Quy trình công nghệ sản xuất bia

Để góp phần vào việc xây dựng nhiều nhà máy sảnxuất bia có chất lượng quốc tế góp phần đáp ứng cho nhu cầu trong nước và tiếntới xuất khẩu thì việc học hỏi kinh nghiệm của các nước có nề

MỤC LỤC Trang

PHẦNI : MỞ ĐẦU PHẦN II: NỘI DUNG ĐỒ ÁN

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I Sơ lược về lịch sử phát triển và sản xuất bia…… ……….….3

II Các loại bia chủ yếu hiện nay……….4

III Quy trình chung về sản xuất bia………5

CHƯƠNG II : LẬP LUẬN KINH TẾ CHƯƠNG III : CHỌN NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT BIA 1 Malt đại mạch …… ……… ………….…….8

2 Hoa houblon ……….……10

3 Nước……….………11

4 Gạo ….……….……12

5 Nấm men giống … ……….… 13

6 Một số các chất phụ khác ……….….… 13

CHƯƠNG IV : QUY TRèNH CễNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA I Sơ đồ dây truyền công nghệ sản xuất bia theo công nghệ lên men mét pha……… 15

II Thuyết minh quy trình sản xuất……… ……….17

A Phân xưởng nấu… ……… 17

1 Nghiền nguyên liệu………17

2 Nấu và đường hoỏ nguyờn liệu ……… 20

3 Lọc dịch đường……… 23

4 Nấu hoa……… 23

5 Lắng trong và làm nguội sơ bộ dịch đường……… ………24

6.Lạnh nhanh……….25

B.Phõn xưởng lên men……… ………… 25

1 Quá trình chuẩn bị men giống………25

2 Quá trình lên men……….………28

A Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm………31

a Quy trình rửa chai… ……….33

b Quy trình chiết chai và dập nỳt……… 34

c Thanh trùng bia……… 34

d Dán nhãn và dập hạn sử dụng……….35

e Đóng kết và vận chuyển vào kho……… 35

I Đánh giá chất lượng bia thành phẩm……….36

CHƯƠNG V : TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM I.Tớnh cân bằng vật liệu cho 100 lít bia thành phẩm.……… …… 38

1 Số lượng chai để chứa bia……….……… 38

2 Lượng bia trước khi chiết chai……… ……38

3 Lượng bia trước khi bão hoà CO2……… ……….38

4 Lượng bia trước khi lọc trong……… …… 39

5 Lượng dịch đường đưa vào thùng trước khi lên men…….…….…39

6 Lượng dịch đường trước khi đưa vào thiết bị lạnh nhanh…… ….39

7 Lượng dịch đường ở 1000C……… … 39

8 Lượng dịch đường trước khi đưa vào thùng lắng Wirhlpool… …39

9 Lượng dịch đường trước khi đưa vào thùng đun hoa………… …40

10 Khối lượng của dịch đường trước khi đun hoa………….……… 40

11 Khối lượng chất chiết trong dịch đường 12oBX……….40

12 Lượng chất chiết từ malt và gạo……….40

II Tính lượng nguyên liệu……… 40

1 Khối lượng malt……… … 40

2 Khối lượng gạo……….….……41

3 Lượng hoa houblon cần dựng……… …… 41

II Tính lượng bã thải……… ……41

1 Lượng bã thải malt……….…….41

2 Lượng bã gạo……… 42

3 Tính lượng bã hoa……… 42

IV Tính lượng nước……… …42

1 Trong nồi hồ hoỏ……….42

2 Trong nồi nấu malt……… 43

III Tính lượng mem giống….……… ………44

IV Một số nguyên liệu phụ khỏc……….………44

1 Diatomit……… 44

2 Lượng chế phẩm Termamyl………44

3 Chất sát trùng Na2SiF6……….45

4 Lượng oxy để cung cấp cho dịch đường……….……….45

5 Lượng nước vệ sinh thiết bị lên men……….……… 45

6 Lượng NaOH và lượng H2SO4……….………45

7 Lượng nót chai cần dùng để đóng 100 lít bia……… ………46

8 Nhãn chai………46

9 Lượng hồ dán nhón……….………46

10 Lượng két đựng bia………46

CHƯƠNG VI : TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ I Các thiết bị trong phân xưởng nấu……….………48

1 Cõn……….……….48

2 Máy nghiền malt……….48

3 Máy nghiền gạo……….…….50

4 Thùng chứa bột malt và gạo………51

6 Nồi hồ hoỏ……….…… 55

7 Nồi đường hoỏ……….………61

8 Thiết bị lọc dịch đường……….…… 67

9 Nồi nấu hoa……….………68

10 Thùng lắng Wirhpool……….…….69

11 Nồi đun nước núng……….………70

12 Thùng chứa bã malt và gạo……… 71

13 Thiết bị lạnh nhanh………71

II Các thiết bị trong phân xưởng lên men.………… ……… 73

1 Các tank lên men……… ……… 73

2 Thùng chứa men thu hồi……… 74

3 Máy lọc bia……… 76

4 Thiết bị bão hoà CO2……… ………77

5 Thiết bị gây men giống cấp II……… ……… 77

6 Thiết bị gây men giống cấp I……… 79

III Các thiết bị trong phân xưởng hoàn thiện sản phẩm………….…80

1 Máy chiết chai và dập nỳt……… 80

2 Máy rửa chai……… ….81

3 Thiết bị thanh trựng……… … 82

4 Mỏy dỏn nhón……….…82

5 Máy dập hạn sử dụng……… …82

6 Chọn bơm……… 83

CHƯƠNG VII : TÍNH TOÁN ĐIỆN – HƠI – NƯỚC A Tính hơi nước dùng trong nhà mỏy……….…85

I Tính nhiệt cho phân xưởng nấu……… 85

1 Lượng nhiệt cung cấp cho nồi hồ hoỏ……… 85

2 Lượng nhiệt cung cấp cho nồi đường hoỏ……… …88

3 Nồi nấu hoa……….…91

4 Nhiệt dùng để đun nước núng……….…92

II Tính lượng nhiệt cho quá trình thanh trùng và gây men…… ….93

1 Lượng nhiệt dùng để thanh trùng bia……… …93

2 Lượng nhiệt dùng để hấp vỏ chai và thanh trùng đường ống, thiết bị.93 3 Tổn thất nhiệt do rửa thiết bị lên men giống……….… 93

B Tính nước dùng cho nhà mỏy……….….96

1 Tính nước cho phân xưởng nấu……… 96

2 Lượng nước để làm lạnh dịch đường……… …97

3 Nước để vệ sinh bộ phận lên men……… ….97

4 Lượng nước dùng cho gây men, rửa men ……… ……98

5 Nước dung cho phân xưởng hoàn thiện……… ……98

6 Nước dùng cho nồi hơi……… …… 99

7 Nước dùng cho các việc khỏc……… ……99

8 Tính đường ống và bể chứa nước……… …… 99

C Tính hơi lạnh dùng trong nhà mỏy……… ….100

1 Lượng nhiệt cần cung cấp cho thiết bị lạnh nhanh……… ….100

2 Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình lên men để duy trì nhiệt độ lên men………101

3 Nhiệt cho quá trình tàng trữ……….…….103

4 Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình lên men giống…….…… 103

5 Lượng nhiệt cần thiết để hạ nhiệt độ dịch đường từ 70C xuống 10C sau khi lọc và duy trì nhiệt độ trong thùng chứa bia thành phẩm……….105

