Thiết kế phân xưởng lên men bia hiện đại năng suất 50 triệu lít dịch lên men/năm

Thiết kế phân xưởng lên men bia hiện đại năng suất 50 triệu lít dịch lên men/năm

LỜI MỞ ĐẦU

Ngành công nghiệp thực phẩm là ngành khoa học kĩ thuật đóng một vai trò quantrọng trong nền kinh tế quốc dân và nó giải quyết nhu cầu thiết yếu nhất của conngười

Ở nước ta, ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và ngành công nghiệp sảnxuất bia nói riêng đang phát triển không ngừng, nhiều nhà máy, cơ sở sản xuất bialần lượt ra đời, tạo sự cạnh tranh lớn trong xã hội

Bia là một loại nước uống ngoài tác dụng giải khát còn cung cấp năng lượng cho

cơ thể Quy trình sản xuất bia khá phức tạp với nhiều công đoạn khác nhau Trong

đó lên men là một trong những giai đoạn quan trọng nhất Để thực hiện giai đoạnnày có nhiều phương pháp khác nhau như phương pháp lên men liên tục, lên men cổđiển, lên men hiện đại

Trong 3 phương pháp trên, phương pháp lên men hiện đại được cho là cónhiều ưu điểm hơn cả Những ưu điểm đó là gì? Nó được tiến hành như thế nào? Hệthống thiết bị sử dụng ra sao, được bố trí như thế nào? Chính vì muốn tìm câu trả

lời cho những câu hỏi đó mà tôi đã chọn “Thiết kế phân xưởng lên men bia bằng phương pháp lên men hiện đại với năng suất 50 triệu lít dịch lên men/ năm.” làm

đề tài tốt nghiệp của mình

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

1.1 Giới thiệu về bia

Bia là một loại nước uống có độ rượu nhẹ, có mùi thơm đặc trưng và vị đắng

dễ chịu của hoa hupblon Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch,hoa hupblon và nước, ngoài ra người ta còn dùng một số nguyên liệu thay thế nhưmalt đai mạch chưa nẩy mầm, gạo, ngô đã tách phôi… để sản xuất một số loại bia.Chất luợng của bia phụ thuộc vào nguyên liệu và kỉ thuật sản xuất Để đánh giá chấtlượng của bia người ta dựa vào thành phần hoá học, các chỉ tiêu sinh học cũng nhưcác chỉ số cảm quan của bia

1.1.1 Thành phần hoá học của bia

1.1.1.1 Các chất bay hơi

- Rượu etylic, với nồng độ 3% Hàm lượng etylic có ảnh hưởng quyết định

đến chất lượng của bia và nó phụ thuộc vào nồng độ của dịch lên men ban đầu, phụthuộc vào độ lên men mà có thể dao động khác nhau Hàm lượng rượu trong các loạibia ở liên xô dao động từ 2,8 đến 6% khối lượng, ở Tiệp nó dao động từ 1,6 đến 4%

và cao hơn Ngoài việc tăng vị cho bia, rượu etylic còn tăng thêm độ bền sinh họccho bia bởi nó kìm hãm sự phát triển của một số loại vi khuẩn

- CO2 hàm lượng 0.4% Khí CO2 là thành phần quan trọng của bia, bia đượcbão hoà đầy đủ CO2 sẽ có vị tươi mát và chất lượng sẽ tăng hơn

Trong bia còn chứa một lượng không nhiều các chất bay hơi khác như rượubậc cao, andehyt, các axit hữu cơ, este và một số chất khác

- Rượu bậc cao được tạo thành trong khi lên men bằng cách khử amin các axitamin Các chất này có mùi và vị xác định và nó tham gia tạo các este có ảnh hưởngđến mùi và vị của bia Hàm lượng rượu bậc cao khoảng 70mg/l

- Axetaldehyt là andehyt có chủ yếu trong bia và nó chứa khoảng 5mg/l Cácaxit hữu cơ bay hơi thì có axit axetic (khoảng 130mg/l) và axit focmic (khoảng20mg/l)

- Trong bia còn chứa diaxetyl (hàm lượng diaxetyl cho phép có trong bia là0.2mg/l) và một số hợp chất chứa lưu huỳnh như SO2, H2S, các mecaptan bay hơi

1.1.1.2 Các chất không bay hơi

Phụ thuộc vào nồng độ của dịch lên men ban đầu và mức độ lên men, biathành phẩm chứa 4% các chất không bay hơi Trong đó saccarit chiếm 80÷85%, cácchất nitơ 6÷9%, glyxerin 5÷7%, các chất khoáng 3÷4%, các chất đắng tamin và chấtmàu chiếm 2÷3%, các axit hữu cơ không bay hơi 0,7÷1% và một lượng nhỏ vitamin.Saccarit trong bia chủ yếu là dextrin 60÷70% sau đó là oligosacarit 20÷30% vàpentozan 6÷8% [2]

1.1.2 Các chỉ số cảm quan của bia

Các chỉ tiêu cảm quan của bia là vị, mùi, màu, độ trong, sự tạo bọt và độ bềncủa bọt bia

Mùi: Nếu bia có mùi của hoa hupblon và malt thì gọi là mùi tinh khiết Cácmùi khác như mùi nhựa, gỗ, kim loại và men sẽ phá huỷ mùi đặc trưng của bia Biakhông được có mùi lạ và mùi chua Bình thường bia có pH dao động 4,1÷4,8 Độaxit trung bình của bia khoảng bằng 4 (độ axit ở đây được tính bằng số ml dung dịchNaOH 1N dùng để trung hoà 100ml bia)

Vị: Là chỉ tiêu quan trọng của bia Vị của bia do vị của các thành phần khácnhư dextrin, melanoidin, các chất nitơ, các chất của hoa huplon, rượu etylic, rượubậc cao và các este tạo nên Mỗi loại bia đều có vị đặc trưng của mình Trong nhữngnăm gần đây họ đã nghiên cứu và thấy rằng axit glutamic là một trong những hợpchất tạo vị cho bia CO2cũng góp phần tăng vị cho bia Yêu cầu CO2 trong bia phải

ở dạng liên kết và tách ra khỏi bia chậm

Màu: Bia cần phải có màu vàng nâu hoặc vàng sáng và óng ánh Bia xuấtxưởng phải thật trong Độ màu của bia:

Độ bền: Bia ngon là bia phải có bọt mịn, đặc và bền Độ bọt của bia là thờigian (tính bằng giây hoặc bằng phút) kể từ lúc bọt xuất hiện cho đến lúc xuất hiệnhoàn toàn Nếu trong bia có chứa đầy đủ các chất giữ bọt như abumoza, pepton, cácchất gôm, chất đắng của hoa hupblon và bão hoà đầy đủ CO2 thì khi rot bia vào cốccác bọt khí CO2 tách khỏi bia chậm và tạo thành lớp bọt bền trên bề mặt bia

Các chỉ số cảm quan của bia được đánh giá bằng cách thử nếm và cho điểm.

