Đồ án tốt nghiệp khảo sát chất lượng bia tươi

khảo sát và kiểm soát chất lượng bia tươi. quy trình làm bia tươi..khảo sát và kiểm soát chất lượng bia tươi. quy trình làm bia tươi..khảo sát và kiểm soát chất lượng bia tươi. quy trình làm bia tươi..khảo sát và kiểm soát chất lượng bia tươi. quy trình làm bia tươi..khảo sát và kiểm soát chất lượng bia tươi. quy trình làm bia tươi..khảo sát và kiểm soát chất lượng bia tươi. quy trình làm bia tươi..

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Bia là loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao và có độ cồn thấp, mùi vị thơm, ngon và bổ dưỡng Khi đời sống kinh tế - xã hội phát triển, nhu cầu tiêu thụ bia của con người ngày càng tăng, thậm chí nó trở thành một loại nước giải khát không thể thiếu hằng ngày đối với mỗi người dân phương Tây

Đáp ứng nhu cầu đó, chỉ trong một thời gian ngắn ngành sản xuất bia đã có những bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư và mở rộng các nhà máy bia Song song với nhu cầu sản xuất thì vấn đề chất lượng đang được quan tâm hàng đầu

Để đám bảo chất lượng toàn diện như vậy, quy trình kiểm soát những nguyên nhân gây

ra biến động chất lượng là một trong những vấn đề được quan tâm hàng đầu tại mọi nhà máy chế biến thực phẩm, trong đó có ngành sản xuất rượu bia Đó là lý do chúng tôi chọn

đề tài“Kiểm soát quá trình sản xuất bia tươi tại xưởng bia trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM bằng phương pháp thống kê”

1.2 Mục tiêu của đề tài

Kiểm soát chất lượng sản phẩm bia tươi tại xưởng bia Trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

1.3 Mục đích đề tài

- Tham gia trực tiếp quá trình sản xuất thực tế để tạo sản phẩm

- Lấy mẫu và kiểm tra mẫu tại các công đoạn sản xuất để lấy dữ liệu

- Ứng dụng các công cụ thống kê để xác định và phân tích các nguyên nhân gây ra biến động chất lượng đầu ra ở quá trình nấu và lên men

- Xác định các nguyên nhân tiềm năng gây biến động chất lượng sản phẩm ( nếu có)

1.4 Giới hạn đề tài

Xưởng bia trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan về các công cụ kiểm soát chất lượng

Chất lượng là một động lực cạnh tranh hữu hiệu của các tổ chức sản xuất Chất lượng một sản phẩm có thể được hiểu là tỷ lệ nghịch với tính biến thiên Quá trình tạo ra sản phẩm hay dịch vụ có hay kém chất lượng Quá trình có các đặc tính ổn định hay biến thiên Quá trình ổn định tạo ra sản phẩm có chất lượng thuần nhất Tuy nhiên, với tính biến thiên, sản phẩm từ một quá trình không bao giờ thật sự giống nhau Một sản phẩm thỏa nhu cầu khách hàng thường được tạo ra từ một quá trình ổn định và lập lại hay từ quá trình có năng lực tạo ra sản phẩm có đặc tính chất lượng biến thiên nhỏ quanh một giá trị danh định hay mục tiêu

Kiểm soát quá trình bằng thống kê SPC là một tập các công cụ giải quyết vấn đề nhằm giảm thiểu biến thiên, dẫn đến ổn định quá trình, cải tiến năng suất Biến thiên quá trình

có thể do hai nguyên nhân là nguyên nhân bẩm sinh và nguyên nhân gán được Nguyên nhân bẩm sinh là nguyên nhân tự nhiên không thể tránh được Một quá trình chỉ chịu tác động của nguyên nhân tự nhiên bẩm sinh được xem là quá trình trong kiểm soát

Nguyên nhân gán được xuất hiện ngẫu nhiên do nhân viên vận hành, nguyên liệu, máy móc Một quá trình chịu tác động của nguyên nhân gán được sẽ có biến thiên rất lớn, gây nên dịch chuyển tham số quá trình, dẫn đến quá trình ngoài kiểm soát Dịch chuyển quá trình bao gồm các loại dịch chuyển không bền, dịch chuyển bền vững, dịch chuyển có xu hướng

Mục tiêu chính của kiểm soát quá trình là phát hiện nhanh chóng sự xuất hiện của nguyên nhân gán được, khảo sát và hiệu chỉnh quá trình, tránh sản xuất sản phẩm kém chất lượng Mục tiêu cuối cùng của kiểm soát quá trình là triệt bỏ biến thiên quá trình

Các công cụ kiểm soát quá trình bao gồm:

- Lưu đồ

- Quá trình sản xuất, sơ đồ mặt bằng, sơ đồ đường ống

- Sơ đồ tổ chức thể hiện mối quan hệ quyền hạn trách nhiệm giữa các bộ phận trong

tổ chức, sơ đồ hoạt động của tổ chức

- Lưu đồ kiểm soát vận chuyển hàng hóa, lập hóa đơn, kế toán mua hàng

b Lợi ích

Việc sử dụng lưu đồ đem lại rất nhiều thuận lợi, cụ thể là những ưu điểm sau:

