Thuyết minh dây chuyền công nghệ.

Nhợc điểm: Sau khi nghiền Malt phải đợc dùng luôn, nếu

để lâu sẽ ảnh hởng đến quá trình nghiền và chất lợng bia.



- 11 -



c. Nghiền ớt :

Nghiền ớt tức là malt đợc nghiền với nớc theo một tỉ lệ phối

trộn nhất định. Quá trình nghiền malt đợc thực hiện bằng

máy nghiền ớt có cấu trúc khác so với máy nghiền ẩm, khô.

Ưu điểm: bảo toàn đợc vỏ nên bia có chất lợng đảm bảo.

Nhợc điểm : Đòi hỏi thiết bị máy móc phức tạp cũng nh kĩ

thật của ngời công nhân cao hơn .

Từ những u, nhợc điểm trên ta chọn phơng pháp nghiền khô

phù hợp với điều kiện hiện nay.

2. Nấu và đờng hoá nguyên liệu :

Mục đích:

Chuyển các chất khô có trong malt và gạo ở dạng không hoà

tan sang dạng hoà tan. Nhng tác dụng quan trọng hơn đó là

thuỷ phân các chất có trong nguyên liệu thành các chất hoà

tan gọi chung là chất chiết phục vụ cho quá trình lên men

bia .

Có hai phơng pháp chính thờng đợc sử dụng để nấu nguyên

liệu là phơng pháp ngâm và phơng pháp đun sôi từng phần.

- Phơng pháp ngâm :

Khi sử dụng phơng pháp này, toàn bộ khối bột malt đợc đờng

hoá bằng cách nâng dần từ nhiệt độ 35-37 0C đến nhiệt

độ cuối 750C, không đun sôi.

+ Ưu điểm : Quá trình kỹ thuật đơn giản, dễ thao tác,

rút ngắn thời gian vận hành thiết bị, khả năng cơ giới hoá, tự

động hoá dễ dàng, chế tạo thiết bị ít tốn kém.

+ Nhợc điểm : Vì chỉ đờng hoá tại nhiệt độ thấp

không đun sôi nên hiệu suất thu hồi chất chiết thấp, không

cho phép dùng nguyên liệu thay thế.

- Phơng pháp đun sôi từng phần :

Phơng pháp này malt đợc trộn lẫn với nớc thành hồ malt, hồ

malt đợc chia thành từng phần. Các phần này sẽ đợc đờng



- 12 -



hoá và đun sôi liên tiếp, sau đó lại đợc hoà lẫn với hồ malt

ban đầu.

+ Ưu điểm



: Do dịch malt đợc đun sôi và duy trì tại



nhiệt độ thích hợp cho các enzim hoạt động nên hiệu suất

chiết tăng, tạo môi trờng dinh dỡng đầy đủ cho nấm men

phát triển, tạo sự hài hoà giữa các thành phần trong bia. Có

thể dùng cho trờng hợp sử dụng các nguyên liệu thay thế.

+ Nhợc điểm: Đun sôi nhiều lần dẫn đến khả năng các

chất không có lợi cho chất lợng bia chiết vào dịch nhiều, nếu

không khống chế nhiệt độ, để lên cao quá sẽ tạo các sản

phẩm có màu sẫm ảnh hởng đến chất lợng cảm quan của

bia. Nấu theo phơng pháp này tốn hơi, tốn thiết bị, đầu t

ban đầu lớn và kéo dài chu kì nấu.

Dựa vào các u nhợc điểm của hai phơng pháp kể trên, ta

chọn phơng pháp nấu nguyên liệu thay thế riêng và đun sôi

từng phần. Các thao tác đợc tiến hành nh sau :

+ Khi bắt đầu một chu kỳ làm việc, nồi hồ hoá và đờng hoá đợc vệ sinh thanh trùng bằng hơi nớc.

Bơm nớc vào nồi hồ hoá, tăng nhiệt độ lên 40 0C rồi cho toàn

bộ lợng gạo vào ( Lợng gạo chiếm 30% lợng nguyên liệu ) cùng

10 % malt lót (Các enzim trong malt hoạt động làm loãng dịch

cháo tránh hiện tợng cháy nồi ). Khuấy đều hỗn hợp và axit

hoá bằng H3PO4 đến pH=5,5 ữ 5,7. Giữ nhiệt độ 40ữ 420C

trong 5 phút sau đó nâng nhiệt độ lên 52 0C. Giữ nhiệt độ

này 20 phút tiếp tục đun lên 86 0C, giữ 25-30 phút, tiếp tục

đun sôi trong 30 phút.

