LỜI MỞ ĐẦU
Bia là một loại nước giải khát lên men có độ cồn thấp, rất hấp dẫn với hương
thơm đặc trưng và vị đắng dễ chịu của hoa houblon. Ngoài tác dung giải khát, bia còn
cung cấp một lượng lớn các chất dinh dưỡng, các chất giúp tăng cường tiêu hoá và các
vitamin, nhất là các vitamin nhóm B.
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước
với một qui trình công nghệ khá đặc biệt. Ngoài ra để tăng hiệu quả kinh tế, giảm giá
thành sản phẩm cũng như đa dạng hoá sản phẩm, các nhà máy sản xuất bia còn dùng
một số loại nguyên liệu thay thế như: Đại mạch chưa nảy mầm, gạo, ngô đã tách phôi
Các nước có ngành công nghiệp phát triển đã nghiên cứu nhiều quá trình sản xuất
bia tiên tiến đạt hiệu quả về kinh tế và trình độ kỹ thuật cao như: Phương pháp lên men
hiện đại, lên men liên tục, sử dụng chế phẩm enzim trong sản xuất bia
Ở nước ta trong khoảng 10 năm trở lại đây, ngành công nghiệp thực phẩm nói
chung và công nghiệp sản xuất bia nói riêng đã có một diện mạo mới với nhiều nhà máy
bia ra đời, nhiều sản phẩm mới được giới thiệu rộng rãi nhưng vẫn không đáp ứng
được nhu cầu tiêu thụ bia đang ngày càng tăng.
Chính vì thế việc xây dựng thêm nhà máy bia làm việc theo phương pháp lên
men liên tục với năng suất 22 triệu lít một năm là điều cần thiết vì vừa cung cấp được
một lượng bia khá lớn cho thị trường đang ngày càng mở rộng, hạn chế việc nhập khẩu
bia, đồng thời để theo kịp trình độ sản xuất bia của các nước tiên tiến.
CHƯƠNG I
1
- -
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
1.1.Sự cần thiết phải đầu tư:
Huế là một tỉnh thuộc Bắc Trung Bộ có nền kinh tế khá phát triển. Nói đến Huế
trước tiên là nói đến dịch vụ du lịch, đây là điểm đến của rất nhiều du khách trong và
ngoài nước. Thế mạnh du lịch của tỉnh là quần thể di tích cố đô Huế với các lăng tẩm,
đền đài, các chùa nổi tiếng như: Lăng Minh Mạng, lăng Tự Đức, điện Hòn Chén, chùa
Linh Mụ Trong đó Đại Nội Huế đã được UNESCO công nhận là di sản văn hoá thế
giới.
Dịch vụ du lịch của tỉnh đã và đang phát triển do đó đã tạo được nguồn thu nhập
đáng kể cho người dân trong tỉnh. Bên cạnh tiềm năng về du lịch nền kinh tế của tỉnh
cũng đang phát triển với tốc độ rất nhanh. Hai khu công nghiệp của tỉnh, một đặt ở thị
trấn Phú Bài, một đặt ở xã Hương Sơ, cùng với 2 cảng lớn hoạt động mạnh là cảng
Chân Mây và cảng Thuận An là nền móng vững chắc để đảm bảo nền kinh tế của tỉnh
phát triển một cách mạnh mẽ.
Chính sự đầu tư phát triển về du lịch và kinh tế này đã tạo công ăn việc làm, tăng
thu nhập và ổn định cuộc sống của người dân và dĩ nhiên là khả năng tiêu dùng cũng
tăng theo, hứa hẹn một thị trường rất mạnh trong tương lai.
Mặc dù ở tỉnh đã có nhà máy sản xuất bia nhưng vẩn không đáp ứng được nhu cầu
ngày càng tăng của người tiêu dùng.
Với những thuận lợi nói trên, việc đầu tư xây dựng thêm một nhà máy sản xuất bia
trên địa bàn tỉnh sẽ thu được lợi ích kinh tế rất lớn cho nhà đầu tư và cho cả địa phương.
1.2. Phương án sản xuất:
Nhà máy bia được thiết kế làm việc theo phương pháp lên men liên tục, rút ngắn
được chu kỳ lên men, do đó nâng cao được năng lực sản xuất của nhà máy. Để giảm
giá thành sản phẩm, nâng cao sức cạnh tranh đồng thời cũng đảm bảo chất lượng và
phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng, nhà máy sử dụng nguyên liệu là 85% malt
đại mạch và 15% ngô dã tách phôi.
1.3. Cơ sở kinh tế kỹ thuật:
Qua tìm hiểu các điều kiện về giao thông, vị trí địa lí, khả năng tiêu thụ sản phẩm
và các điều kiện khác. Cho thấy rằng chọn dịa điểm xây dựng nhà máy bia tại khu
công nghiệp Phú Bài thuộc thị trấn Phú Bài- Huyện Hương Thuỷ - Tỉnh Thừa Thiên
Huế là thuận lợi nhất.