Ở Liên Xô, bia có chất lượng cao được đánh giá theo thang điểm sau:

- Độ trong 10 điểm

- Vị và mùi 50 điểm

- Độ bọt và sự bão hoà CO2 40 điểm

Tổng số bọt nếu đạt 96÷100 điểm thì bia có chất lượng rất tốt, còn 90÷95điểm thì chất lượng tốt, 85÷89 điểm thì chất luợng đạt, còn nhỏ hơn 85 điểm thì chấtluợng kém [4]

1.2 Nguyên liệu sử dụng trong giai đoạn lên men bia

+ Màu vàng trong của malt và hoa

+ Mùi thơm, vị đắng đặc trưng của malt và hoa houblon

1.2.2 Nấm men

1.2.2.1 Vai trò của nấm men

Nấm men có vai trò rất quan trọng trong công nghệ sản xuất bia bởi lẽ nó lànhân tố tham gia trực tiếp vào quá trình lên men bia, lên men thực chất là hình thứctrao đổi chất giữa tế bào nấm men với môi trường, là một quá trình được đặc trưngbằng các phản ứng sinh hóa Trong đó yêu cầu về nguồn năng lượng cho hoạt độngsống của nấm men lấy từ các chất dinh dưỡng trong môi trường và các chất nàyđược chuyển hóa thành sản phẩm của quá trình lên men Sự biến đổi của dịch đườngxảy ra với sự tham gia của một số lượng lớn enzim có trong nấm men

1.2.2.2 Yêu cầu của nấm men bia

- Tốc độ lên men nhanh.

- Sử dụng đường có hiệu quả, tạo độ cồn cao

- Có khả năng chịu cồn, áp suất thẩm thấu, oxy, nhiệt độ và nồng độ CO2 phùhợp với từng nhà máy

- Có khả năng kết bông hoặc kết lắng tốt

- Có khả năng sống sót cao cho mục đích tái sử dụng

- Sản phẩm tạo ra bao gồm các hợp chất hương và vị đặc trưng cho bia

- Đặc tính di truyền, ổn định cao

1.2.2.3 Chọn chủng nấm men

Nấm men dùng để sản xuất bia gồm hai loại sau:

+ Saccharomyces cerevisiae: Thuộc loại lên men nổi.

+ Saccharomyces carlsbergensis: Thuộc loại lên men chìm.

Chủng nấm men nổi và nấm men chìm có một số tính chất khác nhau Nấmmen chìm lên men ở nhiệt độ 8-100C và ngừng lên men ở nhiệt độ dưới 00C, trongkhi đó chủng nấm men nổi lên men ở nhiệt độ 14-250C Vào cuối thời kỳ lên menchính, nấm men nổi thì lơ lửng hoặc tập trung lên bề mặt của dịch lên men còn nấmmen chìm thì kết lắng xuống dưới đáy thiết bị lên men, đồng thời kéo theo các chất

lơ lửng góp phần làm trong bia

Ngoài ra hai chủng nấm men này còn khác nhau về khả năng sinh trưởng vàchuyển hóa cơ chất trong quá trình lên men Chủng nấm men chìm có chứa enzimmelibiaza nên lên men được hoàn toàn đường rafinose, còn chủng nấm men nổikhông có enzim đó nên chỉ lên men được 1/3 đường rafinose Nấm men nổi lại chứaenzim piruvatoxydaza nên sử dụng trực tiếp glucose cho quá trình hô hấp Do đótrong thời kỳ đầu của quá trình lên men nấm men nổi phát triển nhanh hơn nấm menchìm Trong sản xuất bia nấm men chìm được sử dụng nhiều hơn vì lên men ở nhiệt

độ thấp nên an toàn về phương diện vi sinh vật

Khi sử dụng nấm men chìm, một phần nấm men bị yếu và nó kết tủa kém chonên có thể làm cho bia có mùi men Do đó phải thường xuyên thay men

Ở đây nhà máy chọn chủng nấm men lên men chìm do:

+ Nấm men lên men chìm

lên men ở nhiệt độ thấp, đảm bảo

an toàn về phương diện vi sinh vật

+ Nấm men chìm có tốc độ

lên men vừa phải, tạo độ cồn thấp,

phù hợp với tính chất của bia Còn

nấm men lên men nổi lên men

mạnh, tạo độ cồn cao, phù hợp để

sản xuất rượu hơn Hình 1.1 Nấm men saccharomyces carlsbergensis [10].

+ Khi quá trình lên men kết thúc phải tiến hành thu nấm men Nếu sử dụngnấm men chìm thì chúng sẽ kết lắng xuống dưới đáy thiết bị, chúng ta có thể thuđược một cách dễ dàng Còn sử dụng nấm men nổi thì chúng nổi lên trên mặt hoặc

lơ lửng trong bia làm cho quá trình lắng lọc phức tạp, tốn kém

+ Nấm men chìm cho chất lượng bia thành phẩm cao hơn so với nấm mennổi, độ bền keo và độ bền sinh học cao

1.2.2.4 Cấu tạo tế bào nấm men bia

Tế bào nấm men bia có cấu tạo phức tạp nhưng thành phần chính của nó làmàng tế bào, nguyên sinh chất và nhân

Màng tế bào có bề dày khoảng 150nm, ngoài việc tạo hình dáng cho nấm men

nó còn chứa các enzim và thực hiện việc nẩy chồi

Nguyên sinh chất có vai trò điều khiển quá trình trao đổi chất nhờ tính hấpthụ chọn lọc

Nhân nấm men có dạng hình tròn đường kính 0,5-1,5nm Thành phần chínhcủa nó là nucleoprotein Nhân tế bào có tác dụng là điều khiển quá trình hóa học xảy

ra trong tế bào và chứa các gen xác định tính di truyền cơ bản của nòi giống

Ngoài ra trong tế bào nấm men còn chứa các thành phần quan trọng khácnhư: ty thể, không bào, glucogen

1.2.2.5 Các enzim có trong nấm men xúc tác cho sự lên men

Qúa trình quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia là sự lên men rượu và

nó được xúc tác bởi 12 enzim Ngoài ra còn có ba enzim khác là maltaza, invectaza

và maltotriaza tham gia vào việc chuẩn bị cho quá trình lên men tức là chúng rạo racác monosaccharit từ disaccharit và maltotriose là những loại đường mà nấm menkhông thể lên men trực tiếp được