Trong nồi đờng hoá, cho malt, nớc theo tỷ lệ 1/5 , khuấy

đều và giữ ở 40ữ 420C sau đó tăng đến 50ữ 520C, để yên

khoảng 30 phút cho enzim Proteaza hoạt động. Sau đó bơm

toàn bộ dịch cháo đang sôi sang để nhiệt độ toàn khối

tăng tới 63-650C.

Lần thứ 2, khoảng 1/3 hỗn hợp đợc bơm sang nồi hồ hoá,

nâng nhiệt độ lên 720C. Sau khi đờng hoá, đun sôi 15ữ 20

- 13 -



phút. Cuối cùng, ta bơm ngợc về nồi đờng hoá để hoà lẫn với

phần còn lại, nhiệt độ của hỗn hợp nâng lên khoảng 75ữ 760C

và giữ cho tới khi đờng hoá hoàn toàn rồi chuyển sang nồi

lọc.

+ Các enzim hoạt động chính trong giai đoạn này là :

- Hệ enzim amilaza, gồm - amilaza và - amilaza.

Chúng phân cắt tinh bột thành Dextrin, Maltoza, Glucoza,

tạo nguồn cacbon cho nấm men .

- Enzim proteinaza thuỷ phân protit thành albumo,

pepton, poly peptit, peptit, axit amin, cung cấp nguồn nitơ

cho nấm men, làm tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia.

- amilaza



topt : 70ữ 750C



pH opt :



5,6ữ 5,8

- amilaza



topt : 60ữ 650C



pHopt :



5,4ữ 5,6

Proteinaza



topt : 50ữ 600C



pHopt : 5,2ữ 5,6



- Ngoài ra còn có các Enzim khác nh: Lipaza: 35-370C,

Sitaza và phôtphataza: 40- 430C. . .

Qua việc điều chỉnh nhiệt độ và pH ta tận dụng tối

đa độ hoạt động xúc tác của enzim để thu đợc nhiều chất

hoà tan nhất cũng nh hạn chế đợc các chất không có lợi cho

bia thành phẩm.

3. Lọc trong dịch đờng :

Mục đích :

Sau khi đờng hoá thu đợc hỗn hợp gồm pha lỏng và pha

rắn. Pha lỏng gồm nớc và các cấu tử hoà tan từ malt, pha

rắn gồm các cấu tử không hoà tan:võ trấu, quá trình lọc

nhằm mục đích tách pha lỏng ra khỏi hỗn hợp hai pha.

Có thể chọn thiết bị lọc đáy bằng hoặc lọc khung bản. ở

đây ta chọn thiết bị lọc đáy bằng vì các lý do sau:

. Lọc đáy bằng có u điểm: hạn chế đợc quá trình oxi hoá

xảy ra trong thời gian lọc, việc vệ sinh dễ dàng, có thể tự

- 14 -



động hoá đợc. Tuy nhiên thùng lọc có hiệu suất thấp hơn từ

0,5-1%( nguyên liệu dùng cho thùng lọc có kích thớc lớn hơn

lọc khung bản do đó hiệu suất chiết thấp).

Cách tiến hành.

Trớc khi lọc cần vệ sinh sạch thùng. Tiếp đó bơm nớc nóng

76-780C vào ngập lới lọc(1-1,5cm) để đuổi hết không khí.

Sau đó bơm hỗn hợp từ nồi đờng hoá sang và bật cánh khuấy

để phân tán đều dịch trong thùng lọc. Bơm xong vẫn tiếp

tục khuấy 5 phút rồi để lắng 15-20 phút. Sau đó mở van

để dịch chảy vào bình trung gian. Khi dịch đầy bình thì

bật bơm hút dịch từ nồi lọc, kiểm tra độ trong của dịch nhờ

ống quan sát, nếu còn đục thì mở van tuần hoàn trở lại, nếu

trong thì mở van sang nồi hoa. Bơm mở sao cho thời gian lọc

dịch đầu từ 50-60 phút. Rửa bã lần một ở 78 0C lần hai,ba

cũng vậy đến khi nào nồng độ của dịch bã từ 1-1,2 0 bx thì

dừng. Chú ý trong quá trình rửa bật cánh khuấy sau đó để

yên 10-15 phút rồi mới tiến hành bơm dịch.