1.3.1. Đặc điểm thiên nhiên:
- Về vị trí địa lý: Khu công nghiệp Phú Bài, thị trấn Phú Bài, huyện Hương
Thuỷ, Tỉnh Thừa Thiên Huế nằm ở phía Đông Nam, cách thành phố Huế 15 km theo
quốc lộ 1A, cách cảng biển nước sâu, đô thị mới Chân Mây 35 km.
Địa điểm xây dựng nhà máy tại khu công nghiệp, cách Quốc lộ 1A 1km, khu đất
xây dựng có diện tích rộng và bằng phẳng cho phép xây dựng nhà công nghiệp nhiều
tầng.
Với vị trí đặc biệt này, nhà máy sẽ rất thuận tiện trong việc vận chuyển sản
phẩm đến nơi tiêu thụ trong tỉnh, ngoại tỉnh và xuất khẩu
2
- -
-Về khí hậu: Theo tài liệu khí tượng thuỷ văn của trạm khí tượng thuỷ văn Huế,
Huế là một trong những các tỉnh có khí hậu tương đối ổn định với nhiệt độ trung bình
hằng năm 25
oC
, độ ẩm trung bình 84,5%, hướng gió chính là Đông Nam với tốc độ gió
từ 1,5m/s -15m/s.
1.3.2. Hệ thống giao thông vận tải:
Nhà máy nằm trong khu công nghiệp nên cơ sở hạ tầng được đảm bảo, gần
đường Quốc lộ 1A, gần đường sắt Bắc Nam, cách cảng Chân Mây 35km nên việc vận
chuyển bằng đường bộ, bằng đường sắt, đường thuỷ rất thuận lợi.
1.3.3. Nguồn nguyên liệu:
Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước. Ngoài
ra nhà máy còn dùng nguyên liệu thay thế là ngô đã tách phôi.
Malt đại mạch và hoa houblon được nhập về cảng Chân Mây sau đó được vận
chuyển về nhà máy bằng đường bộ.
Nước ta có nhiều vùng trồng ngô với sản lượng lớn, việc nhà máy sử dụng
nguyên liệu thay thế là ngô để sản xuất bia có ý nghĩa rất lớn trong vấn đề tận dụng
nguồn nguyên liệu sẵn có của địa phương cũng như giảm giá thành sản phẩm.
Ở Huế cũng có nhiều nơi trồng ngô như huyện Hương Thuỷ, huyện Phú Vang,
huyện Nam Đông, A Lưới đây là nguồn cung cấp ngô chủ yếu. Ngoài ra nhà máy còn
mua ngô từ các vùng khác của các tỉnh, thành phố như Đà Nẵng, Quãng Nam, Quãng
Ngãi.
1.3.4. Nguồn cung cấp điện:
Nhà máy sử dung nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia qua máy biến áp riêng
của nhà máy. Dòng điện nhà máy sử dung có hiệu điện thế 220V/380V. Ngoài ra để
đảm bảo cho quá trình sản xuất được liên tục, nhà máy còn trang bị máy phát điện dự
phòng.
1.3.5. Nguồn cung cấp hơi và nhiên liệu:
Nhà máy sử dụng hai lò hơi để cấp hơi cho các phân xưởng, nhiên liệu dùng cho
lò hơi là dầu FO. Xăng dầu của nhà máy được mua từ các trạm xăng dầu địa phương,
nhà máy có kho dự trữ để đảm bảo sản xuất.
1.3.6. Nguồn cung cấp nước:
Nhà máy sử dung nguồn nước máy do công ty cấp thoát nước tỉnh Thừa Thiên
Huế cung cấp, nguồn nước này phải qua hệ thống xử lý nước của nhà máy để đảm
bảo các chỉ tiêu về hoá học, sinh học trước khi đem vào sản xuất bia.
1.3.7. Hệ thống thoát nước:
Phần lớn nước thải của nhà máy đều chứa các hợp chất hữa cơ là môi trường
thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, khi thải ra ngoài sẽ gây ô nhiễm môi trường, do đó
cần phải xử lý trước khi thải ra ngoài.
Nước thải của nhà máy được tập trung và xử lý ở khu xử lý nước thải của khu
công nghiệp.
1.3.8. Nguồn tiêu thụ sản phẩm:
Một lượng lớn sản phẩm của nhà máy được tiêu thụ trong tỉnh đồng thời tiêu thụ
trong nước và xuất khẩu ra nước ngoài.
1.3.9. Nguồn nhân lực:
3
- -
Công nhân của nhà máy chủ yếu lấy từ nguồn công nhân ở địa phương, vừa giải
quyết công ăn việc làm cho người dân ở địa phương vừa giảm được chi phí vế nhà ở
sinh hoạt cho công nhân.
Cán bộ quản lý và cán bộ kỹ thuật được cung cấp từ các trường đại học ở miền
Trung như: Huế, Đà Nẵng, Nha Trang
1.3.9. Hợp tác hoá:
Việc đặt nhà máy trong khu công nghiệp là môi trường hợp tác rất tốt giữa các
nhà máy với nhau cũng như giữa nhà máy với các nguồn mua bán nguyên liệu thay
thế và phụ phẩm từ nhà máy.