D Tính lượng điện tiêu thụ cho toàn nhà mỏy……… 107

I Tính phụ tải chiếu sỏng……… …… 107

I.1 Cách bố trí đốn……… …107

I.2 Tính toán đèn chiếu sỏng……… …108

1 Đèn chiếu sáng phân xưởng nấu……….……108

2 Đèn chiếu sáng phân xưởng lên men……….….108

3 Phân xưởng hoàn thiện………108

4 Kho nguyên liệu……… ……109

5 Kho sản phẩm……….……109

6 Xưởng cơ điện……….……110

7 Nhà nồi hơi……….…….110

8 Bãi than, xỉ……….….111

9 Trạm biến thế……….….111

10 Kho vá chai……….… 111

11 Nhà để xe……….….112

12 Nhà xử lý nước……… 112

13 Nhà hành chớnh……….……112

14 Hội trường câu lạc bộ………113

15 Nhà ăn………113

16 Nhà giới thiệu sản phẩm……… ….113

17 Nhà vệ sinh, tắm giặt, thay quần ỏo……… …114

18 Phòng bảo vệ và phòng trực ban……… ….114

19 Đèn chiếu sáng đường đi trong nhà mỏy……… …114

II Tính phụ tải động lực……….…115

III Xác định phụ tảI tớnh toỏn……… 116

IV Xác định công suất và dung lượng bự……… 116

1 Xác định hệ số cosϕ……… … 116

2 Tín dung lượng bự……… … 117

VI Tính điện tiêu thụ hàng năm………119

1 Điện năng dùng cho thắp sỏng……… … 119

2 Điện động lực……… …….119

3 Tổng công suất tiêu thụ cả năm……… … 120

CHƯƠNG VIII : TÍNH TOÁN XÂY DỰNG I Địa điểm xây dựng nhà mỏy………… ……….121

II Tổng quan thiết kế mặt bằng nhà mỏy……… … 122

III Tính toán phân xưởng……… ……124

A Giải pháp khối mặt bằng khu sản xuất chớnh……… … 124

1 Phân xưởng nấu……….……124

2 Phân xưởng lên men……….…….124

3 Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm……….…….125

B Giải pháp mặt bằng các phân xưởng phụ trợ……….126

1 Kho nguyên liệu……… ….126

2 Kho sản phẩm……….…… 127

3 Xưởng cơ điện……….…… 128

4 Nhà nồi hơi……… …… 128

5 Bãi than, xỉ………129

6 Trạm biến thế………129

7 Kho chứa vỏ chai……… ……129

8 Nhà để xe……… ……129

9 Nhà hành chớnh……….……130

10 Hội trường, câu lạc bộ……….…….130

11 Nhà ăn……… 130

12 Nhà giới thiệu sản phẩm……… ……131

13 Nhà vệ sinh, thay quần ỏo……….……131

14 Phòng bảo vệ và phòng giao ca………131

15 Nhà để máy phát điện……… 131

16 Nhà khỏch………131

CHƯƠNG IX : TÍNH KINH TẾ A Mục đích và ý nghĩa……… ……133

B Nội dung phần tính kinh tế……… …… 133

I Chi phí tài sản cố định……… ……133

1 Vốn đầu tư cho công trình xây dựng……….……133

2 Vốn đầu tư thiết bị………134

3 Tổng chi phí đầu tư của nhà mỏy……… 136

4 Chi phí nguyên liệu chớnh……….136

5 Nguyên liệu phụ………136

6 Chi phí nhiên liệu và động lực……… ……136

7 Tiền lương……….……136

8 Bảo hiểm xã hội……… …… 139

9 Chi phí bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị, nhà xưởng………… …….139

10 Tính tổng chi phí một năm……… …….139

11 Tính giá thành toàn bộ……… ………139

II Đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả……….………140

1 Tổng doanh thu của nhà mỏy……… …….140

2 Doanh thu thuần……… …….140

3 Đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả……… … 142

CHƯƠNG X : VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG 1 Vệ sinh nhà mỏy………145

2 Vệ sinh cỏ nhõn……….………145

3 Vệ sinh thiết bị……… 145

4 Vệ sinh công nghiệp……… 146

I.Bảo hộ an toàn lao động……… ……146

1 Chống tiếng ồn và tiếng động……… ……147

2 Chống khí độc trong sản xuất……… ……147

3 An toàn về điện……… … 147

4 An toàn khi thao tác và vận hành thiết bị……… … 148

5 An toàn phũng chỏy và chữa chỏy……… …….148

PHẦN KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN I : MỞ ĐẦU

Bia là một loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu chất dinh dưỡng, tạo cảm giácsảng khoái, mát và bổ Nó được coi như mét loại nước giải khát Ngoài ra uốngbia còn cung cấp một lượng lớn calo cho người uống, theo tính toán thì 1 lít biacung cấp từ 400 800 kcal cho người sử dụng nã Trong bia còn chứa một hệenzim phong phú, đặc biệt là hệ enzim tiờu hoỏ, cỏc chất khoáng vi lượng, đalượng, các vitamin, đặc biệt là các vitamin không thay thế.

Được sản xuất từ loại nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon vànước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có tính chất cảmquan rất hấp dẫn đối với mọi người : hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, líp bọttrắng mịn, màu vàng tươi, hàm lượng CO2 (5g/l) giúp cơ thể con người giải khátmột cách triệt để khi ta uống Vì vậy mà ngày nay bia là loại đồ uống được dùngrất phổ biến trên thế giới và có xu thế ngày càng tăng Hơn nữa bia là loại đồuống có giá cả rất rẻ nên ngày càng kích thích người tiêu dùng sử dụng nó

Trong khoảng 10 năm trở lại đây, nghành công nghiệp thực phẩm nóichung và nghành công nghiệp sản xuất bia nói riêng ở nước ta đó cú diện mạomới Năm 1997 sản lượng bia cả nước ta đạt 670 triệu lớt/năm Với mức sản xuấtnày thì tiêu thụ bình quân đầu người chỉ đạt 7 8 lớt/người/năm Đây là một tỷ

lệ cũn khỏ thấp so với các nước trong khu vực và trên thế giới Một số nước pháttriển trên thế giới con số này là khoảng 130 200 lít/ người/năm như ở Mỹ,Séc, Hà Lan, Pháp, Đức, ý…sản lượng bia sản xuất hằng năm của nước ta khôngngừng gia tăng với tốc độ cao trong những năm gần đõy đó góp phần thu hẹpkhoảng cách chênh lệch này Để góp phần vào việc xây dựng nhiều nhà máy sảnxuất bia có chất lượng quốc tế góp phần đáp ứng cho nhu cầu trong nước và tiếntới xuất khẩu thì việc học hỏi kinh nghiệm của các nước có nền công nghệ tiêntiến trong lĩnh vực này kết hợp với việc chuyển giao công nghệ và việc tạo ra sựđặc trưng cho loại bia của nước ta là hết sức cần thiết, nó đòi hỏi sự cố gắng, nỗ

lực hết sức của các nhà khoa học trong nước về lĩnh vực này và sự đầu tư thoảđáng của các cơ quan nhà nước có liên quan.