Mười hai enzim tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển hóa các

monosaccharit thành các sản phẩm trung gian và các sản phẩm cuối cùng là rượu và

2 Ảnh hưởng của pH:

Nấm men chịu được độ pH rất rộng 2-8, nhưng khoảng thích nghi nhất là 5,0 Khi lên men giống điều chỉnh pH 3,8-4,0

4,5-3 Ảnh hưởng của nồng độ dịch đường:

Nồng độ dịch đường cao làm tăng áp suất và làm mất cân bằng trạng thái sinh

lý của nấm men Khống chế nồng độ chất khô của dịch đường 16-18%

4 Ảnh hưởng của nồng độ rượu:

Nồng độ rượu lớn thì nấm men giảm khả năng nảy chồi, sự sinh trưởng và pháttriển chậm dần

5 Ảnh hưởng của sục khí:

Sục khí làm tăng lượng rượu và CO2 bay hơi, tạo nhiều sinh khối và andehit do

đó làm giảm hiệu suất lên men rượu

6 Ảnh hưởng của đảo trộn:

Đảo trộn làm tăng sự tiếp xúc giữa các tế bào nấm men với môi trường thúcđẩy quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men Đồng thời làm giải phóng rượu, CO2 và nhiệt độ

7 Ảnh hưởng của yếu tố khác:

Chất sát trùng, mật độ của nấm men gieo cấy, trạng thái sinh lý, thành phần môitrường, vật liệu thiết bị

1.2.3 Nước dùng để xử lý sữa men và rửa thiết bị

Nước dùng để rửa men và thiết bị đòi hỏi phải sạch, không chứa nhiều tạp

chất hữu cơ và vi sinh vật, đảm bảo chỉ tiêu của nước uống Đặc biệt các vi sinh vật

và vi khuẩn có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình kỉ thuật sản xuất bia nên phảithường xuyên kiểm tra nước bằng kính hiển vi để xcs định lượng vi sinh vật có trong

nước, nếu lượng này nhiều quá phải tiến hành sát trùng.

Nước dùng để rửa thiết bị không được chứa NH3 và các nitrit Tốt nhất nêndùng nước có độ cứng thấp đến độ cứng trung bình Về mặt cảm quan trước hết phảithoả mãn yêu cầu giống như nước uống Các cơ sở làm bia sử dụng hơi nước trựctiếp để gia nhiệt phải đảm bảo hơi nước đạt chất lượng thực phẩm Các nồi thanhtrùng pasteur nên sử dụng nước ít tạp chất khoáng và muối, loại trừ sự phát triển củacác loài tảo và các vi sinh vật bằng các chất sát trùng thích hợp để tránh ăn mòn thiếtbị

1.2.4 Oxy

Thời gian đầu của quá trình lên men, nấm men cần một lượng oxy để sinhtrưởng và phát triển tốt, vì vậy cần phải thông khí sau khi làm lạnh dịch đường.Dùng oxy tinh khiết Việc thông khí được tiến hành sau khi làm lạnh và trước khi bổsung nấm men

1.2.5 Các nguyên liệu phụ khác

1.2.5.1 Bột trợ lọc điatomit

Đây là một dạng hoá thạch của một loại tảo đơn bào có chứa silic oxit với

15000 loại khác nhau Đá điatomit thô

chứa 25-60% nước

Ưu điểm của bột trợ lọc điatomit:

+ Độ thẩm thấu, độ xốplớn

Dùng để trung hòa và vệ sinh, tẩy rửa

Yêu cầu kỉ thuật: NaOH >96%

Bảng 1.1 Một số loại axit thường dùng trong phân xưởng lên men bia [3]

vệ sinh tẩy rửa

1.3 Các quá trình xảy ra trong giai đoạn lên men bia

Lên men là một quá trình phức tạp và dẫn tới nhiều biến đổi sâu sắc trongdịch đường Qúa trình lên men được chia làm hai giai đoạn: lên men chính và lênmen phụ Các quá trình cơ bản xảy ra trong quá trình lên men:

1.3.1 Qúa trình sinh lý

Qúa trình được thể hiện bằng sự sinh sản của nấm men và nó chỉ xảy ra trongthời kỳ đầu của quá trình lên men chính Lúc đó trong dịch đường xảy ra đồng thời

sự sinh sản của nấm men và sự lên men Nhưng trong điều kiện lên men bình thường

sự sinh sản của nấm men kết thúc xa trước khi lên men chính xong

1.3.2 Qúa trình sinh hoá

Qúa trình sinh hoá cơ bản trong lên men là sự chuyển đường thành rượu và

CO2 Phần lớn các chất chiết được trong dịch lên men là hydratcacbon, trong đóchứa: fuctoza 1÷3%, glucoza 3÷8%, saccaroza 2÷6%, maltoza 38÷50%, mantotrioza11÷19%, mantotetraoza 2÷6%, dextrin 14÷22% Như vậy phần lớn chất chiết (75%)

là đường lên men rượu Phần không lên men được chủ yếu là dextrin, protein và chấtkhoáng

Sự chuyển hoá đường thành rượu và CO2 xảy ra chủ yếu trong thời kỳ lênmen chính, còn trong lên men phụ nó diễn ra chậm chạp với một hàm lượng đườngnhỏ Ngoài rượu và CO2 trong quá trình lên men còn tạo ra nhiều sản phẩm phụkhác Những sản phẩm phụ này đều có vai trò quan trọng trong việc hình thànhhương và vị của bia Vai trò đó có thể là tích cực hoặc tiêu cực Các sản phẩm phụbao gồm:

- Glyxerin: Nó được hình thành chủ yếu trong quá trình lên men chính.Glyxerin là một cấu tử rất quý với bia vì nó làm mềm vị và làm tăng thêm độ đậm đàchp sản phẩm

- Rượu bậc cao: lượng và thành phần các loại rượu bậc cao phụ thuộc vàonguồn gốc của cơ chất, loài và chủng nấm men được sử dụng và nhiệt độ của môitrường lên men Ở trong bia chứa các loại rựơu bậc cao như: propylic, isopropylic,butylic, isobutylic, amylic, isoamylic và nhiều loại khác Khối lượng của chúng daođộng trong một khoảng rộng 20 – 95 mg/l nhưng thông thường là khoảng 50 -60 g/l

Hàm lượng rượu bậc cao được tạo thành chủ yếu ở giai đoạn lên men chính,đặc biệt ở pha logarit Ở các pha sau chúng được tạo thành ít hơn Sang giai đoạn lênmen phụ thì có tăng nhưng không đáng kể, trong nhiều trường hợp người ta còn thấyhàm lượng của chúng giảm đi