Kết luận: Qua phân tích, việc đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất bia với năng
suất 22 triệu lít một năm tại khu công nhgiệp Phú Bài thuộc thị trấn Phú Bài huyện
Hương Thuỷ tỉnh Thừa Thiên Huế là hợp lý, phù hợp với tình hình địa phương và sẽ
mang lại lợi ích kinh tế cho nhà đầu tư và cho cả địa phương.
CHƯƠNG II
GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU
4
- -
Nguyên liệu chính nhà máy dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon,
nước và nguyên liệu thay thế là ngô đã tách phôi.
2.1. Malt đại mạch:
Malt đại mạch là hạt đại mạch đã nảy mầm trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm nhân
tạo xác định. Malt đại mạch qua quá trình nảy mầm sẽ tích luỹ một lượng lớn các enzim
trong hạt, chủ yếu là amylaza. Ngoài amylaza trong hạt còn tích luỹ các enzim khác như
proteaza, xitaza
Trong sản xuất bia, malt đại mạch vừa là tác nhân đường hoá (nhờ hệ enzim có
trong malt) vừa là nguyên liệu chính dùng để nấu bia, để tạo nên sản phẩm bia.
Yêu cầu của malt đại mạch trong sản xuất bia:
-Phải sạch, có mùi thơm đặc trưng của malt, có vị ngọt, có màu vàng sáng đều,
không được có mùi vị lạ, không được mốc và không hôi khói.
-Kích thước hạt malt phải đồng điều: Hạt trên sàng 2,8 mm và 2,5 mm chiếm 94%,
hạt dưới sàng 2,2 mm không quá 0,5%.
-Khối lượng riêng của malt trong khoảng 520-600g/l
-Độ ẩm của malt không quá 6%.
-Độ chiết của malt: 75-82%.
-Thời gian đường hoá: 10-35 phút, hoạt lực amylaza đạt 100-300 đơn vị, hàm lượng
tinh bột càng cao càng tốt nhưng hàm lượng protein phải nằm trong khoảng 9-12%, nếu
cao hơn bia sẽ đục, rất khó bảo quản, còn nếu thấp hơn thì bia kém bọt, vị kém đậm đà.
Nhà máy sử dụng malt nhập ngoại từ các nước Anh, Đan Mạch, Pháp chủ yếu là của
Anh. Malt sau khi về nhà máy được kiểm tra chất lượng sau đó được bảo quản ở kho
chứa, thời gian dự trữ khoảng một tháng, trong quá trình bảo quản thường xuyên theo
dõi nhiệt độ, độ ẩm trong kho để xử lý kịp thời.
2.2. Hoa houblon:
Hoa houblon là nguyên liệu không thể thay thế trong công nghệ sản xuất bia. Chính hoa
houblon đã truyền mùi thơm và vị đắng dễ chịu cho bia.
Trong công nghệ sản xuất bia hoa houblon được sử dung dưới nhiếu dạng khác nhau:
-Dạng hoa nguyên cánh: Làm tăng chất lượng của bia, lực đắng hoa nguyên ít
nhưng thơm hơn các dạng khác, tuy nhiên việc bảo quản hoa nguyên khó khăn, vận
chuyển không thuận lợi và không kinh tế đối với nước không sản xuất được.
-Dạng chế phẩm: Dạng cao hoa, hoa viên, dạng đồng phân.
Nhà máy sử dung 1/3 lượng hoa dưới dạng cao hoa và 2/3 còn lại là hoa nguyên cánh.
Thành phần của hoa houbon gồm nhiều chất khác nhau nhưng những chất có giá trị
quan trọng là nhựa houblon, tanin và tinh dầu.
+Nhựa hoa houblon bao gồm nhựa cứng và nhựa mềm, nhựa mềm gồm có
α
nhựa mềm và
β
nhựa mềm. Trong nhựa mềm có các axit đắng như:
γδβα
,,,
-axit
đắng. Vị đắng của bia chủ yếu là do
α
axit đắng tạo nên còn các dẫn xuất tạo nên vị
đắng hài hoà dễ chịu.
+Tanin: Các chất tanin của hoa houblon là các polyphenol, dễ hoà tan trong
nước, dễ bị oxy hoá nên nó bảo vệ nhựa hoa houblon, đặc biệt là
α
axit đắng khỏi bị
oxy hoá, tham gia vào việc hoàn thiện vị cho bia. Trong quá trình nấu bia, hầu hết các
tanin của hoa houblon liên kết với protein của malt, do đó hàm lượng polyphenol ở
5
- -
trong bia chủ yếu là của malt và chỉ khoảng10-20% là polyphenol của hoa, góp phần
giữ bọt cho bia, tăng khả năng sát trùng dịch đường và bia.
+Tinh dầu của hoa houblon là một hỗn hợp phức tạp của các hydrat cacbon và
nhiều hợp chất chứa oxy dạng tecpen. Chính tinh dầu làm cho hoa có mùi thơm đặc
trưng, tuy nhiên nó chuyển vào bia với lượng không đáng kể vì nó không hoà tan trong
nước nhưng lại dễ bay hơi theo hơi nước. Trong quá trình sản xuất khoảng 98% lượng
tinh dầu bị bay hơi, chỉ còn 2% tồn tại trong bia tạo hương thơm cho bia. Trong quá
trình bảo quản tinh dầu sẽ mất dần do bay hơi và bị oxy hoá, do đó không dùng hoa củ
để sản xuất bia, vì các sản phẩm chuyển hoá của tinh dầu nếu đưa vào bia sẽ làm giảm
chất lượng của bia.
