM TRA LỌC BIA TANK TBF Hệ thống thiết bị lên men gồm 13 tank lớn (V = 106,5m3), và 4 tank nhỏ (V = 53m3), 3 tank TBF bằng thể tích tank lớn. II.3.1/ Chuẩn bị lên men - Kiểm tra tank lên men( tank phải được khử trùng trước khi lên men). - Dịch đường sau khi làm lạnh xuống 6 – 70C, cho hàm lượng oxy hòa tan vào dịch là 40 – 50gr/cm2. Sau đó chuyển qua tank lên men. II.3.2/ Tiến hành lên men. - Nấm men cấy vào dịch lên men là nấm men thuần khiết không có tế bào lạ, phải đạt chất lượng men giống và khả năng sinh sản. - Nấm men sử dụng trong công ty là chủng nấm men lên men chìm Saccharomyces Carbergensis. Yêu cầu chất lượng nấm men trước khi đưa vào lên men: Nấm men có khả năng chuyển hóa các loại đường đơn, acid amin…..giải phóng ra rượu etylic, CO2 và các sản phẩm phụ khác. Nấm men khi đưa vào lên men phải đạt từ 10 – 20x106tế bào/ml dịch. Nấm men phải thuần khiết Tốc độ và khả năng kết lắng Tốc độ và khả năng lên men II.3.2.1/ Lên men chính Lên men chính: 4 giai đoạn - Giai đoạn 1: gồm 2 ngày đầu tiên. Nấm men sẽ nảy chồi phát triển mạnh dần và sinh khối đạt cực đại ở ngày thứ 2. đồng thời là sự giảm dịch đường, nhiệt độ tăng nhanh. - Giai đoạn 2: hai ngày kế tiếp. Quá trình lên men chuyển từ lên men hiếu khí sang lên men kị khí. Bọt bia xuất hiện nhiều hơn, nồng độ các chất hòa tan giảm mạnh, nhiệt độ tăng nhanh hơn. - Giai đoạn 3: hai đến ba ngày kế tiếp trong giai đoạn này quá trình lên men xảy ra mãnh liệt nhất, độ đường giảm rất nhanh, khí CO2 thoát ra nhiều nhất, giai đoạn này diacetyl sinh ra nhiều nhất. - Giai đoạn 4: một đến hai ngày cuối cùng giai đoạn này cường độ lên men yếu dần, độ đường giảm chậm, nấm men bắt đầu lắng xuống. Tiến hành lên men - Trước khi nhận dịch khoảng 20 phút tiến hành xông tank 5 phút. Trong quá trình này 3 van glycol đều mở làm mát bên trong tank. - Dịch đường từ nhà nấu có nhiệt độ 6 – 8 oC, được cấp vào tank lên men để tiến hành giai đoạn vô nước nha và cấy men. Khi men được cấp vào tank chứa men khoảng 5 phút thì men và maturex được cấp vào tank cùng một lúc bằng đường cấp men, sau đó đi vào đường cấp dịch. Không khí vô trùng được thổi vào với lưu lượng 60 m3/h. + Thể tích maturex cấp vào Tank lớn ( V thực :106.5 m3, thể tích chứa dịch : 85 m3) : 2400 ml Tank nhỏ (V thực : 53 m3, thể tích chứa dịch : 42.5 m3 ) : 1200 ml - Tại nhà máy bia Sài Gòn - Daklak nhận dịch 8 mẻ vào tank lớn (106.5 m3) và 4 mẻ vào tank nhỏ (53m3 ) sau khi kết thúc thời gian lên men chính bắt đầu được tính. - Sau khi nhận dịch mẻ thứ 7 kết thúc KCS sẽ kiểm tra mật độ nấm men, nếu không đạt sẽ tiến hành cấp thêm. - Men được cấp vào tank mẻ đầu tiên nhằm mục đích tránh nhiễm khuẩn, men số lượng lớn sẽ lấn át một số ít vi khuấn nếu vệ sinh chưa đạt. Thời gian nạp dịch không quá 24 h cho 8 mẻ dịch và 12 h đối với tank chứa 4 mẻ dịch, đây là thời gian thích nghi của nấm men với môi trường.Sau thời gian này nấm men chuyển sang giai đoạn ăn đường để sinh trưởng. - Nhiệt độ bắt đầu lên men chính la 8 oC, thời gian lên men chính kéo dài khoảng 5 ngày. Áp suất là 0 bar và cuối giai đoạn