Từng loại rượu bậc cao đều tạo cho bia có hương vị riêng biệt Nhưng nhìnchung những hương vị đó không phải là đặc trưng cho bia Do đó, các loại rượu bậccao gây ảnh hưởng tiêu cực đến tính chất cảm quan của bia

- Axit hữu cơ: đây là sản phẩm phụ thường trực trong quá trình lên men rượu.Trong lên men bia tạo thành các axit như: lactic citric với hàm lượng 150 – 200mg/ltrong điều kiện lên men bình thường, axit susinic 60 – 70mg/l, axit axetic 80 –100mg/l, axit formic đến 300mg/l và một số axit khác

- Ester: là sản phẩm phụ không thường trực của quá trình lên men và nókhông phải sản phẩm tạo thành từ hoạt động sống của tế bào nấm men mà là kết quảcủa sự tương tác giữa axit và các loại rượu Loại ester chiếm khối lượng nhiều nhất

là etyl axetat 15 – 20mg/l Ngoài ra còn có các ester khác như izoetyl formiat,

izoamin axetat…Tổng lượng các ester có trong bia dao động khoảng 30 – 80mg/l.Với rượu etylic cùng axit cacbonic có thể tham gia phản ứng để tạo thành các estermono và dietylcacbonat không bền vững.

Ester có ý nghĩa quan trọng trong việc hình thành vòng thơm của bia Chúngđược tạo ra chủ yếu trong quá trình lên men chính và một phần nhỏ được hình thànhtrong lên men phụ Ở điều kiện nhiệt độ lên men nổi, ester được tạo thành nhiều hơn

so với lên men chìm Trong cùng một điều kiện, nấm men nổi tạo ra nhiều ester hơn

so với lên men chìm

- Aldehyd: Là sản phẩm thường trực của quá trình trao đổi chất ở nấm men vàcũng có thể được tạo thành qua con đường oxi hoá các loại rượu Chiếm nhiều nhấttrong bia là axetaldehyd 5 – 7mg/l Tổng lượng aldehyd có trong bia dao động 9 –10mg/l Ở điều kiện yếm khí, lượng aldehyd tạo thành ít hơn so với điều kiện hiếukhí

Ở mức độ vừa phải (10 – 15mg/l), aldehyd làm tăng thêm hương cho bia,nhưng nếu cao quá thì vai trò của chúng lại trở nên tiêu cực Trong giai đoạn lênmen phụ hàm lượng của chúng có trong bia giảm đi rất nhiều

- Axetoin, diaxetyl và 2,3-butandiol: ba hợp chất này thu nhận chủ yếu ở giaiđoạn lên men chính Chúng là sản phẩm phụ thường trực trong quá trình lên menyếm khí và hiếu khí Trong ba sản phẩm trên thì diaxetyl là nguy hiểm nhất vì nó cóảnh hưởng xấu đến mùi vị của bia và tác động mạnh đến hệ thần kinh của con người

Diaxetyl được hình thành trong quá trình lên men chính và hàm lượng của nóphụ thuộc vào điều kiện lên men Trong lên men phụ hàm lượng của nó sẽ giảm dần.Quá trình khử diaxetyl đựơc coi là một trong các chỉ tiêu hàng đầu để xem xét vàđánh giá sự tàng trữ bia đã đạt yêu cầu hay chưa

- Hydro sunfua và mercaptan: nguồn gốc tạo thành các hợp chất này là cáchợp chất chứa gốc sunfat, sunfic và các axit amin chứa lưu huỳnh ở trong dịchđường Ở thời điểm lên men chính, đặc biệt là ở giai đoạn lên men phụ và tàng trữbia non đã xảy ra quá trình khử nhóm disunfic (- S-S-) thành các nhóm sunfohydrin

(- SH-) Khi đó có cơ hội cho sự tạo thành các sản phẩm phụ không thường trực đãnêu.

Sunfuahydro và mercaptan là những hợp chất đặc biệt có hại đối với mùi vịcủa bia Theo số liệu của nhiều nhà chuyên gia thì hàm lượng của chúng có thể lêntới 0,5 – 0,9mg/l Nếu dịch lên men có chứa nhiều cặn hàm lượng của chúng còn cóthể cao hơn [4]

1.3.3 Các quá trình hoá lí

- Sự thay đổi độ chua và năng lực đệm: trong giai đoạn lên men chính có sựthay đổi về độ chua định phân Sỡ dĩ có sự tăng là do sự tạo thành CO2 và một số cácaxit hữu cơ trong quá trình lên men

Tuy nhiên sự giảm mạnh về pH (từ trên 5,5 giảm xuống còn dưới 4,5) khôngthể giải thích bằng sự tạo thành các axit hữu cơ và chúng được sinh ra với hàmlượng ít và khả năng phân li yếu Hiện tượng này chỉ giải thích bằng sự phá vỡ hệthống đệm trong dung dịch đường Khả năng đệm của dung dịch đường hình thành

và ổn định là nhờ các muối photphat bậc một và bậc hai (chúng ổn định pH trongkhoảng 5,67 – 7,07) Trong thời kì lên men, một phần muối photphat bị nấm menhấp thụ, do đó năng lực đệm của hệ thống này giảm đi một cách nhanh chóng Thaythế vào đó là hệ thống “ photphat bậc một, bicacbonat, axitcacbonic tự do” Songsong với nó, trong bia non lại hình thành hệ thống đệm thứ hai “axit hữu cơ, muốicủa axit hữu cơ” Cả hai hệ thống này đều tạo ra lực đệm ở khoảng pH = 4,27 – 5,67

và trong quá trình lên men khả năng đó của chúng được gia tăng

- Sự thay đổi thế oxy hoá - khử và cường độ màu: trong giai đoạn lên menchính, thế oxy hoá khử của hệ thống cũng bị biến đổi đáng kể Sở dĩ như vậy vìtrong quá trình lên men chính hàm lượng oxy chứa trong dung dịch lên men giảmdần và có sự tạo thành các chất có tính khử

Cường độ màu của dịch đường trong những ngày lên men cũng bị giảm đáng

kể Nguyên nhân là do các hợp chất polyphenol dễ bị oxy hoá bị khử và sau đó bị kếtlắng