Nhà máy sử dụng hoa nguyên cánh và cao hoa, để giữ cho chất lượng của hoa
không thay đổi thì hoa sau khi nhập về được bảo quản trong kho ở nhiệt độ thấp (gần
0
0
C), kho được cách ẩm cách nhiệt tốt.
2.3. Nước:
Nước là một nguyên liệu quan trọng trong công nghệ sản xuất bia, trong bia thành phẩm
hàm lượng nước chiếm khoảng 90%. Trong nhà máy bia nước được sử dụng với nhiều
mục đích khác nhau như: Xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu, làm nguội bán thành
phẩm, thanh trùng, vệ sinh sát trùng thiết bị, vệ sinh xí nghiệp Do đó lượng nước dùng
trong nhà máy bia rất lớn. Tuy lượng nước dùng để nấu bia không nhiều nhưng nó ảnh
hưởng trực tiếp đến chất lượng của bia, do đó nước dùng để nấu bia phải đảm bảo các
yêu cầu cơ bản sau:
-Nước dùng để nấu bia trước hết phải trong suốt, không màu, có vị dễ chịu,
không có mùi vị lạ và không chứa vi sinh vật gây bệnh.
-Nước có độ cứng trung bình 5-6mg đương lượng/lit, pH=6,8-7,3. Độ oxy hoá
không vượt quá 1-2mg/lit, hàm lượng cặn không vượt quá 600 mg/lit.
-Các chỉ tiêu sinh học: Chuẩn độ Coli
≥
300ml, chỉ số Coli
≤
3.
-Hàm lượng tối đa của kim loại:
Sắt : 0,3mg/lit Mangan: 0,05mg/lit
Magiê: 125mg/lit Chì :0,1 mg/lit
Đồng: 3mg/lit Kẽm :5mg/lit
Flo : 1mg/lit Selen :0,05mg/lit
Nitrat: 35mg/lit
Sunphat: 60-80mg/lit không vượt quá 250mg/lit .
-Không được có mặt xianua, thuỷ ngân, bari, crom, amoniac, sunphuahydro,
nitric.
Nước có ảnh hưởng lớn đến tiến trình công nghệ và chất lượng sản phẩm, đối
với quá trình nấu bia nó làm thay đổi pH của dịch cháo do đó ảnh hưởng đến
quá trình thuỷ phân xảy ra trong khi nấu bia, nếu pH tăng quá trình thuỷ phân
giảm do các enzim thuỷ phân hoạt động thích hợp ở pH axit, bia được sản xuất
từ dịch đường có pH khá cao thường có vị đắng khó chịu và giảm độ bền sinh
học. Ngược lại, nếu nước làm tăng độ axit tự nhiên, độ axit tự nhiên tăng trong
một giới hạn nào đó thì khả năng hoạt động của enzim tăng lên, tăng khả năng
6
- -
thuỷ phân trong quá trình nấu, nhưng độ axit tăng quá mức sẽ ức chế hoạt động
của các enzim.
Đối với quá trình lên men, nếu nước chứa nhiều sắt làm chu kỳ sinh trưởng và
phát triển của nấm men bị rút ngắn, làm quá trình lên men bị xáo trộn, nếu nước chứa
nhiều ion Nitrat làm ức chế hoặc tiêu diệt tế bào nấm men, làm đình chỉ quá trình lên
men .
Đối với chất lượng sản phẩm: Vì nước chiếm khoảng 90% khối lượng sản phẩm
nên nước ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm.
2.4. Ngô:
Ngô có các loại như ngô răng ngựa, ngô đá, ngô bột. Nhà máy sử dụng ngô bột
đã tách phôi với hàm lượng tinh bột từ 77-84%.
Việc sử dụng ngô làm nguyên liệu thay thế sẽ làm giảm giá thành sản phẩm, đa dạng
hoá sản phẩm, tăng tính cạnh tranh, giúp chủ động nguồn nguyên liệu vì ngô thường có
nhiều ở các địa phương, giúp tiêu thụ nông sản ở địa phương.
Yêu cầu của ngô đưa vào sản xuất phải có màu trắng đục (hàm lương tinh bột
cao), kích thước hạt đồng đều, hạt ngô sạch, đã tách phôi hoàn toàn.
Ngô được thu mua từ các cơ sở chế biến ở các vùng trồng ngô ở. Khi nhập về
nhà máy ngô được bảo quản trong kho chứa. Để đảm bảo chất lượng của ngô thời gian
bảo quản dự trữ là 10 ngày và thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm trong kho chứa để
kịp thời xử lý.