lên men chính dằn áp lên 0.5 bar. Trong quá trình lên men chính chúng ta chỉ nên cấp 1 van glycol trên cùng để tạo sự đối lưu tốt trong tank lên men. Mỗi ngày nên xả cặn men và cặn hoa houblon một lần. Glycol đi vào làm lạnh và sau khi đi ra sẽ được thu hồi về xưởng động lực . - Trong thời gian lên men, ta phải xả bớt khí CO2 để tránh tăng áp suất gây nổ. Khí CO2 xả ra không thoát ra ngoài không khí mà sẽ theo đường ống quay về phân xưởng động lực để thu hồi vào việc nạp chai, và 1 phần cung cấp cho quá trình lên men phụ…. - Trong suốt giai đoạn lên men chính mỗi ngày dịch lên men đều được lấy mẫu kiểm tra độ Plato của dịch lên men để xác định tốc độ len men, theo dõi hoạt động của nấm men. - Lượng nấm men tiếp vào thùng lên men là 20 triệu tế bào/ml dịch lên men. - Khi độ đường giảm xuống 3.6 ÷ 3.7 oP tiến hành hạ xuống 5 oC, đóng áp thực hiện quá trình lên men phụ. - Bia sau khi lên men chính được gọi là bia non. II.3.2.2/ Lên men phụ và lưu trữ bia Đây là giai đoạn rất quan trọng vì trong giai đoạn này sẽ diễn ra sự lắng trong nhờ hạ nhiệt độ từ quá trình lên men chính sang lên men phụ. Quá trình lên men phụ được thực hiện khi hàm lượng đường maltose và các loại đường đơn khác hầu như đã được chuyển hóa hết thành rượu. - Mục đích: tạo ra hương thơm và vị dễ chịu nhờ các quá trình hóa học và hóa lý phức tạp xảy ra ở điều kiện nhiệt độ thấp. Do đó cũng đã ổn định được thành phần và tính chất cảm quan của sản phẩm. Phương pháp thực hiện Quá trình lên men phụ được thực hiện ngay trong tank lên men chính. - Lên men phụ kéo dài 9 ngày, trong khoảng thời gian này vẫn giữ áp 0.5 – 0.7 bar, trong quá trình này một lượng lớn nấm men sẽ bi lắng xuống do quá trình hạ lạnh và dằn áp, trong khoảng thời gian lên men phụ vẫn tiến hành xả cặn mỗi ngày. Giai đoạn này làm giảm một số lượng đáng kể diacetyl trong bia. - Sau khi hạ nhiệt độ khoảng 12 h, tiến hành thu hồi men hoặc xả men tùy theo nhu cầu sử dụng. - Khi độ đường giảm xuống 3.0 oP hoặc độ đường giảm mạnh tiến hành hạ xuống 0 oC và chờ lọc, trong giai đoạn này một số lượng ít nấm men vẫn lơ lửng trong tank nên quá trình lên men vẫn diễn ra nhưng rất chậm. - Tất cả quá trình lên men chính và phụ KCS sẽ kiểm tra độ đường, tổng tế bào, % tế bào chết, % chồi khoảng 12 h/ 1 lần. - Sau khi thu hồi men vào tank chứa men KCS sẽ kiểm tra các thông số độ đậm đặc, phần trăm chết, mật độ tế bào, vi khuẩn yếm khí và tiến hành lưu men tại nhiệt độ 5 oC. - Bia tồn trữ trong quá trình lên men phụ tiến hành dằn áp lên 1 bar. Trong giai đoạn này chúng ta vẫn tiến hành xả cặn tank lên men và mở hai van glycol để cấp lạnh cho đến hết giai đoạn lên men phụ và tồn trữ bia. - Dấu hiệu nhận biết kết thúc quá trình lên men phụ chủ yếu là dựa vào hàm lượng diacetyl. Khi lượng diacetyl giảm đến yêu cầu, lúc này bia đã chín và có thể đem đi lọc. - Khi tank lên men đủ 14 ngày tiến hành lọc vào tank TBF thời gian bảo quản bia không quá 24 h nhiệt độ bảo quản bia là 3 oC. Sau đó KCS sẽ kiểm tra nếu bia đạt sẽ đưa bia đi chiết. Bia tồn trữ trong tank lên men và bia lọc