4. Đun sôi dịch đờng với hoa houblon :

Mục đích:

Trích li chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol và các

thành phần khác của hoa houblon vào dịch đờng để tạo cho

bia có vị đắng và mùi thơm đặc trng.

Đông tụ Protein,tăng độ bền của bia .

Diệt vi sinh vật (thanh trùng dịch đờng)

Cô đặc dịch đến nồng độ thích hợp.

Khi đun ở nhiệt độ cao, xảy ra các phản ứng Melanoid,

Caramen tạo ra các hợp chất màu và mùi cho dịch nấu hoa

cũng nh chất lợng bia sau này.

Cách tiến hành:

Sau khi bơm dịch đờng từ thùng lọc vào thiết bị đun

hoa, trong quá trình bơm phải cung cấp hơi để khi rửa bã

xong nhiệt độ dung dịch là 100 0C. Khi bơm xong đun sôi

- 15 -



dịch đờng (102-1030C) 5 phút thì cho hoa viên. Đun sôi

khoảng 1h- 2h là kết thúc quá trình đun hoa.(Có thể cho

hoa nhiều lần).

5.Lắng xoáy :

Mục đích :

Làm nguội sơ bộ dịch đờng và lắng phần cặn của dịch

đun hoa.

Cách tiến hành :

Dịch đợc bơm vào thùng theo phơng tiếp tuyến tạo thành

dòng xoáy. Cặn và các chất không hoà tan có khối lợng lớn

chịu tác dụng của lực hớng tâm sẽ xoáy vào giữa thùng và

lắng xuống đáy thùng. Thời gian cần thiết để lấy dịch ra

khỏi thùng khoảng 30 ữ 40 phút. Toàn bộ thời gian dịch đờng

lắng trong thùng lắng kéo dài khoảng 1,5 ữ 2 giờ.

6. Làm lạnh nhanh dịch đờng :

Sau khi lắng dịch đờng, ta phải đa về nhiệt độ thích

hợp cho quá trình lên men(14-160C). Làm lạnh nhanh còn

tránh vi sinh vật nhiễm vào dịch đờng lên men và tách các

cặn mịn. Quá trình giảm nhiệt độ của dịch đờng cũng tạo

điều kiện thuận lợi cho oxy hoà tan nhiều vào dịch.

Nồng độ oxy cần thiết bão hoà trong dịch đờng để đảm

bảo cho quá trình sinh trởng và phát triển của nấm men

khoảng 6 ữ 8 mg/l dịch đờng.



- 16 -



B. Phân xởng lên men



Lên men bia là một quá trình quan trọng trong các công

đoạn sản xuất bia. Trong quá trình này, dới tác động của các

enzim chứa trong nấm men, các đờng đợc chuyển hoá thành

rợu, CO2 và một số sản phẩm phụ khác. Các sản phẩm này có

tỷ lệ hài hoà, cùng với các thành phần có trong nguyên liệu

ban đầu tạo hơng vị đặc trng cho sản phẩm.

Trong sản xuất bia, thờng tiến hành lên men theo hai phơng

pháp: lên men cổ điển và lên men hiện đại. Cùng với hai phơng pháp này là các phơng thức lên men khác nhau: lên men

gián đoạn, liên tục và bán liên tục.

I.



Chọn phơng pháp lên men



Hiện nay có nhiều phơng pháp lên men, tuỳ theo thiết bị

và chủng nấm men đem sử dụng

1. Theo thiết bị

Có hai phơng pháp lên men: lên men cổ điển và lên men

hiện đại

a-Lên men cổ điển : đặc điểm chính là hai quá trình tiến

hành trong các thiết bị riêng biệt (ở hai phòng lạnh khác

nhau, có hệ thống bảo ôn lạnh khác nhau).

u điểm



: Nhiệt độ lên men thấp 6-9oC nên thời gian lên



men kéo dài, sản phẩm thu đợc có hơng vị đậm đà

Nhợc điểm : Tốn diện tích mặt bằng, tốn thiết bị, thời gian

lên men dài, năng suất giảm. Hệ thống làm lạnh lớn, do vậy

tốn chi phí đầu t. Việc chuyển dịch lên men từ khu lên men

chính sang khu lên men phụ gây tổn thất.