CHƯƠNG III
CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
7
- -
3.1.Sơ đồ công nghệ sản xuất bia:
Malt Ngô đã tách phôi
Làm sạch Làm sạch
Nghiền 10% so với lượng ngô Nghiền
Nước Hoà malt Hoà bột Nước
Hơi Đạm hoá Hồ hoá Hơi
Đun sôi Hơi
Hội cháo
Hơi Đường hoá
Lọc dịch đường Bã hèm
Hoa houblon Houblon hoá Hơi
Tách bã hoa Bã hoa
Lắng trong Cặn
Chất tải lạnh Làm lạnh
Nuôi cấy Men giống Lên men chính C0
2
Men cái Lên men phụ và tàng trữ bia
Nấm men giống Lọc bia
Xử lý
Ổn định bia
Hoạt hoá
Chai đạt tiêu chuẩn Chiết-Đóng nắp
Thanh trùng
Dán nhãn
Thành phẩm
3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ:
3.2.1. Nguyên liệu:
8
- -
Malt và ngô đã tách phôi trước khi nhập vào kho chứa phải qua khâu kiểm tra chất
lượng.
3.2.2. Làm sạch:
3.2.2.1. Mục đích:
Malt và ngô đã tách phôi trước khi đem vào sản xuất bia cần phải có quá trình làm sạch
để tách hết bụi bẩn, các tạp chất lớn như lông chim, lá khô, loại bỏ tạp chất kim loại lẫn
trong nguyên liệu, đối với malt còn để loại bỏ phần rễ, mầm còn sót lại để đảm bảo malt
và ngô đã tách phôi được sạch, khích thước hạt đồng đều, không ảnh hưởng đến chất
lượng của bia, thuận lợi cho quá trình nghiền.
3.2.2.2. Tiến hành:
Nguyên liệu malt và ngô đã tách phôi sau khi định lượng để đấu trộn đúng tỉ lệ và đúng
lượng thì được đưa qua máy làm sạch, sau đó qua bộ phận tách từ để loại bỏ tạp chất có
từ tính rồi cho vào máy nghiền.
3.2.3 Nghiền nguyên liệu:
3.2.3.1. Mục đích nghiền:
Mục đích của việc nghiền malt là nhằm phá vỡ cấu trúc của hạt, tạo điều kiện
thuận lợi và thúc đẩy các quá trình sinh, lí, hoáï xảy ra trong nguyên liệu khi nấu để thu
được một dịch đường có nồng độ các chất cao nhất từ nguyên liệu ban đầu.
3.2.3.2. Yêu cầu kỹ thuật khi nghiền malt:
Đối với malt:
- Vỏ malt giữ được càng nguyên càng tốt, yêu cầu này xuất phát từ 2 lí do sau:
-Thứ nhất, trong vỏ trấu, ngoài thành phần chủ yếu là xenluloza, không có khả
năng hoà tan, thì còn có một số chất có khả năng hoà tan vào dịch đường khi nấu, làm
thay đổi vị và màu của dịch đường như các chất tanin, các chất đắng, các chất khoáng
hoà tan và kết quả là sẽ làm giảm chất lượng của bia. Nếu giữ nguyên được vỏ malt
thì sẽ ngăn chặn được việc chuyển các chất này từ vỏ vào dung dịch.
-Thứ hai là, vỏ malt càng nguyên càng tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc,
nâng cao vận tốc và hiệu suất lọc.
-Nội nhủ chứa những chất cần thiết cho dịch đường, sau này trở thành những
chất khô cần thiết cho dịch lên men, do đó nội nhủ phải được nghiền nhỏ. Tuy nhiên nếu
tỷ lệ bột và tấm mịn, nhất là bột quá cao thì lọc dịch đường sẽ khó khăn và cuối cùng
cũng làm giảm hiệu suất thu hồi. Vì vậy, khi nghiền cần tạo tỷ lệ thích hợp giữa tấm thô,
tấm mịn và bột phù hợp với từng loại thiết bị lọc
Nhà máy sử dụng thiết bị lọc khung bản nên tỷ lệ này cần là :
Vỏ: 9 - 12%
Tấm thô: 12 - 15%
Tấm mịn: 30 - 35%
Bột: 40 - 45% [VIII-41]
*Đối với ngô cần nghiện mịn để tăng cường sự thuỷ phân.
3.2.3.3. Phương pháp thực hiện :
Có 3 phương pháp nghiền malt là nghiền khô, nghiền ẩm, nghiền ướt.
9
- -
Chọn nghiền ẩm cho malt, tức là malt trước khi vào máy nghiền được làm sạch
và tách khỏi các tạp chất có từ tính, rồi được phun ẩm bổ sung 2% bằng nước nóng để
làm tăng độ dai của vỏ, giữ vỏ nguyên hơn.
Sử dụng máy nghiền hai cặp trục để nghiền malt và máy nghiền búa để nghiền
ngô.
3.2.4. Nấu nguyên liệu :
3.2.4.1. Mục đích :
Chuyển các chất có trong nguyên liệu từ trạng thái không hoà tan sang trạng thái
hoà tan nhờ tác động của các hệ enzim thuỷ phân.
3.2.4.2. Phương pháp nấu:
Có hai phương pháp nấu bia là phương pháp ngâm và phương pháp đun sôi. Đặc
trưng của phương pháp ngâm là toàn bộ khối nấu được nâng nhiệt và giữ nhiệt tại các
mức theo yêu cầu của công nghệ (45 - 50
0
C, 60 - 65
0
C, 70 -75
0
C) trong thời gian thích
hợp, sau đó có thể nâng nhiệt độ của toàn khối nấu lên 78
0
C 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.