vào tank TBF phải đạt những tiêu chuẩn theo sau: Stt Tên chỉ tiêu Đơn vị Yêu cầu Chấp nhận BIA LÊN MEN PHỤ 1 Độ hoà tan biểu kiến plato 2.8 2.4-3.3 2 Độ cồn ở 20 oC %v/v 5.5 5.2-5.9 3 pH 4.2 4.0-4.4 4 Độ hoà tan nguyên thuỷ o plato 13.0 12.6-13.4 BIA TBF 450 1 Độ cồn ở 20o c %V/V 4.3 ≥ 4.1 2 Độ hòa tan nguyên thủy plato 10.3 ≥10.1 3 Độ hòa tan biểu kiến Plato 2.2 ≥ 2.0 4 Độ chua(ml NAOH 0.1 N/10ml bia) 1.4 1.2 -1.6 5 Hàm lượng CO2 hòa tan g/l 5.4 ≥ 4.5 6 Độ màu EBC 6.0 5.0 – 8.0 7 Độ trong % <=20 ≤ 20 Bảng II.3.2.2 : Chỉ tiêu sản phẩm II.3.3.1/ Lọc cấp 1 (lọc trong). Mục đích: Tách khỏi bia những hạt protein, cặn hoa houblon nhỏ, hạt keo tủa, tế bào nấm men kết lắng…. Các cặn này là nguyên nhân gây đục bia. Phương pháp thực hiện - Bia sau khi được làm lạnh, được bơm sang thiết bị lọc ống từ dưới lên. Quá trình này sẽ dùng bột trợ lọc là diatomite. - Ta trộn bột diatomite với nước theo tỷ lệ 1:6 trong thúng có chứa cánh khuấy để tạo nên hỗn hợp huyền phù. - Bột diatomite khi vào thiết bị lọc sẽ đắp lên bề mặt các ống lọc 1 lớp áo bột và đây cũng chính là lớp áo lọc. - Ta sử dụng 2 lớp áo bột: Lớp áo 1: dùng chất trợ lọc là Hyflo Super – cel. Lớp áo 2: dùng chất trợ lọc là Standard Super – cel. Tốc độ lọc: 100 – 110hl/h. Thiết bị sử dụng là máy lọc ống, bên trong có 85 ống Kendal. Dịch lọc sẽ được thấm từ ngoài vào trong các ống này, và ra ngoài tại đáy của thiết bị. Bột trợ lọc sau mỗi mẻ sẽ tháo bỏ ra cống, không dùng lại. II.3.3.2/ Lọc cấp 2 (lọc ổn định). Mục đích: Loại các chất còn sót lại như: pholyphenol, các tế bào nấm men lọt qua, các dạng hòa tan dạng keo. Phương pháp thực hiện: Bia đi ra từ thiết bị lọc ống sẽ được bơm đến thiết bị lọc đĩa. Đối với cấp lọc này ta sử dụng bột trợ lọc là PVPP ( pholyvinulpyrolblidone). Đây là loại bột lọc thuộc họ polyamite. Đầu tiên bột nhựa cũng được cho vào thùng hòa trộn với nước cho đều rồi bơm qua thiết bị lọc. Tốc độ lọc 100 – 110hl/h. Bột PVPP sau khi lọc xong sẽ được hồi lưu, xử lý và dùng cho mẻ sau. Lọc chỉ Mục đích Nhằm loại bỏ các bột lọc ra khỏi máy lọc đĩa nếu có. Phương pháp thực hiện: Bia sau khi đi ra từ máy lọc đĩa sẽ được bơm đến máy lọc chỉ. Nhờ cấu tạo của ống chỉ cuốn quanh ống lọc, các hạt bột còn sót lại sẽ được loại bỏ, bia sẽ thẩm thấu vào trong ống và đi ra ngoài. Quá trình này đơn thuần chỉ là lọc cơ học, không sử dụng bột lọc. Bổ sung Vicant ngay sau khi lọc xong, chất này có tác dụng chống oxy hóa trong bia. Thùng đệm: Thùng đệm được dùng để: Chứa dịch lọc. Phối trộn CO2 và Vicant cho đều. Bão hòa CO2 Mục đích: Cung cấp lượng CO2 bị thất thoát trong quá trình lên men và lọc. Làm tăng độ bền chi bia trong thời gian bảo quản. Phương pháp thực hiện Bia được chuyển đến hệ thống bão hóa CO2. Đây chính là thiết bị để tính toán tự động hàm lượng CO2 cần thiết phải bão hòa mà ta cài đặt cho máy. Bia sau khi ra khỏi hệ thống bão hòa CO2 sẽ đạt hàm lượng CO2 yêu cầu là 5,3g/l. Bia sau khi bão hòa CO2 sẽ được dẫn đến thùng bia TBF (bia sau khi lọc). Áp suất tank chứa bia TBF là 1 – 1,2bar, được giữ lạnh ở nhiệt độ 2 – 50C