- Những người làm việc trong quá trình sẽ hiểu rõ quá trình Họ kiểm soát được nó- thay vì trở thành nạn nhân của nó

- Những cải tiến có thể nhận dạng dễ dàng khi quá trình được xem xét một cách khách quan dưới hình thức lưu đồ

- Với lưu đồ, nhân viên hiểu được toàn bộ quá trình, họ sẽ hình dung ra mối quan hệ giữa khách hàng và nhà cung cấp của họ như là một phần trong toàn bộ quá trình Chính điều này dẫn tới việc cải thiện thông tin giữa khu vực phòng ban sản xuất

- Những người tham gia vào công việc lưu đồ hóa sẽ đóng góp nhiều nỗ lực cho chất lượng

- Lưu đồ là công cụ rất có giá trị trong các chương trình huấn luyện cho nhân viên mới

Lưu đồ một quá trình sản xuất như hình 2.1

Hình 2.1: Lưu đồ quá trình thiết kế

2.1.2 Phiếu kiểm tra (test vote)

Phiếu kiểm tra được sử dụng để thu thập dữ liệu, nhằm phân tích vấn đề, kiểm soát quá trình Nhằm tìm được nguyên nhân chính của vấn đề đòi hỏi phải có các thông tin chi tiết để xác định vấn đề, bảng kê thu thập những thông tin qua sử dụng các câu hỏi Mỗi quá trình có các chỉ số thể hiện năng lực quá trình, thu thập và phân tích dữ liệu là một phần quan trọng trong tiến trình kiểm soát quá trình, bảng kê được sử dụng để thu thập những thông tin quan trọng về quá trình

Số liệu thu được từ phiếu kiểm tra phải được rõ ràng Một phiếu kiểm tra được thiết kế tốt là bước khởi đầu cho việc thu thập, phân tích dữ liệu hiệu quả Bảng thu thập dữ liệu phải cung cấp một hình thức tập hợp dữ liệu đơn giản, có thứ tự, thuận tiện cho việc phân tích

Thủ tục thu thập số liệu tìm nguyên nhân một vấn đề gồm các bước sau:

- Xét sự kiện được biểu hiện bởi loại số liệu nào

- Định mục đích thu thập số liệu

- Phân tầng số liệu theo yếu tố truy nguyên

- Định phương pháp thu thập số liệu

- Thiết kế bảng

- Thu thập số liệu

- Xử lý số liệu - trình bày kết quả

Phân tích xử lý số liệu là phân tích chuyển dữ liệu sang thông tin Các dạng dữ liệu bao gồm thuộc tính và biến số Thông tin suy diễn bao gồm khuynh hướng và biến thiên hay mức phân tán của tập dữ liệu thu thập được

Các đại lượng biểu thị khuynh hướng thường dùng bao gồm yếu vị, trung vị, trung bình Các đại lượng thường dùng để phân tích biến thiên bao gồm khoảng R, phương sai

V, độ lệch chuẩn S

2.1.3.Biểu đồ tần suất (histogram)

Biểu đồ tần suất là một công cụ thống kê đơn giản, cho thấy những thông tin về quá trình, thể hiện bằng hình ảnh số lần xuất hiện giá trị của các phép đo xảy ra tại một giá trị

cụ thể hay trong một khoảng giá trị Biểu đồ tần suất cho phép thấy những thông tin cần thiết dễ dàng và nhanh chóng hơn so với những bảng số liệu thông thường khác

Biểu đồ tần suất biểu thị tần số xuất hiện của các giá trị đại lượng cần khảo sát Biểu

đồ tần suất là biểu đồ phân bố một tập số liệu giúp nhận thấy khuynh hướng và phân tán của tập số liệu Khi có giới hạn dung sai cho phép, biểu đồ tần suất giúp xác định tỷ lệ sản phẩm nằm ngoài dung sai

Một hình ảnh tần đồ như ở hình sau:

Hình 2.2: Biểu đồ tần suất

Biểu đồ tần suất mô tả tổng quan về biến động của các dữ liệu, góp phần đưa ra những nhận xét hữu ích về quá trình sản xuất, chất lượng sản phẩm Biểu đồ tần suất giúp hiểu biến thiên quá trình, phân tích năng lực quá trình, theo dõi độ chính xác thiết bị, điều tra hiệu quả sản xuất, dự đoán chất lượng, phát hiện sai số đo đạc

Khác với biểu đồ kiểm soát là công cụ nhằm theo dõi một quá trình đang hoạt động theo thời gian mà ta sẽ khảo sát sau, biểu đồ tần suất tổng hợp kết quả của quá trình đã ổn định tại một thời điểm

2.1.4 Biểu đồ Pareto (Pareto chart)

Thông thường để nâng cao hiệu quả sản xuất, các nhà máy phải thường xuyên cải tiến các lĩnh vực hoạt động liên quan đến chất lượng, năng suất, chi phí và giá thành,…Nhưng thực tế thường khó xác định phải bắt đầu từ đâu để tiến hành Sử dụng Pareto là một kỹ thuật giúp lần ra cách giải quyết