b-Lên men gia tốc: Với phơng pháp này quá trình lên men

chính và phụ đợc tiến hành trong cùng một thiết bị hình trụ



- 17 -



đáy côn, có hệ thống áo lạnh bên ngoài để điều chỉnh

nhiệt độ của hai quá trình lên men. Nhiệt độ lên men chính

10-12oC, lên men phụ 0-2oC.

u điểm : Thời gian lên men nhanh, rút ngắn hơn so với phơng pháp lên men cổ điển.Thiết bị lên men gọn, đỡ tốn

lạnh, không tốn diện tích mặt bằng phân xởng.

Nhợc điểm: Thời gian lên men nhanh làm chất lợng bia có

giảm tuy nhiên không khác xa nhiều so với lên men cổ điển.

2-Theo chủng nấm men

Có hai phơng pháp lên men chìm và nổi

a-Lên men chìm : sử dụng chủng nấm men Saccharomyces

carlsbergensis nhiệt độ lên men thích hợp 6-8 oC. Trong quá

trình lên men, nấm men lơ lửng dạng huyền phủ trong dịch

lên men. Nhng khi hạ nhiệt độ xuống 4-50C (kết thúc quá

trình lên men chính) thì nấm men kết lắng xuống đáy

thiết bị.

Ưu điểm



: dễ tách cặn nấm men sau khi lên men chính,



bia dịu và ngon hơn thời gian lên men kéo dài, tốn lạnh dẫn

đến tăng chi phí.

Nhợc điểm : Bia thu đợc có vị nhạt

b-Lên men nổi : Chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae

nhiệt độ lên men cao hơn : 25-26 oC. Nắm men kết thành

mảng nổi lên trên bề mặt dịch đờng.

Ưu điểm



: bia có vị đậm hơn khi dùng chủng nấm man



lên men chìm.

Nhợc điểm : khó tách cặn nấm men

II.



Chọn phơng thức lên men



1.Lên men liên tục:

Nguyên liệu vào liên tục, sản phẩm lấy ra liên tục.



- 18 -



Ưu điểm : công nghệ khép kín, hao tổn sản xuất ít, chất

lợng bia đồng đều, nâng cao năng suất thiết bị, hạ giá

thành sản phẩm, dễ tự động hoá.

Nhợc điểm : thiết bị phức tạp cồng kềnh, đòi hỏi kiểm soát

nghiêm ngặt, khi bị nhiễm thì dễ nhiễm hành loạt nên khó

xử lý.

2.Lên men gián đoạn:

Nguyên liệu đợc đa vào từng mẻ. Sản phẩm lấy ra từng mẻ

Ưu điểm



: thiết bị đơn giản, dễ chế tạo, khi bị nhiễm



thì dễ xử lý.

Nhợc điểm: năng suất thấp

Do trình độ vận hành, thao tác vô trùng còn hạn chế nên ta

chọn phơng thức lên men gián đoạn.

Từ những u nhợc điểm của các phơng pháp đã nêu trên, kết

hợp với điều kiện của nhà máy, tôi chọn phơng pháp lên men

nh sau:

-Phơng pháp lên men chìm bằng chủng Saccharomyces

Carlsbergensis trong thiết bị lên men gia tốc hình trụ đáy

côn.

-Phơng thức lên men gián đoạn

- Không qua lên men sơ bộ

III.



Lên men



1.



Chuẩn bị men giống.

1. 1 Mục đích:



- Tạo lợng giống đủ cho quá trình lên men.

- Hoạt hoá giống.

1.2 Tiến hành

Để chuẩn bị men giống cho sản xuất ta thờng chuẩn bị từ

chủng thuần khiết và sử dụng men sữa tái sinh.

1.2.1. Chuẩn bị từ chủng thuần khiết.



- 19 -



Quá trình nhân giống nấm men trải qua hai giai đoạn: giai

đoạn nhân giống trong phòng thí nghiệm, giai đoạn nhân

giống ngoài sản xuất- nhân giống tới số lợng đủ bằng 10% so

với dịch lên men.

Nhân giống trong phòng thí nghiệm: Đầu tiên dùng que cấy vô

trùng cấy chuyển giống từ ống thạch nghiêng sang môi trờng

dịch thể đã vô trùng đựng trong ống thuỷ tinh 10 ml, tiếp tục

cấy chuyển giống sang ống 100ml, 1Lít,10 Lít, 20 Lít có thể

hơn nữa thì kết thúc. Môi trờng nhân giống thông thờng là

dịch chiết từ malt, với môi trờng 10 Lít có thể lấy từ thùng đờng

hoá trong sản xuất

Quá trình nhân giống ngoài sản xuất có thể tuân theo

nguyên tắc 1:10 hoặc 1:5 tuỳ theo chất lợng men. Môi trờng

nhân giống đợc lấy trực tiếp từ thùng đờng hoá, trong qúa

trình nhân giống có sục không khí vô trùng.

Chế độ nhân giống nh sau:

Lợng dịch

10 ml

100 ml

1000 ml

10 Lít

100 Lít



Môi trờng



pH



Dịch



chiết



malt

Dịch



chiết



malt

Dịch

matl

Dịch

hoá

Dịch



chiết

đờng

đờng



hoá



Nhiệt



Thời



độ(0C)



gian



4,5ữ 5,0 30 1



24giờ

18ữ 24



4,5ữ 5,0 30 1



giờ

18ữ 24



4,5ữ 5,0 30 1

4,8ữ 5,2 20ữ 25

4,8ữ 5,2 16ữ 20



giờ

15ữ 18

giờ

14 giờ



Yêu cầu canh trờng men giống.

. Mật độ tế bào 100-120 Triệu tế bào/ml

. Tỉ lệ nảy chồi : 20-25%

. Tỉ lệ nhiễm khuẩn cho phép : + Cầu khuẩn <1%.

+ Men dại

- 20 -



< 0,5%.



+ Không có trực khuẩn.

1. 2 .2. Tái sử dụng men sữa

Khi kết thúc lên men chính ngời ta tiến hành hạ nhiệt độ

xuống 4-50C và tiến hành tháo sữa men. Thờng cứ 1000 Lít

dịch đờng sau khi lên men kết thúc cho ta khoảng 15 đến

20 Lít sinh khối nấm men sệt với hàm ẩm từ 85 ữ 88%. Cặn

men đợc xả ra ngoài qua van xả, lúc đầu men có màu xám

đen để dành riêng cho gia súc, tiếp đó là lớp men mịn màu

trắng ngà dùng để làm giống cho sản xuất, tiếp đó là lớp

màu xám đen cũng dùng để chăn nuôi gia súc.

Lớp men sữa sạch thu đợc, đem lọc qua rây và rửa nhiều

lần bằng nớc vô trùng ở 1-2oC. Các tế bào nấm men chết sẽ

nổi lên và đợc gạn ra ngoài.

Tiến hành rửa bằng nớc vô trùng 1oC nhiều lần, sau mỗi lần

rửa phải kiểm tra chất lợng nấm men, khi nào đạt chỉ tiêu

thì dừng. Giống nấm men tốt khi có hình thái tế bào đặc

trng, số tế bào trẻ và nảy chồi nhiều, số tế bào chết <5%, tỷ

lệ nhiễm tạp <2%, tốc độ sinh sản nhanh. Nấm men sau khi

rửa xong đợc bảo quản dới lớp nớc lạnh 1-2oC.

Nấm men bị nhiễm tạp cần xử lí bằng cách đa pH về 2,9

-3,2 giữ ở pH này trong vòng 1 giờ sau đó lại loại bỏ cặn bẩn

và trung hoà bằng NaHCO3 đến pH= 4,8 - 5,2. Thờng để

giảm pH đến 2,9 -3,2 ngời ta dùng H2SO4 0,4% hoặc H3PO4

0,6%.

Để cho men giống phát triển nhanh hơn thì trớc khi sử dụng

ta cần hoạt hoá giống. Tiến hành hoạt hoá giống nh sau: nấm

men đợc nuôi cấy trong dịch đờng mới đã đợc làm lạnh theo

tỷ lệ men sệt / dịch đờng = 1/4 hoặc 1/5, dùng cánh khuấy

hoặc không khí vô trùng sục vào dịch. Nhiệt độ hoạt hoá

gần bằng nhiệt độ lên men. Khi có rất nhiều tế bào nảy chồi

và độ cồn đạt 0,3% thì kết thúc hoạt hoá. Số lần tái sử dụng

men sữa khoảng 5 hay 6 lần.



- 21 -