Chớnh vì những yêu cầu và sự cần thiết trên mà trong kỳ tốt nghiệp này

em được giao thiết kế nhà máy sản xuất bia chai giành cho xuất khẩu Đây là mộtnhiệm vụ rất mới đối với em, nó đòi hỏi em phải cố gắng nghiên cứu tài liệu,tổng hợp kiến thức từ các lần đi thực tập vừa qua, cùng với sự hướng dẫn, chỉ

bảo tận tình của các thầy cô giáo trong viện Công nghệ sinh học & công nghệ thực phẩm Trường đại học Bách Khoa hà nội Đặc biệt là thầy giáo Ts.Khuất

Hữu Thanh, em tin là mình sẽ hoàn thành được bản đồ án này theo cỏc yờu cầu

đặt ra Tuy nhiên cũng không tránh khỏi được các thiếu sót Kính mong sựhướng dẫn góp ý của các thầy cô giáo và bạn bè để em có thể thực hiên tốt hơnbản đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn

PHẦN II : NỘI DUNG ĐỒ ÁNCHƯƠNG I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I Sơ lược về lịch sử phát triển và sản xuất bia

Theo các dấu tích tìm được trờn đỏ cỏc nhà khoa học đã chứng minh đượcbia đã xuất hiện vào khoảng 7000 năm trước công nguyên, nguồn gốc của biavốn là lên men dịch chỏo ngũ cốc và rất được ưa chuộng ở Babilon, Sumeric, Aicập…Với các tên gọi về bia khác nhau ở các địa danh khác nhau như : Sikanu,Shekar hay Zythum…Kỹ thuật sản xuất bia sau thời kỳ này được các tầng lípgiáo sĩ ở Châu Âu tiếp thu vào thế kỷ XIII sau công nguyên Họ đã đưa ra côngnghệ cùng sự cải tiến là sử dụng hoa houblon để cải thiện hương thơm và mùi vịthay thế cho các gia vị khác tạo ra tính chất đặc trưng của bia mà đến tận ngàynay vẫn chưa có một loại nguyên liệu nào thay thế được

Năm 1875 nhà bác học người Pháp Louis Pasteur đã khám phá và khẳngđịnh nấm men là vi sinh vật duy nhất mà hoạt động sống của nó làm nên quátrình lên men bia Từ đó công nghệ, thiết bị sản xuất bia luôn luôn được cải tiến,

đã có nhiều công nghệ mới ra đời nhờ ứng dụng của khoa học kỹ thuật như : sửdụng máy làm lạnh, phân lập và nuôi cấy nấm man thuần khiết, sử dụng cỏc hoỏchất, các máy móc để tăng thời gian bảo quản bia như : acid ascorbic, H2O,dietyl cacbonat, enzim hỗn hợp glucooxydaza, catalaza…

Trong khoảng 10 năm trở lại đây, nghành công nghiệp thực phẩm nóichung và nghành công nghiệp sản xuất bia nói riêng ở nước ta đó cú diện mạomới Năm 1997 sản lượng bia cả nước ta đạt 670 triệu lớt/năm Với mức sản xuấtnày thì tiêu thụ bình quân đầu người chỉ đạt 7 8 lớt/người/năm Đây là một tỷ

lệ cũn khỏ thấp so với các nước trong khu vực và trên thế giới Một số nước pháttriển trên thế giới con số này là khoảng 130 200 lít/ người/năm như ở Mỹ,Séc, Hà Lan, Pháp, Đức, ý…sản lượng bia sản xuất hằng năm của nước ta khôngngừng gia tăng với tốc độ cao trong những năm gần đây đã góp phần thu hẹpkhoảng cách chênh lệch này Để góp phần vào việc xây dựng nhiều nhà máy sảnxuất bia có chất lượng quốc tế góp phần đáp ứng cho nhu cầu trong nước và tiến

tới xuất khẩu thì việc học hỏi kinh nghiệm của các nước có nền công nghệ tiêntiến trong lĩnh vực này kết hợp với việc chuyển giao công nghệ và việc tạo ra sựđặc trưng cho loại bia của nước ta là hết sức cần thiết, nó đòi hỏi sự cố gắng, nỗlực hết sức của các nhà khoa học trong nước về lĩnh vực này và sự đầu tư thoảđáng của các cơ quan nhà nước có liên quan.

II Các loại bia chủ yếu hiện nay

Hiện nay trên thế giới sản xuất ra rất nhiều loại bia từ các nguyên liệu

khác nhau Nhưng phần lớn bia hiện nay được sản xuất từ malt sau khi đã quagiai đoan ươm mầm thường gọi là malt đại mạch, thêm vào đó là hoa houblon đểtạo hương vị và màu sắc đặc trưng cho bia và một số các phụ gia khác

Phân loại then nguyên liệu sản xuất:

- Nếu bia được sản xuÊt từ malt vàng thì gọi là bia vàng

- Nếu bia sản xuất từ malt đen gọi là bia đen

Phân loại theo phương thức sản xuất ta có thể chia ra các loại bia như :

III Sơ đồ chung về cỏc giai đoạn sản xuất bia.

IV Cỏc yờu cầu đối với bia chai giành cho xuẩt khẩu

Đối với bia chia giành cho xuất khẩu nhà sản xuất phải đạt được một sốcỏc yờu cầu chớnh sau :

- Bia sản xuất ra phải đạt chất lượng cao đủ yờu cầu giành cho xuất khẩu

Nguyên liệuNấu

Làm lạnhNấu hoaLọc bã

Lên menLọc trongBão hoà CO2Hoàn thiện sản phẩmKho bảo quảnCác đại lý

Ng ời tiêu dùng

- Phải tìm hiểu sở thích và khẩu vị của người tiêu dùng ở nước mà nhàmáy có dự định xuất sang để từ đó cú cỏc điều chỉnh về hương vị, màu sắc …cho phù hợp.

- Cần chọn phương án sản xuất để đáp ứng đủ nhu cầu cho khách hàngđúng thời hạn và chất lượng

- Cần phải có chính sách giá phù hợp và cạnh tranh với các loại bia đangđược tiờu thụ tại thị trường đó

- Ngoài ra nhà sản xuất còn cần phải dó các dịch vụ khách hàng như :khuyến mãi, quảng cáo, tài trợ cho các hoạt động văn hoá, nhân đạo tại quốc gia

đó để từ đó quảng bá sản phẩm của mình

CHƯƠNG II : LẬP LUẬN KINH TẾ

Xuất phát từ tình hình phát triển bia trong nước và trên thế giới hiên nay,cũng như giá trị ding dưỡng do bia mang lại thì việc thiết kế một nhà máy bia làmột việc làm có hiệu quả

Việc sản xuất bia chai giành cho xuất khẩu là một ý tưởng rất mới của cácnhà máy bia hiện nay Vì đa số các nhà máy bia ở nước ta gồm các nhà máy bia

quốc doanh, các nhà máy bia liên doanh và các nhà máy bia của doanh nghiệp tưnhân chỉ sản xuất phục vụ nhu cầu tiêu thụ trong nước Nên việc sản xuất biagiành cho xuất khẩu ở nước ta bõy giờ cũn nhiều bất cập trong công tác sản xuất

và tiêu thụ sản phẩm nên có tính rủi do cao Nhưng không phải vì vậy mà nước

ta không thể khai thác được thị trường ngoài nước Theo em nghĩ nếu các nhàsản xuất trong nước đầu tư vào việc tìm hiểu các thị trường quốc tế thì hướng tớinước ta có thể xuất khẩu được bia ra nước ngoài

Trong đồ án tốt nghiệp này của em thiết kế một nhà máy sản xuất bia cóchất lượng cao nên có thể đạt được yêu cầu đối với xuất khẩu Ban đầu công suấtcủa nhà máy chỉ là 2 triệu lít một năm, nếu thông qua thị trường tiêu thụ tốt thì

có thể nâng năng suất của nhà máy lên được 5 triệu lít năm hoặc hơn nữa

Em tin tưởng rằng việc sản xuất bia giành cho xuất khẩu là một ý tưởnghay và sẽ thu được thành công và mở ra một hướng mới cho các nhà máy sảnxuấ bia trong nước hiện nay

Do vậy việc thiết kế xây dựng một nhà máy bia chai giành cho xuất khẩutại nước ta là dự án có khả thi và hiệu quả

CHƯƠNG III : CHỌN NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT BIA

Các loại nguyên liệu chính trong sản xuất bia bao gồm : malt đại mạch đãđược ươm mầm, hoa họublon, nấm men, nước Ngoài ra cũn cú nguyên liệu thaythế một phần malt như : gạo và một số loại ngò cốc khác, cùng một số chế phẩmenzim và các chất tẩy rửa và chất trợ lọc phục vụ trong quá trình sản xuất bia