trong thời gian chờ chiết. Bia TBF sẻ được nhân viên phòng KCS lấy mẫu kiểm tra các chỉ tiêu hóa lý, chỉ tiêu vi sinh. II.4 : PHÂN XƯỞNG ĐÓNG CHAI Bia ở TBF Chai Két Chiết chai Dập nắp Thanh trùng Dán nhãn, bịt đầu In phun Rửa Rửa Xếp két Két bia KCS in, dán nhãn KCS độ hấp, thể tich chai KCS độ sạch Hình II.4 : Sơ đồ chiết chai II.4.1/Quy trình thanh trùng Thời gian thanh trùng 45-60 phút Nhiệt độ bia chiết < 60C Vùng thanh trùng 620C Soi chai Chai có độ bóng Chai không có nước Chai không có vết ố Chai không có vết loang Chai phai trong suốt Chai không có vết rạn chân chim II.4.2/ Hệ thống chiết chai Máy súc rửa chai Bộ phận kiểm tra chai sạch Máy chiết bia vào chai Máy đóng nắp Máy thanh trùng Máy chiết bia vào chai Máy đóng nắp Máy đóng nắp Máy thanh trùng Bộ phận kiểm tra mực bia trong chai và độ hấp Máy dán nhãn Máy in phun Bộ phận kiểm dán nhãn mực in Máy đóng két Hệ thống băng tải nối liền giữa các máy II.4.3/ Thuyết minh quy trình: Rửa chai: Mục đích Chai ở thị trường đưa về không đảm bảo tiêu chuẩn về vệ sinh, cần phải rửa cọ sạch để chiết bia Cấu tạo : máy rửa gồm các bộ phận. Hệ thống truyền động máy chai vào và ra Hệ thống các bồn ngâm rửa chai Bồn rửa ngâm sơ bộ Bồn chứa xút: NaOH, nồng độ 20 % - 25 %, nhiệt độ 75 – 800C Bồn nước nóng Bồn nước lạnh Bộ phận băng tải đưa bã nhãn ra Quá trình hoạt động : Chai được phun nước làm mềm nhãn và các cặn bám trong chai. Sau đó qua khoang thứ nhất rửa bằng xút có nồng độ 20 – 25%, với áp suất bơm xút 1,4 – 1,7 Bar. Qua khoang thứ hai chai được rửa bằng nước nóng nhằm laọi bỏ các nhãn, keo dán và lượng xút còn bám trên chai, với áp suất bơm nước nóng là 1,4 – 1,7 Bar, nhiệt độ nước nóng là 800C. Cuối cùng chai được rửa lại bằng nước lạnh 260C, áp suất bơm là 0,9 – 1,4 Bar Tốc độ rửa chai là 15.000 – 20.000 chai/giờ Yêu cầu Chai sau khi rửa phải sạch hết các chất bẩn bám trên chai. Không có các tạp chất thấy được như : bụi bẩn, xác nhãn, keo dán nhãn, các chất hữu cơ và vi sinh vật có hại. Sự cố và khắc phục Thiếu chai do pittong chặn kẹt máy dán đoạn đầu vào bị hỏng khắc phục: Rửa chai lại Máy rửa quá tải đầu vào: do quá trình sau bị gián đoạn Quá trình rửa bị gián đoạn. Nguyên nhân: quá trình sau bị gián đoạn Khắc phục: kiểm tra chai đầu vào Chiết chai - Dập nắp Chuẩn bị: + Chai sau khi được rửa sạch bộ phận KCS kiểm tra lại chai: chai đạt chất lượng thì đem chiết , không đạt chất lượng thi đem rửa lại. Kiểm tra tất cả các hệ thống, máy móc trước khi chiết như: Máy chiết, hệ thông băng tải, hệ thống điện Mức độ an toàn của khí nén ≥ 5,5 Bar. Nước nóng để vệ sinh 70-800C, Kiểm tra van, đường ống, áp lực CO2 trên đường ống Kiểm tra vòi chiết, cối dập nắp, nắp. Chạy thử máy và hệ thống băng tải truớc khi chiết. Dùng khí vô trùng đuổi hết nước trong hệ thống máy chiết và đường xả. Thực hiện chiết bia - dập nắp. Cấp chai vào máy chiết đúng chủng loại chai, đồng thời cấp nắp chai vào. Điều chỉnh áp suất nước phun thích hợp nhằm tạo bọt trên miệng chai trước khi dập nắp. Thông số liên quan đến may chiết và dập nắp chai: Áp suất chiết: 2,8 – 