Báo cáo Thực tập tại nhà máy bia Vinaken

,9% chất khô của vỏ, khi bị thủy phân sẻ tạo nên inozit và acid phosphorid, đây là nguồn cung cấp photpho cho nấm men, thêm vào đó chính fitin làm tăng độ chua cho dịch cháo ở giai đoạn đường hóa. Vitamin: Chủ yếu là vitamin nhóm B ( B1, B2, B6 ) và vitamin C, PP2, tiền vitamin A,E, acid pantotenic, biotin, acid pholievic và nhiều dẫn xuất vitamin khác. Chất khoáng: P2O5 , SiO2 , K2O, MgO, CaO , Na2O, SO32-, Fe2O3,Cl. 2.2.2.2.5. Chất béo và lipid Hàm lượng chất béo và lipid chiếm 2,5-3% hàm lượng khô của hạt, tập trung chủ yếu ở phôi và lớp aloron. Những dầu béo này có màu vàng cafe nhạt và mùi thơm nhẹ. Các chỉ số của dầu béo: + Chỉ số acid: 16 + Chỉ số xà phòng: 181 + Chỉ số Iod: 125 Chất béo và lipid là nguyên nhân làm giảm độ bền keo của bia thành phẩm. 2.2.2.2.6. Enzyme Bản chất của enzyme cũng là protein. Chúng tham gia xúc tác các phản ứng hóa sinh trong hạt đại mạch. Trong hạt luôn có hai nhóm enzyme chính: Nhóm enzyme xúc tác cho quá trình oxy hóa khử: Chúng tham gia vào quá trình trao đổi năng lượng của tế bào sống khi hạt hô hấp hoặc phân hủy hiếm khí các glucid. Ở giai đoạn đầu của việc tạo malt chúng tăng cường hoạt động nhanh, trong quá trình sấy malt chúng hầu như bị phá hủy. Nhóm enzyme thủy phân: Có ba nhóm Nhóm enzyme thủy phân các hợp chất glucid: Diastase thủy phân các glucid có mạch polyme tương đối đơn giản như tinh bột. Sitase thủy phân các glucid có mạch polyme phức tạp hơn như hemixenlulose. Nhóm enzyme thủy phân protid: Trong nhóm này tiêu biểu có Proteinase xúc tác chuyển protid thành albumose và pepton. Peptiddase chuyển polypeptid và peptid thành acid amin. Amidase tác dụng deamin hóa các acid amin tạo thành các acid hữu cơ và vô cơ, đồng thời phá vỡ các mối liên kết amin (-CO-NH-) của các muối amin. Nhóm enzyme esterase: Tham gia làm vỡ các mối liên kết este giữa các hợp chất hữu cơ với nhau hoặc giữa hợp chất hữu cơ và vô cơ. Tiêu điểm có lipase thủy phân este của glycerin và một số loại rượu với các acid béo bậc cao. 2.2.3. Houblon và chế phẩm houblon 2.2.3.1. Giới thiệu chung về hoa houblon Các nguyên cứu cho thấy rằng bia đã được sản xuất từ những năm 70 trước công nguyên bởi người Babylon nhưng trong công nghệ sản xuất sơ khai ấy, hoa houblon chưa được sử dụng. Trong các tài liệu ghi chép lại, hoa houblon bắt đầu được sử dụng trong sản xuất bia tại Đức và Cộng Hòa Séc thời gian từ năm 1000-1200 và nước Anh sử dụng vào thế kỷ XIV. Hiện nay houblon được trồng rất rộng rãi cả Nam và Bắc bán cầu, để thành công trong việc trồng cây houblon cần phải đạt yêu cầu cả mặt kỹ thuật và điều kiện khí hậu. 2.2.3.2. Vai trò của houblon đối với công nghệ sản xuất bia Tên khoa học: Homalus Lupulus. Trong công nghệ sản xuất bia, houblon còn được gọi với tên gọi khác là hoa bia. Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản và là nguồn nguyên liệu chính không thể thay thế trong công nghệ sản xuất bia vì nó góp phần tạo mùi thơm, vị đặc trưng cho bia, houblon làm trong bia nhờ khả năng tạo bọt kết tủa protein, tăng độ bền sinh học của bia nhờ các chất kháng khuẩn, tăng khả năng giữ bọt cho bia thành phẩm. Ngoài ra, hoa houblon còn có tác dụng như một chất xúc tác làm giảm pH cho dịch đường (nhờ thành phần các acid đắng có trong hoa). Tạo pH phù hợp cho quá trình lên men. 2.2.3.3. Cấu tạo hoa houblon Houblon thuộc họ dây leo, sống lâu năm (30-40 năm), chiều cao trung bình từ 10-15m. Hoa houblon có hoa đực và cái trên một cây. Trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn, hoa đực không dùng vì lượng lupulin và chất đắng rất thấp. Cấu tạo của hoa gồm: Cuống hoa, cánh hoa và phấn hoa. Trong đó, cánh hoa chiếm 66-67%, cuống hoa chiếm 12-14%, phấn hoa chiếm 19-20% trọng lượng của hoa. Hoa có hình quả trứng, dài từ 3- 4 cm, khi chín có màu vàng đến vàng ong. 2.2.3.4.Thành phần hóa học của houblon Bảng 2.1. Thành phần hóa học của hoa houblon Thành phần Tỷ lệ Thành phần Tỷ lệ Nước 10,0 Acid amin 0,1 Tổng Chất Đắng 15,0 Protein 15,0 Tinh Dầu Phấn 0,5,0 Chất béo 3,0 Tanin 4,0 Tro 8,0 Đường Khử 2,0 Pectin 2,0 Xenlulose,lignin và những chất còn lại 40 Trong thành phần trên, các hợp chất đắng, tinh dầu phấn hoa đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bia. Ngoài ra, các thành phần khác như tanin, protein, đường khử cũng có ý nghĩa nhất định trong các bước công nghệ. - Chất đắng: Là thành phần có giá trị nhất của hoa houblon, tạo vị đắng đặc trưng, tham gia vào sự tạo thành bọt và giúp bảo quản bia được lâu Chất chát tannin: Hàm lượng trung bình khoảng 4% trọng lượng hoa, tanin có vai trò nhất định trong quá trình công nghệ, từ đó ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến chất lượng bia. Hoa houblon bắt đầu chín thì hàm lượng tanin trong hoa cũng bắt đầu giảm. Tồn tại trong hoa như những hạt bụi màu xám, dễ dàng hòa tan trong nước nóng, acetone, etanol, methanol. - Tinh dầu Tinh dầu phấn hoa houblon chiếm từ 0,17-0,65% trọng lượng hoa, chủ yếu thuộc nhóm tecpen (C5H8)n và một phần là các cấu tử có mang oxy, đại diện chính là geraniol (C10H18O). Tinh dầu hoa ở điều kiện gia nhiệt nhẹ dễ bị oxy hóa, khi đó tác dụng gây mùi sẽ thay đổi nhiều, thậm chí tạo ra mùi không phù hợp cho sản phẩm bia như mùi tỏi. Các tinh dầu có nhóm – OH dễ tác dụng với các thành phần acid béo thành những este phức tạp. Trong quá trình bảo quản, những hợp chất khác nhau của tinh dầu sẽ bị thủy phân một phần, dẫn đến thay đổi tính chất gây thơm có hại cho bia. Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, đại bộ phận những cấu tử gây hương đều bay hơi hết, song một số cấu tử khác lại biến đổi hình thành những sản phẩm mới bền hương hơn tồn tại trong bia. 2.2.3.4. các dạng hoa houblon trên thị trường Trên thị trường hiện nay phổ biến ba dạng hoa houblon: dạng cánh hoa khô, dạng viên, và dạng cao trích ly. a. b. Hình 2.4. Hoa houblon (a- hoa houblon, b- houblon dạng viên) Dạng cánh hoa khô: Hoa đã được sấy khô đến độ ẩm < 13%, sau đó được ép chặt thành bánh, bọc kín trong các loại giấy đặc biệt mà không khí không thẩm tích qua được, đồng thời có thể nạp thêm khí trơ để ngăn tối đa tình trạng giảm chất lượng trong quá trình bảo quản. Dạng hoa houblon hạt, viên: Để thuận lợi cho vận chuyển và bảo quản, ta có thể nghiền nát hoa khô thành dạng bột, sau đó cho vào máy ép viên định hình để thu gom thể khối chúng lại, gói kín những viên houblon này trong các bọc giấy đặc biệt có nạp thêm khí trơ giống như cánh hoa. Dạng hoa cao trích ly: Dùng dung môi hữu cơ như hecxan, methanol, metylen chlorit hoặc tricloetylen để trích ly chất đắng trong hoa ra dung môi, sau đó bằng biện pháp thích hợp tách dung môi sẽ thu được dung dịch cao houblon sệt có màu xanh lá cây đậm. Giá trị hoa houblon trong công nghiệp căn cứ vào tổng hợp chất đắng, tinh dầu và tanin có trong hoa. Đối với chất đắng thường dựa vào phần α - acid đắng (tính theo % trọng lượng hoa). 2.2.4. Nấm men Nấm men là vi sinh vật đơn bào thuộc giống Saccharomyse có hình cầu hoặc hình elip, kích thước 6- 9 µm. Sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi, phân cách hoặc tạo bào tử. Nấm men phát triển tốt ở nhiệt độ 8- 250C. Vai trò của nấm men trong sản suất bia Là một tác phẩm cần thiết không thể thiếu được trong quá trình lên men bia. Chuyển hóa cơ chất trong dịch đường thành các sản phẩm chính (rượu etylic và CO2) và các sản phẩm phụ (aldehid, rượu bậc cao…) tồn tại trong bia sau này. Các đặc tính cơ bản về nấm men bia Nấm men là cá thể đơn bào có cấu tạo tương đối phức tạp và không có khả năng quang hợp. Sinh sản bằng phương pháp nảy chồi hoặc tự phân đôi tế bào. Nấm men dùng cho sản xuất bia thuộc giống Saccharomyces, chúng có khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng trong môi trường nước mạch nha như các loại đường hòa tan, hợp chất nitơ (acid amin, peptid) vitamin các nguyên tố vi lượng… qua màng tế bào. Nấm men là loại hô hấp tùy tiện, sự tạo thành rượu theo cơ chế emben- Mayerhof- Parnas (hay còn gọi là quá trình đương phân glycolytic) theo cơ chế này thì 1g glucose sẽ tạo ra 0,51g rượu etylic và 0,49g CO2 trên thực tế một phần glucose tiêu tốn cho quá trình tăng sinh khối nên 1g glucose chỉ tạo ra 0,46g rượu etylic và 0,44g CO2. Hiện nay nấm men bia có 2 loại chính là S.carlsbergensis (chủng lên men chìm) và S.cereviceae xét về mặt hình thái thì giữa chúng không có gì khác nhau, nhưng xét về mặt đặc điểm sinh hóa giữa chúng có sự khác nhau, dựa vào năng lực lên men đường disaccharit melibiose của chúng. Ở loài S. carlsbergensis có chứa gen MEL các gen này tạo ra enzyme ngoại bào là α galactodase (melibiase) có khả năng chuyển hóa đường melibiose (gồm có đường glucose và galactose) trong khi đó S.cereviae không có chứa gen MEL do đó không có khả năng chuyển hóa đường melibiose. Cũng có thể dựa vào nhiệt độ để phân biệt sự khác nhau giữa chúng, chủng lên men nổi có thể phát triển ở nhiệt độ 370C, còn chủng lên men chìm thì không thể lên men ở nhiệt độ này. Theo công nghệ sản xuất bia truyền thống: Chủng nấm men chìm lên men ở nhiệt độ 7- 150C ở nhiệt độ 00C nấm men chìm vẫn hoạt động. Sau khi lên men xong các tế bào nấm men kết lại và lắng xuống đáy. Chủng nấm men nổi lên ở nhiệt độ 18- 220C, ở nhiệt độ dưới 100C hoạt tính nấm men giảm mạnh. Sau khi lên men xong các tế bào nấm men kết thành chùm bị hấp thu vào khí CO2 và nổi lên trên bề mặt. Hình thái nấm men Tế bào nấm men có kích thước rất bé (5- 10µ) nên không thể quan sát tế bào nấm men bằng mắt thường. Muốn thấy được phải quan sát dưới kính hiển vi. Tế bào nấm men có hình ô van, màu trắng ngà. Để nhận biết tế bào già hay tế bào con dựa vào sẹo chồi, nếu tế bào có quá nhiều sẹo chồi thì chứng tỏ tế bào đó đã già, nếu tế bào không có hoặc có ít sẹo chồi thì tế bào đó vẫn đang trong giai đoạn phát triển. Thành tế bào có cấu trúc bền cùng với chiều dài khoảng 25nm, chiếm khoảng 25% trọng lượng tế bào, thành tế bào được cấu tạo bởi hai thành phần chính là glucan và mannan, ngoài ra còn có chitin và một ít protein. Glucan là một polyme phức tạp của các tiểu phần đường glucose, mặc dù có cấu trúc không gian, nhưng glucan nằm chủ yếu mặt trong thành tế bào tiếp giáp màng nguyên sinh chất, glucan là thành phần chủ yếu cấu tạo nên thành tế bào, nên mất đi phần này thì thành tế bào sẽ bị phá hỏng hoàn toàn. Mannan là một polyme phức tạp của đường manose, chúng chủ yếu tập trung mặt ngoài của thành tế bào nhưng không phải là thành chủ yếu cấu tạo nên thành tế bào bởi vì khi loại bỏ phần này đi thì hình dạng của thành tế bào không biến đổi. Chitin là thành phần hydratcacbon lớn thứ ba thành tế bào, là một polyme của N acetyl glucosanmin, chitin nằm sát các vết sẹo chồi, chitin là thành phần tạo nên vòng xung quanh vết sẹo chồi. Protein chiếm khoảng 10% trọng lượng khô của thành té bào, ít nhất cũng có một số protein tồn tại đưới dạng một số enzyme có liên kết với thành tế bào.Ví dụ như glucanaza và mannaza là tác nhân gây sự mềm hóa ở thành tế bào để các chồi non có thể phát triển được. Trong số các enzyme invertase, alkalin photphotase và lipase thì invertase là enzyme có mang bản chất mannoprotein, thành phần mannan chiếm tới 50% và đóng vai trò quan trọng tạo nên sự bền vững của phân tử enzyme. Phần nhiều các protein còn lại trong thành tế bào kết hợp với mannan, điều này có thể do mannan là hợp chất đóng vai trò cấu trúc cũng như enzyme trong thành tế bào. Ngoài ra đặc tính kết chùm của tế bào cũng chịu ảnh hưởng bởi cấu trúc mannoprotein của thành tế bào. 2.2.5. Thế liệu 2.2.5.1. Giới thiệu chung về thế liệu a. Vai trò của nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia Trong sản xuất bia, việc dùng thế liệu thay cho malt tùy thuộc vào điều kiện chủ quan và khách quan, có thể nhằm các mục đích sau: Hạ giá thành sản phẩm Cải thiện một vài tính chất cảu sản phẩm Tạo ra chủng loại bia có các mức độ phẩm cấp chất lượng khác nhau Theo đơn đặt hàng của người tiêu dùng. b. Một số đặc tính của nguyên liệu thay thế Gạo: Về khả năng thay thế của malt đại mạch trong sản xuất bia thì gạo là loại ngũ cốc được dùng nhiều hơn cả. Gạo được sử dựng nhiều ở các nước Châu Á hoặc Vùng Trung Đông. Trong thành phần chất khô của gạo thì tinh bột chiếm 75%, 8% protein, 1-1,5% chất béo, 0,5- 0,8% cellulose, 1-1,2% chất khoáng. Hình 2.5. (a- cây lúa, b- gạo) Gạo được coi là một thế liệu hàng đầu trong sản xuất bia, do hàm lượng glucid và protein khá cao, khả năng chuyển hóa thành chất hòa tan tốt (có thể đạt đến 90% chất khô) Cũng giống như đại mạch, hạt thóc bao gồm các bộ phận: Vỏ trấu, vỏ quả, vỏ hạt, lớp aloron, nội nhũ và phôi. Có thể sử dụng thóc để sản xuất bia sau khi đã ươm mầm. Khi tiến hành ươm mầm và đường hóa ta nên chú ý các đặc điểm sau: + Khối lượng vỏ của thóc nhiều, hàm lượng polyphenol cao, cho nên khi ngâm hạt nên sử dụng nước có độ cứng cacbonat cao. + Vỏ thóc dày, vì vậy thời gian ngâm kéo dài đến 3 ngày, ngâm ở nhiệt độ từ 12- 180C. + Đường hóa ở nhiệt độ 670C và dịch hóa ở 770C. Bắp: Sử dụng ở các nước Mỹ la tinh hoặc Châu phi. Đặc tính của hạt bắp là có phôi hạt khá lớn, chiếm khoảng 9- 15% trọng lượng của hạt vì vậy thành phần hóa học của bắp khác nhiều so với gạo và đại mạch, cụ thể tính theo % trọng lượng hạt: W=10-11, glucid = 66-70, protid =10-12, chất béo = 5-5,5, cellulose = 2-2,5, tro =1,5-2. Chất béo có trong phôi với hàm lượng khá cao (23-45% trọng lượng phôi) nên thường làm giảm chất lượng kỹ thuật cao của bia, giảm độ bền bột bia, khi bia bị oxy hóa thì cho mùi khó chịu. Do đó, khi dùng bắp làm thế liệu cần phải bỏ phôi cùng vỏ hạt. Tinh bột của bắp và gạo khá bền vững dưới tác dụng phân giải của enzyme amylase Gạo mì: Do đặc tính của gạo mì không có trấu như hạt đại mạch, mặt khác hàm lượng gluten quá cao, vì vậy muốn dùng gạo mì làm thế liệu cho malt đại mạch thường phải cho ươm mầm sẽ gây trở ngại cho quá trình lọc dịch đường và lọc bia, dịch khó trong theo yêu cầu. Đậu: hàm lượng tinh bột trong đậu không lớn, thường nhỏ hơn 40% trọng lượng. Vì vậy trong nấu bia người ta không sử dụng đậu với vai trò là nguyên liệu thay thế cho malt mà với ý nghĩa khác. Trong đậu chứa các glucozit có tính saponin, làm cho bia có khả năng tạo bọt mạnh. Trong đậu còn chứa các vitamin: A1, B1, B2, C, E, K, và các chất kích thích tăng trưởng đối với nấm men. Hàm lượng enzyme trong đậu cao hơn nhiều so với enzyme đại mạch. Đường saccharose: Được sử dụng như nguồn thế liệu cao cấp. Đưa trực tiếp dưới dạng tinh thể vào nồi đun sôi với hoa hoặc đưa vào dưới dạng siro trong quá trình chiết bia (đối với các loại bia ngọt). Đường glucose: dưới dạng bột tinh thể, thu được từ phương pháp thủy phân tinh bột bằng acid. Trong thực tế rất ít dùng vì giá thành nguồn nguyên liệu này rất cao, không đáp ứng giá trị kinh tế. 2.2.6. Các chất phụ gia Trong công nghệ sản xuất bia, ngoài những nguyên liệu không thể thiếu được như đã trình bày như trên, người ta còn phải dùng đến nguyên liệu hoặc các hóa chất phụ. Tùy theo yêu cầu công nghệ mà mà sử dụng các chất với hàm lượng khác nhau. Tuy nhiên, ta gọi chung nhóm nguyên liệu này là chất phụ gia và chia thành 2 nhóm chính: + Nhóm phụ gia gián tiếp: Bao gồm tất cả các hóa chất được sử dụng trong qui trình công nghệ, song không được phép có trong thành phần sản phẩm. Ví dụ: các loại bột trợ lọc, các hóa chất dùng vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng như H2SO4, NaOH, KMnO4,… + Nhóm phụ gia trực tiếp: gồm tất cả các nguyên liệu và hóa chất được phép có mặt trong thành phần sản phẩm với sự kiểm soát chặt chẽ hàm lượng cho phép. Ví dụ: nhóm hóa chất sử lí độ cứng, điều chỉnh độ kiềm của nước nấu bia như CaCl2, Na2SO4, HCl….Nhóm hóa chất đưa vào ngăn chặn quá trình oxy hóa những thành phần như acid ascobic, H2O2,… PHẦN 3 3.1. Qui trình sản xuất Sản phẩm Malt lót Nghiền Gạo Xử lý CO2 Cặn Bột trợ lọc Thu hồi nấm men Nấm men Men Xử lý nấm men Thu hồi CO2 Cặn Caramen Cao houblon Cặn Làm lạnh Lên men chính Lên men phụ Lọc trong Bão hòa CO2 Đóng chai Dán nhãn Lắng trong Làm nguội Houblon hóa Lọc tách bã và rửa bã Đường hóa Hồ hóa Nghiền Dịch hóa Đạm hóa Malt Nước Thanh trùng Sơ đồ 3.1 Qui trình công nghệ sản xuất bia chai VINAKEN 3.2. Thuyết minh qui trình 3.2.1. Nghiền 3.2.1.1. mục đích, yêu cầu và cơ sở lý thuyết Mục đích của quá trình nghiền malt là: đập nhỏ hạt nguyên liệu thành nhiều mảnh để tăng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu với nước, làm cho nước xâm nhập vào nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình thủy phân diễn ra nhanh chóng và triệt để hơn. Yêu cầu: nghiền hạt malt sao phần nội nhủ dập nhỏ nhưng phần vỏ hạt giữ càng nguyên vẹn càng tốt nhằm tránh các chất như tanin, lignin hòa tan vào dịch bia và làm giảm chất lượng của bia thành phẩm. Mặt khác, lớp vỏ malt này có thể sử dụng như một chất trợ lọc, do cấu trúc vỏ chủ yếu là xenlulose nên khi lọc vỏ trấu được xếp cồng kềnh tạo thành mao quản nhằm giúp quá trình lọc bia tốt hơn. Cơ sở lý thuyết: cấu tạo của hạt malt gồm vỏ và nôi nhủ. Hai hợp phần này khác nhau về thành phần, tính chất vật lý, cơ lý, hóa học và cũng khác nhau chức năng và vai trò trong công nghệ sản xuất dịch đường. Vỏ của hạt: cấu tạo chủ yếu từ xenlulose, lignin, các hợp chất polyphenol, chất khoáng chất màu, chất đắng và một ít pentozan. Xellulose là hợp chất không hòa tan trong nước và không bị thay đổi cấu trúc dưới tác dụng của enyme amylase, protease trong quá trình thủy phân; các chất còn lại ảnh hưởng trực tiếp đến dịch đường, làm cho dịch đường có vị đắng chát khó chịu. Nếu nghiền vỏ hạt càng mịn lượng chất đắng chát trích ly vào dịch đường càng nhiều. Vỏ trấu cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình lọc trong. Nếu kích thước càng mịn sẽ gây bít các mao quản khiến cho quá trình lọc trở nên khó khăn hơn. Nội nhũ: Nội nhũ của malt chủ yếu gồm: tinh bột, dextrin, đường, protein. Các hợp phần này trong quá trình đường hóa dưới tác dụng của enzyme sẽ chuyển thành các hớp chất có phân tử lượng bé, dễ hòa tan và là nguồn thức ăn chính cho nấm mốc trong quá trình lên men. Vì vậy, quá trình thực hiện sao cho phần nội nhũ được nghiền nhỏ. 3.2.1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị nghiền a. Thiết bị nghiền malt: Hệ thống cấu tạo như hình vẽ. Rulô nghiền được chế tạo bằng thép hoặc gang, mặt nhẵn. Có 2 phương pháp nghiền malt là nghiền khô và nghiền ướt. Cấu tạo thiết bị nghiền malt 1. Phểu tiếp liệu 2. Tấm gạt kim loại3. Trục nghiền4. Vỏ máy5. Vít hiệu chỉnh6. Motor7. Cửa tháo liệu 8. Chân đỡ Hình.3.1.Thiết bị nghiền malt hai cặp trục Nguyên lý hoạt động: Malt được cấp vào phễu nhập liệu, xuống cặp trục nghiền thứ nhất chúng bị ép vỡ, vỏ hạt được tách ra, nội nhũ bị thoát ra ngoài và được làm nhỏ. Sau đó, nguyên liệu rơi xuống cặp trục nghiền thứ hai và tiếp tục nghiền nhỏ phần nội nhũ. Mặc dù malt qua hai cặp trục nghiền nhưng do nguyên lý hoạt động của hai cặp trục này là quay ngược chiều nhau nên vỏ malt không bị nghiền nát, khác với thiết bị nghiền đĩa. b. Thiết bị máy nghiền gạo (thiết bị nghiền đĩa): Cấu tạo thiết bị gồm một sàng phân loại, trong đó có một Roto quay. Phía trên Roto lắp nhiều đĩa, trên mỗi đĩa gắn nhiều lưỡi dao bằng thép. Phễu nhập liệu Tấm gạt kim loại Vỏ máy Đĩa Lưỡi búa Bulông Motor Dây curoa Sàng Cửa tháo liệu chân đỡ Hình 3.2. Thiết bị nghiền đĩa Nguyên lý hoạt động: Tương tự như thiết bị nghiền malt nhưng thay vì nghiền trục thì trục nghiền gạo ta dùng thiết bị nghiền đĩa. Gạo khi đưa vào sẽ bị lưỡi búa đập vào và cắt nhỏ rồi đưa xuống sàng, hạt gạo sau nghiền đạt kích thước thì thu hồi ở cửa tháo liệu. Gạo chưa đạt kích thước tiếp tục đẩy lên thực hiện quá trình đập, cắt. 3.2.2. Quá trình thủy phân (Qúa trình dịch hóa) 3.2.2.1. Mục đích công nghệ Tạo điều kiện tối thích về nhiệt độ, pH của môi trường để hệ enzyme thủy phân có trong malt phân cắt các hợp chất cao phân tử thành sản phẩm có phân tử thấp, hòa tan bền vững tạo thành chất chiết của dịch thuỷ phân và là nguồn dinh dưỡng cho nấm men trong quá trình lên men. 3.2.2.2. Cơ sở lý thuyết Các hệ enzyme trong quá trình thủy phân: + α – amylase: xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết α – 1,4- glucid của tinh bột. Nhiệt độ thích hợp là: 720C pHopt : 5,5 – 5,8 Sản phẩm tạo thành chủ yếu là dextrin, một ít glucose và maltose. + β – amylase: Xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết α – 1,4- glucocid theo từng cặp trên toàn mạch amylose và amylopectin, bị ngừng lại khi gặp liên kết α – 1,6- glucocid. Nhiệt độ thích hợp là: 650C pHopt : 4,8 – 5,0 Sản phẩm tạo thành chủ yếu là maltose. + γ – amylase: Xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết α – 1.4- glucocid và α – 1.6- glucocid trên toàn mạch amylose và amylopectin. Nhiệt độ thích hợp là : 750C pHopt : 5,5 Sản phẩm tạo thành chủ yếu là glucose, maltose. + Proteinase: xúc tác chuyển protid thành albumoza và pepton. Nhiệt độ thích hợp là 500C, pH 4,6 – 5,0. + Peptidase: chuyển polypeptid và peptid thành acid amin. a. Quá trình hồ hóa: Dịch phối trộn (gạo và nước) được bơm từ thiết bị chứa sau khi nghiền vào nồi gạo, bổ xung 250g CaCl2, 300ml H2SO4, tiến hành gia nhiệt đến 720C giữ trong 20 phút để cho hệ enzyme α- amylase hoạt động thủy phân tinh bột, tiếp tục gia nhiệt lên 830C giữ trong 10 phút để tinh bột được hồ hóa, dùng nước hạ nhiệt độ xuống 720C giữ trong 20 phút (bổ xung thêm 300ml enzyme termamyl) để tiếp tục thủy phân tinh bột, sau đó gia nhiệt lên 1000C giữ trong 10 phút nhằm thanh trùng dịch và vô hoạt enzyme. Cho nước lạnh vào để hạ nhiệt độ nồi gạo xuống chuẩn bị cho quá trình đạm hóa. Hình 3.3. Nồi nấu gạo b. Quá trình đạm hóa: Dịch phối trộn (malt và nước) được bơm từ thiết bị chứa sau khi nghiền vào nồi nấu malt, bổ xung 300ml acid lactic, gia nhiệt lên 500C giữ trong 10 phút để tạo điều kiện tối ưu cho enzyme protease hoạt động phân cắt các liên kết peptid, thủy phân protein thành peptid đơn giản và các acid amin. 3.2.2.3. Yêu cầu chất lượng dịch hóa: Tinh bột không còn sót lại trong dịch. Dùng phương pháp thử Iod để kiểm tra xem còn tinh bột chưa được thủy phân sót lại trong dịch hay không. Nếu nhỏ vài giọt iot vào dịch mà có màu xanh tím lượng tinh bột vẫn chưa được thủy phân hoàn toàn. Nếu sau khi nhỏ iot mà màu vàng cánh gián không thay đổi thì yêu cầu chất lượng dịch thủy phân. 3.2.3. Quá trình đường hóa Quá trình đường hóa bắt đầu khi ta trộn dịch hồ hóa vào trong nồi malt lúc này nhiệt độ đạt 650C giữ nhiệt độ này trong 40 phút để cho hệ enzyme β- amylase xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết 1,4 glucocid theo từng cặp trên toàn mạch amylose và amylopectin sản phẩm tạo thành chủ yếu là maltose, tiếp tục gia nhiệt lên 750C giữ trong 30 phút để hệ enzyme γ- amylase xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết 1,6-glucocid trên toàn mạch amyloseza và amylosepectin sản phẩm tạo thành chủ yếu là glucose, maltose. Kết thúc quá trình đường hóa; gia nhiệt lên 760C bơm sang công đoạn lọc tách bã. 3.2.4. Quá trình lọc tách bã và rữa bã a. Mục đích công nghệ: Lọc trong dịch đường, thu hồi triệt để dịch đường trong bã để chuẩn bị làm thức ăn cho nấm men trong công đoạn lên men. Tách pha rắn ra khỏi lỏng để thu lấy dịch đường. b. Cơ sở lý thuyết: Thành phần của dịch cháo sau khi kết thúc quá trình đường hóa gồm 2 hợp phần: pha rắn và pha lỏng. Pha rắn (hay còn gọi là bã malt): gồm các cấu tử không hòa tan của bột nghiền. Pha lỏng (nước nha, dịch đường): Bao gồm nước và các hợp chất thấp phân tử được trích ly hoàn toàn trong đó. Để hai tách riêng biệt khỏi hỗn hợp dịch cháo, phương pháp thông thường là nén chúng lên những vật cản có cấu trúc dạng lưới. Các phần tử của pha rắn bị giữ lại trên lưới còn pha lỏng đi qua. Khi các pha rắn được giữ lại chúng sẽ tạo thành lớp lọc phụ. Cấu trúc và độ dày của lớp lọc phụ đóng vai trò quan trọng đến chất lượng dịch sau khi lọc và tiến trình lọc. Quá trình lọc bã malt được tiến hành theo hai bước: Đầu tiên, ép để tách dịch cốt. Bước thứ hai là rữa bã để thu hồi tất cả những phần dinh dưỡng còn bám lại trong bã. Quá trình chiết rút chất hòa tan ở giai đoạn rữa bã dựa trên cơ sở của sự khuếch tán. Lớp lọc phụ được hình thành do pha rắn (bã malt). Bên trong lớp bã tạo thành nhiều mương dẫn “ziczac” với kích thước và mật độ khác nhau. Số lượng mương dẫn, kích thước và hình dạng của chúng có ý nghĩa quyết định đến tốc độ lọc và dịch trong của đường. Mặt khác, cấu trúc hệ thông mương dẫn lại phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trong đó yếu tố quan trọng nhất là mức độ nghiền của nguyên liệu. Nếu quá trình nghiền nguyên liệu là nghiền mịn, kích thước phân tử trong bột nghiền bé thì bã malt sẽ tạo thành lớp lọc nén chặt, kích thước các mương dẫn rất bé, các mương này rất dễ bị ngẽn khi có một phần tử kích thước lớn rơi vào. Sự tắc các mao dẫn sẽ dấn đến giảm tốc độ lọc. Tốc độ lọc và độ trong của dịch đường phụ thuộc vào các yếu tố nhiệt độ lọc, độ nhớt, và mức độ nghiền của vỏ nguyên liệu: Nếu nhiệt độ của dịch cháo tăng thì tốc độ lọc cũng tăng. Nhiệt độ liên quan đến độ nhớt của dịch cháo,nhiệt độ tăng thì độ nhớt của dịch cháo sẽ giảm nên quá trình lọc được thực hiện dễ dàng hơn. Nếu vỏ malt được nghiền thô, phần bã của chúng sẽ tạo ra một lớp lọc xốp. Như vậy quá trình lọc dễ dàng. Nếu vỏ malt được nghiền mịn, kích thước các phân tử trong bột nghiền bé thì bã m