Biểu đồ Pareto giúp xác định một số nguyên nhân có ảnh hưởng đến chất lượng của toàn quá trình Nói cách khác khi phát sinh một vấn đề nào đó thì có những nguyên nhân

ảnh hưởng mạnh và có những nguyên nhân gây ảnh hưởng yếu Phân tích Pareto chỉ ra nguyên nhân ảnh hưởng quan trọng nhất

a Ứng dụng

Có thể sử dụng biểu đồ Pareto để giải quyết các vấn đề sau:

- Tìm ra khuyết tật trong một sản phẩm

- Sắp xếp khách hàng theo thứ tự quan trọng

b Cách xây dựng biểu đồ Pareto

Biểu đồ Pareto áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như đo lường mức độ than phiền của khách hàng, định ra các khuyết tật chất lượng, hỏng hóc và nguyên nhân Phân tích Pareto rất quan trọng trong quá trình cải tiến, được sử dụng với nhiều công cụ thống kê Đầu tiên, dữ liệu được thu thập qua bảng kê; kế đến, biểu đồ Pareto xác định một vài vấn

đề quan trọng; tiếp theo, biểu đồ nhân quả được sử dụng để phân tích vấn đề; cuối cùng, kiểm đồ biểu diễn sự ổn định của quá trình Các công cụ biểu đồ nhân quả và kiểm đồ sẽ được giới thiệu sau

- Thủ tục vẽ biểu đồ Pareto và phân tích ABC gồm các bước sau:

- Liệt kê tất cả nguyên nhân tiềm năng các lỗi chất lượng

- Chuẩn bị một bảng kê thu thập dữ liệu các nguyên nhân

- Xác định khoảng thời gian quan sát

- Tính thiệt hại / đếm số lỗi do mỗi nguyên nhân

- Xếp hạng nguyên nhân theo thứ tự nhiều xếp trước và ít xếp sau

- Vẽ đồ thị Pareto: thiệt hại / số lỗi - nguyên nhân

- Xếp loại A các nguyên nhân gây 80% thiệt hại / số lỗi

- Chia đều những nguyên nhân còn lại theo hai loại B và C

- Ưu tiên giải quyết những vấn đề loại A, tiếp theo là loại B, cuối cùng là loại C

Một ví dụ như ở hình 5.3

Hình 2.3: Biểu đồ Pareto

2.1.5 Biểu đồ nhân quả (cause and effect diagram)

Mọi vấn đề đều do nhiều nguyên nhân, trước khi tìm giải pháp giải quyết vấn đề cần liệt kê, xếp loại, phân cấp nguyên nhân, giúp tìm kiếm nguyên nhân dễ dàng, hệ thống Biểu đồ nhân quả hay còn gọi biểu đồ xương cá do Kaoru Ishikawa xây dựng vào 1953 tại Đại học Tokyo, là biểu đồ quan hệ nguyên nhân - hệ quả, xếp loại, phân cấp nguyên nhân nhằm xác định các nguyên nhân vấn đề

Một biểu đồ nhân quả như ở hình 2.4

Hình 2.4: Biểu đồ nhân quả

Biểu đồ nhân quả giúp hiểu vấn đề một cách rõ ràng Biểu đồ giúp biết được các nguyên nhân chính một cách có hệ thống, mối quan hệ giữa chúng với các nguyên nhân cấp nhỏ hơn ảnh hưởng tới quá trình sản xuất Trong quá trình sản xuất, công cụ này tìm kiếm ra nguyên nhân những khuyết tật, nghiên cứu, phòng ngừa, phát hiện tình trạng không có chất lượng

Thủ tục xây dựng biểu đồ xương cá gồm các bước sau:

- Xác định vấn đề cần giải quyết, xem vấn đề là hệ quả của một số nguyên nhân sẽ phải xác định

- Lập danh sách tất cả những nguyên nhân chính của vấn đề trên bằng các phương pháp 5M, 5W ; trình bày chúng bằng những mũi tên hướng vào mũi tên chính (xương sống của cá)

- Tiếp tục suy nghĩ những nguyên nhân cụ thể hơn (nguyên nhân cấp 1) có thể gây

ra nguyên nhân chính, thể hiện bằng những mũi tên hướng vào nguyên nhân chính

- Nếu cần phân tích sâu hơn, xem mỗi nguyên nhân mới như là hệ quả của những loại nguyên nhân khác nhỏ hơn Lặp lại bước 3

Có nhiều phương pháp tìm nguyên nhân một vấn đề, một số phương pháp như sau:

- Khi nào (When)

- Tại sao (Why)

Phương pháp Brainstorming là phương pháp làm việc tập thể, sáng tạo Người chủ vấn đề nêu vấn đề, mọi người cho ý kiến, chủ vấn đề chọn vài ý kiến cho mọi người phân tích tiếp

2.1.6 Biểu đồ phân tán (scatter plot)

Biểu đồ phân tán, giúp quan sát tương quan hai biến số một cách trực quan và định tính Biểu đồ phân tán thường dùng trước biểu đồ Pareto và sau biểu đồ nhân quả Biểu đồ

phân tán quan sát tương quan đặc tính là có hay không, nếu có là thuận hay nghịch, mạnh hay yếu, tuyến tính hay phi tuyến