3 Bar Áp suất nước phun: 1,5 – 2,5 Bar Nhiệt độ chiết: 2 – 50C Nhiệt độ nước phun: 85 – 900C Lưu ý trong quá trình chiết Theo dõi, hiệu chỉnh tình trạng làm việc, xử lý các sự cố của máy chiết, điện, khí nén , khí vô trùng , khí CO2, chai bể, kẹt chai, nắp , bọt bia... Theo dõi lượng bia còn lại để tính toán số lượng chai cấp và rửa hợp lý. Báo bộ phận lọc chuyển tăng khi hết bia. Ngừng chiết đột xuất: ngừng cấp bia, dùng CO2 đuổi hết bia trong tank chiết và trong đường ống cấp bia về tăng TBF. Đưa toàn bộ chai chiết ở bộ phận dập nắp về máy thanh trùng. Kết thúc chiết: chiết hết bia trong TBF, chiết hết bia trong tank chiết. Sau đó đưa toàn bộ chai đã chiết ra khỏi máy dập nắp vào thanh trùng Chai vỡ trong quá trình chiết thu hồi về nơi qui định Thanh trùng Mục đích Diệt các tế bào nấm men, cũng như vi sinh vật trong chai đảm bảo thời gian lưu hành quy định. Chuẩn bị : Kiểm tra hệ thống điện, mở công tắc điện ở tụ điện máy thanh trùng . Kiểm tra nước nguồn, mở van tay, cấp nước. Kiểm tra điều chỉnh khí nén cấp, áp suất 6 Bar Kiểm tra hơi cấp: áp suất 6-7 Bar Kiểm tra nguồn glycol cấp: van áp lực ≥ 2 Bar Tiến hành : Bia sau khi chiết được cấp vào thiết bị thanh trùng, khởi động trước khi tiến hành thanh trùng, thời gian thanh trùng chai 355 ml là 60 - 65 phút Nhiệt độ thanh trùng ở các khoang thanh trùng chính là 600C Nhiệt độ tank nước nóng là : 75 – 890C Nhiệt độ tank nước lạnh là: 27 – 320C Dán nhãn Mục đích Hoàn thiên sản phẩm, đem cho bề ngoai sản phẩm có hình thức dễ nhìn Chuẩn bị: Keo dán Nhãn dán ở thân, nhãn bịt đầu chai Điện, khí nén cung cấp đầy đủ Tiến hành Chai được thao tác qua các bộ phận xì khô để thổi sạch nước bám trên thành và nút chai. Tiếp đó dán nhãn vào thân cổ và dán bịt ở đầu chai. Máy in phun Mục đích In thời gian sử dụng và ngày sản xuất Chuẩn bị Kiểm tra hệ thống điện Kiểm tra, điều chỉnh khí nén cấp, xả nước, xả dầu Kiểm tra mực dung môi Tiến hành in: Bật công tắc nguồn điện Chọn bản in phù hợp theo yêu cầu sản xuất : đúng loại bia , đúng mã máy , đúng thời gian sử dụng , thời gian sản xuất Xếp két : Két được rửa bằng nước lạnh với áp lực 5,3 – 5,4 Bar . Bia được kiểm tra lại lần cuối được xếp vào két số luợng 24chai/két. II.5: PHÂN XƯỞNG CIP II.5.1/Định nghĩa Làm sạch bao gồm 2 khái niệm Làm sạch cơ bản: Áp dụng khi thiết bị bị bám cặn rất bẩn hoặc khi thiết bị mới sử dụng lần đầu tiên còn bám nhiều dầu mỡ, các dạng chất bẩn khác . Vì vậy quá trình làm sạch cơ bản đòi hỏi công tác tẩy rửa mạnh với các hóa chất nồng độ cao có tính acid , tính kiềm. Làm sạch thường kỳ: Sau bước làm sạch cơ bản, sẽ áp dụng các qui trình làm sạch thường kì nhất định tùy theo mức độ nhiễm bẩn của thiết bị. Các phương pháp làm sạch tại nhà máy: Làm sạch thủ công: Bằng cách đánh cọ cơ học bằng bàn chải, giẻ lau, phun xịt. Làm sạch với thiết bị CIP (Cleaning in place-Tẩy rửa tại chỗ): Phương pháp này phù hợp với các bồn, các thùng đứng. Dung dịch làm sạch được phun qua một quả cầu có đục lỗ bố trí trên đỉnh tháp, sau đó dịch được thu hồi qua một thùng chứa bên ngoài để bơm tuần