Còn đặc trưng của 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 nấu 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.
Vì nhà máy có sử dụng 15% nguyên liệu thay thế nên dựa trên việc phân tích ưu
nhược điểm của hai phương pháp ta thấy sử dụng phương pháp đun sôi và chỉ đun sôi
một lần là hợp lý nhất.
3.2.4.3 Tiến hành nấu:
Sau khi nghiền xong, nguyên liệu nên được đem đi nấu ngay vì nếu để lâu bột
nghiền sẽ bị chua làm giảm chất lượng bột nghiền, ảnh hưởng đến chất lượng của bán
thành phẩm và thành phẩm sau này.
Các bước tiến hành:
Tỷ lệ phối trộn nguyên liệu: nước nấu là:
Malt: Nước = 1 kg: 3,5 lít
Ngô: Nước = 1 kg: 4,5 lít
Nồi ngô:
Ngô đã nghiền mịn với 10% bột malt lót (so với tổng lượng ngô) được đem vào
phối trộn với nước ấm 32
0
C theo đúng tỷ lệ trên và bật cánh khuấy để khuấy trộn 5 phút.
Khi phối trộn xong, nhiệt độ chung của nồi nấu sẽ hạ xuống khoảng 30
0
C, bổ sung axít
lactic để hạ pH xuống còn 5,6. Sau đó nâng nhiệt độ của khối nấu lên 66
0
C với tốc độ
10
- -
khoảng 1
0
C/phút và giữ nhiệt độ này 30 phút để hồ hoá tinh bột. Sau đó nâng nhiệt độ
khối nấu đến nhiệt độ sôi trong 30 phút và giữ sôi 30 phút.
Trong suốt quá trình nấu ngô phải khuấy trộn liên tục để tránh khê sít ở đáy nồi,
vận tốc của cánh khuấy trong khoảng 30 - 40 vòng/phút.
Nồi malt :
Khi nồi ngô đã bắt đầu nâng nhiệt để đun sôi thì nồi malt cũng cho nước ấm 32
0
C
vào trước rồi tiến hành xuống bột hoà malt trong 10 phút. Dùng axít lactic để hạ pH của
môi trường đến 5,6 rồi tiến hành nâng nhiệt độ lên 52
0
C cũng với tốc độ nâng 1
0
C/phút,
giữ ở nhiệt độ này 30 phút để thực hiện quá trình đạm hoá.
Phải tính toán sao cho khi nồi cháo ngô đun sôi xong thì quá trình đạm hoá ở nồi
malt cũng vừa kết thúc. Bơm cháo ngô sang nồi malt để hội cháo, mất khoảng 10 phút.
Khi hội cháo xong thì điều chỉnh nhiệt độ chung của toàn khối sao cho đạt 63
0
C,
giữ ở 63
0
C trong 30 phút để tạo điều kiện cho enzim
β
-amylaza thuỷ phân tinh bột.
Sau đó, tiếp tục nâng nhiệt độ của khối dịch lên 73
0
C trong vòng 10 phút và giữ ở
nhiệt độ này 30 phút để enzim α_amylaza tiếp tục thuỷ phân tinh bột.
Cuối cùng nâng nhiệt độ của toàn khối nấu lên 78
0
C trong vòng 5 phút rồi sau đó
bơm dịch đi lọc.
SƠ ĐỒ NÂNG VÀ GIỮ NHIỆT CỦA QUÁ TRÌNH NẤU
30’
Cháo ngô
Cháo malt
Dịch cháo hỗn hợp
3.2.5. Lọc dịch đường :
3.2.5.1. Mục đích:
11
- -
30’
30’
30’
10’
30’
30’
10’ 30’
10’
30’
5’
°C
Dịch đường hoá bao gồm các chất hoà tan và chất không hoà tan nên cần phải lọc
để tách các chất hoà tan ra khỏi các chất không hoà tan.
3.2.5.2.Tiến hành lọc dịch đường :
Quá trình lọc dịch đường gồm hai giai đoạn: Lọc dịch và rửa bã.
Sử dụng thiết bị lọc ép khung bản để lọc dịch đường.
Trước khi lọc tiến hành bơm nước nóng 80
0
C vào đầy khoảng không gian giữa
khung và bản để thử độ kín của thiết bị và làm nóng thiết bị để tránh tổn thất nhiệt khi
bơm dịch cháo vào. Sau đó mở các van để tháo nước nóng ra và dịch cháo được bơm
vào ngay. Trong vòng 10 - 15 phút đầu tiên, dịch đường chảy ra còn đục nên bơm hồi
lưu về nồi đường hoá. Khi dịch đường đạt được độ trong cần thiết thì cho qua thiết bị
houblon hoá.
Sau khi lấy hết dịch cốt thì tiến hành rửa bã để thu hồi các chất hoà tan còn sót
trong bã. Dùng nước nóng 78
0
C để rửa bã và nước rửa bã cho chảy chung vào nồi
houblon hoá. Việc rửa bã kết thúc khi nồng độ chất khô trong nước rửa còn khoảng 1%.