1 Malt đại mạch

Malt đại mạch là sản phẩm của malt được tiến hành cho nảy mầm ở nhữngđiều kiện thích hợp Thành phần hoá học của malt đại mạch rất phức tạp nó phụthuộc vào giống malt, điều kiện đất đai, khí hậu, điều kiện canh tỏc…, thànhphần chủ yếu của malt đại mạch gồm :

- Nước(thuỷ phần)

- Gluxit (tinh bét, xelluloza, hemixelluloza, các hợp chất pectin vàcác chất dạng keo, saccharid thấp phân tử)

- Các hợp chất chứa nitơ (protit, các chất chứa nitơ phi protit)

- Các chất không chứa nitơ (polyphenol và chất đắng, fitin, vitamin,chất khoáng)

- Chất béo và lipoid

- Enzim (hydrolaza, decmolaza…)

Malt đưa vào sản xuất bia phải đạt đủ tiêu chuẩn của nhà sản xuất Chỉ tiêuchất lượng của malt như sau:

+ Cảm quan :

- Màu sắc : màu vàng tươi, vàng sáng

- kích thước hạt : tương ứng với hạt malt ban đầu

- Tỷ lệ hạt gãy : ≤ 0,5%

- Tỷ lệ hạt gãy : ≤ 1,0%

- Hạt có vết cắt trắng trong từ : 2,5 5%.

- Độ hoà tan trung bình : 75 80% (theo % chất khô).

- Cường độ màu: Malt vàng từ : 0,16 0,25ml iod 0,1N/100ml H 20

- Hàm lượng maltoza : 75 80% chất hoà tan.

- Độ axít : pH dung dich thí nghiệm : 5,5 6,5.

*Các thành phần chính của malt (theo % chất khô) :

Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng làmtăng khă năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinhhọc của bia, đồng thời từ hoa chiết ra nhòng chất có khả năng sát trùng Donhững tính năng cực kỳ như vậy của hoa houblon cho nên qua mấy thiờn niên kỷtồn tậi của nghành sản xuất bia hoa houblon vẫn giữ được vai trò độc tôn và làloại nguyên liệu không thể thay thế trong ngành công nghiệp sản xuất bia hiệnnay.

Hoa houblon thường dùng trong sản xuất bia cú cỏc chỉ tiêu sau:

- Tinh dầu thơm : 0,3 1%.

- Bét humulon (hoặc viên)

- Homulom chiết ly

- Độ cứng : nằm trong khoảng nườc mềm đến nước trung bình từ 0 

80H hoặc từ 0 2,8 meq/l.

- Độ pH : 6,5 7,2.

- Hàm lượng muối cacbonat : < 50 mg/lớt

- Hàm lượng muối NH3 và NO2 : 0 mg/lớt

- Hàm lượng muối clorua : 70 100 mg/lớt.

- Hàm lượng muối CaSO4 : 130 180 mg/lớt.

- Hàm lượng Mg : < 100 mg/lớt

- Vi sinh vật tổng sè : < 100 vsv/ml

- Chỉ sè E.coli : ≤ 3vsv/ml

- Khối lượng cặn dao động : : 250 500 mg/lớt.

Ngoài các yêu cầu hoá học trờn thỡ nước dùng trong sản xuất bia cần thêmmột số yêu cầu sau:

Trong công nghệ sản xuất bia này ta chọn gạo làm nguyên liệu thay thếvới tỷ lệ 15% tổng lượng nguyên liệu Đây là tỷ lệ nguyên liệu thay thế thích hợp

để sản xuất loại bia có chất lượng cao đáp ứng cho nhu cầu bia xuất khẩu

Gạo trong sản xuất bia của nhà máy phải đạt các yêu cầu sau :

Saccharomyces Carlbergensis được nhân giống trong phòng thí nghiệm từ

chủng thuần khiết sau đó đem ra nhân giống sản xuất kết hợp với lượng men táisinh từ mẻ trước sau khi đã rửa sạch và hoạt hoá lại

6 Mét số các chất phụ khác

- Axớt : H2SO4, HNO3, ascorbic :dùng để tẩy rửa và xử lý men và chèng oxyhoá

- Kiềm (NaOH).

- CaCl2 :để điều chỉnh pH

- H2O2, KMnO4

CHƯƠNG IV : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

I Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia chai theo công nghệ lên

men mét pha.

Định l ợng

Định l ợng

Malt đại mạch

Bã thải

Bã thải

Men giống Hoạt hoá men Rửa thu hồi Men

Trong đồ án tốt nghiệp này tôi chọn quy trình công nghệ sản xuất biatheo công nghệ lên men mét pha Đây là một công nghệ lên men hiện đại đangrất phổ biến hiện nay ở nước ta và trên thế giới Trong công nghệ lên men cổđiển quá trình lên men chính, phụ và tàng trữ bia là hai giai đoạn tách biệt nhau,diễn ra ở hai loại thiết bị khác nhau, xắp sếp ở các mặt bằng khác nhau và nhữngđiều kiện khác nhau Người ta thường gọi công nghệ này là công nghệ lên menhai pha Nhưng đối với công nghệ lên men mét pha thì hai quá trình đó không cómột danh giới rõ rệt và được tiến hành trong cùng một thiết bị

Thực chất công nghệ lên men mét pha cũng giống công nghệ lờn men giatốc cùng tiến hành trong một loại thiết bị thùng trụ đỏy cụn Khác biệt chủ yếuchỉ là kích thước củ thiết bị công nghệ lên men mét pha được tiến hành trong cácthiết bị có kích thước lớn gọi là tank lên men kích thước có thể dao động từ 5 m3đến vài trăm m3 Do thiết bị có kích thước lớn nên hiệu ứng của các biến đổithuỷ động học đến trạng thái sinh lý của nấm men và các quá trình chuyển hoá làtheo chiều tích cực Điều đó có nghĩa là chất lượng của bia thành phẩm sẽ caohơn, đõy chớnh là một trong những ưu điểm của công nghệ này Mặt khác côngnghệ lên men mét pha sẽ rút ngắn được thời gian lên men từ đó nâng cao năngsuất của các nhà máy sản xuất theo công nghệ này

Hiện nay các nhà máy sản xuất bia theo công nghệ lên men mét phathường tiến hành lên men trong loại thiết bị thùng trụ đỏy cụn kiểu đứng phổbiến từ vài chôc đến vài trăm mét khối

II.Thuyết minh quy trình sản xuất

A PHÂN XƯỞNG NẤU

1 Nghiền nguyên liệu

a Malt đại mạch

Mục đích của quá trình nghiền malt là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh nhỏ

để tăng bề mặt tiếp xúc với nước làm cho sự xâm nhập của nước vào các thànhphần chất của nội nhủ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hoá và các quá trìnhthủy phân khác nhanh và triệt để hơn.Trong quy trình sản xuất này ta tiến hànhnghiền malt theo giải pháp nghiền khụ.Thành phần chủ yếu của hạt malt là vỏ vànội nhò Hai hợp này khác nhau về thành phần, tính chất vật lý, cơ lý, hóa học vàcũng khác nhau về chức năng và vai trò trong công nghệ sản xuất dịch đường