hoàn vào thiết bị cho tới khi thiết bị được làm sạch. II.5.2/ Phân loại cặn bẩn Các loại cặn hữu cơ: Ở các nồi đun sôi, nồi lọc, lắng xoáy thường có cùng thành phần chất bẩn, đây là các chất bẩn sinh ra từ malt, hop, bao gồm các protein không hòa tan, các cacbohydrate, tannin, của hop… Cặn vô cơ: Các chất vô cơ, các ion kim loại bám vào thiết bị, đường ống, thiết bị gia nhiệt. Nhiễm vi sinh: Tại các vị trí như thùng malt lót, cửa xuống malt, gạo, vòi lấy mẫu, thùng chứa máy nghiền malt ướt, đường ống chuyển dịch lạnh nhanh dễ bị nhiễm vi sinh gây nên mùi hôi lạ. II.5.3 /Hóa chất CIP NaOH: Nồng độ gốc 32% được pha thành dung dịch NaOH 3,5% dùng để chạy CIP. Tác dụng là phá cặn hữu cơ. H3PO4: H3PO4 98% được pha thành dung dịch H3PO4 0,5% dùng để chạy CIP. Tác dụng phá cặn vô cơ và hữu cơ. Oxonia: Là chất lỏng trong suốt, gần như không mùi ở nồng độ sử dụng (0,2-0,5%) . Rất hiệu quả trong việc thanh trùng các loại vi sinh vật, thành phần peracetic giúp cho sản phẩm có hiệu quả thanh trùng nhanh và hydrogen peroxit giúp cho sản phẩm thích ứng với việc ngâm nhúng. Chủ yếu được dùng để CIP đường ống chuyển dịch nha . Tuy nhiên nhà máy ít sử dụng mà thay vào đó sử dụng nước nóng. Chỉ sử dụng khi dừng máy lâu ngày. Nước nóng. Nước lạnh (nước thành phố). II.5.4/Chương trình CIP CIP cơ bản khi nhà nấu bắt đầu hoạt động. CIP khởi sự khi bắt đầu hoạt động sau thời gian nghỉ (lễ, tết..) CIP sơ bộ: Nồi houblon sau chu kì 16 mẻ CIP 1 lần để làm sạch bộ đốt. CIP lạnh nhanh: Công tác vệ sinh cần được chú ý hơn, 4 mẻ CIP 1 lần. CIP định kì: Phải duy trì công tác làm sạch định kì. Thường sau 50-60 mẻ CIP nhà nấu một lần. Tùy thuộc cấu tạo phức tạp của từng thiết bị mà thời gian CIP khác nhau, tuy nhiên chương trình CIP chung như sau: CIP cơ học sơ bộ. Đầu tiên chạy nước nóng 80oC tráng rửa. Dùng xút tráng lại (tránh làm loãng xút), xả bỏ Tuần hoàn NaOH 3,5%, độ dẫn điện 150mS (20-40ph) Nước nóng 80oC đuổi xút về bồn khi độ dẫn điện đạt tiêu chuẩn thì hết xút. Dùng nước nóng tráng rửa xút, kiểm tra bằng phenolphtalein dung dịch không màu thì hết xút. Chạy nước lạnh làm mát thiết bị (5-10ph). Dùng axit tráng sơ bộ (tránh làm loãng xút) Chạy acid H3PO4 0,5% (10ph). Nước lạnh đuổi acid về bồn. Kiểm tra bằng metyl da cam, nếu có màu vàng da cam là được. Chạy lại nước nóng. Acid và xút được tuần hoàn trở lại thùng chứa theo đường CIP hồi, trước khi vào thùng thì qua thiết bị lọc có tấm lưới để giữ lại những cặn bã. Xút nóng 800C thu được bằng cách là cho xút từ thùng chứa chạy qua thiết bị gia nhiệt dạng ống chùm II.5.5/Thùng chứa hóa chất Có 3 thùng chứa hóa chất: acid photphoric, NaOH và oxonia giống nhau. Hình II.5.5: Thùng chứa hóa chất vệ sinh Thùng trang bị đường ống CIP cấp, CIP hồi, cửa xả, ống chảy tràn, vòi CIP, cửa quan sát vệ sinh. Đường kính trong 1840 mm, thể tích thùng 6 m3 Quả cầu CIP Hình II.5.5.1: Quả cầu Cip Phuơng thức Cip ở một số thiết bị trong nhà máy II.5.6/ Một số phân nhánh Cip Vệ sinh tank lên men bằng soude hoặc acid Vệ sinh thường xuyên tank lên men được diễn ra tương tự như quá trình