Nếu rửa kỹ quá thì làm cho dịch đường bị loãng và các chất chát, chất đắng của vỏ
nguyên liệu sẽ chuyển vào dịch đường làm cho bia có mùi vị khó chịu.
Yêu cầu dịch đường thu được phải trong hoàn toàn, nếu dịch đường đục sẽ làm
giảm chất lượng của bia và có thể đó cũng là nguyên nhân làm cho bia kém trong.
Sau khi rửa xong thì bã được tháo và đưa ra ngoài còn thiết bị phải vệ sinh, sát
trùng để chuẩn bị cho mẻ lọc sau.
3.2.6. Houblon hoá :
3.2.6.1. Mục đích của việc houblon hoá:
Mục đích đun sôi dịch đường với hoa houblon là để ổn định thành phần của dịch
đường, truyền cho bia có mùi và vị của hoa houblon, làm cho dịch đường đạt nồng độ
theo yêu cầu, làm keo tụ các protein, vô hoạt các enzim và thanh trùng dịch đường.
3.2.6.2. Tiến hành houblon hoá :
Việc houblon hoá dịch đường được tiến hành sao cho đảm bảo các yêu cầu sau:
1). Đủ độ đắng cho bia nhưng chi phí hoa ít nhất.
2). Đủ các chất và thời gian cần thiết để kết lắng protein.
3). Đảm bảo được lượng hương thơm tồn tại trong hoa.
4). Dễ thao tác và hiệu quả kinh tế cao nhất.
Thiết bị houblon hoá về cấu tạo cũng giống với thiết bị nấu nhưng bề mặt truyền
nhiệt lớn hơn viì cần bốc hơi một lượng lớn hơi nước trong quá trình houblon hoá, về
vật liệu cấu tạo thì tốt nhất là làm bằng thép không gỉ.
Quá trình houblon hoá được tiến hành như sau :
Dịch đường sau khi lọc được cho thẳng vào nồi houblon hoá. Khi dịch vừa lấp
đầy đáy nồi thì bắt đầu cấp nhiệt để nâng và giữ nhiệt độ của dịch đường ở khoảng 70-
75
0
C nhằm tạo điều kiện cho enzim α_amylaza tiếp tục thuỷ phân tinh bột sót. Khi nước
rửa bả chảy vào gần hết thì bắt đầu nâng nhiệt sao cho khi giọt nước cuối cùng rơi vào
nồi thì dịch đường cũng bắt đầu sôi.
Nhà máy sử dụng hoa houblon với lượng 2g /lít dịch đường ở hai dạng hoa
nguyên cánh và dạng cao hoa.
Dạng hoa nguyên cánh chiếm 2/3 lượng hoa, dạng cao hoa chiếm 1/3.
12
- -
Việc cho hoa vào nồi theo thứ tự như sau để đảm bão đủ lực đắng, đủ thời gian
và mùi thơm:
Cao hoa cho vào lúc dịch đường vừa bơm đầy nồi nấu.
1/2 lượng hoa nguyên cánh cho vào sau khi sôi 30 phút.
1/2 lượng hoa nguyên cánh còn lại cho vào lúc trước khi kết thúc quá trình nấu
30 phút.
Chỉ số đầu tiên và cơ bản để xác định điểm kết thúc quá trình houblon là nồng độ
của dịch đường, còn chỉ số khác là sự có mặt của các kết tủa protein và độ trong của
dịch đường. Tổng thời gian đun sôi là khoảng 2 giờ.
3.2.7. Tách bã hoa:
Sau khi đun sôi xong, dịch đường được chuyển sang thùng lọc bã hoa để tách
dịch đường ra ngoài còn bã thì được giữ lại bên trong.
Sau khi giải phóng hết dịch đường, thiết bị houblon hoá được tráng qua nước
nóng, nước tráng này được dùng để rửa bã hoa, nước rửa bã được dùng vào việc đường
hoá mẻ sau hoặc bổ sung vào dịch đường ở phân đoạn nấu hoa.
Bã được thu gom và chuyển ra ngoài như một loại phế thải. Dịch đường nóng
nhờ bơm ly tâm chuyển đến thiết bị lắng trong và làm lạnh.
[ ]
349
−
VII
3.2.8. Lắng trong và làm lạnh:
3.2.8.1. Mục đích:
Mục đích của quá trình lắng trong và làm lạnh là hạ nhiệt độ dịch đường đến
nhiệt độ lên men, kết tủa các huyền phù và bão hoà ôxy cho dịch đường.
3.2.8.2.Yêu cầu của quá trình lắng trong và làm lạnh:
Vì dịch lên men là môi trường tốt cho vi sinh vật phát triển ở nhiệt độ thấp mà
đặc biệt nguy hiểm là từ 40
0
- 20
0
C bởi vì đây là nhiệt độ thích hợp nhất cho sự phát
triển của các vi sinh vật gây hại cho bia như vi khuẩn lên men axetic, vi khuẩn lên men
lactic
Do đó để tránh nhiễm khuẩn cho dịch lên men, giai đoạn làm nguội từ nhiệt độ
ban đầu đến khoảng 60
0
- 70
0
C có thể tiến hành chậm. Còn giai đoạn từ 20
0
- 40
0
C đến
nhiệt độ lên men cần tiến hành nhanh và trong thiết bị làm lạnh kín là tốt nhất.