Vỏ của hạt có cấu tạo chủ yếu từ xelluloza, linhin, các hợp chấtpolyphenol, các chất khoáng Ngoài ra còn chứa thêm một Ýt penoz, các chấtmàu và chất đắng Xelluloza và linhin là những hợp chất không hoà tan trongnước và không hề bị thay đổi cấu trúc dưới tác dụng của hệ enzim trong malt.Điều đó có nghĩa là từ vỏ, ta không nhận được các chất hoà tan cho dịch đường.Chỉ có một lượng không đáng kể pentoza có thể bị thuỷ phân để tạo thành đườngđơn giản, hoà tan Tất cả các thành phần còn lại của vỏ ở mức độ Ýt nhiều chúng

có thể hoà tan vào nước và đi vào thành phần của dịch đường Sự có mặt của cácchất hoà tan này trong dịch đường là một dấu hiệu bất lợi vỡ chỳng sẽ làm chobia có vị đắng và chát khó chịu NÕu vỏ càng nghiền nhỏ, lượng chất đắng vàchất chát càng dễ hoà tan vào dịch đường Vì vậy xu thế trong quá trình nghiền

là càng bảo toàn nguyên vỏ bao nhiờu thỡ càng tốt bấy nhiêu Một thực tế là saukhi đường hoá, khối cháo phải qua khâu lọc để tỏch bó khỏi pha lỏng Nờn lớp

vỏ đóng vai trò rất quan trọng đảm bảo tiến trình lọc đúng chế độ là líp màng lọc Cấu trúc của líp lọc bao gồm : bé khung là cỏc lớp vỏ trấu, lấp đầy khoảngtrống giữa cỏc lớp vỏ trấu là các hạt tấm chưa đường hoá hết, bùn từ cháo,protein kết tủa, phức chất polyphenol – protein và nhiều tạp chất khác Nhờ có

vỏ trấu, líp lọc được kết cấu rất chắc chắn nhưng vẫn cần đảm bảo đủ độ xốp đểtạo thành các mương mao dẫn đi theo đường ziczăc Do chênh lệch áp suất, dịchđường ở phía trên màng lọc sẽ chảy theo các đường ziczăc này, xuyên qua líplọc, đạt đến độ trong cần thiết và giải phóng khỏi hỗn hợp Nếu các cấu tử của

vỏ trấu có kích thước quỏ bộ thỡ độ dài đường ziczăc sẽ ngắn hơn, khả năng lọctrong sẽ kém hơn, các mương dẫn dễ bị tắc, kết quả dẫn đến hiệu quả của quátrình lọc kém

Nội nhò của malt chứa chủ yếu là tinh bét, dextrin, đường, protein, các sảnphẩm thuỷ phân của protein,…và nhiều hợp chất khỏc Cỏc hợp phần này củanội nhủ là nguồn chính cung cấp chất hoà tan (chất chiết) cho dịch đường Trongquá trình đường hoỏ chỳng phải chịu tác động của nhiều enzim để chuyển hoáthành các hợp chất thấp phân tử, dễ hoà tan, bởi vậy sẽ rất hợp lý nếu nhữngphần này của nội nhò được nghiền mịn Nhưng nghiền mịn phần nội nhò lại cóđiểm bất lợi là phần cháo trong màng lọc sẽ nén rất chặt, thể tích của chúng Ýt,

sẽ cản trở việc lọc dịch và đến lúc rửa bã malt sẽ không thể nào chiết rút hết cácthành phần dinh dưừng ở trong đó Tốc độ lọc, chất lượng của quá trình lọc, mặtkhác phụ thuộc vào thể tích của líp lọc, mà đại lượng cuối cùng này lại phụ thuộcvào mức độ nghiền của malt Điều này có thể được làm sáng tỏ qua số liệu ởbảng sau:

0,200,130,10Quá trình nghiền malt khụ cũn phức tạp ở chỗ là trong nội nhò của hạt,cấu trúc của chúng ở các khu vực là không đồng nhất như nhau Trong quátrình ươm mầm, sự hoạt động của hệ enzim được bắt đầu từ khu vực phôi, sau

đó lan toả đến phía cuối hạt Thông thường ở cuối mòi của hạt enzim khôngxâm nhập tới nơi, ở đó không có quá trình thuỷ phân xảy ra, phần hạt này giữnguyên màu trắng trong tinh bột vẫn còn rất cứng Để tận dụng hết thành phầnchất chiết, về nguyên tắc, khu vực này của nội nhò cần phải nghiền thật mịn

Như vậy là trên cùng một hạt malt, ba khu vực khác nhau cần mức độnghiền khác nhau Không thể đồng thời một lúc thoả mãn yêu cầu cả ba khuvực Vậy ở đây ta phải chấp nhận một phương án thoả thuận, mà xét tổng thểthì ba yêu cầu trên là tối ưu nhất.

Mức độ nghiền của malt phụ thuộc vào cấu trúc của nó, tức là phụ thuộcvào độ nhuyễn, độ “đồ hoỏ” của hạt ở giai đoạn ươm mầm Nếu malt kémnhuyễn thì chế độ nghiền mịn đối với nhò là điều kiện cần thiết để thu đượchàm lượng chất chiết lớn nhất Còn nếu malt có độ nhuyễn tốt, mức độ nghiền

có thể thô hơn, hạt nghiền có kích thước lớn hơn

Mức độ nghiền của malt phụ thuộc vào thiết bị và phương pháp lọc bã.Trong dây truyền công nghệ này ta dùng loại máy lọc Ðp khung bản nên maltphải được nghiền mịn hơn so với thiết bị lọc đáy bằng Để đảm bảo được yêucầu ta dùng loại máy nghiền trục

b.Gạo

Gạo là nguyên liệu phụ thay thế một phần malt được nghiền nhỏ trướckhi cho vào hồ hoá Gạo có thể được nghiền bằng máy nghiền búa hoặc nghiềntrục

Mục đích của việc nghiền gạo là làm nhỏ hạt gạo tăng diện tích tiếp xúcvới nước và enzim thuỷ phân trong quá trình nấu làm cho quá trình hồ hoá diễn

ra nhanh hơn

2 Nấu và đường hoá nguyên liệu

a Mục đích

Mục đích của quá trình nấu là (hồ hoá) là tạo điều kiện thích hợp cho hệenzim trong nguyên liệu và enzim bổ sung từ ngoài vào hoạt động phân cắt mạchtinh bột thành các hợp chất thấp phân tử để làm cho quá trình đường hoá sau naynày được dễ dàng hơn Quá trình này không quá chú trọng đến sự đường hoá củagạo vì sau khi hồ hoá gạo được đưa sang nồi đường hoá để tiếp tục quá trìnhđường hoá.

Hiện nay có hai phương pháp nấu đang được sử dụng chủ yếu trong cácnhà máy sản xuất bia hiện nay là phương pháp nấu toàn khối và phương phápnấu từng phần Mỗi phương pháp đều có những ưu, nhược điểm riêng của nó.Như phương nấu toàn khối tuy hiệu suất thu hồi chất chiết không cao nhưngcông nghệ lại đơn giản dễ cơ giới hoá và tự động hoỏ, cũn phương pháp nấutừng phần tuy hiệu suất thu hồi chất chiết cao hơn nhưng thiết bị phức tạp, đầu

tư tốn kém hơn và thời gian nấu một mẻ lâu hơn.Trong dây truyền công nghệnày tôi chọn phương pháp nấu toàn khối Phương pháp này đang được sử dụngrất phổ biến ở một số nước châu Âu :Anh, Pháp, Bỉ, Đan Mạch…

Quá trình đường hoá thực chất là quá trình kích thích các enzim trongnguyên liệu hoạt đông để thuy phõn cỏc chất cao phân tử thành các chất đơngiản hơn thành phần chủ yếu của các chất sau thuỷ phân chủ yếu là đường vàcác dextrin

b Quy trình nấu và đường hoá

* Quy trình nấu (hồ hoá) :

Gạo sau khi đã được nghiền nhỏ đuợc định lượng sau đó cho vào nồi nấu

và đồng thời nước được cho vào tỷ lệ Nước : Gạo là 5 : 1 Do gạo đem nấukhông được ươm mầm như malt nên trong nó không có các enzim thuỷ phõn

nờn ta bổ sung nguồn enzim từ bên ngoài vào loại chế phẩm sử dụng ở đây làTermamyl với tỷ lệ bằng 0,1% khối lượng gạo.