CIP định kì nhưng chỉ tiến hành CIP soude hoặc acid. Quy trình CIP soude diễn ra theo Bước thực hiện Tiến hành Độ dẫn (ms/cm) Nồng độ (%) Thời gian Thời điểm 1 Xả hết CO2 Trong tank ra ngoài Sau khi hết bia Tháo đáy tank, đuổi hết CO2 Khí nén :1.2 bar 60 phút Sau khi tháo đáy tank Xả soude 120 – 150 2.5 ÷ 3.0 2 phút Khi hết CO2 2 Xả nước 30 phút Sau khi đấu còng tank xong 3 Tuần hoàn acid/soude 11/110 – 120 2.0 – 2.5 60 phút Sau khi rửa tank bằng nước 4 Đẩy acid/soude bằng nước 26 oC 4 phút Kết thúc tuần hoàn acid/ soude 6 Đẩy acid bằng nước 26 oC 30 phút Sau khi kết thúc tuần hoàn acid/soude( Kiểm tra soude/ acid bằng phenolphthalein 1 %/metyl da cam 0.1 %) 7 Sát trùng oxonia 0.3 – 0.5 30 phút Kết thúc lấy mẫu vi sinh Bảng II.5.6.1: Chương trình vệ sinh tank lên men Quy trình CIP đường cấp men sử dụng cùng quy trình CIP của tank lên men, được tiến hành lần lượt các bước như trong bảng: Bước thực hiện Tiến hành Độ dẫn (ms/cm) Nồng độ (%) Thời gian (phút) Thời điểm 1 Xả nước 15 Sau khi cấp men 2 Đẩy soude 40 2.0 – 2.5 3 Sau khi xả nước 3 Tuần hoàn soude 110 – 120 2.0 – 2.5 60 Sau khi rửa tank bằng nước 4 Đuổi soude bằng nước 26 oC - 4 Kết thúc tuần hoàn soude 5 Chạy nước 26 oC 30 Sau khi kết thúc tuần hoàn soude 6 Sát trùng oxonia 0.3 – 0.5 30 Sau khi kiểm tra hết soude bằng metyl da cam Bảng II.5.6.2:Quy trình CIP đường cấp men Sau khi quá trình xả nước ( bước 1) diễn ra, sẽ tiến hành sử dụng soude đẩy nước tráng đường ống khi độ dẫn tăng lên đến 40 ms, tự động sẽ chuyển qua bước tuần hoàn soude. Đường thu hồi men - Chuẩn bị: Đấu còng đường ống CIP cấp với đường thu hồi men Quy trình vệ sinh đường thu hồi men được tóm tắt trong bảng Bước thực hiện Tiến hành Độ dẫn (ms/cm) Nồng độ (%) Thời gian (phút) Thời điểm 1 Xả nước nóng 80 oC 10 Sau khi cấp men 2 Đẩy soude và gia nhiệt soude lên 85 oC 40 2.0 – 2.5 3 Sau khi xả nước nóng 3 Tuần hoàn soude nóng 70 2.0 – 2.5 60 Sau khi rửa tank bằng nước 4 Đuổi soude bằng nước nóng 80 oC - 4 Kết thúc tuần hoàn soude 5 Chạy nước nóng 80 oC 30 Sau khi kết thúc tuần hoàn soude 6 Chạy nước lạnh 26 oC 5 Sau khi kết thúc chạy nước nóng 7 Sát trùng oxonia 0.3 – 0.5 30 Sau khi kiểm tra hết soude bằng metyl da cam Bảng II.5.6.3 Quy trình vệ sinh đường thu hồi men II.5.7/ Một số loại van sử dụng trong nhà nấu Van bướm Gồm hai loại: Điều khiển bằng tay hoặc bằng khí nén , phụ thuộc vào mức độ tự động của công đoạn mà đặt van bằng tay hay tự động bằng khí nén. Sử dụng trên các đường ống khi không tính đến lưu lượng. Van tay: Dùng tay bóp tay vặn và xoay thì sẽ mở van. Hình II.5.7.1: Van bướm Ngoài loại van bướm bằng tay này còn có dạng van chống rò: Khi dịch lọt qua được thì sẽ theo khe và chảy ra ngoài. Khí nén: khí nén được đẩy vào vào xi lanh làm pitton dịch đi xuống, pitton ăn ren với trục làm trục xoay và làm quay cánh bướm của van khi đó van sẽ mở. Ngược lại khi khí nén được đẩy vào từ bên dưới nâng pitton lên thì van đóng. Van PID Van dù Dòng điện sẽ điều chỉnh áp suất thông qua lượng khí nén đẩy vào trong màng bằng cao su đè lên trục gắn liền với khối