Hình 2.5: Biểu đồ tán xạ

a Lợi ích

Dùng để phát hiện và trình bày các mối quan hệ giữa hai bộ số liệu có liên hệ hoặc để xác nhận/bác bỏ mối quan hệ đoán trước giữa hai bộ phận có liên hệ

b Các bước thiết lập biểu đồ nhân quả

- Chọn mẫu, mẫu nên có khoảng 30 quan sát trở lên

- Vẽ đồ thị

- Kiểm tra hình dạng của đám mây để phát hiện ra loại và mức độ của các mối quan

hệ đó

2.1.7.Biểu đồ kiểm soát (control charts)

Biểu đồ kiểm soát là công cụ để phân biệt ra các biến động do các nguyên nhân đặc biệt hoặc có thể nêu ra được từ những thay đổi ngẫu nhiên vốn có trong quá trình

a Lợi ích

- Kiểm soát chất lượng sản phẩm

- Biểu đồ kiểm soát còn giúp ước lượng tham số, xác định năng lực quá trình

- Biểu đồ kiểm soát còn là một công cụ trong kiểm soát chất lượng tương đương với công cụ kiểm định giả thiết trong xác suất thống kê

b Phân loại

- Biểu đồ kiểm soát dạng thuộc tính ( định tính)

- Biểu đồ kiểm soát dạng biến số ( định lượng)

Trong giới hạn đề tài chúng tôi chỉ dụng biểu đồ kiểm soát dạng biến số làm công cụ kiểm soát chất lượng

2.1.7.1.Biểu đồ kiểm soát dạng biến số

 Ứng dụng: Dùng để kiểm soát những đặc tính chất lượng có thể đo lường được

 Các dạng biểu đồ kiểm soát dạng biến số:

- Biểu đồ R và s được sử dụng để kiểm soát độ dao động giữa các nhóm mẫu

 Quá trình được kiểm soát

Trên kiểm đồ còn có đường tâm CL và các giới hạn kiểm soát Đường tâm là trị trung bình của đặc tính chất lượng khi quá trình trong kiểm soát Giới hạn kiểm soát bao gồm giới hạn kiểm soát trên UCL và giới hạn kiểm soát dưới LCL

Khi mẫu nằm trong giới hạn kiểm soát, quá trình được xem là trong kiểm soát Khi mẫu nằm ngoài giới hạn kiểm soát, quá trình bị xem là ngoài kiểm soát, cần được khảo sát và hiệu chỉnh Tuy nhiên khi mẫu trong giới hạn quá trình vẫn có thể ngoài kiểm soát khi mẫu hình có biểu hiện hệ thống hay phi ngẫu nhiên

Hình 2.6: Biểu đồ kiểm soát

Khoảng cách từ điểm giới hạn kiểm soát trên tới giới hạn kiểm soát dưới được chia thành sáu phần bằng nhau, như vậy theo quy tắc 3σ thì mỗi phần sẽ là 1σ

 Quy tắc nằm ngoài vùng kiểm soát:

1 Bất kỳ điểm nào rơi ngoài vùng kiểm soát

2 Hai trong ba điểm liên tiếp rơi vào vùng và nằm cùng một phía của đường trung tâm

3 Bốn trong năm điểm liên tiếp rơi vào vùng hay vùng và nằm cùng một phía của đường trung tâm

4 Có ít nhất tám điểm liên tiếp nằm cùng một phía của đường trung tâm

5 Có tám điểm liên tiếp thể hiện xu hướng tăng hay giảm

Cp 1: quá trình có khả năng, cụ thể:

 Cp = 1: quá trình có 0,3% sản phẩm nằm ngoài dung sai cho phép

 Cp = 2: quá trình có 0,00003% sản phẩm nằm ngoài dung sai cho phép

Cp = 0,5: quá trình có 13,4% sản phẩm nằm ngoài dung sai cho phép

b Năng lực thực sự của quá trình Cpk

Để khắc phục nhược điểm của chỉ tiêu chỉ số năng lực qui trình Cp, trong phân tích cần tính thêm chỉ số năng qui trình Cpk, đây là chỉ số có quan tâm tới đường giới hạn giá trị trung tâm của qui trình và đường tiêu chuẩn trung tâm

Cpk = Min

, ) (Công thức 2.2) Các chỉ số Cp và Cpk càng lớn càng tốt

2.1.7.2 Phân biệt năng lực quá trình và tính ổn định của quá trình

- Một quá trình được coi là ổn định khi không có nguyên nhân đặc biệt hoạt động, các giá trị khác nhau của đặc tính chất lượngh oặc mẫu không bị thay đổi theo thời gian

- Năng lực quá trình là năng lực để một quá trình đảm bảo được sự phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật

2.2 Tổng quan về quy trình sản xuất bia tươi

2.2.1 Giới thiệu về sản phẩm bia tươi

Bia tươi là loại bia có thể chưa được diệt khuẩn theo phương pháp Pasteur trước khi đóng lon hoặc đóng chai Bia phải được giữ lạnh từ 2°C đến 4°C và uống ngay sau khi khui Bia sẽ bị chua nếu để bia trên 6 °C sau hai ngày Bia tươi có thể giữ được hương vị nguyên thủy trong vòng 20÷30 ngày nếu được giữ lạnh dưới 6°C