Thiết bị nấu là một nồi nấu hình trụ tròn hai vá có cánh khuấy gắn ở trênđỉnh của nồi Nồi được gia nhiệt bằng hơi nước bơm trực tiếp vào nồi Ban đầu

ta cho gạo và nước vào đồng thời dựng cỏnh khuấy để đánh tan bột gạo vàonước Sau đó mở van cấp nhiệt vào nồi với tốc độ 10/phút nâng nhiệt độ của nồi

hồ hoỏ lờn khoảng 860C sau đó giữ ở nhiệt độ này khoảng 30 phót để quá trình

hồ hoá xảy ra Sau đú nõng nhiệt độ của nồi lên đến nhiệt độ sôi và để khoảng

từ 40 45 phót để cho chín nốt phần cháo còn lại và tiến hành bơm dịch cháosang nồi đường hoá

* Quy trình đường hoá :

Ta sử dụng phương pháp đường hoá toàn khối theo phương án tăng dầnnhiệt độ Bét malt được trộn đều với nước ở 450C Quay cánh k`huấy của nồiđường hoá cho đến khi đánh nhuyễn bột với nước và để yên toàn bộ dịch ởnhiệt độ này khoảng 60 phót để hệ enzim proteaza hoạt động phân cắt proteinthành các albumin, pepton, peptit, dipeptit, axit amin Nâng nhiệt độ lênkhoảng : 62 65 0C và duy trì ở nhiệt độ này khoảng 30 45 phót để enzim -amylaza hoạt động Dưới tác động của - amylaza và các phân tử amylaza

làm cho các phân tử amyloza và amylopectin thuỷ phân thành đường Nõng lên

700C và sau đó dừng lại ở đây 30 phót, sau đó nâng lên 750C và duy trì ở nhiệt

độ này cho đến khi đường hoá kết thúc để cho enzimα-amylazahoạt động phâncắt các dextrin bậc cao thành các dextrin có phân tử lượng thấp và một sốglucoza Tất cả các quá trình trên được thực hiện trong thiết bị là nồi nấu hai vỏlàm bằng thép không gỉ được cấp nhiệt trực tiếp bằng hơi nước bơm vào nồi

Chú ý trong quá trình đường hoá malt thì khi nào nhiệt độ của nồi đường hoábằng nhiệt độ của dịch hồ hoỏ thỡ ta tiến hành bơm dịch cháo vào

3 Lọc dịch đường

Kết thúc quá trình nấu thành phần cơ học của cháo gồm hai hợp phần làpha lỏng và pha rắn Mục đích của quá trình lọc là tách pha láng ra khái pha rắn Quá trình lọc được tiến hành theo hai giai đoạn là Ðp dịch cháo để lấynước cốt và quá trình rửa bã Cả hai quá trình này đều được tiến hành trong métthiết bị là máy lọc khung bản hoặc thùng lọc đáy bằng.Trong công nghệ này tachọn máy lọc Ðp khung bản vỡ nú cú một số ưu điểm hơn thùng lọc đáy bằng lànhanh và chất lượng hơn Việc lọc bằng máy lọc này sẽ rút ngắn thời gian lọcmột mẻ nên một ngày ta có thể tiến hành lọc được từ 5 6 mẻ và dịch sau lọccũng trong hơn Tuy nhiên phương pháp lọc này cũng có một số nhược điểm làkhả năng cơ giới hoá và tự động hoỏ kộm phải lao động cơ bắp nhiều như tronggiai đoạn cào bã và vệ sinh thiết bị

Quá trình lọc được tiến hành như sau : trước khi lọc ta tiến hành vệ sinhthiết bị, hâm nóng máy bằng nước nóng từ 20 30 phót sau đó mở van đưadịch chỏo đó đương hoá xong vào máy đầu tiên xả từ từ rồi tăng dần lưu lượnglên Lúc đầu do bã malt chưa kịp tạo thành líp trợ lọc nên dịch thoát ra còn đục

ta tiến hành cho hồi lưu lại khi nào dịch đi qua máy đạt yêu cầu thì ta bơm sangnồi nấu hoa (houblon hoá) Khi lọc hết dịch đường ban đầu ta tiến hành rửa bãbằng cách mở van nước nóng 800C vào máy và mở van xả Rửa đến khi lượngchất chiết trong bã đến một giới hạn nhất định thông thường khoảng 3,5% chấtkhô của nã thì kÕt thóc Ta tính toán sao cho nồng độ của dịch đường sau khilọc đi vào nồi nấu hoa là 12% khối lượng Nếu còn dịch lọc loãng ta có thể cho

vào mẻ sau Sau khi đã lọc xong ta tháo bản lọc ra cạo bã, giặt vải lọc và vệ sinhmáy lọc

4 Nấu hoa

Mục đích của việc nấu dịch đường với hoa houblon là để trích ly cácthành phần có trong hoa houblon như chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, vàmột số các chất khác để tạo màu sắc, hương vị và bọt đặc trưng cho bia sau này.Mặt khác sẽ làm kết lắng các phần tử nhỏ li ti trong dịch mà quá trình lọc chưahết, tăng độ chua định phân, tăng độ màu, giảm độ nhít …

Quá trình nấu hoa được tiến hành trong nồi nấu hai vỏ làm bằng thépkhông gỉ Trong quá trình lọc thì dịch đường được bơm ngay vào nồi nấu hoa

và tiến hành ngay quá trình cấp nhiệt cho nồi nấu hoa không để cho nhiệt độcủa dịch đường xuống dưới 700C sẽ ảnh hưởng không tốt đến chất lượng củadịch đường Sau khi dịch đường sôi được khoảng 15 phót ta cho 50% lượng hoacần dùng vào nồi lượng hoa này chủ yếu tạo vị đắng cho bia, đun sôi 30 phót vàcho nốt 50% hoa còn lại vào và đun sôi 60 phót nữa lượng hoa này tạo mùihương đặc trưng cho bia sau này Hoa houblon được sử dụng là 100% loại hoaviên Sau khi houblon hoá xong thì toàn bộ lượng dịch này được bơm sang thiết

bị lọc bã hoa Trong dây truyền công nghệ này ta dùng thùng lắng Whirlpool đểlọc bã hoa và làm nguội sơ bộ dịch đường

5 Lắng trong và làm nguội sơ bộ dịch đường

Mục đích của việc làm trong trong dịch là loại bỏ bã của hoa houblon vàcác mảng protein kết tủa cựng cỏc hạt nhỏ li ti mà quá trình lọc trước chưa tách

ra được

Toàn bộ dịch đường sau khi nấu hoa được bơm vào thiết bị lắng xoáy gọi

là thùng lắng Wirlpool Đây là một thiết bị lắng kiểu mới cặn lắng trong dịchđường được tách ra nhờ sức hót của lực hướng tâm Dịch đường được bơm vàothùng theo phương tiếp tuyến với thân thùng với một tốc độ lớn tạo ra mét xunglượng theo phương tiếp tuyến của cột chất lỏng bên trong thùng và làm cho cảcột đó xoay tròn Nhờ lực hướng tâm lớn, cặn lắng bị hót vào tõm thựng và lắngxuống đáy Khi nhiệt độ của dịch đường hạ xuống 900C thì dịch đường trongđược bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh, còn cặn lắng được tháo ra ở đáy thùng

6 Lạnh nhanh

Mục đích của quá trình làm lạnh nhanh là hạ nhiệt độ của dịch đường sau

khi lọc xuống nhiệt độ yêu cầu của quá trình lên men bia Trong công nghệ lênmen chìm tiên tiến hiện nay thì nhiệt độ của dịch đường trước lên men khoảng từ

8 9 0C là đạt yêu cầu

Thiết bị làm lạnh nhanh dịch đường phổ biến hiện nay là máy làm lạnh kiểutấm bản hai cấp Dịch đường sau khi ra khỏi thùng lắng sẽ khoảng 900C đượcđưa qua máy làm lạnh này và hạ nhiệt độ xuống 90C Sau khi làm lạnh nhanh có

bộ phận bổ xung O2 cho dịch đường khoảng 8mg/lớt Quá trình làm lạnh nhanhtránh được các vi sinh vật trong môi trường nhiễm vào dịch lên men, làm kết tủacác chất hoà ta trong dịch đường núng trỏnh cho bia bị đục Trong hai cấp làmlạnh của mỏy thỡ cấp thứ nhất dùng tác nhân làm lạnh là nước thường ở 200C hạnhiệt độ dịch đường xuống 40 45 0C, cấp thứ hai duựng tác nhân làm lạnh lànước muối (NaCl) hoặc glycol Thường dùng nước muối có nhiệt độ ban đầu là-100C Ưu điểm của phương pháp làm lạnh này là chi phí thấp, năng xuất làmlạnh cao, khả năng vô trùng tốt nờn nó được dùng rất phổ biến hiện nay ở cácnhà máy sản xuất bia Kết hợp với quá trình làm lạnh là quá trình cấp oxy cho

dịch đường để phục vô cho sự phát triển của nấm men trong giai đoạn đầu củaquá trình lên men bằng cách thổi không khớ đó làm sạch vào đường ống dẫndịch đường Dịch đường sau quá trình làm lạnh sẽ được bơm thẳng vào các tănglên men để tiến hành quá trình lên men bia.

B PHÂN XƯỞNG LÊN MEN

1 Quá trình chuẩn bị men giống

Để cho phục vụ cho quá trình lên men thì việc chuẩn bị men giống làmột công việc hết sức quan trọng vỡ nú quyết định đế chất lượng của sản phẩmsau lên men Chủng nấm men được dùng rộng rãi trong các nhà máy bia hiện nay

là chủng Saccharomyces Carlsbergensis được lấy từ hai nguồn là : nhân giống

trong phũng thớ nghiệm và men tái sinh sau khi đã lên men Đây là loại nấmmen chìm lên men trong điều kiện nhiệt độ thấp chúng phân bố ở tầng sâu trongdịch đường và khi lên men xong thỡ chỳng kết lắng xuống đỏy nờn rất dễ tỏchchỳng ra khỏi dịch lên men

a Nhân giống trong phòng thí nghiệm : Giống nấm men được gieo cấytrong phũng thớ nghiệm được lấy từ chủng thuần khiết, sau đó được nuôi cấytrong canh trường chính là dịch đường cần lên men nhưng đã được vô trùngtuyệt đối Nguyên tắc của việc nhân giống là nuôi cấy từ bỡnh cú dung tích nhỏsang bỡnh cú dung tích lớn thường theo tỷ lệ 1:10 Nấm men đươc nuôi cấy quacác cấp :

Phòng thí nghiệm Giống cấp I Giống cấp II Bán sản xuất

Các điều kiện và thời gian nuôi cấy được nêu chi tiết qua bảng dưới đây:

Thời gian nuôi Nhiệt độ

14  16

12  1412

Thiết bị có lípbảo ôn và áo lạnh

Dịch nuôi cấy nấm men trong phòng thí nghiệm ban đầu là dịch chiếtmalt có bổ xung một số chất dinh dưỡng, sau đó đem gây men và bán sảnxuất là dùng dịch đường trước lên men đã thanh trùng kỹ Mật độ tế bào saukhi nhân giống phải đạt từ 100 120 triệu tế bào /ml Trong quá trình nhângiống này đũi hỏi sự vô trùng tuyệt đối tránh bị nhiễm những tạp khuẩn lạkhông có lợi cho quá trình lên men ảnh hưởng xấu đến chất lượng của sảnphẩm

b Xử lý và tái sử dụng sữa men : Việc tái sử dụng nấm men vào các mẻ sau

là một việc làm bất lợi, vì rất dễ bị nhiễm tạp và nấm men sau khi sử dụngnhiều lần sẽ bị thoỏi hoỏ nờn theo định kỳ ta phải thay toàn bộ nấm men cũbằng nấm men mới Nấm men sau mỗi lần tái sử dụng phải được rửa sạch vàđem hoạt hoá lại, Nếu đã nhiễm tạp thì phải đem sử lý bằng hoá chất sau đómới đem tái sử dụng hoặc bỏ đi Theo một số nhà khoa học cho rằng nấmmen hoạt động tốt nhất vào khoảng thế hệ thứ ba khi đú đó thích nghi vớimôi trường lên men Vậy nên việc dùng toàn bộ nấm men mới k`````hôngphải là một biện pháp tối ưu Thông thường một thế hệ nấm men chỉ nên sử

dụng khoảng từ 10 12 lần lên men, nếu tiếp tục sử dụng thì hoạt tính củanấm men đó kộm khụng đảm bảo chất lượng cho sản phẩm lên men.

+ Phương pháp sử lý sữa men

Sau quá trình lên men chính ta hạ nhiệt độ dịch lên men xuống 2 4 0C

để thu hối sữa men Khối sữa men kết lắng gồm 3 líp :

- Líp dưới cùng là líp cặn ta cần loại bỏ

- Líp nấm men trẻ tốt, màu trắng sữa

- Líp trên cùng là líp men già chết cần loại bỏ

Sau khi kiểm tra nếu nấm men không nhiễm tạp khuẩn thì ta chỉ cầntiến hành rửa sữa men bằng nước lạnh từ 0 2  0C khoảng 3 4 lần mỗilần cách nhau 3h là có thể đem tái sử dụng được Nếu có nhiễm tạp thì sửdụng hoá chất là H2SO4 1% hoặc HNO3 1% với lượng 0.3lớt/1lớt sữa men,

pH > 2 trong thời gian 40 phót, sau đó trung hoà bằng NaOH 1,8 N hoặcNaHCO3 1%với lượng 1lớt/1lớt sữa men, sau 10 phót rửa lại bằng nước lạnh

vô trùng ở 0 2 0C

Trước khi sử dụng sữa men ta tiến hành hoạt hoá lại men Người tathường hoạt hoá sữa men bằng dịch đường và không khí vô trùng Khi kiểmtra thấy độ cồn đạt 0,3% thì có thể sử dụng lại được Tỷ lệ tế bào trong sữamen rất lớn thông thường dùng 1% so với dịch đường

Lượng men giống và sữa men cho vào dịch đường sao cho phải đảm bảomật độ tế bào nấm men trong dịch lên men là từ 20 30 triệu tế bào/mldịch lên men

2 Quá trình lên men

Mục đích của quá trình lên men là chuyển hoỏ cỏc chất trong dịch đườngchủ yếu là đường và dextrin bậc thấp thành rượu etylic, cacbonic và các sảnphẩm phụ khác Trong công nghệ lên men mét pha thì quá trình lên men chính

và lên men phụ được tiến hành trong một thiết bị là tank lên men Nên hai quátrình này chỉ có danh giới tương đối

Sau khi dịch đường làm lạnh xuống 90C thì được bơm vào tank lên men.Men giống cũng được đưa vào với thể tích bằng 1/10 thể tích dịch lên men.Quá trình lên men chính bắt đầu diễn ra, trong quá trình này thì lượng cơ chấttrong dịch đường tiêu hao mạnh và thải ra một lượng nhiệt lớn cựng khớ CO2

do vậy làm cho nhiệt độ của dịch lên tăng lên Sự biến đổi cơ chất của quátrình này chủ yếu theo phương trình sau:

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + QĐồng thời các phản ứng sinh hoá xảy ra do xóc tác sinh học của enzimđược hình thành trong quá trình lên men, một số sản phẩm phụ được tạo thành.Tất cả các biến đổi này dẫn đến sự thay đổi cả chất và lượng các chất hoà tan

có trong dịch lên men để chuyển thành bia Trong 2 ngày lên men đầu tiênnhiệt độ của dịch tăng lên đến 140C và duy trì nhiệt độ này cho đến khi đạt đếnnồng độ biểu kiến của độ lên men cuối cùng