- Sự hoà tan CO2 và tạo bọt: CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ được hoàtan vào bia Trong bia non chứa 0,2% CO2 Trong quá trình lên men phụ nó sẽ được

bổ sang và bảo đảm cho hàm lượng CO2 có trong bia thành phẩm không nhỏ hơn0,3%

- Ở giai đoạn đầu của quá trình lên men, lượng CO2 tạo ra chưa nhiều, lại ởnhiệt độ thấp cho nên chúng hòa tan hết vào dịch lên men Ở giai đoạn sau của quátrình, lượng CO2 tạo ra nhiều hơn và trong dịch lên men đã hòa tan một lượng đáng

kể, cho nên CO2 tạo thành lúc này sẽ thoát ra ngoài dưới dạng những bong bóng nhỏ

li ti Trên bề mặt của những bong bóng này hình thành một có sức căng bề mặt củacác chất như protein, polyphenol Chính do có lớp sức căng bề mặt này mà bongbóng khí CO2 không thể giải thoát mà chúng bị liên kết hấp thụ lại với nhau để tạothành bọt

- Sự kết màng của tế bào nấm men: hiện tượng này xảy ra suốt thời kỳ lênmen chính, nhưng đặc biệt nhiều là ở những ngày cuối cùng, kho mà lượng CO2 tạo

ra đã ít đi và một phần khá lớn các loại cặn đã kết tủa xuống đáy thùng lên men

Khi kết tủa các tế bào nấm men sẽ kéo theo sự kết tủa của một số các chấtkhác nên làm cho bia trở nên trong hơn.[4]

CHƯƠNG 2 CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH2.1 Sơ đồ quy trình công đoạn lên men

Hình 2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ lên men của nhà máy bia

2.2 Thuyết minh dây chuyền

2.2.1 Lắng trong

Trong sản xuất bia có thể tiến hành làm lạnh trước khi lắng trong hoặc là lắngtrong trước khi làm lạnh Ở đây nhà máy chọn phương pháp lắng trong trước, làmlạnh sau Trình tự tiến hành: Sau khi tách bã hoa xong dịch đường được đưa đi tách

cặn ở thiết bị lắng Wirlpool Sau đó phần dịch đường được đưa đi làm lạnh và phần

cặn được cho qua máy li tâm để tiếp tục tách cặn

Ưu điểm của phương pháp này:

+ Thao tác ngắn, đơn giản

+ Nếu làm lạnh lắng trong thì rất dễ bị nhiễm vi sinh vật

+ Làm lạnh lắng trong: Trong quá trình lắng, nhiệt độ của dịchđường có thể tăng nên không khớp với nhiệt độ yêu cầu của quá trình lên men

2.2.1.2 Thiết bị lắng Wirlpool

Là thiết bị lắng kiểu mới Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ Chiều cao

từ đáy đến vai thùng thường là lớn gấp 1,2- 1,3 lần đường kính Đáy thùng có độnghiêng 8- 10% Trên thân thùng có cửa vệ sinh, có nhiệt kế, có ống thủy báo mứccòn trên vai thùng có cửa quan sát và đèn báo tín hiệu Nối tiếp cổ thùng là ống thoáthơi, cao từ 4-5m hoặc hơn nữa Ở độ cao ¼ thân thùng từ đáy lên là đường ống đểbơm dịch vào thùng Hướng đi của đường ống là theo phương tiếp tuyến của thân

thùng Theo hướng đi của dịch bơm, khi cách thùng Wirlpool khoảng 0,4- 0,5m,

đường ống đột ngột thắt lại Bằng cách đó tốc độ của dịch đường phóng vào thùngrất lớn, tạo nên một sức đẩy rất mạnh Lực này tạo ra một xung lượng theo phươngtiếp tuyến của cột chất lỏng bên trong thùng và làm cho cả cột đó xoay tròn Nhờ cólực hướng tâm lớn, cặn lắng bị hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy Khi nhiệt độcủa dịch hạ xuống 900C thì dịch đường trong được bơm sang thiết bị làm lạnh, còn

cặn lắng bị nén chặt ở đáy thùng được dội nước và cho xả ra ngoài [2]

Hình 2.2 Thùng lắng Wirlpool cấu

1- ống thoát hơi; 2- Cửa quan sát;

thủy báo mức; 9- Mức dịch đường

2.2.2 Làm lạnh

2.2.2.1 Mục đích

3

1 0

6

5

2 1

9

7 8 4

+ Hạ nhiệt độ của dịch đến nhiệt độ lên men phù hợp với chủng nấm men sử

dụng

+ Kết tủa huyền phù

+ Bão hòa oxy, cung cấp oxy hòa

tan cho nấm men sinh trưởng và phát

triển

2.2.2.2 Thiết bị làm lạnh

Thiết bị làm lạnh được sử dụng

phổ biến nhất hiện nay là thiết bị trao đổi

nhiệt dạng khung bản, thiết bị này bền,

hiệu suất cao, đa năng, thiết bị này dễ vệ

sinh, đảm bảo vô trùng

Hình 2.3 Thiết bị làm lạnh kiểu khung bản [8].

Đó là thiết bị kín bao gồm nhiều tấm bản mảnh bằng thép không gỉ Các tấmbản được ghép chặt với nhau trong một khung Số tấm bản phụ thuộc vào năng suấtcủa máy

Trên mỗi tấm bản có nhiều đường rãnh và có bốn lỗ ở các góc Mép tấm bản

có lắp gioăng cao su để khi ghép lại đảm

bảo độ kín cho máy và cho đường dẫn

dịch tạo thành

Dịch đường chảy vào từ một đầu,

chảy qua đường khía tạo thành giữa hai

tấm bản và đi ra đường khác, trong khi

nước hặc tác nhân lạnh chảy theo chiều

ngược lại theo các rãnh kế tiếp của các

tấm bản

Hình 2.4 Nguyên tắc làm việc của máy làm lạnh kiểu khung bản [3]

Máy làm lạnh nhanh kiểu tấm bản có thể là một cấp, cũng có thể là hai cấp.Nhà máy sử dụng máy làm lạnh một cấp với tác nhân làm lạnh là nước

Thiết bị làm lạnh kiểu tấm có ưu điểm sau:

- Gọn nhẹ

- Thu hồi được nhiều năng lượng

- Vệ sinh trong chu trình kín.

- Không nhiễm vi sinh vật [3]

2.2.2.3 Tiến hành

Dịch đường sau khi ra khỏi thiết bị lắng trong được làm lạnh trong vòng 1hđến nhiệt độ lên men trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng, dịch đường đượclàm lạnh đến nhiệt độ 100C

Oxy cho vào dịch đường ngay sau khi làm lạnh với hàm lượng 7mg/l dịchđường và tiếp theo chuyển vào thiết bị lên men bằng bơm Việc bổ sung oxy vàodịch đường nóng hoặc ấm đều gây ra các phản ứng oxy hóa các thành phần dịchđường, làm biến đổi hương vị và làm sẫm màu bia

2.2.3 Các quá trình xảy ra khi lắng trong và làm lạnh

2.2.3.1 Sự hoà tan oxy vào dịch đường

Để đảm bảo sự phát triển bình thường của nấm men thì dịch đường phải chứaoxy với hàm lượng 6mg/l Do đó giai đoạn này cần bổ sung oxy vào dịch đường

Sự hoà tan của oxy vào dịch đường phụ thuộc vào nhiệt độ, bề dày lớp dịch,nồng độ và cả sự chuyển động của dịch đường Độ hoà tan của oxy vào dịch đườngtăng khi nhiệt độ và nồng độ của dịch giảm Còn tốc độ liên kết hoá học của nó lạigiảm khi nhiệt độ của dịch giảm Người ta thấy rằng ở nhiệt độ 850C lượng oxy chiphí cho các phản ứng này lớn hơn 5 lần so với nhiệt độ 450C Khi nhiệt độ nhỏ hơn

400C các phản ứng này hầu như bị đình chỉ Vì vậy chỉ nên tiến hành nạp oxy chodịch đường ở nhiệt độ thấp

2.2.3.2 Sự tạo thành và kết tủa các cặn

Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, trong dịch đường tạothành nhiều kết tủa với kích thước khác nhau Khi dịch đường ở trạng thái tĩnh, cáckết tủa này sẽ có chiều hướng rơi xuống đáy thùng theo nguyên lý rơi tự do Tốc độrơi của chúng phụ thuộc vào khối lượng riêng

Khi làm nguội dịch đường đến nhiệt độ 600C thì hầu hết các cặn có kíchthước tương đối lớn mà mắt thường có thể trông thấy được (gọi là kết tủa nóng haycặn thô) đã kết lắng Tiếp tục hạ nhiệt độ đến nhiệt độ lên men thì các hạt có kíchthước bé hơn (gọi là kết tủa lạnh hay cặn mịn) vẫn kết tủa.

Thành phần hoá học của cặn thô chủ yếu là prôtein, các hợp chất polyphenol,các hợp chất đắng, các chất khoáng và một lượng không đáng kể các hợp chất khác

Sự có mặt của các loại cặn này trong dịch lên men sẽ gây sự xáo trộn ở giai đoạn đầucủa quá trình lên men và khi kết lắng sẽ làm cho nấm men bị bẩn Cho nên vềnguyên tắc phải loại chúng ra khỏi dịch đường

Về thành phần của cặn mịn chưa xác định được chính xác Nhưng chắc chắn

là trong đó có chứa rất nhiều các phức chất protein-polyphenol Khối lượng của cáckết tủa cặn mịn khoảng 8-10g/100l, ít hơn kết tủa nóng 10-15 lần Sự ảnh hưởng củachúng đến tiến trình lên men và chất lượng sản phẩm theo các nhà nghiên cứu cũng

có ý kiến trái ngược nhau

2.2.3.3 Sự bay hơi nước

Khi làm lạnh dịch đường có một phần nước nhất định bị bay hơi Do đó thểtích của dịch lên men sẽ giảm và nồng độ của nó sẽ tăng Nồng độ của dịch đườngtăng lên nhiều hay ít phụ thuộc vào phương pháp và thiết bị làm lạnh, nó dao độngkhoảng 0,4-1,2% [4]

2.2.4 Nuôi cấy men giống thuần khiết

Nấm men giống được nuôi cấy qua hai giai đoạn: Giai đoạn nuôi cấy trongphòng thí nghiệm và nuôi cấy sản xuất

Nấm men thuần khiết là nấm men thu nhận từ một tế bào Trong phòng thínghiệm nấm men được nuôi cấy trong dịch đường nồng độ 10%, nhiệt độ là 25-300C

và bảo quản 2-40C , sau một đến hai tháng cấy chuyền một lần

Để đưa men giống vào sản xuất, trước hết phải nuôi cấy trong phòng thínhiệm đến 5-10l Sau đó nhân giống trong các thiết bị chuyên dùng, mỗi lần nhângiống thể tích men giống tăng từ 5-7 lần Để nấm men sinh sản nhanh, dịch men

chuyển từ giai đoạn trước ra giai đoạn sau phải ở trong thời kỳ mạnh tức là thời kỳtạo sóng để men giống sinh sản nhanh

Trong quá trình nuôi cấy nấm men giống cần phải khống chế các điều kiện kĩthuật như nhiệt độ, pH, nồng độ dịch đường, thành phần của môi trường dinh dưỡng,tính vô trùng… một cách nghiêm ngặt

Trong quá trình nuôi cấy thì giảm dần nhiệt độ: Bắt đầu nuôi cấy từ 250Ctrong phòng thí nghiệm, sinh sản ở nhiệt độ 18-200C, Khi đưa vào nuôi cấy sản xuátthì cho phát triển ở nhiệt độ 12-150C và tiếp tục giảm đến 8-100C rồi mới đưa vàophân xưởng lên men [4]

2.2.5 Xử lý men sữa

Men cái là sữa men thu được sau khi lên men chính xong Men cái được thuvào các chậu và chuyển đến phòng xử lý men cái để xử lý Đầu tiên men cái đượctrộn với nước vô trùng có cùng thể tích Sau đó cho qua rây có đường kính lỗ 0.4-0.6mm và tiếp theo ngâm trong nước lạnh Hằng ngày phải thay nước cho men vàgiữ nhiệt độ nước trong thiết bị bảo quản gần 00C Trong nước lạnh nấm men có thẻbảo quản 4-6 ngày Để lên men trở lại thì cho men cái sau khi đã rửa và sát trùng chotrộn với dịch lên men theo tỉ lệ 4 lít dịch đường/1lit sữa men, khuấy đều rồi để yên2h cho lên men ở nhiệt độ không quá nhiệt độ lên men chính đầu tiên Khi nào nấmmen nẩy chồi mạnh và rượu tạo thành khoảng 3% coi như là được Men cái có thể tái

sử dụng nhiều lần Tuy nhiên số lần tái sử dụng còn phụ thuộc vào hoạt lực và sựtạp nhiễm của nó [4]

2.2.6 Lên men

2.2.6.1 Các phương pháp lên men

a Phương pháp lên men cổ điển

Quá trình lên men chính và phụ được thực hiện trong hai thiết bị riêng biệt,các thiết bị đều được đặt trong phòng lạnh Người ta khống chế nhiệt độ lên menchính khoảng 8-100C, quá trình này kéo dài 7-12 ngày Sau khi kết thúc quá trình lênmen chính ta thu được bia non Chuyển bia non sang thiết bị lên men phụ và tàng trữ

ít nhất 3 tuần, nhiệt độ lên men phụ là 1-20C

Ưu và nhược điểm của phương pháp:

- Ưu điểm: do quá trình lên men thực hiện ở điều kiện nhiệt độ thấp vàtrong hầm lạnh nên an toàn về phương diện nhiễm vi sinh vật lạ đồng thời tạo bia cóchất lượng cao, ổn định

- Nhược điểm: chu kỳ lên men kéo dài sẽ dẫn đến nhiều nhược điểmnhư tốn nhiều thiết bị, thêm chi phí về lạnh và giá thành cao

b Phương pháp lên men hiện đại:

Quá trình lên men chính và phụ của bia được tiến hành trong một thiết bị.Hay ở đây gọi là công nghệ lên men một pha

Công nghệ len men một pha được tiến hành trong các thiết bị có kích thướclớn Do thiết bị có kích thước lớn nên hiệu ứng của các biến đổi thuỷ động học đếntrạng thái sinh lý của nấm men và các qua trình chuyển hoá là theo chiều hướng tíchcực Điều đó có nghĩa chất lượng sản phẩm sẽ tốt hơn

Thiết bị sử dụng là thiết bị thân trụ đáy côn, được chế tạo từ thép không rỉ,với góc côn ở đáy là 700C Trên thân thiết bị có từ 3 – 5 áo lạnh Với việc trang bị

áo lạnh riêng biệt trên thân ta dễ dàng tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ của các khối chấtlỏng ở trong các vùng khác nhau của thiết bị

Hình 2.5 Thiết bị lên men hiện đại [6]

Do có sự chênh lệch nhiệt độ, trong dịch lên men sẽ tạo thành dòng thuỷlực:chất lỏng ở phía trên lạnh hơn sẽ chuyển dịch xuống phía dưới, còn chất lỏng ởphía dưới có nhiệt độ cao hơn sẽ chuyển dịch lên phía trên Sự tuần hoàn cưỡng bứcnày không tạo một cơ hội nào cho nấm men kết lắng, bắt chúng luôn luôn ở trạngthái hoạt động, do tốc độ len men sẽ diễn ra nhanh chóng

Nhờ lên men ở điều kiện trên mà lên men theo phương pháp này có một số ưuđiểm sau: Thời gian lên men được rút ngắn xuống ít nhất hai lần, vốn đầu tư chothiết bị giảm, năng suất lớn, dễ cơ giới hoá, tự động hoá do đó cải thiện được điềukiện lao động, giảm bớt hao hụt Ngoài ra thiết bị có thể đặt ngoài trời nên giảm chiphí về lạnh so với lên men cổ điển và phương pháp lên men liên tục Vì thế giảmđược giá thành sản phẩm

Tuy nhiên do thời gian lên men ngắn nên lên men theo phương pháp này cómột nhược điểm là sản phẩm lên men theo phương pháp này có một nhược điểm làsản phẩm phụ tạo ra nhiều đặc biệt là hàm lượng diaxetyl cao

c Len men liên tục

Qúa trình lên men chính và liên men phụ được tiến hành trong các thùng lênmen kín được nối với nhau bằng các ống chảy chuyền và tạo thành một hệ thống lênmen liên tục Cũng giống như phương pháp lên men cổ điển, hệ thống lên men thiết

bị được đặt trong phòng lạnh

Len men theo phương pháp này thì có ưu điểm là thời gian lên men được rútngắn tuy nhiên do các thiết bị nối với nhau nên nếu một thiết bị bị nhiễm khuẩn thì

dễ gây nhiểm khuẩn hoàng loạt, đây là một nhược điểm lớn của lên men liên tục và

để hạn chế được điều này thì đòi hỏi phải đảm bảo vô trùng cao Một nhược điểmlớn nữa là phương pháp này bia sản xuất được có chất lượng không ổn định

Nhìn chung mỗi phương phương pháp lên men đều có ưu nhược điểm riêng.Nhược điểm của phương pháp này được bù trừ bằng những ưu điểm riêng của nó

Ưu điểm đó có thể là lợi về kinh tế hay về chất lượng sản phẩm tạo thành Tuỳ theođiều kiện của nhà máy mà người ta sử dụng các phương pháp lên men kgác nhau.

Ở đây nhà máy sử dụng phương pháp lên men hiện đại vì phương pháp nàytiết kiệm được nhiều khoản cho phí mà chất lượng bia cũng chấp nhận được

2.2.6.2 Các giai đoạn lên men

Qúa trình lên men trãi qua hai giai đoạn:

- Lên men chính: Lên men rượu các đường có trong dịch lên men dưới tácdụng của các enzim của nấm men là quá trình chính trong len men bia Khi lên men

đã làm thay đổi thành phần hoá học của dịch lên men và nó được chuyển thành mộtloại nước uống thơm ngon gọi là bia

Lên men chính được đặc trưng được đặc trưng bằng sự lên men mạnh Trongthời kỳ này phần lớn đường lên men được chuyển thành rượu và CO2 Sản phẩm củaquá trình lên men chính là bia non

- Lên men phụ: Mục đích chính của giai đoạn này là lên men phần đường cònlại để bổ sung thêm CO2 cho bia và hoàn thiện chất lượng của bia

2.2.6.3 Phương pháp tiến hành

Dịch đường sau khi lọc được làm lạnh bằng thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏngđến nhiệt độ 100C Sau đó dịch đường được sục khí vô trùng để có hàm lượng oxy0.04g trong một lít dịch lên men và tiếp theo chuyển vào thiết bị lên men

Dịch đường đưa vào thiết bị lên men có thể chia làm 2-3 lần trong ngày phụthuộc vào năng suất của xưởng nấu Khi dịch đường chiếm 2-3% thể tích của thiết bịlên men thì cho men giống vào Men sử dụng ở đây có độ ẩm 88%, cho 0,9 lit mentương ứng 10 lít dịch đường Tiếp theo cho dịch đường vào đầy 85% thể tích củathiết bị thì ngừng và cho lên men

Hai ngày đầu thì khối dịch lên men có nhiệt độ 140C Nhiệt độ lên men yêucầu không vượt quá 140C Trong 3 ngày tiếp theo của quá trình lên men, phần trêncủa dịch lên men được giữ ở nhiệt độ 13-140C còn phần dưới hạ xuống 10-120C Vớinhiệt độ này của quá trình lên men người ta tiến hành chỉnh áp suất dư trong thiết bịđạt 0.4-0.5at Duy trì điều kiện này cho đến khi hàm lượng các chất hoà tan giảm

còn 2,2-2,6% thì kết thúc quá trình lên men chính, quá trình lên men chính kéo dài 7ngày.