trụ chắn ngang đường ống. Dòng điện và áp suất quan hệ theo một hàm, vì vậy khi điều chỉnh dòng từ 4-20mA sẽ tương ứng với độ mở của van 0-100%. Sử dụng: Điều chỉnh lưu lượng để thỏa mãn một nhiệt độ, áp suất yêu cầu nào đó. Hình II.5.7.2: Van dù Van 3 ngả: Bi xoay theo chiều nhất định sẽ tạo được những đường chảy theo điều khiển. Hình II.5.7.3: Van 3 ngả Van một chiều: Chỉ cho đi qua theo một chiều. Hình II.5.7.4: Van 1 chiều KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Bia lager nói chung sản xuất sử dụng nguyên liệu malt và gạo, nấm men chìm Saccharomyces Carbergensis. Quy trình sản xuất bia lager được thực hiện ở các phân xưởng xay nghiền – nấu, lên men – lọc, chiết chai … Nhà máy bia sài gòn Daklak là một nhà máy điển hình cho quá trình sản bia lager với công suất 70 triệu lít/ năm nên các máy móc thiết bị đều là máy móc thiết bị mới được nhập về công nghệ sản xuất hiện đại. tất cả các khâu cua nhàmáy đều được điều khiển tự động với hệ từ các công ty nổi tiếng như: Ben-Q ,conect, polyco… . Tuy nhiên để giảm giá thành đầu tư và để thăm dò khả năng tiêu thụ sản phẩm tại địa phương nên nhà máy đã cắt giảm một số thiết bị đắt tiền và thay thế vào đó là những thiết bị khác với một số nước tiên tiến trên thế giới . Những quyết định này trên thực tế đều có 2 mặt , tất nhiên chất lượng của sản phẩm sẽ có phần bị ảnh hưởng . Tuy nhiên bia Sài Gòn chủ yếu phục vụ cho thị trường trong nước , chủ yếu ở tầng lớp bình dân nên thị trường cũng không đòi hỏi khắt khe quá về chất lượng . Địa điểm của nhà máy là Tây nguyên , với sản lượng hiện nay là khoảng 70triệu/lít năm là có thể đáp ứng được nhu cầu tại địa phương . Nhưng vẫn quyết định mở rộng quy mô sản xuất vì các tình lân cận là những thị trường rất có tiềm năng như tỉnh Gia Lai , Khánh Hòa , Lâm Đồng thì khả năng tiêu thụ sản phảm lả rất lớn . Đầu ra cho sản phẩm là một vấn đề hết sức quan trọng của bất cứ nhà sản xuất nào , hiện nay công ty chỉ sản xuất loại bia Sài Gòn phục vụ cho nhu cầu tại địa phương , nhưng chuẩn bị xây dưng thêm dây chuyền sản xuất bia Sài Gòn Xanh và bia 333 để phục vụ cho nhu cầu của các tầng lớp cao cấp hơn trong thị trường nội địa và xuất khẩu Kiến nghị Quy trình và thiết bị của nhà máy vẫn còn nhiều điểm phải quan tâm , chưa tự động hóa hoàn toàn quy trình sản xuất , có những khâu vẫn phải thực hiên thủ công nên không đạt năng xuất cao , hệ thống xử lý nước thải quá nhỏ so với công suất của nhà máy …….  TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt 1/. GS.TS Nguyễn Thị Hiền (chủ biên), PGS.TS Lê Thanh Mai, Th.s Lê Thị Lan Chi, Th.s Nguyễn Tiến Thành, Th.s Lê Viết Thắng (2007). Khoa học - Công nghệ Malt và bia. 2/ Bùi Ái Công nghệ lên men ứng dụng trong công nghệ thực phẩm 2005 3/ PGS. Ts Lê Thanh Mai ( chủ biên ), GS Nguyễn Thị Hiền, PGS Ts. Phạm Thu Thủy TS. Nguyễn Thanh Hằng, Ths. Lê Thị Lan Chi Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men Tiếng anh 1/ Industry Food Processing - Brewing - Science and Practice - D E Briggs, C A Boulton, P A Brookes & R Stevens (CRC Press) - 2004 .