Trong thời gian lên men nhiệt độ của thùng lên men được điều chỉnh quacỏc lớp áo lạnh bao bên ngoài của tank lên men với chất tải lạnh là nước muối.Sau khoảng thời gian 5 ngày thì quá trình lên men chính kết thúc, lúc này nồng

độ của chất của chất hoà tan chỉ còn khoảng 2,5 3% Sau đó tiến hành hạnhiệt độ của bia non xuống khoảng 0 2 0C để cho sữa men kết lắng và tháo

ra ở đáy tank Duy trì nhiệt độ 0,50C, áp suất trong tank 0,5 0,7kg/cm 2 trongthời gian 5 6 ngày, đõy chính là quá trình lên men phụ Quá trình này cómột ý nghĩa quan trọng trong việc tạo hương vị, bọt, và khử các chất khôngcần thiết Trong quá trình lên men phô CO2 tiếp tục được tạo ra và hoà tan vàobia non, CO2 chủ yếu nằm ở dạng liên kết và một phần ở dạng tự do Khi lênmen phụ hàm lượng chất hữu cơ tăng nhưng không đáng kể, các este tạo thành,thực hiện quá trình khử diaxetyl đến mức cho phép, rượu bậc cao giảm, tạoaldehyt Vì vậy hương vị của bia được hoàn thiện dần Trong quá trình lên menphô còn làm cho sữa men còn sót lại trong bia và các cặn lơ lửng trong bia kếtlắng nốt tạo cho bia có độ trong hơn Vậy mục đích của quá trình lên men phụ

là tạo hương, vị, bọt cũng như làm trong bia, giảm lượng diaxetyl…

Quá trình lên men sẽ kết thúc khi bia phải đạt được một số chỉ tiêu sauđây:

Bia sau khi lên men được đưa qua máy lọc để làm trong bia, do trongquá trình lên men làm cho bia bị đục vì nấm men , các hạt phân tán cơ học, cáchạt dạng keo, các phức chất protein – polyphenol và một số loại cặn khác Tất

cả các cấu tử này làm giảm độ bền của bia nếu chúng tồn tại trong nó Vì vậymuốn tăng thời gian bảo quản bia ta phải tiến hành lọc trong bia Nguyên tắccủa việc lọc bia được xây dùng trên hai quá trình :

- Giữ chặt bằng lực cơ học các hạt có kích thước lớn hơn kích thước lỗhổngcủa vật liệu lọc

- Hấp thụ các hạt cú kớch thước bé hơn thậm chí chớ cỏc hạt hoà tandạng keo và các hạt hoà tan phân tử

Một phương pháp lọc rất phổ biến hiện nay ở các nhà máy sản xuất bia

là máy lọc bản cú dùng chất trợ lọc diatomit Đây là hỗn hợp chất khoáng nhiềucấu tử, trong đó chất chiếm nhiều nhất và có giá trị nhất là hydrosilicat Bia lọcbằng chất này không hề thay đổi về chất lượng và có độ bền sinh học cao Theotính toán của các nhà sản xuất thì lượng diatomit dùng trong lọc bia là 50 

100 g/hl Quá trình lọc diễn ra như sau :

Vệ sinh máy lọc sạch sẽ trước khi tiến hành lọc, vải lọc giặt sạch, sấy khô

và lắp vào máy lọc Định lượng diatomit cần dùng đÓ lọc bia thông qua lượngbia cần lọc theo tỷ lệ chọn trước Bơm nước vô trùng dưới áp lực 2kg/cm2 vàomáy lọc Trên đường đi của nước ta mở van thựng cú chứa huyền phù diatomit

bị cuốn theo và đi vào máy lọc để phủ lên tấm vải lọc Đầu tiên phủ diatomitthô sau đó phủ loại tinh Quá trình phủ kéo dài từ 30 40 phót, sau đó tháonước đi để cho diatomit phủ lên bề mặt vải lọc Sau đó tiến hành bơm bia vàolọc Ban đầu bia đi ra chưa được trong ta cho hồi lưu lại đến khi đạt yêu cầu thì

chuyển vào tank bảo quản Thiết bị lọc bia phải kín để tránh tổn thất CO2 trongbia

d Bão hoà CO 2

Trong suốt quá trình sản xuất bia CO2 được bão hoà nhiều lần : Sau lênmen chính, quá trình lên men phụ và sau khi lọc trong Trước khi bão hoà CO2phải hạ nhiệt độ của bia xuống khoảng từ 0 1 0C để việc bão hoà tốt hơn, ápsuất trong tank khoảng 1,6 kg/cm2 Từ bình chứa CO2 được thiết bị phun bugiphun vào trong tank bia với áp suất 2 kg/cm2 trong 30 40 phót, thời gian nạp

CO2 từ 2,5 3 h Bia sau khi nạp CO 2 xong đạt hàm lượng 4,5 g/lớt, và đượcđưa sang phân xưởng hoàn thiện sản phẩm

C PHÂN XƯỞNG HOÀN THIỆN SẢN PHẨM

Đây là dây truyền sản xuất bia chai nên trong công đoạn hoàn thiện sảnphÈm thì bia đươc tiến hành đóng chai và hoàn thiện Chai đựng bia được thổi từloại thuỷ tinh có chất lượng cao có màu cà phê hoặc xanh nhạt Nhiều chuyên giacho rằng nếu làm chai đựng bia màu trắng thì trong quá trình vận chuyển và bảoquản một số tia bức xạ mặt trời có thể làm biến đổi chất lượng của bia và làmcho bia bị đục Nờn dựng cỏc chai màu xanh hoặc màu nâu có khả năng hấp thụcác tia này

Chai đựng bia phải nhẵn phẳng,cú độ dày đồng đều, không cú các bọt khí,đáy chai phải hơi lõm Yêu cầu quan trọng đối với chai là phải chịu được áp suấtcao, cực đại là 10 kg/cm2 ở nhiệt độ 1000C Chai dùng trong sản xuất bia chaicủa nhà máy gồm hai loại chớnh cú dung tích 0,33 lít và 0,5 lít Chiều cao vàđường kính của chai phải theo một tiêu chuẩn quy định

Sơ đồ dây truyền chiết chai

D¸n nh·n

§ãng kÐtVµo kho

RËp nót

Thanh trïng

KiÓm tra KiÓm tra KiÓm tra

KiÓm tra KiÓm

tra

1 Quy trình rửa chai.

Biểu đồ của quá trình rửa chai

Không phụ thuộc vào sự đa dạng về các chủng loại và các giải pháp kỹthuật về tạo dáng, kết cÊu, nguyên tắc vận hành, …cho từng chiếc máy riêngbiệt, nguyên lý hoạt động của chúng là hoàn toàn giống nhau : chai được ngâmbằng nước nóng, sau đó là dung dịch xút, tiếp đó chai được phun nước nóng vàcuối cùng là tráng bằng nước lạnh Nhiệt độ và thời gian của từng giai đoạn đượcthể hiờn trờn biể đồ trên :

- Vùng I : Ngâm nước Êm 30 35  0C để rửa sơ bộ

- Vùng II: Ngâm, phun trong NaOH 2%, áp lực phun 3 kg/cm2 để rửa các cặn bẩn ở nhiệt độ 650C

- Vùng III : Phun nước Êm 30 35 0C để tráng sơ bộ

- Vùng IV : Tráng nước lạnh vô trùng để đưa nhiệt độ của chai xuống

8 10 0C và sau đó chai được chuyển vào máy chiết chai bằng

hệ thống dây truyền được thiết kế đặc biệt để vận chuyển chai