3.2.8.3.Phương pháp tiến hành lắng trong và làm lạnh:
Tiến hành lắng trong trong thiết bị Whirlpool và làm lạnh bằng thiết bị làm lạnh
bản mỏng với chất tải lạnh là nước lạnh 1
0
C và glycol. Thiết bị Whirlpool có ưu điểm là
đảm bảo vô trùng vì dịch đường khi đưa vào thiết bị là vừa đun sôi xong, còn ra khỏi
thiết bị cũng ở nhiệt độ rất cao, khoảng 90
0
C và thời gian để lắng trong chỉ khoảng 20
phút.
Dịch đường vào thiết bị ở nửa phần dưới và theo phương tiếp tuyến với vận tốc
khoảng 10 - 14m/s, dịch đường sẽ chuyển động tròn trong thiết bị. Các kết tủa sẽ lắng
xuống tâm của thiết bị. Sau khi để lắng 20 phút, dịch trong được đưa đi làm lạnh đến
nhiệt độ lên men còn cặn được loại bỏ. Tại thiết bị làm lạnh, dịch lên men nóng tiến
hành trao đổi nhiệt gián tiếp với nước lạnh 1
0
C trước, sau đó trao đổi nhiệt với glycol và
nhiệt độ của dịch đường hạ xuống còn khoảng 8
0
C.
3.2.9.Lên men:
13
- -
Lên men là quá trình rất quan trọng trong công nghệ sản xuất bia, nó quyết định
đến chất lượng của sản phẩm, ảnh hưởng đến năng suất của nhà máy.
3.2.9.1.Lên men chính:
Quá trình lên men xảy ra qua 2 giai đoạn: Lên men chính và lên men phụ. Hai
giai đoạn này phân biệt nhau ở các điểm: Các quá trình sinh lý, sinh hoá, hoá lý ở giai
đoạn lên men chính xảy ra mạnh hơn, và yêu cầu công nghệ ( nhiệt độ lên men, nồng độ
nấm men sử dụng ) của 2 giai đoạn này cũng khác nhau.
a. Mục đích của quá trình lên men chính:
Nhờ tác động của enzim vi sinh vật để chuyển hoá đường thành rượu, CO
2
và
các
sản phẩm khác góp phần tạo nên hương vị cho bia.
b. Các quá trình xảy ra khi lên men chính:
Khi lên men chính xảy ra các quá trình sinh lý, sinh hoá, hoá lý như sau:
Quá trình sinh lý:
Quá trình sinh lý thể hiện ở sự sinh sản và phát triển của tế bào nấm men. Dịch lên
men là môi trường đủ các chất dinh dưỡng cho quá trình đó. Nấm men sinh trưởng
mạnh nhất trong thời kỳ đầu của quá trình lên men chính. Đây là giai đoạn để tăng số
lượng tế bào đảm bảo cho quá trình lên men bia, và trong điều kiện lên men bình thường
sự sinh trưởng của nấm men kết thúc xa trước khi lên men chính xong.
Quá trình sinh hóa:
Quá trình sinh hoá cơ bản trong lên men chính là sự chuyển các đường lên men
thành rượu và CO
2
, phần không lên men được chủ yếu là dextrin, protein và các chất
khoáng.
Ngoài 2 sản phẩm chính là rượu và CO
2
thì trong quá trình lên men còn tạo ra các
sản phẩm như glyxerin, axít hữu cơ, rượu bậc cao, este, aldehit
Trong các sản phẩm phụ đó, có những sản phẩm ảnh hưởng tích cực đến chất lượng
của bia như: glyxerin, axít hữu cơ, este, aldehit (hàm lượng thấp). Những chất làm giảm
chất lượng của bia như: rượu bậc cao, diketol, H
2
S, aldehit (hàm lượng cao). Việc lên
men phụ và tàng trữ bia sau này sẽ làm giảm một phần các chất có ảnh hưởng xấu đó.
Quá trình hóa lýï:
Trong quá trình lên men chính, xảy ra những biến đổi hoá lý sau:
+Sự thay đổi độ chua và năng lực đệm:
pH của môi trường thay đổi trong quá trình lên men, cụ thể là pH giảm đáng kể từ
pH=5,6 của dịch lên men xuống còn khoảng 4,2. Sự giảm này là do sự tạo thành CO
2
,
các axít hữu cơ mà chủ yếu là axít suxinic và axít lactic. Các axít làm thay đổi năng lực
đệm nên dẫn đến thay đổi pH. Trong dịch đường, chất đệm chủ yếu là muối phosphat:
NaH
2
PO
4
, Na
2
HPO
4
, muối này giữ cho pH ổn định trong khoảng lớn hơn 5,5. Trong quá
trình lên men, nấm men hấp thụ những muối này và tạo thành các axít hữu cơ, tạo hệ
đệm mới với pH = 4,2 -5,67.
+Sự thay đổi thế oxy hoá khử:
14
- -
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét