Bia là một loại nước uống mát bổ, có độ cồn thấp, có bọt mịn xốp, có hương vị đặc trưng. Hương vị và màu sắc cảm  quan của bia là do các hợp chất chiết từ malt đại mạch, hoa houplon, cồn, CO2 và các sản phẩm lên men khác tạo nên. Đặc  biệt, CO2 bao hoà trong bia có tác dụng làm giảm nhanh hơn cơn khát của người uống.         

Ngày nay bia là một trong những loại nước giải khát phổ biến nhất trên khắp thế giới và sản lượng của nó không ngừng tăng lên gắn liền với tên tuổi của những hang bia lớn như Heineken (Hà Lan), Heninger (Đức), Carlberg ( Đan Mạch), Foster (úc), Tiger (xingapore),… với tổng sản lượng hàng tỉ lít bia mỗi năm, đa tạo công ăn việc làm cho nhiều lao động và thu về những lợi nhuận khổng lồ.           Nước ta là một nước nằm trong xứ nóng, vì vậy nhu cầu về nước giải khát chiếm một vị trí khá quan trọng nhất là trong những ngày hè oi bức nếu  không cung cấp đủ nước giải khát cho nhân dân thì ta không tạo điều kiện để nâng cao năng suất lao động. Do vậy Đảng và chính phủ đa quan tâm rất nhiều đến sự phát triển của ngành nước uống. Cho đến nay, ngoài các nhà máy bia lớn như nhà máy bia Hà Nội, nhà máy bia Sài Gòn, với tổng công suất hàng trăm triệu lít/ năm, đa xuất hiện rất nhiều nhà máy và các xưởng sản xuất bia ở hầu khắp các tỉnh và thành phố trong cả nước. Các nhà máy này cùng với các cơ sở sản xuất bia đa tạo ra việc làm cho nhiều lao động và phần nào đáp ứng nhu cầu thị hiếu của nhân dân. Tuy nhiên, với mức dân số khoảng 80 triệu người, nhu cầu tìm kiếm công ăn việc làm và nhu cầu giải trí, giải khát của người dân không ngừng tăng lên, đặc biệt với nguồn lợi nhuận to lớn mà ngành công nghiệp bia có thể mang lại. Hứa hẹn trong thời gian tới sẽ có nhiều các nhà máy bia được xây dựng, góp phần giải quyết công ăn việc làm cho nhiều lao động, đáp ứng nhu cầu nước giải khát cho nhân dân, và ngành sản xuất bia của nước ta sẽ tiến nhanh và đuổi kịp các nước tiên tiến trên thế giới.

6. Quy trình sản xuất bia các loại

1

  7. Thuyết minh dây chuyền sản xuất bia

Gạo và Malt được nghiền nhỏ nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột tạo điều kiện cho quá trình hút

nước, trương nở hạt tinh bột và tạo điều kiện cho hệ Enzim phát huy hoạt lực thuỷ phân tinh bột thành các

đường đơn.

Nguyên liệu thay thế qua giai đoạn hồ hoá - dịch hoá với mục đích chuyển tinh bột từ dạng không hoà tan

sang dạng hoà tan, sau đó được đưa vào quá trình đường hoá cùng với Malt, ở đây dưới tác dụng của hệ Enzim

trong Malt trong điều kiện nhiệt độ nhất định và môi trường thích hợp, các enzim hoạt động phân cắt các chất

cao phân tử thành các chất thấp phân tử .

Kết thúc quá trình đường hoá, toàn bộ khối dịch được chuyển sang nồi lọc nhằm mục đích tách dịch đường ra

khỏi bã. Lượng bã này được sử dụng cho chăn nuôi, còn dịch đường được đưa sang nồi nấu hoa, ở đây dịch

đường được đun sôi với hoa Hublon (nhiệt độ hơn 1000C), các chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol và các

thành phần của hoa được hoà tan vào dịch đường tạo cho bia có vị đắng, mùi thơm đặc trưng của hoa hublon và

khả năng giữ bọt cho bia. Polyphenol của hoa khi hòa tan vào dịch đường ở nhiệt độ cao sẽ tác dụng với các

protein cao phân tử tạo các phức chất dễ kết lắng làm tăng độ trong của dịch đường và ổn định thành phần sinh

học của bia thành phẩm; đồng thời quá trình đun hoa còn có tác dụng thanh trùng, tiêu diệt các vi sinh vật và

các hệ Enzim còn lại trong dịch đường .

Kết thúc quá trình đun sôi, dịch đường được bơm qua thùng lắng xoáy để tách c?n. Dịch đường trong được

đưa qua thiết bị làm lạnh nhanh, mục đích đưa dịch đường xuống nhiệt độ lên men thích hợp (8-9 0C) đồng thời

tránh sự xâm nhập của vi sinh vật vào dịch đường dẫn đến bất lợi cho quá trình lên men. Dịch đường được bổ

xung ôxy đến mức độ cần thiết và với lượng men giống thích hợp được đưa vào tăng lên men, ở đây quá trình

2

lên men chính xẩy ra, dưới tác dụng của tế bào nấm men bia, dịch đường được chuyển hoá thành rượu, CO2 và

các sản phẩm phụ khác. Quá trình lên men chính kéo dài khoảng 5-7 ngày ở nhiệt độ thích hợp, CO 2 sinh ra

trong quá trình lên men được thu hồi, làm sạch và hoá lỏng chứa trong các bình chứa .Kết thúc quá trình lên

men chính, men sữa được thu hồi để tái sử dụng còn bia non được chuyển sang chế độ lên men phụ, ở điều kiện

nhiệt độ thấp (0-50C) và áp xuất bề mặt 0,5-1 bar. Trong thời gian lên men phụ, nấm men trong bia non tiếp tục

lên men lượng đường còn lại để tạo thành CO2 và các sản phẩm khác. Đồng thời trong lúc này lượng diaxetyl tạo

thành ở giai đoạn lên men chính được chính nấm men khử và chuyển thành axetoin, các chất hữu cơ tác dụng

với rượu để tạo thành các este, tức là ở đây xảy ra các quá trình nhằm ổn định thành phẩm và tính chất cảm

quan của sản phẩm.

 Khi bia đủ độ chín theo yêu cầu được bơm đi lọc trong bia ở điều kiện nhiệt độ -10C- O0C, được bão hoà CO2

rồi đưa vào tank thành phẩm, sau khi kiểm tra đủ tiêu chuẩn bia được bơm đi chiết .

Với bia hơi: Trước khi chiết, các box chứa bia bằng Inox được làm sạch bằng khí nén, nước thường, nước

nóng(800C), dung dịch xút (2-3%) và được thanh trùng bằng hơi nóng(khoảng 1350C), sau đó được làm lạnh

bằng CO2 và chiết ở điều kiện đẳng áp (3 bar), sau đó box bia được chụp màng co bảo hiểm và vận chuyển trong

các ôtô có bảo ôn lạnh tới các đại lý tiêu thụ sản phẩm. Tại các  điểm bán hàng, các box bia được bảo quản

trong máy bảo quản lạnh ở nhiệt độ 2-40C và bia được lấy ra cốc bằng áp lực CO2 nén vào box, như vậy bia được

bảo quản lạnh và không tiếp xúc với không khí để đảm bảo vô trùng cho đến khi rót ra cốc của khách hàng .

Đối với bia chai, bia lon :  vỏ chai và vỏ lon được rửa sạch, làm khô và được kiểm tra kỹ trước khi đưa vào

chiết, CO2 được nén vào chai, lon ở áp xuất 3 bar và bia được chiết đẳng áp để tránh trào bọt gây thất thoát CO2

trong bia. Sau khi được dập nắp, bia chai, bia lon được đưa qua hầm thanh trùng, ở đây nhiệt độ của bia được

làm nóng lên từ từ đến nhiệt độ thanh trùng (60-620C )nhằm tiêu diệt hết vi sinh vật còn sót lại trong bia nhằm

bảo quản bia được lâu. Sau đó lon ,chai bia được làm nguội đến nhiệt độ thường, sau đó được làm khô (bia chai

được dán nhãn ), in hạn sử dụng và được đóng vào két hoặc thùng giấy chuyển vào kho, sau đó được đưa đi tiêu

thụ .

Quy trình: Có hàng trăm quy trình sản xuất ảnh hưởng đến hương vị, cảm quan, sự cân bằng và những đặc tính của sản phẩm bia. Các yếu tố liên quan đến quy trình công nghệ trong sản xụất bia như:

Thiết kế và cấu hình của thiết bị

Quá trình nảy mầm ngũ cốc

Quá trình nghiền

Quá trình đường hóa

Quá trình lọc

Quá trình đun sôi

Nhiệt độ và thời gian lên men

Thời gian lên men phụ

Quá trình lọc trong bia

3

Tổng quan quy trình sản xuất bia

Quy trình sản xuất bia bao gồm 15 bước tuy nhiên tùy theo quy trình bắt đầu từ đâu chúng ta có số bước khác nhau

1.     Nảy mầm- Chuyển hạt đại mạch thành Malt (bao gồm các khâu: Sấy- Tồn trữ- Ngâm nước- Nảy mầm- Sấy- Tồn trữ Malt)

2.     Nghiền Malt- Nhằm mục đích phân nhỏ các hạt tinh bột tạo điều kiện thủy phân

3.     Trích ly nước nha- Thủy phân các thành phần trong hạt Malt thành cơ chất cho vi sinh vật sử dụng

4.     Tách nước nha- Tách pha lỏng khỏi pha rắn bằng thiết bị lọc thùng; lọc khung bản...

5.     Đun sôi dịch nha- Thanh trùng, đông tụ, cô đặc và trích ly hoa Houblon.

6.     Tách cặn- Loại bỏ thàh phần đông tụ và các mảnh còn lại của Hoa Houblon

7.     Làm lạnh dịch nha và sục khí- Tạo điều kiện lên men

8.     Chuẩn bị giống- Chuẩn bị canh cấy tinh sạch; giữ giống; loại bỏ vi khuẩn có hại; Họat hóa giống.

9.     Vào Giống- Cho giống vào môi trường lên men

10. Lên men chính- Vi sinh vật tăng sinh khối và tạo ra sản phẩm chính là Cồn; CO2 cùng các sản phẩm phụ

11. Lên men phụ- Ổn định và làm chín sản phẩm, bảo hòa CO2

12. Thu hồi men (rút men)- Nhằm giảm mật độ men trong sản phẩm chưa chín (trưởng thành)

13. Lọc trong bia- Loại bỏ thành phần cặn và làm sáng trong sản phẩm

14. Đóng chai- Chiết sản phẩm vào bao bì sử dụng

15. Tồn trữ và phân phối- Lưu trữ và vận chuyển sản phẩm đến nơi tiêu thụ cuối cùng trong điều kiện hoàn hảo.

4

Thường các nhà máy sản xuất bia chỉ tiến hành sản xuất từ khâu nghiền Malt còn khâu nảy mầm do những nhà máy chuyên biệt tiến hành.

Chức năng và nguyên lý vận hành.                                                                                           

Máy nghiền ướt GSF được dùng cho nghiền, tách, trộn các thể loại nhũ tương,   các hạt chất rắn không tan, và các dạng hạt nhỏ một cách nhanh chóng, đồng đều, và hiệu quả cao. Máy được thiết kế từ 1 tới 4 cụm stator  và rotors  bên trong thân máy. Khi máy vận hành, Rotor đưa chất lỏng và trong thân máy tạo ra lực ly tâm rất lớn, sau đó các hạt không đồng đều và các hạt chất rắn to được hút vào trong buồng làm việc. khi các hạt nguyên liệu chui qua lưới tạo bởi rotor và stator và khe hở nhỏ giữa chúng, nguyên liệu bị cắt, nén, đập và tan vỡ ra. Cuối cùng thì cho ra sản phẩm đạt độ mịn, đồng đều, chất lượng cao.

Hop (Hoa Houblon): đóng vai trò rất lớn trong việc tạo vị đắng và hương vị của bia ngoài ra nó còn có tác dụng kháng khuẩn cho sản phẩm. Cao Houblon là sản phẩm trích ly từ hoa chúng đóng vai trò tạo vị đắng cho sản phẩm nhiều hơn là tạo hương. Việc kết hợp các loại hoa Houblon tạo nên sự cân bằng giữa vị đắng và ngọt góp phần tạo ra hàng trăm loại bia khác nhau.

Nấm men: Hầu hết bia sử dụng 2 loại Nấm men (Lager và Ale) có hàng trăm chủng nấm men từ 2 loài trên được sử dụng trong sản xuất bia. Mỗi chủng đều có đặc tính riêng ảnh hưởng đến sản phẩm. Ví dụ như hàm lượng ester; hợp chất sulfua; diacetyl; hợp chất phenol…

Quy trình: Có hàng trăm quy trình sản xuất ảnh hưởng đến hương vị, cảm quan, sự cân bằng và những đặc tính của sản phẩm bia. Các yếu tố liên quan đến quy trình công nghệ trong sản xụất bia như:

Thiết kế và cấu hình của thiết bị

Quá trình nảy mầm ngũ cốc

Quá trình nghiền

Quá trình đường hóa

Quá trình lọc

Quá trình đun sôi

Nhiệt độ và thời gian lên men

5

Thời gian lên men phụ

Quá trình lọc trong bia

3.3. Công nghệ sản xuất bia

3.3.1. Nghiền Malt và thế liệu.

Nghiền nhằm 2 mục đích: giảm và kiểm soát kích thước hạt. Quá trình này phụ thuộc nhiều yếu tố: loại nguyên liệu (Malt, gạo); thiết bị (lọc khung bản; lọc thùng); quy trình công nghệ (tỉ lệ thế liệu; chủng loại thế liệu). Các loại nguyên liệu có chứa vỏ trấu cần sử dụng máy nghiền trục để duy trì kích thước vỏ trấu đóng vai trò như một lớp vật liệu lọc giúp cho quá trình lọc dễ dàng hơn. Với nguyên liệu gạo hoặc trong quá trình lọc sử dụng thiết bị lọc thùng cần sử dụng máy nghiền búa nhằm giảm kích thước hạt tạo điều kiện hồ hóa tốt hơn.

Nghiền trục (sử dụng nghiền Malt hoặc thiết bị lọc thùng)

Máy nghiền trục tác dụng đồng thời lực ép và lực xé lên nguyên liệu dẫn đến kết quả kích thước vật liệu đạt độ nhỏ nhất định nhưng vẫn duy trì kích thước thích hợp tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc. Cụ thể nếu nghiền Malt chúng ta sẽ thu được vỏ trấu tách đôi và kích thước nhân đủ nhỏ. Vật liệu đưa vào quá trình nên có độ ẩm từ 2,5- 4%.

Máy nghiền trục có từ 2- 6 cặp trục. các cặp trục này quay ngược chiều nhau và có tốc độ quay khác nhau nhằm mục đích tạo ra lực ép và lực xé. Khỏang cách giữa 2 trục trên cao từ 1,3- 1,5mm trong khi khỏang cách này của cặp phía dưới là 0,25- 0,4mm. Thiết bị này chỉ thích hợp nghiền vật liệu khô và không dùng cho nghiền vật liệu ướt.

Hình . Thiết bị nghiền trục

 

Để giảm bớt tỉ lệ nát của vỏ trấu trong quá trình nghiền khô người ta phát triển kỹ thuật nghiền trong điều kiện hơi nước áp suất thấp. Thiết bị sử dụng là máy nghiền trục vít, vật liệu đưa vào thiết bị có trang bị hệ thống cung cấp hơi nước ở phía mắt dưới và một số điểm bơm hơi nước ở mặt trên. Trong quá trình di chuyển vật liệu được bơm hơi nước có áp lực 0,5- 1bar (112- 121oC). Thời gian vật liệu đi qua toàn bộ chiều dài thiết bị từ 50- 60 giây trong thời gian này hàm ẩm của vật liệu tăng lên từ 0,5- 1%, lượng ẩm này tập trung chủ yếu vào vỏ trấu vì vậy hàm ẩm của vỏ trấu tăng lên khoảng 23%.

Hình . Thiết bị nghiền với hơi nước áp suất thấp

6

Tuy nhiên, phương pháp này hiện không còn sử dụng vì nhiệt độ cao làm bất hoạt enzym và được thay thế bởi kỹ thuật nước nóng bằng cách phun nước có nhiệt độ 30- 40oC vào vật liệu thay vì bơm hơi nước trong thiết bị hình

 

Hình . Thiết bị nghiền nước nóng

Kỹ thuật nghiền ướt được phát triển trên cơ sở của nghiền khô. Vật liệu trước khi nghiền được làm ẩm lên đến 30% trong thời gian từ 15- 30 phút vì thế chúng trở nên mềm dẻo hơn và vỏ trấu không bị vỡ nát khi đi qua trục nghiền. Trong kỹ thuật này khoảng cách giữa 2 trục gần hơn (0,35- 0,45mm) thiết bị nghiền ướt thường có 2 cặp trục. Điều thuận lợi của kỹ thuật nghiền ướt là vỏ trấu không bị vỡ nhưng tinh bột nội nhũ thì vỡ vụn tạo điều kiện đường hóa nhanh và thời gian lọc rút ngắn. Ngoài ra một kỹ thuật khác phát triển nhưng còn nhiều bất lợi là nghiền ướt kết hợp với đường hóa bằng cách làm ẩm vật liệu bằng nước nóng có nhiệt độ từ 60- 70oC.

Hình . Thiết bị nghiền ướt

Nghiền búa

Thích hợp cho quy trình sử dụng máy lọc khung bản, vật liệu đưa vào quá trình nghiền là vật liệu khô. Dưới tác dụng của búa quay với tốc độ 1500 vòng/ phút vật liệu được làm giảm kích thước từ 2- 4mm sau đó lọt qua lưới ra ngoài. Nhược điểm của thiết bị nghiền búa là rất ồn, ngoài ra do tốc độ vòng quay lớn nên cần phải có các biện pháp an toàn cho người sử dụng.

Hình . Thiết bị nghiền búa

Quá trình đường hóa (trích ly Malt)

2.3.4. Nấu - đường hoá nguyên liệu

Mục đích của quá trình đường hoá: nhằm chuyển hoá các thành phần chính của Malt và thế liệu thành những chất hoà tan trong nước và loại bỏ những chất không hoà tan ra ngoài. Các chất hoà tan có sẵn trong Malt thường là: đường, dextrine, các chất vô cơ và một phần là protein.

Các chất không hoà tan trong Malt cần chuyển hoá gồm phần lớn là tinh bột, vỏ trấu, một số protein có phân tử lượng cao và một số chất hỗn hợp khác, khi nấu xong sẽ được giữ lại trong ba hèm.

7

Trong bột Malt tồn tại 3 loại enzyme rất quan trọng là: protease, -amylase, -amylase và một số enzyme khác chiếm số lượng không đáng kể.

Việc điều chỉnh nhiệt độ để 3 loại enzyme này phát huy được khả năng xúc tác của chúng là công việc quan trọng nhất trong quá trình nấu bia.

Thực tế nghiên cứu và sản xuất cho thấy nhiệt độ thích hợp cho từng loại enzyme có trong Malt như sau :

        Protease hoạt động mạnh ở 47 – 520C

        -amylase hoạt động mạnh ở 70 –750C

        -amylase hoạt động mạnh ở 60 – 650C

Do đặc điểm bột gạo không qua nảy mầm, nên về cấu trúc của cơ chất gần như giữ nguyên vẹn, mặt khác các hệ thống enzyme (amyloase và protease) có trong bột thế liệu rất nghèo, không được hoạt hóa, do đó tính chất hồ hóa của tinh bột thể hiện rất mạnh, sau khi qua điểm hồ hóa, ở điều kiện gia công nhiệt nước (nấu sôi) tinh bột sẽ chín, từ đó sự xâm nhập và tác dụng phân cắt của các enzyme (amylase) sẽ dễ dàng và thuận lợi hơn nhiều.

Trong quá trình nấu, các hợp chất hòa tan trong Malt và các thế liệu dễ dàng chuyển từ hạt vào nước mà không cần có sự tác động của enzym. Phần lớn nhất của Malt và thế liệu là tinh bột, là hợp chất không hòa tan trong nước. Do vậy để chuyển chúng thành những chất hòa tan cần phải có sự tác động của các enzym. Đây là một quá trình sinh hóa phức tạp nên chúng ta cần phải biết điều chỉnh thật hợp lý tỷ lệ giữa enzym và nguyên liệu nhằm đảm bảo đến chất lượng của bia.

Những biến đổi chính trong quá trình nấu:

Biến đổi hóa học:

Quá trình đường hóa:

Sự phân giải tinh bột thành các sản phẩm thấp phân tử trong quá trình đường hóa là do tác động của tập hợp enzym amylase (α, β- amylase và amilophosphatase)

Ở giai đoạn đầu của quá trình thủy phân tinh bột, α-amylaza sẽ tác dụng ngẫu nhiên lên những mạch polyme của amylopectin, kết quả là các phân tử polyme của tinh bột sẽ bị cắt thành những phân tử có số gốc glucozit thấp hơn làm cho độ nhớt của dịch cháo giảm đáng kể và tạo thành những dạng dextrin khác nhau.

8

Quá trình trên sẽ giảm dần và khi sang giai đoạn cuối của quá trình thủy phân sẽ tạo nên một lượng ít Maltose và glucose.

-β-amylase: Cắt liên kết 1, 4 glucozit theo từng đôi một bắt đầu từ những cặp gốc glucose tận cùng của mạch nhánh (đối với amylo), tạo thành đường Maltose (42%, theo lý thuyết). Phần còn lại của amylopectin sẽ tạo thành dextrin bậc cao. Còn đối với phân tử amyloza của tinh bột, chúng sẽ tác dụng dễ dàng và hoàn toàn để cho ra đường Maltoza.

Sự tác động đồng thời của α-amylase và β-amylase lên tinh bột sẽ cho ta một tỷ lệ nhất định giữa dextrin và Maltose. Tỷ lệ này phụ thuộc vào hoạt tính của hai enzym riêng biệt. Lượng dextrin do α-amylase phân giải tinh bột tạo thành sẽ giảm dần dưới sự tác dụng của β-amylase.

-Amylophosphatase: Enzym này tham gia vào quá trình thủy phân tinh bột bằng cách phá hủy các mối liên kết ester giữa acid phosphoric và phân tử amylopectin. Kết quả của quá trình sẽ tạo ra các dextrin khác nhau về số gốc glucose và các tính chất hóa lý.

Trong quá trình đường hóa, tinh bột không những bị thủy phân mà còn chịu sự tác động bởi quá trình phosphoryt hóa. Dưới tác dụng của enzym phosphorylase sẽ tạo thành glucoza-1-phosphat, và sau đó qua nhiều biến đổi ta sẽ thu được các loại đường khác nhau: Fructose và Saccharose.

Như vậy sau quá trình đường hóa ta sẽ thu được nhiều sản phẩm khác nhau, trong đó sản phẩm chính là đường Maltose (chiếm khoảng 50% chất hòa tan trong dịch đường), ngoài ra còn có những dextrin bậc cao, dextrin bậc thấp, đường fructose, glucose, saccharose. Tỷ lệ giữa các các loại đường luôn thay đổi, nó phụ thuộc vào chất lượng nguyên liệu và chế độ thủy phân.

Quá trình đạm hóa:

Trong quá trình nấu nguyên liệu, các protein sẽ bị phân giải dưới tác dụng của enzym protease:

Hai thành phần chính của protease, bao gồm: Proteinase và peptidase là hai thành phần chủ yếu tham gia xúc tác cho quá trình phân giải protein

Bảng 5: Thành phần chủ yếu tham gia xúc tác cho quá trình phân giải protein

Loại Enzym totp (oC) pHotp Cơ chất Sản phẩm

9

Protease 50 -60 4,6- 5,0 Protein Albumoza, pepton, polypetit

Peptidase 45-48 7,5- 8,0 Peptit Acid amin

 

Thành phần, tỷ lệ các sản phẩm thủy phân của protein phụ thuộc vào nhiệt độ nấu. Do vậy, tùy vào những yêu cầu kỹ thuật khác nhau ta sẽ chọn nấu ở những nhuệt độ thích hợp: Nếu cần nhiều sản phẩm thủy phân protein bậc thấp (pepton, polypeptit) thì ta phải tiến hành những khoảng thời gian dừng ở 48-50ºC. Ngược lại nếu cần nhiều sản phẩm thủy phân protein bậc trung bình (albumoza) thì ta phải tiến hành những khoảng thời gian dừng ở 58-60ºC.

Sản phẩm của quá trình đạm  hóa tuy chỉ chiếm một hàm lượng rất ít trong chất hòa tan của dịch đường (khoảng 5- 6%), song chúng đóng một vai trò khá quan trọng trong quá trình công nghệ, trực tiếp tham gia vào sự hình thành chất lượng của bia. Các sản phẩm thủy phân của protein có phân tử lượng thấp (peptit, acid amin) là nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho nấm men. Các sản phẩm có phân tử lượng trung bình  (Albumoza, pepton, polypeptit) sẽ tham gia vào việc tạo vị, tạo bọt và giúp cho bia có khả năng giữ bọt tốt hơn. Tuy nhiên, những sản phẩm có phân tử lượng cao thường là nguyên nhân gây nên hiện tượng vẫn đục của bia.

Các quá trình khác

Khi đường hóa, ngoài hai quá trình enzym thủy phân tinh bột và protein, còn diễn ra các quá trình thủy phân khác.

Quá trình enzym thủy phân những hợp chất phospho hữu cơ. Mạnh nhất đó là sự thủy phân phytin dưới tác dụng của phytase, giải phóng ra inozit và acid phosphoric đa làm cho độ chua và tính đệm của dịch cháo tăng lên. Điều này rất có ý nghĩa trong công nghệ sản xuất dịch đường vì sự tạo tính đệm cho môi trường sẽ rất cần thiết cho sự hoạt động bình thường của các enzym và sự tăng độ chua của dịch cháo luôn kèm theo sự gia tăng hiệu suất đường hóa và nhiều ảnh hưởng dương tính đến dịch đường thu được.

-Quá trình thủy phân Hemicellulose mang nhiều ý nghĩa là cung cấp, bổ sung chất hòa tan cho dịch đường, phá bỏ rào cản tạo điều kiện cho các enzym còn lại hoạt động, tham gia thủy phân hemicellulose là nhóm enzym Sitase.

-Ngoài ra còn có quá trình thủy phân Pentose.

10

Các yếu tố ảnh hưởng:

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn không chỉ đến tốc độ và hiệu suất của quá trình đường hóa, mà còn ảnh hưởng đến tỷ lệ các thành phần của sản phẩm đường hóa.

Nếu tăng nhiệt độ thủy phân tinh bột lên một giới hạn nhất định, tốc độ đường hóa tăng nhanh, nhưng nếu tiếp tục tăng nhiệt độ quá giới hạn thì các enzym bị giảm hoạt lực hoặc mất hẳn hoạt lực, làm cho quá trình đường hóa chậm lại hoặc ngưng hẳn.

Với những loại enzym khác nhau, ta phải giữ ở một nhiệt độ thích hợp cho chúng hoạt động để có thể tạo ra lượng sản phẩm như mong muốn.

Như vậy ta có thể dùng nhiệt độ để điều chỉnh quá trình thủy phân. Khống chế tỷ lệ của các thành phần trong sản phẩm đường hóa. Để thu được nước nha có chất lượng cao thì nhiệt độ trong quá trình đường hóa phải được giữ đúng quy trình.

Bảng 6: Nhiệt độ tối thích của các loại enzym

Loại Enzym top( 0C) Sản phẩm chính

α-amylase 70-75 Dextrin

ß-amylsea 60-63 Maltose

Amilophosphatase 70 Dextrin

         

Ảnh hưởng của pH

Độ chua tác dụng (pH) của dịch cháo là yếu tố ảnh hưởng khá mạnh đến động lực  của quá trình thủy phân và đường hóa. Yếu tố này ảnh hưởng khá rõ rệt đến phản ứng enzym. Đa số các enzym bền trong giới hạn pH từ 5- 9.

Trong quá trình đường hóa thì pH và nhiệt độ có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. pH của môi trường thấp sẽ gây ảnh hưởng bất lợi cho tiến trình phản ứng enzym, dẫn đến cơ chất bị phân cắt không triệt để, hiệu suất thu hồi chất hòa tan

11

thấp, khó lọc ba, dịch đường đục, bia thành phẩm có độ bền keo kém, hương vị không hài hòa.

Vì vậy ta phải điều chỉnh pH bằng biện pháp nhân tạo là làm mềm nước trước khi sử dụng và tăng độ chua của dịch cháo bằng cách bổ sung acid lactic hoặc CaCl2  hoặc CaSO4.

Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất

Nồng độ cơ chất  trong hỗn hợp đường hóa là tỷ lệ giữa nước với nguyên liệu. Trong sản xuất, nồng độ đường thường được điều chỉnh nhờ sự thay đổi khối lượng nước trộn với nguyên liệu. Người ta phải cho nước và nguyên liệu theo tỷ lệ nhất định để nồng độ chất hòa tan đầu tiên không quá 16%, nếu cao hơn thì thới gian đường hóa sẽ kéo dài.

Nồng độ của cơ chất có ảnh hưởng khá mạnh đến khối lượng  và chất lượng của sản phẩm thủy phân do sự phân cắt của nhóm enzym amylase. Nếu dịch cháo càng loang, lượng đường tạo ra theo tỷ lệ các chất càng nhiều, đặc biệt là nhóm đường thấp phân tử có khả năng lên men được. Nếu nồng độ bột nghiền trong dịch cháo thấp thì hoạt độ của enzym sẽ mạnh hơn. Khác với amylase, khi dịch cháo bị loang, hoạt độ của nhóm enzym protease lại kém đi.

Nồng độ của cơ chất là yếu tố chi phối khá mạnh đến tỷ lệ các cấu tử sản phẩm tạo thành từ sự thủy phân protein, mà quan trọng nhất là tỷ số giữa pha thấp phân tử và pha có phân tử lượng trung bình.

Ảnh hưởng của nồng độ enzym

Cường độ của các quá trình enzym khác nhau phụ thuộc rất nhiều vào khối lượng ; hoạt tính và điều kiện xảy ra phản ứng của enzym. Bằng cách điều chỉnh khối lượng chúng ta có thể tạo ra ưu thế  cho sự hoạt động của enzym này hay enzym khác. Ta cũng có thể tạo ra sự thủy phân đến cùng hay phủy phân cục bộ của các chất riêng biệt. Qua đó ta có thể điều chỉnh được tương quan tỷ lệ giữa các pha sản phẩm tạo thành. Đây là nhân tố quyết định để sản xuất loại bia này hay bia khác.

Quá trình đường hoá chia thành 3 giai đoạn:

2.3.4.1. Hồ hoá:

Nhiệt độ hồ hoá phụ thuộc vào tinh bột của loại hạt và cở to nhỏ của hạt tinh bột.

12

Tinh bột của gạo bị hồ hoá ở 80-85oC. Đây là nhiệt độ cao nhất, hạt tinh bột của gạo lại nhỏ nhất. Ngô ở 75-78oC, tinh bột của gạo trương nở hơn tinh bột Malt.

Hồ hoá có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình công nghệ sau này, vì tinh bột được hồ hoá sẽ đường hoá nhanh hơn. Hồ hoá có nghĩa là làm trương nở và phá vỡ các hạt tinh bột trong dịch hồ nóng, nhờ vậy các enzym amylase sẽ dễ tác dụng hơn là tinh bột chưa hồ hoá.

2.3.4.2. Dịch hoá: dưới tác dụng của α- amylase, các chuỗi dài amylo và amylopectin sẽ nhanh chóng bị cắt đứt thành những chuỗi nhỏ hơn, vì thế độ nhớt trong mẻ nấu giảm rất nhanh. β- amylase chỉ có thể cắt từ từ vào cuối mạch của amylo và cuối mạch nhánh của amylopectin và cứ cắt 2 gốc một. Enzym α- Amylase tác động ở nhiệt độ thích nghi nhất là 70-75oC, pH thích nghi 4,6 và bị huỷ diệt ở 80oC trong thời gian ngắn.

2.3.4.3. Đường hoá: là sự biến đổi của tinh bột đa dịch hoá thành dextrin và Maltoza, chỉ xảy ra được khi cháo đa dịch hoá xong. Sự đường hoá xảy ra dưới tác động của 2 enzym.

α- amylaza                   dextin hoá

β- amylaza                   Maltoza hoá

Mỗi loại enzym có một nhiệt độ thích nghi khác nhau: đối với alpha nhiệt độ thích hợp là 70-75oC, pH 5,8; với beta nhiệt độ thích nghi là 60-65oC, pH  5,4

 

Hình 3: Sơ đồ thiết bị đường hoá

Đường hoá tinh bột phải kiểm tra bởi vì những tinh bột và dextrin chưa phân cắt hết sẽ là nguyên nhân gây đục cho bia. Sử dụng iod để kiểm tra xem mức độ hoàn chỉnh của quá trình:

Nguyên tắc

Định tính tinh bột sót của dịch nha bằng dung dịch I2 0,1N.

Tiến hành

Lắc đều mẫu trước khi phân tích. Cho vào ống nghiệm 25 ml cồn 960 và 5 ml mẫu. Lắc nhanh. Để yên khoảng 1 – 2 giờ. Gạn bỏ lớp cồn ở phía trên. Thêm

13

vào đó 10 ml nước cất, lắc nhẹ để hòa tan kết tủa và thêm vài giọt dung dịch I2 0,1N. Quan sát mặt tiếp xúc giữa iot và mẫu. Lắc đều để hòa lẫn. Quan sát màu của dung dịch trong ống nghiệm.

Kết quả

- Nếu dung dịch có màu xanh : mẫu còn tinh bột, X > 0.

- Nếu dung dịch có màu vàng : mẫu không còn tinh bột, X = 0.

Quá trình nấu:

Hình 4. Biểu đồ nấu

Ở một số nhà máy bia tại Việt Nam quá trình nấu thường dùng phương pháp đun sôi tức là đun sôi cháo gạo rồi nhập vào nồi Malt để nâng nhiệt độ toàn khối dung dịch lên nhiệt độ thuỷ phân. Vì phương pháp này đơn giản, rút ngắn thời gian nấu, do đó tăng số mẻ trong ngày, thao tác đơn giản ít phải bơm nhiều lần. Tỉ lệ nguyên liệu mà nhà máy bia Việt Nam thường  sử dụng là 75% Malt và 25% gạo tẻ và mỗi lần nấu 4 mẻ, sau đó vệ sinh và chuẩn bị cho mẻ nấu tiếp theo.

Nồi gạo: xuống gạo và cho Malt lót lần 1 ở 32oC giữ trong 10 phút, sau đó nâng lên 72oC trong 20 phút và giữ nhiệt độ này trong 20 phút. Tiếp tục nâng lên 83oC sau 10 phút, giữ 5 phút. Hạ nhiệt độ, cho nước vào, sau 5 phút thì dịch ở 72oC, cho Malt lót lần 2 vào, giữ nhiệt độ này trong 20 phút. Sau đó tăng lên 100oC (mất 15 phút) và giữ nhiệt độ này trong 15 phút rồi bơm qua nồi cháo. Lúc này gạo đa trương nở hoàn toàn.

Ở nồi Malt: khi nâng nhiệt độ nồi gạo lên 100oC thì ta bắt đầu hoà bột Malt cho xuống nồi nấu.  Nhiệt độ xuống Malt là 55oC, thì bắt đầu cho hội cháo, thời gian hội cháo là 10 phút, dịch đạt 65oC, giữ nhiệt độ này trong 20 phút. Tăng nhiệt độ

14

lên 75oC (mất 10 phút), giữ trong 15 phút, sau 5 phút tăng nhiệt độ lên 76oC, duy trì nhiệt độ trong 5 phút. Sau thời gian này dịch trích ly được đưa vào quá trình lọc.

3.3.2. Quá trình lọc

Mục đích của quá trình lọc nhằm tách các thành phần đa trích ly từ pha rắn có trong Malt và các phụ liệu dạng rắn để phục vụ cho quá trình chuyển hóa của vi sinh vật tạo ra sản phẩm mong muốn. Cụ thể là tách dịch trích ly từ Malt, thế liệu ra khỏi hỗn hợp lỏng rắn. Lưu ý quá trình lọc nước đầu cần tiến hành nhanh nhưng rửa ba chậm để đủ thời gian cho đường trích ly ra dịch. Kết thúc quá trình rửa ba khi nồng độ đường trong nước rửa ba còn khoảng 1 độ.

Lọc thùng (Tun)

Người ta thường sử dụng thùng đường hóa kết hợp với lọc thùng. Thiết bị lọc thùng được sử dụng nhiều tại Anh và một số quốc gia khác. Nó có đường kính 10m và chiều sâu 2m (tỉ lệ 5: 1). Tuy nhiên tùy theo điều kiện nhà máy mà kích thước này có thể thay đổi. Cấu tạo thùng lọc với những đáy giả có ranh với kích thước 1mm, dưới lớp đáy giả này có một số ống để thu nhận dịch nha và dẫn ra ngoài. Nước phun vào có nhiệt độ cao 75- 78oC tạo áp lực đẩy lớp chất lỏng bên dưới xuyên qua lớp ba lọc

Hình . Thiết bị lọc thùng

Ở đầu quá trình lọc chúng ta có lưu lượng cao như ở cuối quá trình lưu lượng giảm. Tuy nhiên việc duy trì lượng nước vào giúp cho lưu lượng vẫn bảo đảm. Dịch nha sẽ được lấy cho đến khi nồng độ đường thấp hoặc đa đủ lượng. Thiết bị này chỉ thích hợp cho nhà máy có quy mô nhỏ vì không thể tự động hóa. Một chu kỳ lọc khỏang 4- 6 giờ; khả năng thu hồi thấp khỏang 96- 97%.

Lọc Laurte tun

 Có cấu tạo tương tự lọc Tun nhưng có chiều sâu nhỏ và có diện tích lớn vì vậy thiết bị này cho năng suất rất cao. Thiết bị này có xuất xứ tại trung Âu và Nam Mỹ là nơi sử dụng tỉ lệ thế liệu cao. Thiết kế có những răng cào với mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho lỏng tách khỏi hỗn hợp. Mật độ cách cào thường 1- 1,5 cánh trên 1 mét vuông.

Lauter tun vận hành tốt khi tỉ lệ chất lỏng và rắn đạt 7,5 l/ kg. Thiết bị này lọc rất tốt dung dịch 100% Malt thậm chí tỉ lệ thế liệu là 50% thiết bị này vẫn họat động đạt năng suất yêu cầu. Tuy nhiên nếu tỉ lệ thế liệu vượt quá 50% cần duy trì kích thước của vỏ trấu để tăng cường lớp vật liệu lọc.

15

Hình . Lọc Lauter tun

Lọc Strainmaster

Đây là một kỹ thuật phát triển dựa trên lọc Lauter Tun được cải tiến khả năng lọc bằng các ống đặt ở nhiều vùng.

Hình . Thiết bị lọc Strainmaster

Lọc khung bản

Thiết bị lọc khung bản hiện nay vẫn còn được sử dụng nhiều trong các nhà máy sản xuất bia dựa trên cở sở lý thuết phương trình Darcy. Thiết bị bao gồm 2 phần khung và bản, phần phân cách giữa khung và bản là một lớp vải lọc. Lọc khung bản thích hợp cho sản phẩm bia có tỉ lệ thế liệu cao và vật liệu nên được xử lý bằng máy nghiền búa.

Nước nha được tách ra khỏi hỗn hợp dưới áp lực lọc như hình dưới

Lọc màng

Lọc Nortek

 

3.3.3. Quá trình đun sôi dịch nha với hoa houblon.

Dịch nha sau khi lọc được mang đi đun sôi với hoa houblon. Dịch nha có thể được đưa trực tiếp vào nối nấu hoa hoặc cho vào nồi trung gian nếu thấy cần. lưu ý trong quá trình lọc và chuyển dịch nha vào nồi nên tránh tăng lượng oxy hòa tan vào dịch nha (giảm các phản ứng oxy hóa).

Nồi nấu có hệ thống cấp nhiệt cho dich nha từ 65- 78oC lên đến nhiệt độ sôi (trên 100oC). Thời gian đun sôi từ 30- 120 phút (thường khỏang 90 phút). Các phụ liệu và hoa Houblon được cho vào trong quá trình đun sôi. Trong quá trình đun sôi các chất rắn kết tủa sẽ được loại bỏ ở khâu lắng; trích ly hoa Houblon; loại bỏ những mùi không mong muốn; cô đặc dung dịch.

Nguyên tắc đun sôi dịch nha

Quá trình đun sôi gồm các giai đoạn: nhập liệu; gia nhiệt; sôi; chuyển sang nồi lắng. Đây là quá trình sử dụng năng lượng nhiều nhất trong cả quy trình (24- 54 mJ/ Hl; chiếm 18% tổng năng lượng). Tổng năng lượng dùng cho cả quá trình sản xuất bia từ 145- 285 mJ/Hl. Trong qúa trình đun sôi lượng nước bốc hơi để

16

đạt nồng độ chất khô thích hợp. Trước đây 30 năm lượng nước bốc hơi khoảng 12- 20% nhưng ngày nay số này chỉ còn từ 4- 8%. 99% năng lượng phục vụ cho quá trình sôi; 1% năng lượng tổn thất do nước bốc hơi.

Mục đích của quá trình đun sôi:

              -Bốc hơi, cô đặc; loại bỏ những chất dễ bay hơi (DMS)

              -Bất họat enzym

              -Thanh trùng

              -Trích ly hoa Houblon

              -Đông tụ Protein

              -Thúc đẩy phản ứng giữa protein và thành phần của hoa

              -Tạo các muối

              -Tạo phản ứng màu (Caramen; Melanoidin)

              -Tạo hương

              -Xử lý nhiệt đường không lên men.

Hoa houblon được cho vào trong quá trình đun sôi. Thời gian trích ly hoa tối ưu là 30 phút; hàm lượng acid đắng đạt cao nhất sau 60- 70 phút đun sôi; một lượng tinh dầu của hoa  sẽ mất trong quá trình đun sôi. Lượng Nitrogen trong dịch nha có liên quan đến pH; độ trong của dung dịch. Chúng bị thất thoát chủ yếu trong quá trình đun sôi, cứ một tiếng đun sôi lượng nitrogen mất 6%. Polyphenol có trong Houblon sẽ oxy hóa các hợp chất hữu cơ tạo thành kết tủa. pH của dịch nha sẽ giảm xuống từ 0,2- 0,3 và đạt đến chỉ số 5,2- 5,3 ở cuối quá trình nấu, nguyên nhân lượng ion Ca2+ bị thất thoát do liên kết với phosphate và polyphenol (phóng thích ion H+) trong quá trình đun sôi. Các dạng thiết bị đun sôi trong hình .

Trích ly hoa Houblon

Hoa sẽ được cho vào nồi sau khi sôi 20 phút và cho vào thành nhiều lần thường người ta cho hoa vào nồi 2 lần. 70- 80 % hoa sẽ cho vào nồi sau khi sôi 20- 30 phút, lượng còn lại sẽ được cho vào nồi trước khi kết thúc đun sôi 20- 30 phút. Với hoa viên do có hàm ẩm thấp nên cần làm ẩm truớc khi cho vào nồi (ngâm trong dịch nha) để tránh hiện tượng trào bọt (do hiện tượng giản nở thế tích khí).

17

Với hoa dạng cao do độ nhớt nên cần gia nhiệt sơ bộ (45- 50oC) trước khi cho vào nồi hoặc dùng hơi nước trực tiếp để gia nhiệt.

3.3.4. Quá trình lắng trong

Dịch nha sau khi đun sôi cần phải được lắng nhanh trước khi làm lạnh nhanh. Lắng trong mục đích loại bỏ cặn rắn hình thành trong quá trình đun sôi. Hàm lượng cặn lắng trong dịch nha từ 2- 8 gam/ lít tùy theo nguyên liệu sử dụng ; lượng cặn trong dung dịch trước khi đem làm lạnh phải nhỏ hơn 0,1 g/l.

Các thiết bị lắng cặn: Lắng thùng; Ly tâm lắng; Thùng lắng xoáy tâm

Lượng căn lắng chứa từ 10- 20% chất rắn có thể thu hồi bằng cách bơm ngược lại để thu hồi dịch; lượng chất rắn có thể nhập với hèm để làm thức ăn gia súc. Tại một số nhà máy người ta chuyễn cặn này vào nồi nấu hoa để tiến hành thu hồi lượng acid đắng chưa trích ly hết???

Quá trình lạnh nhanh

Ở cuối quá trình lắng nhiệt độ của dịch nha khoảng 95oC cần được làm lạnh đến nhiệt độ 8- 22oC (tùy theo công nghệ và giống nấm men lên men). Quá trình này được kết hợp với sục khí để phục vụ cho tăng sinh khối của vi sinh vật.

Quá trình làm lạnh cần được thực hiện nhanh và bảo đảm tránh nhiễm trùng. Thường thiết bị lạnh nhanh có một hoặc 2 ngăn nước nha và chất tải lạnh đi ngược chiều nhau trong thiết bị truyền nhiệt dạng tấm (có hệ số truyền nhiệt lớn 3000- 6000 W/moC). Ở thiết bị có 1 ngăn (a) người ta làm nguội dịch nha bằng nước lạnh cách này thích hợp cho làm lạnh dịch nha xuống nhiệt độ không thấp lắm. Thiết bị lạnh nhanh có 2 ngăn (b): ngăn đầu sử dụng nước để làm nguội dịch nha xuống khoảng 16oC; ngăn 2 sử dụng chất tải lạnh (nước lạnh; glyco- nước) hạ nhiệt độ xuống khỏang 8oC, phương pháp này dùng để hạ nhiệt độ dịch nha xuống thấp.

Sục khí:

Nấm men cần phải được tăng sinh khối vì thế dịch nha cần được sục khí trước khi vào thiết bị lên men. Nếu khí được cho vào phía dịch nóng sẽ rất thuận lợi để thanh trùng tuy nhiên chúng sẽ tham gia phản ứng oxy hóa polyphenol làm sẫm màu dịch nha. Vì thế, người sản xuất nạp oxy vào dịch nha lạnh; ở một số nhà máy ngừơi ta cho oxy vào giữa 2 ngăn (ở thiết bị có 2 ngăn) lúc này nhiệt độ dịch nha khoảng 10- 15oC.

18

Lượng Oxy cung cấp chủ yếu phục vụ quá trình tăng sinh khối của nấm men. Hàm lượng oxy cung cấp cho dịch nha cần đạt 70- 90% nồng độ bao hòa (4- 14 mg/l). Dịch nha ở nhiệt độ 15oC bao hòa không khí chứa 8 mg/l oxy; nhưng cũng ở nhiệt độ này nồng độ oxy bao hòa là 38 mg/l vì thế việc chọn nguồn khí sục vào dịch nha có ảnh hưởng đến quá trình lên men. Khí cung cấp vào dịch nha phải ở trạng thái bọt nhỏ để tăng cường khả năng hòa tan. Thiết bị phun khí có các dạng sau:

Lõi sứ; ống Venturi; Trộn tĩnh học (Static mixers); Trộn ly tâm

Cấp men giống

Trước khi dịch nha vào thiết bị lên men, chúng được cấp giống thông qua thiết bị lưu trữ giống bằng bơm hoặc van. Mật độ và chất lượng giống được kiểm sóat bằng kỹ thuật đếm men sau khi bơm dịch nha vào thiết bị lên men. Nếu quá trình cấp dịch tiến hành nhiều lần (thể tích của Tank lên men lớn hơn thể tích nồi nấu) chúng ta cũng tiến hành cấp giống nhiều lần.

Các thông số yêu cầu về nấm men sử dụng trong sản xuất bia được trình bày trong phần nấm men.

Để thu nhận được các loại bia có chất lượng cao thì yếu tố đầu tiên cần được thỏa man là chất lượng của men giống. Việc lựa chọn một chủng nấm men thích hợp cho những điều kiện cụ thể của sản xuất là tiền đề cho sự thành công trong công nghệ sản xuất bia.

Khi đánh giá chất lượng của một chủng nấm men sản xuất, cần xem xét các chỉ số sau đây:

-         Tốc độ và mức độ lên men.

-         Hàm lượng sản phẩm bậc hai tạo thành.

-         Tốc độ và khả năng kết lắng.

-         Mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật (tức là mức độ thoái hóa).

-         Khả năng chống chịu khi bị tấn công.

Một chủng nấm men phù hợp và có chất lượng có thể tái sử dụng đến đời thứ 7 thứ 8 (sau mỗi lần lên men là một đời).

Trước khi cho nấm men vào tank phải kiểm tra các chỉ tiêu sau:

19

Độ thuần khiết không có vi sinh vật lạ.

Số lượng tế bào từ 10.106 đến 20.106 tế bào / 1ml dịch lên men

Tỷ lệ của tế bào chết 5%.

Tỉ lệ tế bào nảy chồi 15– 20%.

 

 

 

3.3.5. Quá trình lên men bia

Dịch nha khi vào thiết bị lên men có những đặc điểm như sau:

              -pH 5,0- 5,4

              -Tổng chất rắn hòa tan (độ plato) tính theo đường Saccharose 10- 12 độ

              -Oxy đủ để nấm men tăng sinh khối (8- 10 mg/l)

              -Mật độ nấm men 10- 20 triệu tế bào/ ml dịch lên men

Biến dưỡng và phát triển của nấm men

Trong quá trình lên men, nấm men sẽ chuyển hóa cơ chất trong dịch nha nhằm phục vụ nhu cầu tăng sinh khối và tạo sản phẩm chuyển hóa (cồn).

Hình . Cơ sở hóa sinh của quá trình lên men dịch nha.

Quá trình chuyển hóa hydrocarbon theo thứ tự ưu tiên: Fructose và Glucose; Maltose; Maltotriose. Đường dextrin không được chuyển hóa bởi nấm men.

Acid amin rất cần thiết để nấm men tổng hợp tế bào vì thế cần phải có một lượng nitơ amin tự do (FAN) trong dịch nha .

Bên cạnh ethanol là sản phẩm chủ yếu nấm men còn tạo ra các hợp chất khác đóng vai trò trong hương vị của san phẩm bia.

Một hợp chất quan trọng được tạo ra trong quá trình lên men là Glycogen (một dạng dữ trữ của tế bào nấm men).

20

 

Lên men chính

Phát triển nấm men trong quá trình lên men chính: Có 3 giai đoạn trong suốt quá trình lên men

              -Pha thích nghi (từ 12- 24 giờ) trong giai đoạn này nấm men làm quen với môi trường dinh dưỡng mới chúng sử dụng oxy nhiều để hô hấp và Glycogen được tạo thành trong tế bào nấm men. Lượng Glycogen này được cho là tác nhân kích họat sử dụng glucose để tổng hợp sản phẩm.

              -Pha sinh trưởng là giai đọan nấm men phát triển mạnh nhất đạt mật độ cực đạt; quá trình lên men cũng đạt độ cực đạt (bắt đầu sau khi mật độ đa đạt cực đại). Trong giai đoạn này Glycogen cũng được tổng hợp nhằm giúp tế bào đối phó với tình trạng cạn kiệt dưỡng chất (trong một số tài liệu pha này được chia làm hai giai đoạn)

              -Pha chậm: khi dưỡng chất trong môi trường bắt đầu cạn kiệt, nấm men sẽ chuyển dần vào pha dừng. Các tế bào kết cụm lại với nhau và chìm xuống đáy thiết bị (giống nấm men chìm), tốc độ phát triển chậm lại. Lưu ý nấm men tăng sinh khối suốt cả quá trình lên men chúng chỉ chậm lại ở cuối quá trình lên men chính

Đặc điểm của quá trình lên men

Trong suốt quá trình lên men nhiệt độ là yếu tố chỉ đạo, việc duy trì nhiệt độ lên men chính từ 7- 14oC giúp tạo ra sản phẩm mong muốn. Khỏang nhiệt độ trên có thể biến thiên vài độ vì trong quá trình sinh trưởng nấm men tạo ra một nhiệt lượng 140Kcal/ kg cơ chất. Vì thế thiết bị lên men cần có hệ thống ổn nhiệt nhằm duy trì  nhiệt độ tối ưu. Ở sản phẩm bia truyền thống thời gia lên men chính từ 8- 20 ngày nhưng với kỹ thuật hiện đại thời gian này còn 7 ngày.

Trong 6- 10 giờ đầu tiên nấm men sử dụng hết lượng oxy hòa tan trong dịch nha (không có dấu hiệu sử dụng Glucose), sau 8- 16 giờ dấu hiệu lên men bắt đầu được phát hiện bởi các bọt khí CO2 tạo thành lớp bọt mỏng trên bề mặt.

Nấm men nảy chồi trong vòng 24 giờ, lúc này nhiệt độ tăng lên nếu không được kiểm sóat. Trong khỏang thời gian từ 24- 48 giờ tốc độ sinh sản và đồng hóa đường đạt cực đại, CO2 cũng được tạo ra nhiều trong giai đọan này.

pH của dịch lên men sẽ giảm và đạt đến mức tối thiểu 3,8- 4,4 do hình thành các acid hữu cơ ngoài ra còn do pH của dịch lên men giảm và do mật độ nấm men

21

tăng. Việc giảm pH có tác động tích cực đến bảo quản vì đây không phải điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật khác nhiễm vào sản phẩm.

             

 

Hình . Biểu đồ chuyển biến các thông số trong quá trình lên men

Kim loại nặng như là Kẽm ở dạng Ion Kẽm II đóng vai trò như một co- enzym trong tế bào nấm men phục vụ cho quá trình tăng trưởng của tế bào. Chắc chắn hàm lượng Zn2+ trong dịch nha sẽ không đáp ứng nhu cầu của nấm men vì vậy cần bổ sung kim loại này vào dịch nha với hàm lượng 0,3 ppm. Các nghiên cứu cho thấy rằng ở nồng độ 1ppm Zn2+ ức chế sự phát triển của nấm men.

Việc chuyển hóa các hydrocarbon được tiến hành như sau:

Đường Glucose và Fructose được chuyển hóa trước tiên khi hàm lượng glucose nhỏ lại lúc này nấm men tổng hợp enzym để sử dụng đường Maltose và đường Maltotriose. Các quan sát cho thấy rằng các sản phẩm ester được tạo ra sau khi có mặt sản phẩm rượu bậc cao. Khi tốc độ lên men giảm cũng là lúc sự gia tăng nhiệt độ giảm. Trong quá trình lên men sản phẩm α- acid acetohydroxyl cũng được tạo ra, chất này chuyển đổi thành Diacetyl và 2,3- pentanedione đây là những chất gây mùi khó chịu (mùi bơ) nếu vượt quá ngưỡng. Các hợp chất trên sẽ được chuyển hóa trong quá trình lên men phụ và tồn trữ bia.

Hình . Chuyển hóa các loại đường trình dịch nha

Quá trình lên men phụ

Quá trình lên men phụ bắt đầu khi nồng độ đường trong dịch lên men còn từ 1- 4 độ plato. Mục đích của quá trình lên men phụ nhằm

Tiếp tục lên men phần chất khô còn lại sau khi lên men chính, làm tăng mùi cho bia và bao hoà CO2, ổn định chất lượng bia.

Đưa bia non về nhiệt độ thấp từ 0- 20C nhằm hạn chế sự xâm nhập, phá hoại của vi sinh vật không mong muốn. Thu về một loại nước uống bao hoà CO2, vị dễ chịu và có hương thơm.

Biến đổi trong quá trình lên men phụ

Trong suốt quá trình lên men phụ ở nhiệt độ thấp diacetyl sẽ dần giảm, Diacetyl là sản phẩm phụ của quá trình lên men, gây cho bia có hương vị khó chịu.

22

Trong suốt quá trình hình thành, CO2 dư nổi lên bề mặt dịch lên men góp phần đẩy O2 ra làm giảm rH kết quả làm hạn chế các vi sinh vật hiếu khí phát triển đây là nguyên nhân làm giảm chất lượng bia.

Quá trình "chín bia" là quá trình làm mất mùi vị ba hèm, vị ngọt sẽ mất khi đa lên men hết lượng chất khô còn lại.

Vị đắng gắt sẽ dần mất hết do sự tác dụng tương hỗ giữa các protein và tanin hình thành nên các phức chất kết tủa.

Vị cay tê sẽ biến mất dần và nấm men sẽ lắng xuống đáy khi quá trình lên men phụ kết thúc.

Tiến trình lên men phụ

Bia non được lên men phụ trong cùng một tank với lên men chính. Đặc điểm của lên men phụ là quá trình lên men diễn ra rất chậm, tiêu hao một lượng đường không đáng kể. Trong quá trình này bia được lắng trong, và bao hòa CO2. Với phương pháp này, quá trình lên men phụ được tiến hành ở nhiệt độ 0-10C, với áp suất 1-1.2kg/cm2 (tăng khả năng hòa tan CO2 trong bia; hạn chế vi sinh vật xâm nhập, phá hoại). Tế bào nấm men còn sót nhanh chóng lắng xuống và được lấy ra qua van xả đáy. Bia non có vị cay nồng của nấm men, lượng CO2 ít khoảng 0.2%. Thời gian lên men phụ khoảng 5- 7 ngày.

Một quá trình quan trọng xảy ra trong thời gian lên men phụ là hiện tượng lắng trong nhờ hạ nhiệt độ từ lên men chính sang lên men phụ. Với nhiệt độ của lên men chính làm cho các hạt không hòa tan tồn tại lơ lửng, khi gặp nhiệt độ thấp nhựa houblon, các hợp chất tanin, protein cũng đông tụ ngoài ra tế bào nấm men chịu ảnh hưởng của nhiệt độ thấp, của áp suất và nồng độ  CO2 cao cũng lắng xuống hấp thụ trên bề mặt các chất huyền phù khác nhau rồi kéo xuống đáy tiếp tục quá trình lên men một cách từ từ.

Nhờ hiện tượng trên, bia dần dần trong, tạo các ester, bao hòa CO2. Do đó bia ngon hơn và độ bền của bia lớn hơn, dễ dàng cho quá trình lọc sau này.

Sự cố xảy ra trong quá trình lên men (lên men dị thường)

Hiện tượng ì trong quá trình lên men (“Struck” hoặc “Hung”)

Theo các báo cáo sự cố thường xảy ra trong quá trình lên men là. Triệu chứng của hiện tượng này là thời gian pha lag (pha thích nghi) kéo dài; tốc độ lên men (dùng đường của vi sinh vật) chậm không nhận thấy các dấu hiệu của sự lên men

23

(CO2). Trong một vài trường hợp báo cáo lại thấy rằng pha lag diễn ra bình thường nhưng quá trình lên men không tiếp diễn.

Nguyên nhân: do quá trình cấp men không đủ; cấp khí không đủ; khả năng sống của nấm men; thành phần dinh dưỡng của dịch nha (khi sử dụng thế liệu với tỉ lệ cao); đôi khi do hàm lượng đường fructose cao quá; ngoài ra còn có thể do giống bị lẫn nấm men sát thủ.

Cách xử lý: Có thể thêm vào môi trường tinh chất nấm nem (Yeast extract) trong trường hợp nguyên nhân do thành phần dinh dưỡng của dịch nha không bảo đảm. Biện pháp cấp giống lại sẽ được sử dụng nếu nguyên nhân do giống; Ta cũng có thể phối trộn vào 10- 20% thể tích dịch lên men tốt, trong vài trường hợp số này cóthể tăng lên 50%. Trường hợp nguyên nhân do cấp khí người ta ít sử dụng phương pháp sục khí vì sẽ tăng nguy cơ nhiễm khuẩn và phản ứng oxy hóa làm giảm hương vị.

Lên men tạo sóng: là hiện tượng mà khi ta nhìn vào, thấy như có sự chuyển động dạng sóng của dịch lên men. Bọt không tạo thành nhưng lượng CO2 tạo ra rất nhiều. Biểu hiện trên bề của dịch lên men giống như một dịch lỏng đang sôi lăn tăn, sóng tạo ra từ tâm thùng và chuyển dịch dồn về phía thành. Hiện tượng này thường xuất hiện vào giai đoạn thứ ba của chu kỳ lên men. Nguyên nhân của hiện tượng là do lượng kết lắng quá nhiều, đặc biệt là cặn chứa nhiều protein. Hiện tượng này không ảnh hưởng tiến trình lên men ở giai đoạn sau và cũng không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm

Thu hồi CO2

Dưới 10% đường có thể lên men sử dụng cho quá trình tăng sinh khối; phần lớn lượng đường còn lại được dùng để tạo ra Ethanol và CO2. Khoảng 0,4Kg CO2 được tạo ra khi nấm men sử dụng hết 1Kg cơ chất. Sự tạo thành khí Carbonic phụ thuộc vào nhiều yếu tố (cấu tạo thiết bị; tốc độ lên men; hiệu suất của hệ thống thu hồi… Khí CO2 được dùng cho các mục đích: Duy trì áp suất trong thiết bị; đẩy và làm sạch đường ống vận chuyển; đóng gói chiết chai; bao hòa CO2 cho bia thành phẩm

Thu hồi khí CO2 cần phải đạt các tính chất sau

Không hoặc chứa rất ít oxy (vì thế chỉ thu hồi CO2 khi hàm lượng Oxy trong dịch nha thấp nhất (thấp hơn hoặc bằng 0, 01%). Thiết bị kết nối giữa Tank lên men và hệ thống thu hồi phải được ngắt khi hàm lượng đường trong dịch nha gần hết vì CO2 rất ít.

 

24

- Nhân men trong phòng thí nghiệm và trong sản xuất

 

3.3.7. Quá trình lọc bia

Lọc trong bia

Mục đích

Làm dịch bia được trong hơn, tăng giá trị cảm quan, ổn định thành cơ học. Đồng thời lọc trong bia nhằm làm cho bia đạt theo đúng tiêu chuẩn chất lượng, bảo quản bia được lâu hơn.

Tách bỏ những hạt nhỏ của tế bào nấm men, hạt protein, hạt hoa Houblon ra khỏi bia làm cho màu sắc của bia sáng và trong hơn.

Cơ sở lý thuyết

Việc lọc bia dựa trên hai quá trình: cơ học và hấp thụ. Đó là các nguyên liệu lọc có lỗ nhỏ hơn kích thước của các phần tử cần tách ra khỏi bia (quá trình cơ học), đồng thời dùng các chất hấp thụ để hấp thụ các chất rắn có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ lọc.

Nguyên liệu lọc: bông xellulose, giấy lọc, vải lọc, bột diatomid.

Lọc bia thực hiện trong một hệ thống kín ở nhiệt độ từ 0 – 10C để tránh tổn thất CO2 tránh sự xâm nhập của oxy không khí cùng với vi sinh vật khác. Sau khi lọc, chất hoà tan, độ nhớt, áp suất trên bề mặt bia cùng khả năng tạo bọt và CO2 của bia đều giảm đi chút ít. Vì vậy lọc phải cẩn thận và đạt được độ trong cần thiết nhưng lọc càng nhanh càng tốt. Thường xuyên kiểm tra độ trong của bia ở đầu ra của máy lọc để kịp xử lý (nếu bia đục cho hồi lưu lại trên máy hạn chế phải lọc lại cả thùng dự trữ bia trong).

Thiết bị lọc trong bia:

Cấu tạo máy lọc khung bản:

Máy gồm 30 bản lọc hình vuông có cạnh 510mm. Mỗi bản có xẻ ranh và có 2 lỗ 30mm. Khi lọc trong bia người ta lót vải lọc trên các bản lọc rồi dùng tay quay trục vis. Ép các bản lọc lại với nhau khi ép lại tạo ống dẫn từ đầu tới cuối máy. Một ống dẫn bia để lọc, một ống dẫn nước vào để rửa lớp bột trên lớp vải lọc.

25

Nguyên lý hoạt động

Bia được đưa vào thùng cùng với bột lọc, nhờ hệ thống cánh khuấy hoà tan rồi được bơm sang máy lọc ép, hỗn hợp này theo các ống dẫn vào các bản lọc, cho chạy khoảng 1 – 2 phút để lớp bột lưu lại trên bản lọc, phần này trở thành lớp nguyên liệu trợ lọc, dưới áp suất lọc khoảng 2 – 3 kg/cm2, chất lỏng sẽ đi qua vải lọc sang ranh của bản rồi chảy ra theo ống dẫn phía bên kia chảy vào absort (thiết bị bao hòa CO2).

Khi rửa vải lọc ta cho ống nước rửa vào ống, chuyển bia đa lọc sang absort, cho vào ngược chiều với chiều của bia vào, nước này mang ra theo bột trợ bám trên vỉa lọc ra ngoài. Trong quá trình lọc nếu áp suất hạ xuống 1, 5 kg/ cm2 thì ta phải rửa vải lọc vì các cặn đa làm bít lỗ màng lọc dẫn đến bia bị đục cho nên ta cần phải rửa như thế cho đến khi hết lọc bia.

Các bước tiến hành lọc bia:

Trước hết ta trộn bột trợ lọc diatomid vào trong thùng lọc, rồi bơm ra các thiết bị lọc. Lúc đầu phần bia từ thiết bị chảy ra chưa trong ta cần hồi lưu trở lại khoảng 15 phút sau, bột trợ lọc sẽ tạo thành một lớp màng lọc bên các tấm vải lọc. Nhờ lớp màng của bột trợ lọc tạo nên trên bề mặt vải nên bia đi qua bắt đầu trong ta chuyển bia vào trong absort. Thời gian lọc đồng thời với việc bơm bia vào thiết bị lọc, ta cần bơm thêm hỗn hợp bia và bột diatomid cùng vào lọc. Như vậy sẽ đảm bảo độ xốp cần thiết cho lớp xác của tế bào nấm  men được giữ lại trong bản, kéo dài thời gian lọc và nâng cao hiệu suất lọc.

Trong quá trình lọc ta phải luôn theo dõi đồng hồ áp lực trên máy lọc, để tránh hiện tượng áp lực bơm lớn dịch phun ra ngoài. Khi lớp ba bên trong quá dày, áp suất bơm lọc tăng cao, dung dịch sau khi lọc không thoát ra được, do đó một phần bia thoát ra bị đục do áp suất lọc quá cao, phá vỡ lớp màng lọc bên trong bản. Nếu xảy ra hiện tượng này ta có tận dụng bằng cách xả bột rồi lọc lại lần sau với lượng bột mới.

Kết thúc quá trình lọc tiến hành xả ba và khi chuẩn bị cho mẻ lọc của ngày sau thì mới tiến hành vệ sinh thiết bị lắp lại vải sạch

Sau khi lọc xong ta tiến hành vệ sinh bằng cách tháo bản ra, giặt vải rồi thay vải mới tiếp tục lọc để cho quá trình sản xuất được liên tục. Nếu thay đổi vải mới thì tiến hành như ban đầu, còn nếu khi bắt đầu xả bột thì khi bắt đầu lọc lại ta phải bỏ lượng nước dư ban đầu còn lại trong máy qua đường hồi lưu, sau đó cho hồi lưu vào thùng chứa bột trợ lọc

Mục đích và cơ sở lý thuyết của quá trình bao hoà CO2:

26

Mục đích:

Nhằm làm tăng chất lượng cảm quan, chống kết tủa và là môi trường tốt để bảo quản bia. Bổ sung lượng CO2 bị thất thoát trong quá trình lọc bia.Tạo mọi điều kiện thích hợp về nhiệt độ, áp suất, để tiến hành bao hoà CO2.

Phương pháp bao hoà CO2: Hạ nhiệt độ trong absort xuống 20C bằng cách mở van tác nhân lạnh. Dịch bia sau khi lọc được bơm vào absort không được quá vạch vì dịch bia sẽ bị trào ra ngoài khi áp suất cao. Mở van CO2 từ bình chứa vào trực tiếp và được dẫn váo trong absort xuống đáy thiết bị qua thiết bị phân tán thành những phân tử nhỏ khuếch tán đều trong bia. Nạp CO2 khi áp suất lên gần 5 kg/ cm2 thì ngưng lại.

Chú ý:

Trước khi nạp CO2 vào ta phải xả áp suất trong absort gần 0 kg/ cm2 và đóng lại rồi mới bắt đầu nạp CO2. Sau 30 phút mở van xả áp suất, loại bỏ bớt CO2 do CO2 không hấp thụ hoàn toàn trong bia. Khi áp suất trong bình còn 1 – 2 kg/ cm2

thì tiến hành nạp CO2 lại trong thời gian nhất định, số lần nạp từ 2 đến 3 lần.

Các chỉ tiêu chất lượng của bia sau khi lọc và bao hoà CO2

Người tiêu dùng đánh giá qua các chỉ tiêu chất lượng chủ yếu như: mùi, vị, màu sắc, độ trong, bọt và độ bền của bọt.

Mùi của bia có được là nhờ nguyên liệu và các sản phẩm lên men tạo nên. Hoa Houblon và dịch nha thủy phân từ Malt đại mạch đun sôi được nấm men bia chuyển hoá thành các sản phẩm có mùi vị đặc trưng. Các loại bia khác nhau có thể khác nhau về vị, độ cồn, màu sắc…

Vị chủ yếu của bia là vị thu từ các sản phẩm lên men dịch trích từ Houblon và Malt đại mạch. Người uống bia có cảm giác dễ chịu vì vị đắng trong bia, sự hoà hợp một tập hợp phức tạp của các chất dextrin, mellanoit, các hợp chất chứa nitơ, các chất từ houblon, rượu etylic, este thơm, rượu bậc cao.

Nhiệt độ thích hợp để duy trì vị của bia khoảng 8– 120C vì vậy người uống bia có cảm giác dễ chịu nhất là khi bia lạnh ở nhiệt độ này.

Bọt nhiều, dày mịn và lâu tan là dấu hiệu của bia tốt. Bia có bọt mịn và dày, thường có vị ngon và dù rót ra hơi lâu cũng không trở thành bia cũ, bia nhạt. Bọt bia có tốt hay không một phần phụ thuộc vào sự bao hoà CO2 trong bia, đó là do albumine, pepton, các chất đắng của hoa Houblon. Nếu tất cả các nhân tố kể trên có đầy đủ khi bia được rót ra ly sẽ tạo lớp bọt dày, mịn đặc và lâu tan.

27

 

3.3.8. Quá trình tàng trữ bia

3.3.9. Quá trình chiết bia

Mục đích: Đây là công đoạn quan trọng trong việc hoàn thiện sản phẩm hoàn hảo. Sản phẩm cuối cùng của quá trình sản xuất là bia thành phẩm đóng chai, lon. Bia được chiết chai, lon để dể dàng vận chuyển đến nhiều nơi tiêu thụ với số lượng lớn mà vẫn đảm bảo chất lượng, đảm bảo vệ sinh, đảm bảo thời gian sử dụng.

CHIẾT CHAI:

Xử lý chai:

Kiểm pH

Đạt

Chai sạch

Soi chai

Rửa cuối nước 26oCQuy trình xử lý chai:

Mục đích, yêu cầu:

Mục đích: Đảm bảo cho chai trước khi chiết rót hợp vệ sinh, đảm bảo yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm.

Yêu cầu về chai sạch: Chai sau khi xử lý không còn bụi bẩn, không còn nhan, không còn keo dán nha, đặc biệt là không bị nhiễm NaOH.

Để kiểm tra chai sau khi rửa còn bị nhiễm NaOH hay không thì bộ phận KCS thường xuyên kiểm tra pH bằng cách lấy nước còn trong chai đổ ra đĩa sứ sau đó nhỏ một giọt Phenolphtalein (PP) vào để thử, nếu nó có màu hồng hoặc hồng nhạt thì chai đó bị nhiễm NaOH, còn không màu là chai sạch không bị nhiễm NaOH.

28

Quá trình rửa chai phải đảm bảo yêu cầu về thời gian và năng suất rửa. Thời gian rửa 1 chai là khoảng 25 40 phút với năng suất làm việc của máy rửa chai từ 8.000 20.000 chai / giờ. Máy rửa chai gồm có 6 bồn như sau:

Bồn ngâm chai sơ bộ

Bồn NaOH đặc

Bồn NaOH loang

Bồn nước nóng

Bồn nước lạnh

Bồn nước 26oC

 Bộ phận băng tải đưa ba nhan ra ngoài.

           Các pecthun (phun nước, NaOH vào chai)

Nguyên tắc: Đầu tiên chai theo băng tải vào ranh của hệ thống đưa chai vào và lúc này cần gạt sẽ đưa chai vào máy rửa chai đến bồn ngâm sơ bộ rồi bồn NaOH đặc, đến đây chai sẽ lật ngược xuống dưới. Sau khi qua bồn NaOH đặc chai sẽ chuyển đến bồn NaOH loang, sau đó đến bồn nước nóng, nước lạnh và cuối cùng là đến bồn rửa tinh (hay bồn nước 26oC). Lúc này chai sẽ đi ra ngoài và hệ thống sẽ lật chai trở về trạng thái ban đầu. Như vậy nước sẽ được đổ ra ngoài hết (chai sẽ không còn nước nữa).

Chiết bia chai: Quy trình chiết bia i:

Chiết chai

Bia TBF

Đóng nắp

Thanh trùng

Soi chai

Dán nhãn, đóng code

29

In Date

Thành phẩm

Chai sạch

Nắp

Nhãn, keo

Thuyết minh quy trình:

Nguyên liệu: bia TBF là bia thành phẩm sau khi lọc nó được chứa trên các Tank, sau đó nó sẽ được chuyển đến Ringbowl của máy chiết để tiến hành chiết chai. Bia TBF phải đạt yêu cầu về màu, nồng độ cồn, độ đường, hàm lượng CO2… (đạt chỉ tiêu bia sau lọc do KCS kiểm tra).

Chai sạch sẽ được đưa vào máy chiết để tiến hành chiết bia vào chai, việc chiết bia vào chai phải đạt yêu cầu về thể tích của từng loại bia. Bia vừa chiết xong sẽ có một tia phun nước (nước qua xử lý cộng nghệ) vào chai để tạo bọt với mục đích đuổi O2 ra khỏi chai để tiến hành đóng nắp.

Đóng nắp: Nắp chai được nhập về cho vào máy đóng nắp, nắp đóng phải đạt yêu cầu sau: nắp phải được đóng kín, đẹp (không méo mó). Để cho nắp được đóng kín người ta gắn trên các trục dập nắp những cặp vòng (mỗi trục một cặp gồm một vòng to và một vòng nhỏ). Chai vào dập nắp đạt yêu cầu thì cái vòng nhỏ sẽ lọt vào cổ chai còn cái lớn không lọt được vào cổ chai. Còn chai vào dập nắp không  đạt độ kín thì hai chiếc vòng sẽ không lọt xuống cổ chai được. Như vậy chai bia đó sẽ bị nhiễm O2 oxy hóa hư bia loại bỏ (đổ hết bia trong chai đó).

Thanh trùng: bia được chiết rót, đóng nắp xong sẽ chuyển ngay đến máy thanh trùng với mục đích đình chỉ sự hoạt động của nấm men và tiêu diệt vi sinh vật còn sót lại trong bia để ổn định chất lượng bia, bia giữ được lâu hơn.

Nguyên lý là dùng nhiệt để thực hiện quá trình thanh trùng, nhiệt độ thanh trùng luôn 62oC. Nếu nhiệt cao quá sẽ gây hiện tượng xốc nhiệt dẫn đến bể chai trong quá trình thanh trùng. Ngược lại nhiệt độ thấp thì việc thanh trùng sẽ không đạt mức quy định và vi sinh vật khó bị tiêu diệt hết, dẩn đến bia sẽ bị hư.

30

Thời gian thanh trùng hợp lý là một chai bia vào máy thanh trùng và ra khỏi máy hết khoảng 40 phút. Kết thúc quá trình thanh trùng chai bia sẽ theo băng tải đến đèn soi.

Soi chai: Đèn dùng để soi là đèn Neon, người công nhân ngồi đằng trước nhìn vào những chai bia chạy qua ánh sáng đèn để dể dàng loại ra những chai bia bị đục, những chai nổi bọt hoặc chai bị dơ, nắp méo mó. Những chai đó loại ra và bia trong chai đó sẽ được người công nhân đổ bỏ hết.

Dán nhan, đóng code: Vật liệu là keo dán Herkel K490, nhan và vật liệu được cho vào máy để tiến hành dán. Chai bia qua máy này nó sẽ được những chổi quét, quét keo dán lên chai tại 2 vị trí là thân chai và trên cổ chai, sau đó nhan sẽ được dán vào hai vị trí là nhan thân và nhan ở cổ chai (nhan foil).

Yêu cầu là nhan dán phải cân đối với nhau, đẹp, không bị nhăn hoặc không bị nhan ngược (việc dán nhan chủ yếu đạt yêu cầu về thẩm mỹ). Sau khi dán và đóng code xong chai bia sẽ đi qua máy In Date (inful).

In Date: Máy sẽ in lên nhan chai ngày giờ sản xuất và hạn sử dụng của chai bia đó. In Date xong là kết thúc qúa trình hoàn thiện sản phẩm lúc này ta có được một chai bia hoàn hảo (thành phẩm). Đây là sản phẩm cuối cùng của quá trình sản xuất bia là thành phẩm đóng chai.

Mục đích, yêu cầu của chiết rót và năng suất chiết:

Mục đích: Chiết chai để dễ dàng vận chuyển đến nhiều nơi với số lượng lớn mà vẫn đảm bảo chất lượng, đảm bảo thời gian bảo quản.

          Yêu cầu: Nhiệt độ chiết bia khoảng 2 4oC.

                    = Pchiết = 3 bar

Bia chiết phải đúng mức quy định ( ví dụ như bia 355 thì rót khoảng 355ml) hay khoảng cách từ mực bia trong chai đến miệng chai là 5mm.

Bia phải được chiết trong hệ thống kín và không còn O2 trong chai sau khi chiết.

Năng suất: Trung bình: 15.000 chai / h. Ngoài ra năng suất chiết còn phụ thuộc vào quy mô và thiết bị của nhà máy.

Nguyên tắc chiết chai:

Cấu tạo chính của máy chiết:

31

Thùng chứa bia (Ringbowl).

Bộ nâng hạ chai.

Bộ chụp chai.

Ty chiết rót (hệ thống vòi chiết).

Tia phun nước.

 Nguyên tắc: bia được chiết trong hệ thống kín theo nguyên tắc đẳng áp.

Bia TBF

Ringbowl

Chai

Nâng chai

Hút chân không

Thổi CO2

Hút chân không

Cân bằng áp

Chiết chai

Đuổi O2

          Đuổi O2 bằng cách tia nhỏ nước vào các chai đa chiết để tạo bọt khí đuổi O2 ra khỏi chai bia sau khi chiết.

Cách tiến hành:

Bia được bơm từ TBF vào Ringbowl (thùng chứa của máy chiết) còn chai được băng tải dẫn vào qua trục dẫn vào thanh dẫn hướng, sau đó đến sao dẫn hướng đầu vào Ringbowl, chai được nâng lên tiếp xúc với ty chiết rót (vòi chiết). Sau khi tiếp xúc kín và hút chân không bia trong ty chiết sẽ tự động rót vào chai một lượng bia quy định của từng loại bia theo nguyên tắc thể tích (ví dụ như bịa 355 thì rót khoảng 355ml), lúc này chai sẽ theo sao (giải thích thuật ngữ) dẫn hướng

32

đầu ra Ringbowl và dẫn hướng đầu vào của cối dập nắp. Trước khi qua cối dập nắp sẽ có tia phun nước vào trong chai với mục đích tạo bọt khí đuổi O2 ra khỏi chai bia. Tại máy dập nắp, chai sẽ được đóng nắp và sau đó chai bia sẽ theo sao dẫn hướng đầu ra của cối dập nắp, đến sao dẫn hướng đầu ra của máy chiết để ra ngoài.

Trong quá trình tiến hành chiết rót để đảm bảo an toàn cần chú ý đến một yếu tố sau: nhiệt độ chiết rót (yêu cầu nhiệt độ chiết rót thấp nhất là 2oC, cao nhất không lớn hơn 16oC), ngoài ra cần chú ý đến áp CO2 và áp chiết.

 

Thanh trùng bia:

 Mục đích, yêu cầu:

Bia sau khi chiết rót và dập nắp đạt yêu cầu nó sẽ được đưa vào thanh trùng.

Mục đích: Thanh trùng để đình chỉ sự hoạt động của nấm men và tiêu diệt vi sinh vật còn sót lại trong bia sau khi lọc và chiết chai để ổn định chất lương bia sau lọc.

Yêu cầu: nhiệt độ thanh trùng 62oC, thời gian thanh trùng của 1 chai bia khoảng 40 phút.

Bia sau khi thanh trùng phải bảo đảm yêu cầu, chai phải kín, bóng, không có cặn và nổi bọt. Những chai sau khi thanh trùng có nắp không kín phải được loại bỏ vì trong quá trình thanh trùng nó đa bị nhiễm nước và O2.

Nguyên tắc làm việc:

Cấu tạo chính của máy thanh trùng tại các nhà máy: gồm 6-10 hầm ứng với các vùng nhiệt độ cài đặt sẵn, và có 2 bồn nước:

           01 bồn nước nóng nhiệt độ khoảng 88oC

           01 bồn nước thường nhiệt độ khoảng 33oC

Các  hầm đó tương ứng với 3 vùng sau:

           Vùng 1: Từ hầm 1 hầm 3 gọi là vùng làm nóng sơ bộ.

           Vùng 2: Từ hầm 4 hầm 7 gọi là vùng thanh trùng.

33

           Vùng 3: Từ hầm 8 hầm 10 gọi là vùng làm lạnh.

         

 

 Bảng nhiệt độ thanh trùng tương ứng của mỗi hầm trong hệ thống 10 hầm:

 

Hầm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Nhiệt độ TT 33,6 42,1 51,6 59 60,8 60,7 61,7 51,2 41,4 32,2

Nguyên tắc: Dùng nhiệt (từ bồn nước nóng phun thẳng vào từng chai bia trong các hầm)

 

 

 

Chai Bia

Máy TT (gia nhiệt sơ  bộ)

 

Vùng thanh trùng

Vùng làm lạnh 

Môi trường

 

 

 

 

 

34

Chai bia sau khi chiết rót được đưa vào máy hấp (thanh trùng) lúc vào bia sẽ được gia nhiệt sơ bộ từ nhiệt độ môi trường lên tới 51 hoặc 52oC sau đó nó sẽ nâng lên nhiệt độ thanh trùng khoảng 59 62 độ và giữ nhiệt độ đó ổn định từ hầm 4 hầm 7. Sau khi chai bia qua các hầm 8, 9, 10 thi sẽ phun nước từ bồn nước thường (33oC) vào để hạ nhiệt độ của chai bia từ nhiệt độ thanh trùng dần về nhiệt độ môi trường để đưa bia ra ngoài.

Cách tiến hành

Chai bia sẽ theo băng tải vào máy và đến các hầm. Đầu tiên nó sẽ vào ở hầm số 1 rồi qua các hầm tiếp theo, lúc đó nước thường sẽ được bơm dội lên chai bia trong các hầm 1, 2, 3. Còn nước nóng sẽ được bơm vào 7 hầm tiếp theo. Các hầm sau  đây có gắn các bơm đối lưu 1 và 10, 2 và 9, 3 và 8. Việc gắn bơm đối lưu ở các hầm này nhằm mục đích giúp chai không bị thay đổi nhiệt độ đột ngột gây nổ chai. Tại 4 hầm 4, 5, 6, 7 nhiệt độ của nó ổn định và ở đó bia hấp đạt đúng độ chín cần thiết. Bia được làm nóng sơ bộ va gia nhiệt dần đến nhiệt độ thanh trùng với mục đích hạn chế sự thay đổi nhiệt đột ngột.

Bia được thanh trùng ở vùng 2 và nhiệt độ của bia trong các hầm ở vùng này là tương đối ổn định và nhiệt độ không quá 62oC, bia được làm lạnh ở vùng thứ 3: trước khi đưa bia ra ngoài để tránh sự thay đổi nhiệt độ đột ngột gây vở chai.

 

Chiết lon:

Quy trình công nghệ:

 

BiaTBF 

Chiết lon 

 

 

               Lon sạch

35

 

Ghép mí

 

 

 

 

Thanh trùng 

 

 

 

 

 

In Date  

Soi lon

 

 

 

 

 

Đóng thùng

 

 

 

36

Sản phẩm 

 

 

 

 

Thuyết minh quy trình:

Nguyên liệu: bia TBF là sản phẩm cuối cùng của quá trình lọc bia, nó được chứa trên các Tank để cung cấp cho viêc chiết rót bia vào lon.

Lon được đưa lên băng tải đến vòi phun để rửa lon, do lon được vận chuyển từ xa về nên phải rửa sạch bụi bám trên thân lon. Lon sạch được băng tải đưa đến bộ phận chiết lon để tiên hành chiết.

Máy chiết lon:

Bia được chiết vào lon theo nguyên tắc đẳng áp nghĩa là áp ở bồn chiết và áp trong lon bằng nhau khi đó bia sẽ tự chảy vào lon bằng lượng riêng của nó.Bia được chiết theo nguyên tắc đẳng áp trong hệ thống kín để hạn chế sự thất thoát CO2 và sự xâm nhập của oxi gây đục và hư bia. Bia được chiết ở nhiệt độ 2oC 4oC.

Sau khi bia được chiết xong được đưa đến máy ghép mí.

          Bảng thông số yêu cầu của ghép mí là:

 

Chiều cao máy ghép mí ngoài max 2,75(mm)

Chiều dày máy ghép mí ngoài 1,26 1,36(mm)

Chiều cao ghép mí trong thân lon 1,45 1,85(mm)

Chiều cao ghép mí trong nắp lon 1,40 1,80(mm)

37

Ghép mí xong bia được băng tải đưa qua vòi phun nước để rửa lượng bia khi chiết trào ra ngoài sau đó bia được đưa vào máy thanh trùng.

Đóng thùng: Làm bằng thủ công, thùng được dán keo và được công nhân thả xuống băng tải, dưới có công nhân nhặt lon cho vào thùng (1 thùng có 30 lon) rồi được đưa đến bộ phận dán keo để đóng thùng để chất lên palet đem vào kho thành phẩm.

38