Tiếp đến hạ nhiệt độ phần đáy xuống 20C, giữ nhiệt độ này hai ngày đêm chonấm men lắng xuống đáy Sau giai đoạn này mở hết các áo lạnh để làm lạnh bia nonxuống 0-20C và cho lên men phụ trong 5-7 ngày Sau khi lên men phụ kết thúc thìcặn nấm men được tách ra và bảo quản ở 0-10C Tiến hành nạp thêm khoảng 1g

CO2/1lít bia ở áp suất 4-5at, nhiệt độ 00C và kéo dài khoảng một ngày Bia sau khibão hoà CO2 được giữ trong thiết bị lên men một ngày ở nhiệt độ 0-50C Tiếp theobia được đưa đi lọc và thực hiện các công đoạn kế tiếp Tổng thời gian lên men là 15ngày

Thiết bị lên men sau khi đựơc giải phóng phải tiến hành rửa, sát trùng và rửabằng nước lạnh rồi mới tiến hành lên men mẻ sau [4]

2.2.7 Lọc bia

2.2.7.1 Mục đích

Trong quá trình lên men phụ và tàng trữ bia đã được làm trong một cách tựnhiên nhưng chưa đạt đến mức độ yêu cầu Màu đục của bia được lí giải bằng sựhiện diện của nấm men, của các hạt dạng keo, của các phức chất protein-polyphenol, của nhựa đắng và của nhiều hạt li ti khác Tất cả các cấu tử này sẽ làmgiảm độ bền của bia nếu nó cứ tồn tại trong đó Vì vậy muốn làm tăng độ bền củabia, làm tăng độ bền bảo quản khi chúng lưu hành trên thi trường cần phải loại bỏcác cấu tử gây đục cho bia bằng phương pháp nhân tạo Có hai giải pháp để làmtrong bia đó là lọc và li tâm

2.2.7.2 Chọn phương pháp lọc

Thông thường có 3 phương pháp làm trong bia sau:

 Lắng: Dựa trên tác dụng của trọng lực, bản thân các hạt cặn, kết tủa sẽlắng dần và tách ra khỏi bia

- Ưu điểm:

+ Đơn giản+ Có thể kết hợp đồng thời với quá trình lên men phụ (ở nhiệt độ thấp)

- Nhược điểm: Thời gian cần thiết để đảm bảo bia có độ trong nhất địnhthường khá dài.

 Ly tâm: Sử dụng lực li tâm để tách các chất kết tủa có khối lượng ra khỏibia Phương pháp này được sử dụng khi lượng nấm men có trong bia cần lọc rấtnhiều (lên men nổi, chu kì ngắn)

- Ưu điểm:

+ Thời gian làm trong ngắn

+ Có thể sử dụng trước khi đưa bia vào lên men phụ

+ Bia hầu như không thay đổi tính chất

- Nhược điểm:

+ Vốn đầu tư cao

+ Máy li tâm cần được bảo dưỡng thường xuyên

+ Có nguy cơ hoà tan oxy

+ Hao hụt nhiều

+ Áp suất tăng đột ngột (cần thiết phải có thùng điều khiển áp suất)

 Lọc: Sử dụng bộ phận lọc (màng lọc, lớp lọc) để tách cặn ra khỏi bia [3]Trong 3 phương pháp trên, phương pháp lọc có hiệu quả và thông dụng nhất

Ở đây nhà máy sử dụng máy lọc khung bản với chất trợ lọc là điatomit

2.2.7.3 Máy lọc khung bản

* Nguyên tắc hoạt động: Một máy lọc khung bản bao gồm các khung và bảnđược ngăn với nhau bằng các tấm giấy lọc phủ cả hai phía của bản Sau khi cáckhung và bản được ép sát nhau, khoảng khung giữa các khung sẽ là nơi chứa cáchuyền phù bột trợ lọc và bia cần lọc Lớp áo bột trợ lọc sẽ phủ lên bề mặt giấy lọc,bia trong được lọc và đi qua các tấm bản ra ngoài

Máy lọc khung bản có thể có bề mặt lọc lên đến 20-400m2, hiệu suất của máy

từ 70-1000 hl/h với khoảng 3,5 hl/m2 bã lọc Máy có thể chịu áp suất lên đến 6-8

KG [3]

Hình 2.6 Máy lọc khung bản [7]

2.2.7.4 Cách tiến hành

Đầu tiên, bột diatomit được trộn với nước vô trùng và chất chống oxi hoátheo một tỉ lệ nhất định và tạo thành dung dịch huyền phù Sau đó dung dịch nàyđược bơm vào máy lọc để tạo thành lớp diatomit trên vải lọc Sau đó bia được bơmvào để lọc qua lớp diatomit này Lúc đầu bia đục được hồi lưu lại và khi bia bắt đầutrong thì ta mới thu dịch

2.2.8 Ổn định bia sau khi lọc

2.2.8.1 Mục đích

Bia sau khi lọc bị tổn thất một lượng CO2 vì vậy cần phải có công đoạn ổnđịnh bia để bổ sung lượng CO2 đã mất

Để đảm bảo độ hòa tan tốt cần:

+ CO2 được bổ sung dưới dạng bột khí có kích thước càng nhỏ càng tốt.+ Ban đầu CO2 còn liên kết với các thành phần của bia một cách lỏng lẻo, cầnphải có một thời gian để các liên kết này trở nên bền vững

+ Chất lượng CO2 bổ sung phải đảm bảo không chứa O2 và vi sinh vật nhiễm.[3]

2.2.8.2 Cách tiến hành

Bia sau khi bão hòa CO2 được chứa trong các thùng chịu áp suất trong thờigian 2 đến 3 ngày để CO2 hòa tan hết vào bia Các thùng này được bố trí hệ thốnglàm lạnh sao cho hạ nhiệt độ của bia xuống 0-20C Đây là giai đoạn trung gian bảoquản bia trước khi chiết rót vì vậy thùng chứa được đảm bảo vệ sinh tuyệt đối

Trước khi đưa bia vào thùng, CO2 được đưa vào để đẩy O2 ra ngoài đồng thờitạo áp suất đủ lớn để hạn chế sự giải phóng CO2 ra khỏi bia

CHƯƠNG 3 TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM

3.1 Các số liệu ban đầu

+ Loại bia: Chai

+ Độ bia: BX = 11%

+ Năng suât phân xưởng: N= 50106 lít dịch lên men/ năm

+ Nhiệt độ lên men: 100C

+ Tỉ lệ hao hụt qua từng công đoạn

3.3.1 Tính cân bằng sản phẩm cho 600kg dịch lên men

3.3.1.1 Thể tích của 600kg dịch lên men

Nhiệt độ lên men: 100C

Khối lượng riêng của dịch đường 11% ở 200C là:

 3= 1044,13kg/m3 [1-tr58]

+ Thể tích của 600kg dịch lên men ở 200C là: