Đề tài Công nghệ sản xuất bia tại công ty bia Hoàng Sâm

i với công nghệ sản xuất bia. Nấm men đóng vai trò rất quan trọng trong CNSX bia. Bởi vì thông qua các quá trình trao đổi chất của tế bào nấm men bia chính là quzá trình chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm hay nói cách khác là quá trình chuyển hóa dịch đường thành rượu, bia và các sản phẩm phụ khác. Nấm men cùng với quá trình lên men là yếu tố quyết định đến chất lượng bia thành phẩm. 4.5.3. Các thông số trong quá trình lên men của công ty. - Công ty sử dụng loại nấm men chìm trong công nghệ lên men. - Các thông số trong quá trình: Ngày Độ cứng Độ chua pH Áp suất 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 10 8 6 4 3 2.7 2.5 2 – 2.5 1.0 1.1 1.2 1.25 1.3 1.3 1.3 1.5 < 1.3 5.6 5.2 5.2 5.0 4.7 4.5 4.5 4.5 4.2 0 0 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 1.2 1.2 4.6 CÁC NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ GIA KHÁC. Đây là nguyên liệu được dùng với một lượng nhỏ nhưng nó lại có vai trò đáng kể trong sản xuất bia. Tuy nhiên khi dùng các chất phụ gia cần phải tuân thủ các định về sử dụng phụ gia trong thực phẩm. Tại xưởng thực nghiệm lên men của người ta sử dụng các phụ gia sau : H2SO4 (Acid sulphuric): Được sử dụng trong lúc nấu gạo nhằm tăng khả năng phân giải tinh bột và hạ thấp pH của dịch đường. CaCl2 (calciumchlorua): dùng trong nấu malt để điều chỉnh pH, cung cấp ion Ca2+ , tăng độ bền nhiệt cho enzyme a-amylase, giúp cho quá trình đường hoá xảy ra triệt để hơn, tăng khả năng trao đổi chất của nấm men trong tổng hợp protein. Đồng thời CaCl2, còn giải phóng ra ion Cl làm cho bia có vị đậm đà hơn, ổn định thành phần sinh học của bia. Nhưng cần lưu ý nếu cho quá nhiều sẽ tạo cặn trong thiết bị, khó vệ sinh. Acid lactic: cho vào khi nấu malt, nó có tác dụng điều chỉnh pH và khử độ cứng cacbonat của nước. Caramel: tăng cường độ màu cho bia khi có sử dụng thế liệu, tăng hàm lượng đường cho nước nha. Màu caramel được cho vào khi đun sôi dịch đường với hoa houblon. Bột diatomit: là chất trợ lọc được dùng trong lọc trong bia bằng máy lọc ống. NaOH: là chất tẩy rửa dùng để vệ sinh thiết bị. NaCl: là các tác nhân lạnh. Các hoá chất tinh khiết dùng trong phòng thí nghiệm (phòng kỹ thuật công nghệ). 5. KỸ THUẬT SẢN XUẤT DỊCH CHUẨN BỊ LÊN MEN. 5.1. CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU. 5.1.1. Mục đích và cơ sở lý thuyết của quá trình nghiền. 5.1.1.1. Mục đích. Quá trình nghiền là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần của nội nhũ nhanh hơn, tăng diện tích tiếp xúc của enzyme với cơ chất, thúc đẩy quá trình đường hoá, hồ hoá và các quá trình thuỷ phân khác nhanh và triệt để hơn. 5.1.1.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình nghiền. Malt có thành phần cấu tạo chủ yếu là vỏ và nội nhũ. Phần vỏ có cấu tạo chủ yếu gồm cellulose, lignin, tanin, các hợp chất polyphenol các chất khoáng. Ngoài ra còn chứa thêm một ít pentozan, các chất màu và các chất khoáng. Cellulose và lignin là những chất không hoà tan trong nước, không thay đổi đáng kể trong quá trình thuỷ phân, còn các chất như tanin, chất đắng, tro thì hoà tan vào dung dịch tạo vị không bình thường cho nước nha, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Nếu vỏ nghiền càng nhỏ, lượng chất đắng và chát càng dễ hoà tan vào dịch đường. Vì vậy trong quá trình nghiền càng bảo toàn nguyên vẹn vỏ bao nhiêu thì càng tốt bấy nhiêu mặt khác, sau khi đường hoá khối cháo phải qua khâu lọc tách bã khỏi pha lỏng. Nhưng có vỏ trấu lớp màng lọc được kết cấu rất chắc nhưng vẫn đảm bảo đủ độ xốp để tạo thành các mương mao dẫn đường ziczăc. Do chênh lệch áp suất, dịch đường ở phía trên màng lọc sẽ chạy theo các đường ziczăc này, xuyên qua lớp lọc, đạt đến độ trong các thiết và giải phóng khỏi hỗn hợp. Nếu vỏ trấu có kích thước quá bé thì độ dài đường ziczăc sẽ ngắns hơn, khả năng lọc trong sẽ kém hơn, các mương dẫn dễ bị tắc, hiệu quả lọc của quá trình lọc không sao. Nội nhũ của malt chứa chủ yếu là tinh bột, dextrin, đường, protein, các sản phẩm thuỷ phân của protein và nhiều hợp chất khác. Các hợp chất này là nguồn chính của cấp chất hoà tan cho dịch đường. Trong quá trình đường hoá cũng chịu tác động của nhiều enzyme để chuyển hoá thành các hợp chất thấp phân tử dễ hoà tan. Vì vậy, phần nội nhũ càng nghiền nhỏ càng tốt nhưng phần nội nhũ được nghiền nhỏ phải nằm trong vỏ, càng ít bật ra khỏi vỏ càng tốt. Nếu làm tốt khâu nghiền thì việc lọc dung dịch trong ly sẽ dễ dàng vì bột nội nhũ nằm phần nhiều trong vỏ và không tung ra ngoài bịt kín lỗ trọc. Gạo là thế liệu hàng đầu trong sản xuất bia cho hàm lượng glucid cao, khả năng chuyển hóa thành chất hoà tan tốt. Gạo có thể thay thế cho malt đến 50 %. Tuy nhiên gạo không thể thay thế hoàn toàn cho malt vì trong gạo không có hệ enzyme thuỷ phân protein. Trong quá trình nghiền gạo càng mịn tốt vì hạt tinh bột cứng (không khâu ươm mầm) nên khó bị phá vỡ và lâu chín. 5.1.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị nghiền. 5.1.2.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị nghiền malt. Cấu tạo : Máy nghiền búa và nghiền trục Là một máy nghiền trục gồm có phễu nhập liệu, ở phía trên dưới phễu nhập có van điều chỉnh để điều lưu lượng nguyên liệu vào, có hai cặp trục rulo nguyên được chế tạo bằng thép, hai cặp rulo được lắp song song nhưng cặp trên có khe hở hai trục lớn hơn cặp dưới, đồng thời trên bề mặt trục có nhiều khe rãnh hơn. Cặp rulo phía dưới có bề mặt nhẵn hơn, ít khe rãnh hơn. Giữa hai cặp rulo có máng dẫn để đưa nguyên liệu từ cặp trên xuống cặp dưới. Hai cặp trục được nối với nhau bởi dây xích và bánh răng. Hệ trục được bao bọc bên ngoài bằng một vỏ bằng thép. Phía dưới là phễu tháp liệu. Dưới cùng là một moteur điện lắp bên ngoài thiết bị được nối với cặp trục thứ hai bới các dây curoa. Toàn bộ hệ thống được gắn trên chân đỡ cố định. Nguyên lý hoạt động : Nguyên liệu đưa vào phiễu nhập liệu và qua van điều chỉnh đi xuống cặp trục thứ nhất, ở đây hai trục quay ngược chiều nhau cùng với khe rãnh tạo ra lực ma sát xé rách vỏ malt và nội nhũ được nghiền sơ bộ. Bán thành phẩm theo máng dẫn xuống cặp trục thứ hai. Nhờ bề mặt ít khe rãnh hơn cặp trục thứ nhất giúp nội nhũ được nghiền mịn hơn nhưng vẫn không làm nát vỏ malt. Moteur hoạt động làm cho cặp trục thứ hai quay. Khi cặp trục thứ hai quay kéo theo cặp trục thứ nhất cũng quay thông qua bánh răng và dây xích. Sản phẩm nghiền được đưa ra ngoài ra phễu tháo liệu. 5.1.2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị nghiền gạo. Cấu tạo : Thiết bị là máy nghiền đĩa có cấu tạo gồm phễu nhập liệu ở trên cùng, bên phễu có van điều chỉnh lưu lượng, kế tiếp là vis xoắn đưa nguyên liệu vào khe hở hai đĩa nghiền, hai đĩa nghiền làm bằng gang, trên bề mặt đĩa có nhiều rãnh, độ sâu các rãnh càng về tâm đĩa càng lớn, hai đĩa được gắn đồng trục, một đĩa cố định và đĩa quay, đĩa được đặt trong hợp nghiền, khe hở giữa hai đĩa được điều chỉnh bằng van ở bên ngoài hộp nghiền. Động cơ truyền động và đai dẫn được gắn với trục nghiền. Toàn bộ hệ thống được đặt trên giá đỡ cố định. Dưới cùng là phễu tháo liệu. Nguyên lý hoạt động. Nguyên liệu được đưa vào phễu nhập liệu, qua van điều chỉnh lưu lượng theo xoắn đi vào khe hở giữa hai đĩa. Động cơ hoạt động làm cho đai dẫn quay kéo theo quay làm cho đĩa quay. Khi nguyên liệu đi vào khe hở giữa đĩa đồng thời đĩa tạo ra lực ma sát giữa đĩa nghiền, giữa đĩa nghiền với nguyên liệu, giữa nguyên liệu với nguyên liệu. Khi đó nguyên liệu sẽ được nghiền sơ bộ nhờ độ sâu của các rãnh, nguyên liệu được nghiền mịn dần từ tâm đĩa ra ngoài đĩa. Sản phẩm nghiền được đưa ra ngoài qua phễu tháo liệu. 5.1.3. Kỹ thuật nghiền nguyên liệu. 5.1.3.1. Chuẩn bị: Vệ sinh khu vực nghiền và thiết bị nghiền. Kiểm tra hệ thống điện, kiểm tra moteur. Mở điện cho máy hoạt động thử xem máy có hoạt động bình thường không, nếu hoạt động tốt thì tiến hành nghiền. 5.1.3.2. Tiến hành: Trước tiên đặt bao vào máng hứng. Bật công tắc điện cho moteur hoạt động. Sau đó cho nguyên liệu vào phễu nhập liệu, điều chỉnh lưu lượng nguyên liệu vào thích hợp bằng van điều chỉnh lưu lượng (nếu nguyên liệu vào nhiều quá sẽ kẹt máy gây cháy moteur, nếu ít quá sẽ làm giảm năng suất nghiền). Trong suốt quá trình nghiền cần chú ý kích thước bột nghiền đề điều chỉnh khe hở giữa hai trục hoặc hai đĩa để sản phẩm đạt kích thước yêu cầu. Nguyên liệu được cấp vào và sản phẩm tháo ra một cách liên tục. 5.1.3.3. Kết thúc: Sau khi nghiền xong tắt moteur, tháo sản phẩm, vệ sinh thiết bị và khu vực nghiền. 5.1.4. Yêu cầu đối với nguyên liệu sau khi nghiền 5.1.4.1. Yêu cầu đối với malt: Vỏ malt càng nguyên vẹn càng ngày tốt vì vỏ malt có tác dụng làm màng trợ lọc trong quá trình lọc tách bã. Đồng thời trong vỏ malt chứa nhiều chất như tanin, lognin, chất đắng…nếu nghiền nhỏ các chất này dễ trích ly, hoà tan vào dịch đường tạo vị đắng và chát cho bia, gây ảnh hưởng xấu cho chất lượng của bia. Phần nội nhũ càng mịn càng tốt nhưng phải nằm trong vỏ malt để tránh bít kín lỗ lọc. 5.1.4.2. Yêu cầu đối với gạo: Gạo được nghiền càng nhỏ càng tốt bởi nó giúp cho quá trình thuỷ phân diễn ra nhanh và triệt để hơn. 5.1.5. Một số sự cố thông thường và cách khắc phục. Thiết bị vận hành nghẹt do nguyên liệu chưa nghiền hết máy đã ngưng hoạt động. Để tránh hiện tượng này phải đợi nghiền hết nguyên liệu mới tắt máy. Trục vis xoắn bị nghẹt do gạo xuống quá nhiều. Khắc phục bằng cách điều chỉnh van chỉnh lưu lượng vào. Máy bị tắt nghẹt do gạo và malt bị ẩm, lẫn tạp chất như: cát, đá, mảnh kính, kim loại vụn… Khắc phục tắt máy lấy nguyên liệu, tạp chất ra. Thiết bị gặp sự cố về đĩa, trục. Nếu đĩa, trục sử dụng lâu ngày bị mòn dẫn đến sản phẩm có kích thước không đạt yêu cầu. Khắc phục thay đĩa hoặc trục mới. Máy đang hoạt động bị ngừng đột ngột do cúp điện hay bị kẹt trục… Các ống vis bị lỏng khi vận hành. Khắc phục bằng cách kiểm tra thường xuyên xiết chặt ốc vis. Vỏ malt quá nát hoặc còn nguyên vẹn do khoảng cách giữa hai trục quá lớn hoặc quá bé. Khắc phục điều chỉnh khoảng cách giữa hai trục. Gạo nghiền không được nhỏ do khoảng cách giữa hai đĩa nghiền quá lớn hoặc bị mòn. Khắc phục điều chỉnh lại khi hở hoặc thay đĩa mới. 5.2 THỦY PHÂN NGUYÊN LIỆU. 5.2.1 Mục đích côngnghệ và cơ sở lý thuyết quá trình thủy phân. 5.2.1.1 Mục đích của quá trình thủy phân Thủy phân nguyên liệu nhằm tạo điều kiện tối thích về nhiệt độ, pH… của môi trường để hệ enzyme amylase trong malt hoạt động, chúng xúc tác sự chuyển hóa các hợp chất cao phân tử (chủ yếu là hydratcacbon và protein) thành các chất phân tử lượng thấp, hòa tan bền vững, tạo thành chất chiết của dịch thủy phân và là nguồn dinh dưỡng cho nấm men trong giai đoạn lên men. 5.2.1.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình thủy phân. Sơ đồ thủy phân nguyên liệu Thủy phân nguyên liệu là một quá trình gồm: hồ hóa, đạm hóa và dưỡng hóa. Quá trình thủy phân tinh bộ và protein bằng hệ enzyme phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ, pH, nồng độ cơ chất, … Người ta dựa vào các yếu tố này để điều chỉnh quá trình thủy phân theo hướng tốt nhất. Giai đoạn hồ hóa tinh bột: Dùng nhiệt độ để làm trương nở tinh bột, nhiệt độ hồ hóa là 83oC. Mục đích của giai đoạn hồ hóa là làm mềm tinh bột trong gạo để giai đoạn đường hóa dễ dàng hơn, đồng thời enzyme amylase có ái lực với tinh bột đã được hồ hóa, nó thúc đẩy thủy phân tinh bột đã trương nở. Giai đoạn đạm hóa: Là quá trình tạo điều kiện nhiệt độ thích hợp cho enzyme protease hoạt động thủy phân protein thành acid amin và các peptide đơn giản đến nấm men tiêu thụ. Do trong malt chứa nhiều protein được cấu tạo bởi các acid amin bằng liên kết peptide, có cấu tạo phức tạp (mạch peptide bậc 2, bậc 3, bậc 4) mà nấm men không tiêu thụ được nhưng các vi sinh vật gây thối có thể tiêu thụ được, chúng chết làm hư hỏng dịch bia. Đồng thời protein sẽ bao bọc nấm men làm nấm men thiếu chất dinh dưỡng và chết. Do vậy đạm hóa có tác dụng là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho nấm men, tạo ra đậm đà cho bia, và tạo ra acid amin giữ bọt cho bia. Giai đoạn đường hóa: Tạo điều kiện thích hợp về nhiệt độ, pH, .. để hệ enzyme amylase hoạt động thủy phân tinh bột đã hồ hóa thành đường (glucos, maltose) và các dextrin đơn giản chất hòa tan của dịch đường. Cấu tạo mạch tinh bột của amylose và maylose pectin. a - amylase: hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ 72oC, pH 2.2 – 5.5 xúc tác sự thủy phân liên kết 1,4 glucozit bất kỳ từ đầu không khử của phân tử tinh bột và bị khống chế bởi liên kết 1,6 glucozit. Sản phẩm thu đươc chủ yếu là dextrin phức tạp, một ít glucose và maltose. b-amylase: Hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ 65oC, pH 5.5 có tác dụng xúc tác thuỷ phân liên kết 1,4 glucozit thoe từng cặp monosaccharide tạo thành maltose và các dextrin phức tạp và một ít glucose. Nó bị khống chế bởi liên kết 1 – 6 glucozit. g-amylase (aminoglcoslase): hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ 75oC, pH 5.5 - 5.6 xúc tác sự thủy phân liên kết 1,4 và 1,6 glucozit, làm phá vỡ các liên kết 1,6 glucozit, phân nhỏ các dextrin tạo thành các đường đơn giản. sản phẩm thu được ở giai đoạn này là maltose, glucose và các dextrin đơn giản là các chất hòa tan nấm men tiêu thụ được. Tóm lại tạo điều kiện tối thích cho các enzyme hoạt động để tạo ra các acid amin, peptide đơn giản, glucose, maltose và các dextrin đơn giản để nấm men tiêu thụ. Trong quá trình thủy phân có bổ sung thêm chế phẩm enzyme, acid tạo pH thích hợp để kích thích hoạt động của enzyme thủy phân. 5.2.2. Cấu tạo nguyên lý hoạt động của thiết bị thủy phân. 5.2.2.1 Cấu tạo của thiết bị thủy phân. Thiết bị thủy phân gồm có nồi gạo và nồi malt. Hai thiết bị có cấu tạo tương đương nhau. Thân hình trụ, có hai lớp vỏ làm bằng inox, ở giữa hai lớp vỏ có lớp bảo ôn tránh thoát nhiệt ra ngoài. Trên thân có gắn đồng hồ đo nhiệt độ, áp suất và lắp ống dẫn nước. Đáy nồi cũng có hai lớp làm bằn inox tạo buồng chứa hơi đốt để cung cấp nhiều thủy phân nguyên liệu. Đáy nồi có gắn đường ống hơi đốt, ống thoát nước nhưng, ống xả dịch. Bên trong nồi có lắp cánh khuấy cách đáy nồi khoảng 5 – 10 mm cánh khuấy hoạt động nhờ vào động cơ và hộp giảm tốc được lắp đặt phía dưới dáy bên ngoài thiết bị. Phía trên thân là chóp nồi có gắn cửa thao tác, trên chóp nồi có ống thoát hơi thông với khí trời cao khoảng 3.5 – 4m. Thể tích của nồi malt lớn hơn nồi gạo Vnồi malt = 2500l. V nồi gạo = 1000l. Thiết bị nấu 5.2.2.2 Nguyên lý hoạt động. Nước cùng với nguyên liệu cho vào nồi qua cửa thao tác, đồng thời cho cánh khấy hoạt động giúp trộn đều nguyên liệu, tạo đối lưu nhiệt, tránh bén nồi. Hơi đốt từ đáy nồi truyền đến khối dịch nâng nhiệt độ khối dịch đến nhiệt độ yêu cầu. 5.2.3. Kỹ thuật thủy phân nguyên liệu. Chuẩn bị: Kiểm tra, vệ sinh thiết bị, vệ sinh khu vực nấu. Kiểm tra hệ thống cung cấp diện, hơi đốt, nước. Kiểm tra đường ống và máy bơm. Kiểm tra cánh khấy có hoạt động bình thường không. 5.2.3.1 Kỹ thuật hồ hóa. Cho 450 lít nước vào nồi gạo, mở van hơi cung cấp nhiệt để nung nóng nước đến 30 – 50oC, bật cánh khuấy tiếp tục cho 10 kg malt lót để cung cấp một lượng enzyme cần thiết để làm mềm tinh bột đồng thời tránh bén nồi, cho 40ml H2SO4 vào nhằm tạo môi trường thúc đẩy enzyme hoạt động mạnh, tăng phản ứng thủy phân. Cho 180 kg gạo vào nồi và nâng nhiệt độ lên 72oC duy trì 20 phút gạo trương nở. Nâng nhiệt độ lên 83oC trong 20 phút để hồ hóa tinh bột hoàn toàn, làm lỏng lẻo các liên kết glucozit tạo điều kiện cho enzyme xúc tác một cách dễ dàng. Cho nước vào để hạ nhiệt độ xuống 72oC duy trì ở nhiệt độ này trong vòng 30 phút. Cung cấp 100 ml chế phẩm enzyme để thủy phân tinh bột. vì ở nhiệt độ hồ hóa 83oC thì enzyme trong malt lót đã bị biến tính. Ở nhiệt độ này enzyme a-amylase hoạt động mạnh cắt đứt liên kết 1,4 glucozit tạo dextrin, một ít glucose và maltose. Sau đó mở hết van hơi nâng nhiệt độ dịch lên 100oC trong 15 phút, nhằm thanh trùng dịch, tiêu diệt vi sinh vật, hồ hóa tinh bột triệt để, biến tính enzyme, làm các liên kết 1,4 và 1,6 glucozit bị kéo giãn giúp quá trình đường hóa diễn ra nhanh chóng triệt để. Bơm nước lạnh vào nồi hạ nhiệt độ dịch xuống 72oC để chuyển dịch sang nồi phối trộn. 5.2.3.2 Kỹ thuật đạm hóa. T iến hành hồ hóa khoảng 30 phút thì tiến hành đạm hóa. Đầu tiên cho 950 lít nước vào nồi malt, mở van hơi cung cấp nhiệt để nung nóng nước đến 30 – 50oC, bật cánh khuấy, cho 30 ml axit lactic, 30 g muối Ca2+, 20 g muối Zn2+ nhằm kích hoạt enzyme hoạt động mạnh, ổn định pH, ổn định cấu trúc mạng của enzyme, tăng quá trình thủy phân. Sau đó, cho 160 kg malt vào và nâng nhiệt độ dịch lên 52oC duy trì 40 phút enzyme protease hoạt động mạnh phân cắt phân tử protein thành các axit amin, peptide đơn giản, peptone đồng thời tăng độ bền sinh học và giữ bọt cho bia thành phẩm. 5.2.3.3. Kỹ thuật đường hóa: Sau khoảng 40 phút đạm hóa, đồng thời lúc này nhiệt độ của dịch cháo trong nồi gạo là 72oC, tiến hành mở bơm để chuyển dịch từ nồi gạo sang nồi malt, khi đó nhiệt độ của dịch sau phối trộn là 65oC, duy trì trong 40 phút để enzyme b-amylase hoạt động mạnh cắt đứt liên kết 1,4 glucozit theo từng cặp monosaccharide, sản phẩm chủ yếu là dextrin, một ít glucose, ít maltose. Chú ý: Không được bơm dịch malt từ nồi malt sang nồi gạo, vì lúc này nồi gạo là 72oC sẽ làm ức chế enzyme b-amylase trong malt, đồng thời các enzyme thủy phân protein, thủy phân tinh bột bị biến tính. Tiếp tục nâng nhiệt độ của dịch lên 75oC duy trì 40 phút, trong giai đoạn này, enzyme g-amylase hoạt động mạnh cắt đứt liên kết 1,4 và 1,6 glucozit ở vị trí bất kì tạo sản phẩm glucose, maltose và dextrin đơn giản, cung cấp môi trường dinh dưỡng cho nấm men. Đến giai đoạn này hầu hết tinh bột chuyển thành đường và dextrin đơn giản, protein chuyển thành axit amin và peptide, peptone đơn giản. Kết thúc quá trình đường phân. Tiến hành đem toàn bộ dịch thủy phân đi lọc. Kết thúc: Thủy phân triệt để không còn tinh bột sót. Hạn chế trích li các chất đắng, chất chát, như lignin, tanin trong vỏ malt làm ảnh hưởng đến chất lượng bia thành phẩm. Dịch thủy phân không có mùi cháy khét. Độ nhớt của dịch cháo thích hợp để đảm bảo cho quá trình bơm dịch và lọc sau này. 5.2.5 Một số kỹ thuật thông thường và biện pháp khắc phục. Đường ống hơi bị xì. Khắc phục: hàn kính những chỗ xì. Moteur gắn cánh khuấy bị hỏng. Khắc phục: Kiểm tra kỹ trước khi tiến hành nấu. Bật cácnh khấy trước khi đổ gạo tránh hiện tượng làm gây cánh khuấy. Dịch cháo dễ bị trào ở nhiệt độ 100 0C. Chủ động quan sát khối dịch để thêm nước và hạ nhiệt độ khối cháo khỏi bị trào ra. Bơm nhầm dịch malt vào dịch cháo. Khắc phục: Người vận hành phải tập trung chú ý, thao tác đúng kỹ thuật. Hiện tượng caramen do cháy khét. Khắc phục: Điều chỉnh van hơi để khống chế nhiệt độ, cánh khuấy hoạt động liên tục. 5.3. LỌC TÁCH RỬA BÃ 5.3.1 Mục đích công nghệ và cơ sở lý thuyết 5.3.1.1 Mục đích Mục đích của quá trình lọc tách bã là tách pha lỏng ra khỏi pha rắn, thu hồi dịch sau lọc. Bã sau lọc là phế liệu làm phân bón hoặc thức ăn gia súc. Mục đích của việc rửa bã là để tận thu các chất dinh dưỡng còn sót lại trong bã. 5.3.1.2 Cơ sở lý thuyết Thành phần cơ học của hỗn hợp sau khi đường hóa kết thúc, bao gồm hai hợp phần pha rắn và pha lỏng. Thành phần của pha rắn bao gồm các cấu tử không hòa tan của bột nghiền, còn pha lỏng bao gồm nước và các hợp chất thấp phân tử được trích li từ malt và nguyên liệu phụ hòa tan trong đó. Pha rắn gọi là bã, còn pha lỏng gọi là dịch đường. Để tránh pha lỏng ra khỏi pha rắn, ta cho nén khối dịch lên những vật cản có cấu trúc dạng lưới. Các phân tử của pha rắn bị giữ lại trên lưới, còn pha lỏng đi qua. Khi pha rắn bị giữ lại, chúng tạo thành lớp lọc phụ. Cấu trúc và độ dày của lớp lọc phụ này đóng vai trò quyết định đến chất lượng dịch đường và tốc độ lọc. Quá trình lọc bã được tiến hành theo hai bước, bước đầu tiên là ép để tách dịch cốt và bước thứ hai là rửa bã để chiết rút hết tất cả cả phần dinh dưỡng còn sót lại trong bã. Quá trình chiết rút chất hoà tan ở giai đoạn rửa bã dựa trên cơ sở của sự khuếch tán. Đầu tiên là các phần phân tử ở trong bã hoà tan vào nước rửa bã một cách nhẹ nhàng. Sau đó dịch rửa bã được ép ra liên tục bổ sung một lượng nước rửa bã mới làm các phân tử dễ hòa tan tiếp tục hòa tan đồng thời chúng cũng bị xáo trộn, tạo sự khuếch tán mang tính đối lưu chiết rút triệt để chất hoà tan trong bã. Tấm lọc làm bằng vải bố, lỗ lọc của tấm lọc có kích thước lớn. Do đó ở những phút đầu tiên của quá trình lọc, dịch đường thu được bị đục. Sau một thời gian lọc nhất định, hình thành lớp lọc phụ làm tăng khả năng lọc, dịch đường sẽ trong hơn. Lớp lọc phụ được hình thành do bã lọc. Trong lòng lớp bã tạo nhiều mương mao dẫn với kích thước và mật độ khác nhau. Số lượng và kích thước mao dẫn quyết định tốc độ lọc và độ trong của dịch đường. Mặt khác cấu trúc của mương dẫn phụ thuộc vào mức độ nghiền nguyên liệu. Nếu malt nghiền giữ được vỏ trấu nguyên vẹn hoặc mảnh lớn sẽ tạo ra lớp lọc phụ xốp, tạo các đường zizăc dịch đường sẽ dễ đi qua. Nếu nguyên liệu nghiền mịn thì lớp lọc phụ bị nén chặt, kích thước mương mao dẫn bé dễ bị tắc nghẽn khi có phân tử có kích thước lớn rơi vào làm giảm tốc độ lọc. Bên cạnh đó nếu mức độ đường hoá học không triệt để, còn chứa nhiều hạt tinh bột chưa thuỷ phân, keo protein chưa được peptid hoá triệt để sẽ bám lên tấm lọc tạo lớp dịch bùn cản trở đến tốc độ thoát ra của dịch đường, tức là làm giảm tốc độ lọc. Áp xuất lọc cũng ảnh hưởng đến tốc độ lọc và độ trong của dịch đường. Nếu lưu lượng dịch bơm vào thấp dẫn đến áp lực lọc thấp làm giảm tốc độ lọc, dịch phân bố ở các khung không đồng đều, cấu trúc lớp màng lọc không chặt chẽ làm độ trong dịch đường cao. Nếu lưu lượng dịch bơm vào lớn dẫn đến áp suất lọc tăng cao, nếu tăng cao quá sẽ quá vỡ cấu trúc của lớp lọc phụ và dịch bị xì ra ngoài làm đục dịch đường. vì vậy cần khống chế lưu trong của dịch đường. Trong quá trình bơm dịch cánh khuấy ở nồi phối trộn phải hoạt động liên tục để đảo khối dịch để phần tử pha rắn phân bố đều trên bề mặt vải lọc. Nhiệt độ khối cháo cũng ảnh hưởng đến tốc độ lọc. Nếu nhiệt độ của dịch lọc thấp làm tăng độ nhớt của dịch dẫn đến khả năng lọc kém. Nhưng nếu nhiệt độ của khối cháo quá cao sẽ xảy ra các hiện tượng biến tính protein, những sản phẩm này bám lên màng lọc tạo thành lớp kết tủa dẻo cản trở quá trình lọc. Đồng thời nhiệt độ cao làm trích li các chất đắng và chất chát như tanin, lignin trong vỏ malt làm ảnh hưởng đến chất lượng dịch bia sau này. Vì vậy nhiệt độ thích hợp của khối cháo đem lọc là 78oC. Yêu cầu của nước rửa bã phải đạt 75oC. Nếu nhiệt độ nhỏ hơn 75oC không trích li triệt để các chất dinh dưỡng còn sót lại trong bã. Nếu nhiệt độ lớn hơn 75oC các chất đắng, chất tan trong vỏ malt sẽ trích li ra hoà tan vào dịch đường làm ảnh hưởng đến chất lượng bia thành phẩm. 5.3.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc tách bã 5.3.2.1 Cấu tạo của triết bị lọc. Thiết bị lọc là máy lọc khung bản được cấu tạo gồm 21 bản và 20 khung được xếp xen kẽ nhau. Khung và bản được chế tạo bằng gang cứng chịu nhiệt. Thiết bị lọc ép khung bản Bản là một hình vuông có kích thước 68cm x 68cm, bề dày 3cm, phía trong lòng của bản đặc hoàn toàn. Trên bề mặt bản được khía các rãnh ngang dọc tạo mương dẫn cho dịch đường. Góc phía trên của mỗi bản có một lỗ tròn, phía góc dưới cũng có một lỗ tròn có gắn robine bằng đồng đường kính 18 mm. Các rãnh hai bên bản có thể được bố trí khác nhau nhưng các dòng chảy này được tập trung về phía góc có gắn robine. Khung có kích thước bằng bản nhưng bề dày của khung lớn hơn bản (4cm). Bên trong khung rỗng hoàn toàn tạo ra khoảng không chứa dịch cháo khoang chứa dịch phí trên mỗi khung có một lỗ tròn. Giữa khung và bản được bố trí một lớp vải lọc bằng vải bố. Khi bản và khung được lắp khép kín vào nhau, các lỗ tròn của khung và bản tạo thành một mương. Mương kín này đóng vai trò như một đường ống dẫn, người ta sử dụng đường ống để bơm cháo vào các khoảng không của khung, đồng thời cũng đường ống dẫn nước vào rửa bã sau khi lọc. Toàn bộ khung và bản được xếp xen kẽ lên hai tay đỡ được gắn cố định trên thống giá đỡ nhờ hai tay treo ở hai cạnh bên của khung và bản. Tay treo của bản chiều dài 170 mm, dày 25 mm. Tay treo của khung có chiều dài 120 mm, dày 15 mm. Đồng thời thiết bị còn có vô lăng gắn với trục vis, liền kề với trục vis lần lượt là tấm di động các khung và bản, tấm đà cố định, Phía dưới thiết bị lọc là một máng hứng dịch lọc, dưới máng hứng dịch lọc là máng để xả bã sau khi lọc. Ngoài ra, trên đường ống dẫn dịch đường có lắp đặt một đồng hồ đo áp suất. 5.3.2.2. Nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc Dưới áp lực của máy bơm, dịch thủy phân được bơm vào thiết bị lọc qua đường ống dẫn, dịch được chảy tràn vào các khoang chứa dịch. Sự kết hợp giữa trục vis với khung và bản tạo nên lực nén ép lớn giúp ép dịch, đồng thời nhờ lớp vải lọc dịch thủy phân được giữ lại ở trong khung, pha lỏng qua vải lọc theo các khe rãnh trên bản chảy ra ngoài qua robine. Còn pha rắn được giữ lại trên lớp vải lọc trong khung. 5.3.3. Kỹ thuật lọc tách bã, rửa bã 5.3.3.1 Chuẩn bị. Vệ sinh khu vực, thiết bị và vải lọc sạch sẽ. Kiểm tra điện, máy bơm. Kiểm tra vải lọc có bị thủng không. 5.3.3.2 Thao tác. Tiến hành lắp vải lọc vào bản, đồng thời bản được xếp xen kẽ với khung. Chú ý : So hai đầu vải lọc bằng nhau, lỗ tròn trên vải lọc phải ăn khớp với l