Bia tươi trong dạng lon hoặc chai thường có đồ phụ tùng nhỏ chứa khí nitơ để bia có bọt như được rót từ bom bia hoặc thùng tô-nô Bia tươi thường được đựng trong các thùng chứa chuyên dụng (bom bia) để vận chuyển từ nhà máy tới nơi tiêu thụ Bia tươi phổ thông còn được biết đến dưới tên "bia hơi"

Bia tươi là loại bia thường không qua thanh trùng hoặc lọc, vì thế khi uống bia tươi sẽ

có cảm giác đặc, đậm hơn nhiều các loại bia đóng chai hoặc lon Bia tươi thường được sử dụng ngay tại khu vực sản xuất chiết rót trực tiếp từ tank LMP …

2.2.2 Quy trình sản xuất bia tươi

Hình 2.7: Quy trình sản xuất bia tươi

2.2.2.1 Nghiền nguyên liệu

Tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu với nước để quá trình thủy phân diễn ra nhanh hơn và dễ dàng hơn Nghiền malt cần giữ cho các mảnh vỏ trấu không bị nát vụn để tạo lớp lọc tự nhiên trong quá trình lọc tách bã, đối với nguyên liệu thay thế thì do hạt tinh bột cứng lên khó bị phá vỡ và lâu chín do đó phải được nghiền mịn

Nguyên liệu được cho vào máy nghiền đôi trục và được nghiền cho đến khi đạt độ min yêu cầu

2.2.2.2 Quá trình nấu

Quá trình nấu nhằm chuyển các chất không hòa tan của bột nghiền sang dạng hòa tan, nhằm thực hiện quá trình đường hóa tạo ra dịch nha cung cấp cho quá trình lên men chính sau này Hoạt hóa enzyme protease trong malt, phân cắt các liên kết peptit để protein thủy phân thành axit amin, peptit và các peptone đơn giản

Tiến hành phối trộn malt và nước trong nồi nấu malt Cài đặt nhiệt độ và thời gian nấu cho tới khi malt bị thủy phân hoàn toàn

2.2.2.3 Lọc, rửa tách bã

Dịch đường sau khi thủy phân xong sẽ đuôc bơm qua nồi lọc để tiến hành tách dịch đường với vỏ và những phần nội nhũ của hạt không tan, đồng thời việc rửa bã giúp tận thu chất dinh dưỡng còn sót lại trong bã

2.2.2.4 Quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon

Dòng dịch đường này sau đó sẽ được chuyển qua nồi nấu, tại đây dòng dịch này sẽ được nấu cùng với hoa houblon ở nhiệt độ quy định trong một khoảng thời gian nhất định tùy theo công nghệ nấu bia để:

- Điều chỉnh độ đường tới nồng độ mong muốn (110P)

- Trích ly chất đắng (axit đắng), tạo vị đắng đặc trưng cho bia (đắng 20÷25 BU)

- Tạo hương thơm nhờ có ester thơm, tinh dầu thơm

- Tạo màu nhờ phản ứng melanoidin và nhờ các cấu tử mang màu có trong houblon

- Polyphenol của houblon khi hòa tan vào dịch đường ở nhiệt độ cao sẽ kết hợp phức chất dễ kết lắng với các chất protein cao phân tử thành phức chất dễ kết lắng chúng sẽ hấp thụ cặn trong dịch đường lắng theo Nhờ vậy dịch đường trong hơn, tính chất sinh học và độ bền keo của dịch đường được ổn định hơn

- Trong houblon có chất kháng khuẩn nên có tác dụng sát khuẩn cho dịch đường đồng thời nhờ đun sôi lên diệt được các vi sinh vật và làm biến tính các enzym do

đó tăng độ bền sinh học của bia

- Các axit hữu cơ của hoa houblon hòa tan vào dịch đường làm giảm pH của dịch thủy phân để phù hợp với yêu cầu pH của nấm men

- Vô hoạt enzyme có trong dịch đường

- Tạo sức căng bề mặt để giữ CO2 khó thoát khỏi bia, tăng khả năng tạo bọt và giữ bột cho bia

2.2.2.5 Lắng trong

Dịch houblon hóa sẽ được chuyển qua thiết bị lắng trong nhằm loại bỏ các kết tủa nóng, ổn định chất lượng cho bia thành phẩm (kết tủa lạnh sẽ được lắng, lọc trong và sau quá trình lên men)

- Tạo điều kiện để kết tủa cặn lạnh

- Giảm nhiệt độ dịch đường để tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo hòa O2 cho quá trình lên men sau này

- Cung cấp lượng nấm men cần thiết để thực hiện quá trình lên men

2.2.2.7.Lên men

Dich đường lúc này sẽ được bơm sang bồn lên men, tại đây người ta thường bổ xung thêm men bia vào dịch đường và bắt đầu quá trình lên men quan trọng nhất của bia, quá trình này sẽ chuyển hóa đường thành C2H5OH (ethanol), CO2 và một số các chất khác như este, aldehyd, cồn có nồng độ cao và một số vi chất khác Những chất này đóng vai trò quan trọng để tao nên hương thơm và mùi vị của bia

Lên men bia là một quá trình phức tạp và dẫn tới nhiều biến đổi sâu sắc trong dịch đường Quá trình lên men bia được chia làm 2 giai đoạn chính: lên men chính và lên men phụ

Gồm 2 quá trình lên men: lên men chính và lên men phụ

 Lên men chính

- Giai đoạn 1: (sau 1 ngày): nấm men sinh sản và phát triển

- Giai đoạn 2: (2 ngày tiếp theo): quá trình lên men tiếp tục và mạnh dần, nấm men phát triển cực đại Bọt dềnh cao lên đầu tiên có màu trắng, cuối giai đoạn bắt đầu ngã sang màu nâu

- Giai đoạn 3: (2 ngày tiếp theo): là giai đoạn lên men mạnh nhất, bọt sẽ dềnh cao lên mức cực đại tạo thành những mảng lớn Hàm lượng chất hòa tan giảm từ 2.5÷3%

- Giai đoạn 4: (2 ngày) tốc độ lên men giảm dần do lượng chất hòa tan tiêu hao gần hết Trên bề mặt dịch lên men xuất hiện 1 lớp màu nhạt là cặn và nhựa của houblon Hàm lượng chất hòa tan giảm từ 0.8÷1%

 Lên men phụ

Đặc điểm của lên men phụ là quá trình lên men diễn ra rất chậm, tiêu hao 1 lượng đường không đáng kể Quá trình lên men phụ và lên men chính được thực hiện trong cùng

1 tank Thời gian lên men phụ là 14 ngày, áp suất từ 0.7÷1,3 bar và nhiệt độ lên men từ 0÷50C được chia làm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Từ ngày thứ 7 đến ngày thứ 14 (sau 7 ngày lên men chính): hạ từ nhiệt độ 50C xuống 20C

- Giai đoạn 2: Từ ngày 14 đến ngày 18, nhiệt độ từ 20C xuống 10C

- Giai đoạn 3: Từ ngày 19 đến ngày 21 nhiệt độ giữ ở 10C

2.2.2.8 Chiết bia

Bia sau giai đoạn ủ sẽ được chiết vào chai, bình inox hoặc được bán trực tiếp Quá trính chiết chai nhằm tăng thời gian bảo quản cho bia, ổn định chất lượng và hương vị đặc trưng của bia trong quá trình vận chuyển, dễ dàng trong việc vận chuyển cũng như tang trữ bia

CHƯƠNG 3: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

- Địa điểm: xưởng bia Trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

Xưởng bia thành lập vào năm 1992 trực thuộc Trung tâm Thí nghiệm Thực hành Trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM với trang thiết bị và điều kiện sản xuất chưa được hiện đại

Từ năm 2011 xưởng đã có nhiều thay đổi, các thiết bị được hiện đại hóa như: dùng các tank chứa bằng inox, nồi nấu inox,… với công suất 2700l/mẻ

Hiện tại xưởng đã sản xuất và cho ra mắt hai sản phẩm bia tươi: bia đen và bia vàng Cơ

sở đã có phòng trưng bày riêng nhằm quảng bá và giới thiệu sản phẩm bia tươi đến với người tiêu dùng

Cơ sở đã được hiệp hội Bia – Rượu –Nước giải khát trao tặng bằng khen

3.3 Thiết bị, dụng cụ, phương pháp tiến hành

3.3.1 Thiết bị, dụng cụ

Bảng 3.2: Bảng dụng cụ và thiết bị

A Thiết bị

3.3.2.2 Thuyết minh quy trình

3.3.2.2.2 Thủy phân ( đường hóa)

Cho vào nồi đạm hóa 38kg malt vào, bổ sung 100l nước đồng thời bật cánh khuấy, hòa trộn malt sau nghiền với nước trong 20 phút

Nâng nhiệt lên 630C trong 10 phút và giữ nhiệt độ này trong 30 phút Quá trình đường hóa sẽ diễn ra, enzyme β-amylase sẽ hoạt động mạnh để thủy phân tinh bột thành đường

Tiến hành nâng nhiệt lên 720C trong 15 phút và giữ nhiệt độ này trong 50 phút Lúc này enzyme α-amylase tiếp tục thủy phân tinh bột sót trong dịch đường Kế đến dịch nha được nâng lên khoảng 76÷77oC 760C trong 5 phút và tiến hành bơm sang lọc Nhằm làm giảm

độ nhớt của dịch đường, bù trừ lượng nhiệt tổn thất ở thiết bị lọc, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc, tách bã được diễn ra dễ dàng Kết thúc quá trình nấu, tiến hành kiểm tra

pH và độ hòa tan của dịch cốt

Hình 3.6: Kiểm tra độ hòa tan dịch cốt

 Cấu tạo thiết bị:

Sử dụng thiết bị thủy phân nguyên liệu gồm nồi hình trụ đứng, đáy nồi làm bằng thép inox, hai lớp vỏ Vỏ ngoài cùng bằng inox kế đến là lớp bảo ôn để giữa tránh nhiệt ra ngoài, ở giữa và trong là thành nồi Bên trong nồi có trang bị cánh khuấy, hai cánh khuấy quay theo hình tròn của nồi

Hình 3.8: Cấu tạo bên trong thiết bị nấu

3.3.2.2.3 Lọc, rửa, tách bã

Dịch đường sau khi được bơm từ nồi dịch hóa (nồi malt) qua nồi lọc trong 5 phút, sẽ được để yên trong khoảng 15 phút để tạo màng lọc tự nhiên KCS tiến hành kiểm tra độ màu EBC, độ đường của dịch cốt 0P, khi đạt được độ trong cần thiết thì đóng van hồi lưu

để thu dịch lọc, cánh khuấy bắt đầu hoạt động để gạn đều lớp bã, tạo sự chênh lệch áp suất, tránh hiện tượng cân bằng áp nhằm giúp quá trình lọc diễn ra tốt hơn, quá trình lọc đdiễn ra trong khoảng 10 phút Sau đó, chúng ta bổ sung nước nóng để tiến hành rửa bã trong 15 phút Nước rửa bã có nhiệt độ khoảng 760C

Dung tích lọc 240lit, tiến hành rửa bã 3 lần Quá trình rửa bã kết thúc khi chúng ta tiến hành kiểm tra độ hòa tan đường sót bằng cách thử màu với dung dịch Iôt

 Cấu tạo thiết bị:

mm

Hình 3.10: Thiết bị lọc, tách bã

3.3.2.2.4 Houblon hóa

Dịch sau khi lọc dịch thủ phân ,nhờ một hệ thống bơm ta bơm dịch sang nồi houblon (nồi sôi hoa),và tiến hành cấp nhiệt cho nồi nấu hoa houblon,khi nhiệt độ trong nồi houlon hóa lên tới sôi( 99,70C) ta tiến hành lấy ra khoảng 300ml dịch để kiểm tra độ đường và một ít pha vào dụng cụ chứa hoa cao và tráng lại 3 lần lần cuối tráng bằng cồn

960C, ta cho vào 17g hoa cao và đun trong thời gian 50 phút , ta cho them khoảng 15g CaCl2 và tiến hành cho hoa viên vào đun trong khoảng 20 phút ( tổng thời gian houblon khoảng 75 phút)

Sau khi hoblon hóa ta tiến hành cho lắng xoáy, tách cặn dịch trong khoảng 60 phút sau

đó ta chuyển dịch qua thiết bị làm lạnh nhanh

 Cấu tạo thiết bị:

và ngưng tụ Dịch đường phân tán rộng ra ngoài nhờ một nón chặn phía trên ống chùm, cấu trúc này tránh tạo bọt Dịch đường tuần hoàn tốt bên trong nồi đun

Nồi hoa sôi có nắp hình nón, có đường nối của ống dịch ra của thùng chứa trung gian

và có ống chuyển dịch vào bơm nối sang thiết bị lắng xoáy

Hình 3.12: Thiết bị houblon hóa

3.3.2.2.5 Làm lạnh nhanh

Sau khi cho lắng dịch đường đạt yêu cầu ta chuyển toàn bộ dịch nha qua thiết bị làm lạnh nhanh Tác nhân trao đổi nhiệt trực tiếp là nước đã được làm lạnh 20C Dịch trong nồi huoblon có nhiệt độ khoảng 940C đi vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng Sau khi ra khỏi thiết bị làm lạnh nhanh,dịch đường có nhiệt độ khoảng 7÷90C Nước sau khi làm lạnh dịch nha được đem đi rửa bã malt

 Cấu tạo thiết bị

Thiết bị làm lạnh ở xưởng là thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng Đó là thiết bị kín bao gốm nhiều tấm bản mỏng bằng thép không rỉ

Các tấm bản được ghép chặt với nhau trên 1 khung Trên mỗi tấm bản có nhiều đường rãnh và có 4 lỗ ở các góc Mép tấm bản có lắp giăng cao su để khi ghép lại đảm bảo độ kín cho máy và cho đường dẫn dịch tạo thành

Máy này được chia thành 2 vùng : vùng thứ nhất là làm lạnh bằng nước, vùng thứ 2 là làm lạnh bằng glycol

Hình 3.13:Thiết bị làm lạnh nhanh

Bảng 3.3: Yêu cầu sau quá trình nấu ( Nguồn: Tiêu chuẩn cơ sở)

Tinh bột sót Thủy phân hoàn toàn

Làm lạnh nhanh Van lấy mẫu Độ đường (0

Khi nồng độ chất khô giảm xuống còn khoảng 30Pt thì tiến hành hạ nhiệt độ xuống

50C, để lắng men trong vòng 2 ngày rồi sau đó tiến hành rút men Rút men khoảng 3 lần Sau đó ta tiến hành quá trình lên men phụ Nhiệt độ tank lên men lúc này hạ xuống 20

C

Áp suất làm việc của thiết bị duy trì 0.7÷1,3bar Kết thúc quá trình lên men phụ khi độ Plato giảm xuống còn 2.5÷2.7, thì bia non được chuyển qua giai đoạn ủ chín Nhiệt độ tank lên men được điều chỉnh về 0÷20C và thường kéo dài từ 5÷7 ngày

Kết thúc quá trình lên men tiến hành xác định độ mặn, độ chua và độ cồn

Bảng 3.4: Yêu cầu sau quá trình lên men ( Nguồn: Tiêu chuẩn cơ sở)

Lên men phụ Tank lên men pH 4,2÷4,6

Hình 3.15: Kiểm tra độ mặn

Hình 3.16: Kiểm tra độ cồn

 Cấu tạo thiết bị:

6 Van lấy mẫu

Hình 3.17: Cấu tạo thiết bị lên men

Thiết bị hình trụ, được chế tạo bằng thép không gỉ, có đáy hình côn với góc nghiêng là

60 0C Trên thân có 2 lớp vỏ áo , 3 lớp áo lạnh bằng inox, một lớp bảo ôn trên mỗi tank đều có ống dẫn dịch đường vào, sản phẩm ra, bộ phận làm lạnh, đường thu CO2 xả CO2,

áp kế, nhiệt kế, van an toàn, van lấy mẫu, van thu bia, bộ phận CIP… Phần trên của tank

có cửa để dẫn nước vệ sinh thiết bị

Trong thiết bị còn có các ống dẫn dịch đường, CO2, nước rửa, chất tải nhiệt để kiểm tra và điều chỉnh nhiệt độ và dụng cụ đo mức giới hạn Trong cơ cấu thiết bị còn có van thủy lực, CO2 sinh ra trong quá trình lên men thải qua van này

Hình 3.18: Tank lên men

Trong xưởng bia thực tế thể tích của mỗi tank lên men là khoảng 450 lít Trong quá trình lên men thể tích dịch lên men cho mỗi mẻ sản xuất là khoảng 200lit

3.3.2.2.8 Đóng nắp

Nhằm tăng thời gian bảo quản cho bia và hoàn thiện sản phẩm Bình inox chiết đầy bia sẽ đưa vào máy đóng nắp để có thể dễ dàng vận chuyển và phân phối

Bảng 3.5: Yêu cầu chất lượng bia thành phẩm ( TCVN 7042:2009)

Bảng 3.5.1- Yêu cầu cảm quan của bia tươi

Tên chỉ tiêu Yêu cầu

1 Màu sắc Đặc trưng của từng loại sản phẩm

2 Mùi Đặc trưng của bia sản xuất từ hoa houblon và malt đại mạch, không có

mùi lạ

3 Vị Đặc trưng của bia sản xuất từ hoa houblon và malt đại mạch, không có

vị lạ

5 Trạng thái Đặc trưng của từng loại sản phẩm

Bảng 3.5.2- Yêu cầu đối với các chỉ tiêu hóa lý

1 Độ axit, số mililit NaOH 1N trung hòa hết 100ml

bia hơi đã đuổi hết CO2, không lớn hơn

3.4 Phương pháp kiểm soát chất lượng bia

Kết hợp tham gia sản xuất, quan sát, tiến hành tìm hiểu các nguyên nhân gây ảnh hưởng đến các công đoạn dưới sự hướng dẫn của giáo viên phụ trách phòng thí nghiệm từ

đó thống kê được các nguyên nhân gây ảnh hưởng, sử dụng biểu đồ kiểm soát để kiểm soát quá trình xem xét sự ổn định của hệ thống, phát hiện ra tình trạng ngoài vùng kiểm soát → đưa ra các biện pháp khắc phục phòng ngừa để ổn định quá trình Sau đó, dùng biểu đồ nhân quả để phân tích nguyên nhân của vấn đề và cuối cùng là đề xuất một số giải pháp nhằm khắc phục tình trạng mất ổn định của quá trình sản xuất bia tươi tại xưởng bai trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM

3.4.1 Các chỉ tiêu kiểm tra

Khi thực hiện công tác kiểm tra, kiểm soát chất lượng, một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất là phải xác định các chỉ tiêu chất lượng cần được kiểm tra, giám sát và các phương pháp đảm bảo chất lượng ở từng công đoạn sản xuất Kết quả của việc kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng phải được thực hiện một cách đầy đủ và chính xác, từ đó đề ra được những kiến nghị khắc phục các thiếu sót

Với mục đích của đề tài “ Kiểm soát chất lượng bia tươi tại xưởng bia Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM” và với sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn, chúng tôi tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu sau:

- Độ đường (0P hay Balling): Xác định hàm lượng chất hòa tan trong bia bằng saccharimeter ở 200C

- Độ chua (mg/l): Dựa vào phản ứng trung hòa giữa lượng axit có trong mẫu với dung dịch NaOH đã biết trước nồng độ, với chì thị Phenolphtalein 1% Độ chua được biểu diễn bằng số ml NaOH 0.1N tiêu tốn cho 10ml mẫu

- Độ mặn: Dựa vào phản ứng chuẩn độ tạo tủa giữa ion Cl- trong mẫu( của dịch nha chuẩn bị lên men) với ion Ag+ trong dung dịch AgNO30,1N, với chỉ thị K2CrO410% tạo tủa màu đỏ gạch Độ mặn được biểu diễn bằng công thức:

( mgNaCl/lit) ( Công thức 3.1)