Đề tài Quy trình sản xuất bia tại tổng công ty cổ phần bia rượu nước giải khát Hà Nội

àn thiết bị, vệ sinh lại thiết bị sau đó cấp nước vào nồi theo tính toán của phòng công nghệ. Nước cấp vào nồi đường hóa được lấy từ tank chứa nước 32oC, sau đó bật cánh khuấy, Malt bột trong các Xilo chứa bột được vít tải đưa vào nồi đường hóa phối trộn cùng nước theo lượng đã tính toán tùy thuộc vào từng mẻ nấu. Tỷ lệ phối trộn của Malt và nước là 1:5 hỗn hợp Malt nước được hệ thống cánh khuấy trộn đều và được duy trì ở nhiệt độ 30oC trong nồi hồ hóa 15 phút ( quá trình ngâm Malt nhằm mục đích giải phóng các Enzim khỏi trạng thái nghỉ chuyển sang trạng thái hoạt động nâng cao hiệu suất đường hóa). Quá trình đường hóa được diễn ra theo 3 giai đoạn. Giai đoạn 1: Giai đoạn đạm hóa. Kết thúc quá trình ngâm malt sau 15 phút hỗn hợp Malt + nước trong nồi đường hóa đang ở nhiệt độ 30oC tốc độ cánh khuấy trong nồi đạt 90%, người ta tiến hành phóng 40% cháo ở nồi hồ hóa sang nồi đường hóa làm nhiệt độ trong nồi đường hóa tăng từ 30oC lên 52oC và duy trì nhiệt độ này trong nồi đường hóa 30 phút. Trong quá trình đạm hóa Enzim pectinaza và proteaza hoạt động mạnh thủy phân protit đơn giản và phức tạp thành albumin, pepton, polypeptit và sau đó thành các axit amin. Các sản phẩm này giúp cho Bia có khả năng giữ bọt tốt, tạo hương vị đậm đà. Đặc biệt các axit amin là nguồn cung cấp thức ăn chứa Nito cho nấm men hoạt động trong quá trình lên men. Khoảng nhiệt độ thích hợp cho các Enzim hoạt động thủy phân tạo nhiều đạm hòa tan bền vững và các axit amin là 48 – 52oC. Giai đoạn 2: Giai đoạn đường hóa Sau khi kết thúc 30 phút của quá trình đạm hóa ta bơm nốt lượng cháo trong nồi hồ hóa sang nồi đường hóa làm cho nhiệt độ của nồi đường hóa tăng từ 52oC lên 65oC bắt đầu quá trình đường hóa. Quá trình đường hóa kéo dài 30 phút. Trong khoảng nhiệt độ này Enzim β-amylaza hoạt động mạnh phân cắt hợp chất amyloza và amylopectin thành đường Maltoza, dextrin và một ít glucoza. Kết thúc quá trình đường hóa nâng nhiệt độ lên 75oC và duy trì nồi đường hóa ở nhiệt độ này trong vòng 40 phút để tiến hành giai đoạn dịch hóa. Giai đoạn 3: Giai đoạn dịch hóa Giai đoạn dịch hóa nhằm giữ nhiệt độ yêu cầu cho Enzim α- amylaza hoạt động phân cắt cơ chất. Enzim này phân cắt tinh bột theo 2 giai đoạn. Giai đoạn 1: Cắt tinh bột thành dextrin Giai đoạn 2: Cắt một phần dextrin thành glucoza Sản phẩm cuối cùng của quá trình thủy phân là glucoza và dextrin, nhờ quá trình này độ nhớt của tinh bột giảm nhanh chóng vì hầu hết tinh bột đã bị cắt thành dextrin, Amylaza phân cắt tinh bột qua 6 gốc đường. Kết thúc quá trình đường hóa tinh bột được thủy phân thành Maltoza, dextrin…các hợp chất hòa tan có thể lên men được. 2.4 Các biến đổi cơ bản xảy ra trong quá trình đường hóa: Quá trình thủy phân tinh bột: Tinh bột khi tiếp xúc với nước chúng hút nước nhanh và trương nở khi nhiệt độ của nước tăng. Nhiệt độ mà tại đó hệ số trương nở của tinh bột cao nhất, độ nhớt lớn nhất gọi là điểm hồ hóa. Điểm hồ hóa của bột Malt là 75 – 80, điểm hồ hóa của gạo là 80 – 85. Sự biến đổi protit: Các Enzim thủy phân protit là proteaza, peptitdaza trong đó quá trình thủy phân protein là quan trọng nhất. Các Enzim thủy phân protit có tính chịu nhiệt kém nên quá trình đường hóa giữ ở nhiệt độ cao sẽ làm giảm hoạt lực của Enzim. Nếu giữ ở nhiệt độ 48- 50oC thích hợp cho việc tạo ra axit amin. Ở nhiệt độ 56 – 58oC thích hợp cho việc tạo ra aminoza và pepton, polypeptit. Một số biến đổi khác: Ngoài những quá trình Enzim trong quá trình đường hóa còn xảy ra sự thủy phân các axit béo, các hợp chất phospho, sự biến tính, keo tụ, và sự kết lắng của Protein. Quá trình này xảy ra nhằm loại bỏ được Protein có phân tử lượng cao ra ngoài tránh làm đục bia sau này. Quá trình đường hóa diễn ra là sự kết hợp của Protein với đường khử tạo ra mùi thơm đặc trưng, làm tăng cường độ màu cho sản phẩm bia sau này. 2.5. Một số biện pháp nâng cao hiệu suất của quá trình đường hóa: Đường hóa thực chất là quá trình Enzim để thu được hiệu suất cao phải đảm bảo các yếu tố về nhiệt độ, pH để cho các Enzim có hoạt lực tối ưu phân cắt cơ chất. Trong nhà máy Bia Hà Nội thường sử dụng một số biện pháp sau: Xử lý nước trước khi đưa vào quá trình nấu, hạ độ kiềm bằng cách bổ sung CaCl2 Hạ pH của dịch đường hóa bằng cách bổ sung axit lactic, H3PO4 Ngoài ra một số nhà máy sử dụng chế phẩm Enzim nhằm tăng cường xúc tác thủy phân cơ chất. Nhưng trong nhà máy bia Hà Nội sử dụng Malt có chất lượng tốt nên trong quá trình đường hóa không sử dụng chế phẩm Enzim. Chỉ dùng Malt lót xúc tác cho quá trình hồ hóa tinh bột. 2.6 Yêu cầu của dịch sau khi nấu và một số sự cố xảy ra trong quá trình đường hóa. Dịch đường sau khi đường hóa phải có màu vàng rơm, có mùi thơm đặc trưng, nồng độ đường phải đạt > 10oBx. Trong quá trình vận hành có một số van bị tắc khi chuyển dịch, bột bị vón cục, máy đang vận hành bị mất điện và một số sự cố về thiết bị khác. Nhưng nhà máy Bia Hà Nội sử dụng dây truyền thiết bị có tính tự động hóa cao nên các sự cố hầu như rất ít xảy ra. 3. Quá trình lọc thô( lọc và rửa bã malt) 3.1 Mục đích Mục đích chính của quá trình lọc dịch đường là tách pha lỏng của hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo của quá trình công nghệ còn pha rắn ( bã Malt) được loại bỏ ra ngoài Mục đích của quá trình rửa bã: Dùng nước nóng khoảng 75- 78oC để hòa tan, khuếch tán các thành phần chất tan còn sót lại trong bã thu dịch đường để hạn chế tổn hao chất khô 3.2 Thiết bị lọc bã Malt 3.2.1 Cấu tạo thiết bị lọc bã Malt - Máy lọc ép (kèm theo hình vẽ) Máy lọc ép gồm các bộ phận: - Thiết bị lọc gồm 72 tấm lọc. - Bộ khung là các thanh làm bằng thép để đỡ xi lanh và gắn các tấm ép, bộ phận thủy lực. - Các rãnh chứa, dẫn dịch lọc - Thiết bị giặt vải lọc Máy lọc ép có công suất 800hl/h nhưng nhà máy mới sử dụng hết một nửa công suất 400hl/h. Máy ép sử dụng hệ thống thủy lực để tạo lực ép 3.2.2 Tiến hành lọc bã: Quá trình lọc bã gồm 2 giai đoạn. - Giai đoạn 1: Ép để tách dịch lọc - Giai đoạn 2: Rửa bã để chiết rút các chất hòa tan còn sót lại trong bã. Thường sau quá trình lọc + rửa bã dịch đường thu được có nồng độ khoảng 12%. Nồng độ dịch đường ban đầu 14 16 18 20 22 Tỷ lệ nước rửa/dịch đường ban đầu 0.7/1 1.18/1 1.2/1 1.5/1 1.9/1 Tỷ lệ này thay đổi tùy theo thời gian và lượng nước rửa bã, thời gian đun sôi và năng lượng sử dụng a. Nội quy vận hành an toàn thiết bị: Trước khi đưa dịch vào lọc phải vệ sinh thiết bị. Sau mỗi ca phải tiến hành vệ sinh, giặt các khung bản Vải lọc không được trải quá căng, qua gờ trên và gờ dưới của bản lọc màng sẽ gây cản trở cho việc hình thành các bánh lọc theo mép ghép thấp hơn Các lỗ của vải lọc phải phù hợp với các lỗ của bản lọc nếu không các tấm lọc và vải lọc có thể bị rách hỏng. Thử độ kín của máy và nâng nhiệt của máy trước 20 phút sau đó mở van tháo nước nóng ra ngoài trước khi bơm dịch vào lọc. Vải lọc tổng hợp nhạy cảm với tia cực tím do đó sẽ bị giòn theo thời gian phải được bảo quản trong phòng tối, lạnh và khô, nếu cần phải phủ thêm lớp bạt sẫm màu Tiến hành lọc: Thiết bị lọc bã Malt của nhà máy Bia Hà Nội là thiết bị hiện đại nhất trong khu vực hiện nay. Thiết bị gồm có 72 tấm lọc nhưng hiện nay mới sử dụng hết công suất của 53 tấm. Trước khi bơm dịch vào lọc tiến hành bơm nước nóng từ tank chứa vào đầy không gian tạo bởi khung và vải lọc. Mục đích của quá trình này là để vệ sinh, thử độ kín của máy và nâng nhiêt độ của máy tránh sự mất nhiệt của dịch đường đưa vào. Sau 20 phút mở van xả nước nóng ra ngoài. Khi kết thúc quá trình đường hóa, kiểm tra dịch đường đã đạt yêu cầu ta tiến hành bơm dịch sang máy lọc chú ý các van xả dịch phải ở mức độ rất nhỏ để không khí thoát ra ngoài, dịch lọc theo đường ống dẫn điền đầy vào khoảng giữa khung và vải lọc thì áp lực tăng lên 0.2 – 0.3 at các tấm ép được ép sảt vào nhau, dịch lỏng qua vải lọc chảy theo các lỗ A, B, C, D rồi qua hệ thống cân bằng áp suất đi xuống bình tạm chứa. Trong khoảng 10 – 15 phút đầu dịch lọc vẫn còn đục ta phải bơm dịch lọc hồi lưu lại nồi đường hóa để tiến hành lọc lại. Tốc độ lọc ngày càng chậm lại do áp suất dư tăng khi đó bã đã điền đầy và nén chặt khung ta tiến hành quá trình rửa bã và tháo cặn. Lượng nước rủa bã lấy khoảng 40% lượng nước nấu và có nhiệt độ khoảng 75 – 78oC. Trong thời gian bơm nước rửa bã các van xả dịch phải mở, khi bã đã thấm nước và không khí đã bắt đầu bị đuổi ra ngoài thì các van từ từ đóng lại. Sau khi nước rửa bã đã được bơm đầy thì tiến hành tháo dịch, dịch rửa bã này chứa chất hòa tan còn sót lại trong bã. Quá trình rửa bã kết thúc thì nồng độ các chất hòa tan trong dịch còn khoảng 1.0 % Nếu tiếp tục rửa bã thì một số chất đắng sẽ trích ly vào dịch đường làm cho dịch đường có mùi và vị không bình thường ảnh hưởng tới chất lượng của Bia sau này. Kết thúc quá trình lọc, bã Malt được đẩy ra khỏi máy mang đi làm thức ăn chăn nuôi. 3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc bã: Nhiệt độ lọc: Nhiệt độ khối cháo tăng thì độ nhớt giảm, tốc độ lọc sẽ tăng. Tuy nhiên nếu nhiệt độ lọc quá cao sẽ xảy ra hiện tượng biến tính và kết tủa Protein, chúng sẽ bám lên màng lọc tạo thành một kết tủa dẻo cản trở rất nhiều đến tốc độ lọc. Mặt khác nhiệt độ quá cao sẽ là điều kiện thuận lợi cho việc hồ hóa các hạt tinh bột chưa hòa tan còn sót lại trong bã, các hạt này trương nở có độ nhớt cao sẽ cản trở quá trình lọc. Độ nhớt của dịch đường: Độ nhớt của dịch đường tỉ lệ nghịch với tốc độ lọc, dịch đường có độ nhớt cao thì tốc độ lọc giảm. pH của dịch đường: trong quá trình lọc cần giữ pH tối ưu là 5.5 3.4 Một số yêu cầu kĩ thuật trong quá trình lọc bã: Dịch ép và nước rửa bã phải trong Thời gian ép bã và rửa bã càng nhanh càng tốt Nhiệt độ của khối dịch của nước ép và nước rửa không được hạ thấp xuống 65oC. Nếu trường hợp này xảy ra thì dịch hay bị nhiễm chủ yếu là nhiễm vi khuẩn lactic Nước rửa bã phải có nhiệt độ 75 – 78oC Quá trình rửa bã kết thúc thì nồng độ đường ở trong nước rửa hạ thấp dưới 2% Trong quá trình lọc và rửa bã không nên để dịch đường và bã tiếp xúc với không khí nhiều Khi lọc bã có thể xảy ra hiện tượng oxi hóa chất tanin trong vỏ Malt, để hạn chế hiện tượng này cần giữ cho bã Malt ngập trong nước 4 Quá trình nấu Hoa 4.1 Mục đích Mục đích của quá trình nấu dịch đường với hoa Houblon là trích ly chất đắng, tinh dầu thơm polyphenol, các hợp chất chứa Nitơ và các thành phần khác của hoa Houblon vào dịch đường để biến đổi dịch đường ngọt thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan của Bia sau này Hòa tan polyphenol của hoa Houblon sẽ có tác dụng kết hợp với các hợp chất Protein cao phân tử để tạo thành phức chất dạng màng nhày dễ kết lắng và sẽ kéo theo các phân tử cặn nhỏ trong dung dịch đường lắng theo. Với quá trình này độ bền keo của dung dịch tăng lên, thành phần sinh học của nó được ổn định hơn. Các hợp chất polyphenol, chất đắng, hợp chất chứa Nitơ trong hoa được trích ly sẽ là những chất tạo sức căng bề mặt có hoạt tính cao, nhờ có màng căng này bọt khí CO2 trong Bia không dễ dàng thoát khỏi bề mặt của nó. Những hợp chất này tham gia vào quá trình tạo bọt và là tác nhân chính giữ bọt cho Bia. Sau quá trình nấu dịch đường với hoa Houblon thành phần hóa học của Bia sẽ ổn định hơn có mùi thơm và vị đắng đặc trưng, gia tăng nồng độ, độ axit, cường độ màu tạo thành các chất khử và làm giảm độ nhớt của dịch đường. Điều chỉnh nồng độ đường theo yêu cầu, thanh trùng dịch 4.2 Thiết bị nấu Hoa 4.2.1 Cấu tạo (kèm theo hình vẽ) Thiết bị nấu hoa là nồi 2 vỏ có hệ thống gia nhiệt trung tâm bằng hơi. Thân hình trụ đáy nghiêng 1 góc 20o, trên nghiêng 25o. Cấo tạo gồm 1 lớp vỏ ở ngoài thường làm bằng thép không gỉ, lớp bên trong thường làm bằng thép tráng men. Các đường ống dẫn hơi vào và hơi ra được bọc một lớp cách nhiệt để đảm bảo cho quá trình an toàn lao động. Ngoài ra còn các bộ phận như van tháo nước ngưng, van hơi an toàn, đồng hồ đo áp suất và một số thiết bị khác thuận tiện cho quá trình vận hành và kiểm tra. Kích thước nồi: 2.5 x 4.7m Làm việc liên tục: 11 mẻ/ngày Thể tích nồi nấu: 500hl/mẻ Phía trên của nồi nấu hoa thông với 2 thùng hòa trộn cao hoa và hoa viên. 4.2.2 Tiến hành nấu hoa: Lượng hoa Houblon cho vào trong quá trình nấu đối với các loại bia khác nhau không giống nhau và phụ thuộc vào mức độ đắng của loại bia cần sản xuất, chất lượng của hoa, thành phần hóa học của nước nấu. Khi nước nấu có độ cứng thấp thì lượng hoa phải sử dụng nhiều hơn và ngược lại. Nếu hai loại nước có độ cứng như nhau thì loại nước nào có độ cứng cacbonat cao hơn thì lượng hoa cần sử dụng sẽ ít hơn và cần đảm bảo các yêu cầu sau: Đủ lực đắng cho bia mà nguyên liệu hoa cần dùng là nhỏ nhất Đủ các chất và thời gian cần thiết để kết lắng Protein Đảm bảo được lượng hương thơm trong bia Sau quá trình lọc bã Malt dịch đường ban đầu và dịch lọc bã được hòa trộn với nhau trong thiết bị nấu hoa. Nhiệt độ của dịch đường không được hạ dưới 70oC do vậy từ khi dịch đường được chuyển vào nồi nấu hoa ta phải cấp hơi để nâng nhiệt độ của dịch lên khoảng 75- 78oC. Tiếp theo ta cho đường kính đã hòa tan ở thùng phối trộn vào nhằm tăng nồng độ dịch đường để dịch đường sau quá trình nấu hoa có nồng độ đạt yêu cầu của quá trình lên men. Khi dịch trong nồi nấu hoa sôi ta tiến hành cho hoa vào. Lượng hoa cho vào phụ thuộc vào từng loại bia. Bảng ghi lượng đường và hoa dùng trong quá trình nấu hoa: STT Loại Bia Đường kính Hoa viên Cao hoa 1 Bia hơi 800 kg 12 kg 4 kg 2 Bia lon 700 kg 14 kg 5 kg 3 Bia chai 450ml 700 kg 11.5 kg 5 kg 4 Bia chai 330ml không 14 kg Không Sau khi đun sôi dịch được 5 phút ta tiến hành cho hoa lần 1( cao hoa). Quá trình nấu hoa kéo dài 1- 2h. Trước khi kết thúc quá trình nấu hoa 15 phút ta cho nốt lượng hoa còn lại vào nồi. Nhiệt độ của quá trình nấu hoa khoảng 101 – 107oC. Sơ đồ nấu hoa: Dịch đường Gia nhiệt Nồi hoa Đường Cho hoa lần 1 Đun sôi Dịch 75 – 80oC Đun sôi Cho hoa lần 2 Sôi nhẹ 15 phút Lăng xoáy 4.3 Các quá trình hòa tan các chất trong hoa Houblon: Quá trình hòa tan chất đắng: Trong môi trường của dịch đường lượng chất đắng hòa tan vào rất ít, nhưng trong thực tế sau quá trình nấu hoa người ta thấy lượng chất đắng hòa tan nhiều hơn so với lượng lý thuyết rất nhiều. Nguyên nhân do trong môi trường kiềm các chất đắng biến thành đồng phân và các đồng phân này bị phân cắt. Trong vòng 30 phút đầu của quá trình đun sôi lượng có khoảng 80% chất đắng được hòa tan nhưng cũng trong khoảng thời gian này có khoảng 80 - 90% lượng chất đắng hòa tan tham gia phản ứng với protit cao phân tử. Thời gian cuối của quá trình nấu hoa chỉ hòa tan được 6- 7% lượng chất đắng đưa vào và trong số đó có quá nửa sẽ bị kết lắng như vậy lượng chất đắng tồn tại trong dịch đường chỉ có khoảng 15 – 20% đây là thành phần có độ đắng mạnh và có giá trị Quá tình hòa tan tinh dầu thơm: Trong vòng 15 – 20 phút đầu tiên khoảng 80 – 90% lượng tinh dầu thơm được hòa tan và phần lớn bị bay hơi theo hơi nước ra ngoài và trong suốt quá trình nấu hoa trong dịch chỉ còn cấu tử khó bay hơi và lượng đó chỉ chiếm 1 – 2%. Mặc dù vậy chúng cũng đủ làm cho bia có hương thơm đặc trưng. Sự hòa tan của polyphenol: Polyphenol không hòa tan mạnh như tinh dầu thơm và chất đắng nhưng trong quá trình đun nấu các cấu tử của nó chịu ảnh hưởng của nhiều quá trình hóa học. Quá trình hòa tan của nó xảy ra ngay từ đầu của quá trình nấu và ngay lập tức nó tham gia vào phản ứng protit và quá trình này liên tiếp diễn ra trong quá trình nấu hoa. Các hạt protit càng thô bao nhiêu càng dễ kết tủa bấy nhiêu Quá trình melanodin và quá trình diệt khuẩn: Do thời gian đun nấu kéo dài và ở nhiệt độ cao nên các phản ứng tạo melanoid được tạo thành trong thời gian này đặc biệt là các vi sinh vật xâm nhập đều bị tiêu diệt 5. Quá trình lọc bã hoa 5.1 Mục đích Nhằm làm nguội sơ bộ và loại bỏ cặn có kích thước nhỏ của bã hoa làm trong dịch đường Quá trình lọc bã hoa bão hòa thêm oxi cho quá trình sinh khối của nấm men 5.2 Thiết bị 5.2.1 Cấu tạo thiết bị Thiết bị dùng trong quá trình lọc bã hoa là thiết bị lắng xoắy hai vỏ, được làm bằng thép không gỉ, thân hình trụ đáy bằng đỉnh hình nón. Gồm các bộ phận truyền động, joăng, joăng tĩnh, thiết bị phun, ống quay có đầu phun ( điều chỉnh) có số vòi tiêu chuẩn là 4 ( tối đa là 6), đường kính đầu phun là 5mm, áp suất hoạt động là 6 bar, chiều cao từ đáy đến vai thùng lớn gấp 1.2 – 1.3 lần đường kính, đáy thùng có độ nghiêng 8 – 10%. Chức năng của thiết bị là làm lắng trong dịch đường, loại bỏ cặn bùn của hoa. Do nước ta không trồng được hoa Houblon nên trong quá trình sản xuất phải nhập khẩu 100% hoa, nhà máy Bia Hà Nội chỉ sử dụng hoa viên và cao hoa, không dùng hoa cánh vì vậy không phải dùng thùng tách bã của cánh hoa. 5.2.2 An toàn vận hành thiết bị Trước khi vận hành thiết bị phải kiểm tra an toàn các van, đường ống, động cơ, nếu hỏng hóc phải sửa trước khi vận hành Khi vòi phun bị tắc hoặc các bộ phận khác trục trặc phải tắt máy, xử lý ngay. Khi vệ sinh thiết bị mà cần phải chui vào trong phải có biển thông báo. Trong quá trình vận hành người không có trách nhiệm không được tự động ngắt, hoặc bấm nút trên thiết bị. 5.2.3 Tiến hành lọc bã hoa Do quá trình nấu hoa nhà máy sử dụng hoa viên và cao hoa nên lượng bã của hoa là rất ít và kích thước bã rất nhỏ nên không có quá trình lọc bã hoa mà chỉ lắng trong dịch. Dịch đường hoa Houblon ở nồi nấu hoa được bơm sang nồi lắng xoắy theo phương tiếp tuyến với thân thiết bị áp suất 6 bar với 4 vòi phun tạo vòng xoắy tròn cuốn theo các cặn và bã của hoa xuống đáy nồi, dịch trong ở phía trên. Thời gian dịch đường hoa Houblon ở trong thiết bị lắng là 30 phút để cặn bùn có thời gian lắng hết xuống đáy. Bã bùn được tháo ra cho vào thùng đựng bã nồi lắng xoắy Trubtank, dịch đục được bơm vào cùng phần bã của máy lọc hèm và thải ra ngoài cho các cơ sở chăn nuôi. Dịch trong lại tiếp tục theo van dẫn dịch đi vào thiết bị làm lạnh để hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ lên men. Thể tích dịch vào là 420hl, thể tích dịch ra là 380hl. Yêu cầu của dịch sau khi lọc phải có độ trong theo yêu cầu, nồng độ đường phải đạt 10 – 11obx 6 Quá trình làm lạnh 6.1 Mục đích Mục đích của quá trình làm lạnh nhanh là đưa nhiệt độ của dịch đường về nhiệt độ yêu cầu của thích hợp cho quá trình lên men Bia. Khi làm lạnh dịch đường tránh các vi sinh vât trong môi trường tạp nhiễm vào dịch lên men làm kết tủa các chất hòa tan trong dịch nóng hạn chế đến mức tối đa bia bị đục sau này 6.2 Thiết bị làm lạnh nhanh 6.2.1 Cấu tạo thiết bị Mô tả thiết bị: Máy lạnh nhanh tấm bản có cấu tạo là những tấm bản gấp sóng, được chế tạo từ thép không gỉ.Các tấm bản có hình chữ nhật, có 4 tai ở 4 góc.Trên mỗi tai đục thủng 1 lỗ tròn. Với cấu tạo của từng bản như vậy, khi lắp chúng lên khung máy thì sẽ tạo thành 4 mương dẫn: dịch đường vào máy, dịch đường ra khỏi máy, tác nhân lạnh vào máy, tác nhân lạnh ra khỏi máy. Bộ trao đổi nhiệt tấm alfa laval, nhiệt được truyền từ môi trường này đến môi trường khác thông qua các tấm kim loại mỏng đã được ép thành các muơng dẫn. 6.2.3 Nguyên tắc hoạt động Khi một loạt các tấm kim loại được ép lại với nhau, các lỗ trên các góc hình thành các ống liên tục dẫn môi chất từ đầu vào đến các tấm trao đổi nhiệt.Tại đây môi chất được phân phối thành các dòng chảy nhỏ giữa các tấm kim loại. Việc bố trí các tấm joăng trên các tấm kim loại, và cách đặt các tấm A, B lần lượt nhau, hai môi chất cần trao đỏi nhiệt sẽ được dẫn qua các bề măt đặt lần lượt nhau. Ví dụ chất lỏng ấm chảy qua các bề mặt lẻ, chất lỏng lạnh chảy qua các bề mặt chẵn. Vì các môi chất được ngăn cách bởi tấm kim loại mỏng nên dòng chảy của các môi chất này sẽ theo hướng ngược nhau. Trong khi chảy qua máy, môi chất ấm hơn sẽ truyền năng lượng nhiệt cho các tấm kim loại mỏng đó, các tấm kim loại mỏng này bị truyền nhiệt cho môi chất có nhiệt độ thấp hơn bề mặt kia. Như vậy môi chất ấm hơn sẽ giảm bớt nhiệt độ trong môi chất lạnh hơn sẽ được tăng lên. Khi nhận thấy khả năng giữ nhiệt độ của bộ trao đổi nhiệt giảm không như mong đợi và sự sụt giảm nhanh áp suất ở một môi chất nào đó, như vậy xảy ra hiện tượng tắc nghẽn phải tiến hành kiểm tra, khắc phục. 6.2.4 Tiến hành thao tác Trước khi đưa dịch đường vào làm lạnh phải vệ sinh thiết bị và sau mỗi ca sản xuất phải vệ sinh. Với những cặn bã thông thường dùng bàn chải mềm và áp suất vòi phun, và hóa chất HCl với nồng độ phù họp với các tấm thép không gỉ. Với cặn sinh học dùng bàn chải mềm, nước rửa có áp suất cao, hóa chất tẩy rửa có tính kiềm để vệ sinh thiết bị. Khi đã kiểm tra an toàn thiết bị mới bắt đầu tiến hành cấp dịch vào máy. Ta bắt đầu mở từ từ van của nồi lắng dịch được truyền từ từ sang máy lạnh. Mở van ở 2 máy lạnh đồng thời cấp nước lạnh (3oC) vào để tiến hành làm lạnh dịch, dịch sẽ cho ra từ từ để có đủ thời gian hạ nhiệt độ của dịch đường xuống đến mức phù hợp để đi lên men. Tùy theo lượng dịch đường cấp cho phòng lên men nào mà ta điều chỉnh lượng dịch chảy và thời gian chảy sao cho dịch đường lên men 1 là 9.3oC, dịch đường cho lên men 2 đạt 8.0oC, lên men 3 là 8.5oC. Dịch đường được hạ xuống nhiệt độ lên men rồi mới được chuyển đến các tank lên men. Sau khi đã chuẩn bị xong dịch đường ta tiến hành đưa dịch đường đi lên men: 6.2.5 Một số sự cố xảy ra và cách khắc phục Rò rỉ giữa tấm và khung, sửa chữa ta phải đặt lại vị trí của các joăng bị rò rỉ. Rò rỉ giữa khung và bình nồi, sửa chữa bố trí lại đường ống các khớp cho chuẩn Trong quá trình vận hành bị trộn lẫn 2 môi trường chất lỏng, phải ngừng máy, đặt lại vị trí của các đường ống với các đầu nối, nếu tấm kim loại thùng phải thay thế bằng ống khác. III Công đoạn lên men. 1. Chủng nấm men dùng trong sản xuất Bia Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia vì nó là nhân tố để thực hiện quá trình chuyển hóa đường thành cồn và tạo hương vị đặc trưng cho từng loại bia. Nấm men sử dụng trong quá trình sản xuất Bia là loại vi sinh vật đơn bào. Thường dùng chủng Saccharomyces Carlsbergensis. Đây là loại nấm men chỉ thích nghi với điều kiện sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp Đặc điểm của loại này là phân bố ở tầng sâu của dịch đường trong thiết bị lên men và có xu hướng kết lắng xuống đáy thùng (thường gọi là chủng nấm men chìm), nên thuận lợi cho việc tháo và thu hồi men sữa, hạn chế tạp nhiềm và ít tạo ra sản phẩm phụ. Một số yêu cầu của nấm mem giống trong sản xuất Bia: Nấm men được dùng trong sản xuất Bia được phân lập hoặc mua từ các viện nghiên cứu men, được nuôi cấy và thuần hóa có thể lên men ở 10 – 12oC. Nấm men phải được phân giống từ chủng thuần khiết một đời lên men giống có thể sử dụng được 6 – 10 chu kì lên men Giống nấm men phải thích ứng với điều kiện sản xuất như nhiệt độ, pH, thành phần của môi trường Số men giống ít nhất phải đạt từ 8- 10 x 106 tế bào/ 1cm3 khi cho vào để lên men dịch đường ban đầu lượng tế bào chết không vượt quá 5%. Tránh cho vào quá nhiều men vì như vậy sẽ hạn chế sự phát triển hấp thụ Nitơ Ở nhiệt độ thấp nên tăng số lượng nấm men 2. Nhân giống nấm men trong sản xuất: 2.1 Mục đích: Mục đích của quá trình nhân men giống là cung cấp đầy đủ lượng giống cần thiết và chất lượng cho quá trình lên men. 2.2 Tiến hành nuôi cấy men giống. Thiết bị nuôi cấy men giống là các bình được đặt ở khu vực lên men, cấu tạo các bình có áo cấp lạnh ở bên ngoài, cánh khuấy, hệ thống van chuyển dịch và xả dịch, mô tơ để cánh khuấy hoạt động, nhiệt kế, cửa quan sát thuận tiên cho quá trình thao tác vận hành. Tiến hành nhân men giống trong phòng thí nghiệm trước sau đó nhân giống sản xuất. Quá trình nhân giống trong sản xuất. Ta chuẩn bị lượng sữa men giống gồm 3 bình 5 lít, sau đó ta vệ sinh các dụng cụ bằng nước nóng. Bắt đầu tiến hành ta lấy nước chiết dịch đường ở trong giai đoạn lọc hoa (chỉ có dịch nhưng không được có bã). Sau đó mở nắp thùng một cho dịch vào từ từ để tránh tạp nhiễm, không bỏ ra ngoài, cho vào xong ta đóng nắp thùng vào và bắt đầu mở vòi phun tạo vòng xoáy một lúc khoảng 10 phút. Tắt vòi phun rồi cho men giống vào, lưu ý trước khi cho men giống vào phải lắc đều trong bình 5 lít, khi cho men giống vào phải nhanh và gọn. Cho men giống vào xong ta lại cho vòi phun hoạt động, nhưng lúc này ta cấp thêm nước lạnh vào để duy trì xuống nhiệt độ thấp 15oC÷ 17oC. Bắt đầu duy trì ở nhiệt độ này trong vòng 24h (các van đáy trong giai đoạn này được khóa lại). Sau 24h dịch trên thùng men giống cấp 1 được chuyển sang thùng men giống cấp 2 bằng van chuyển dịch. Ta cấp nước lạnh bằng van cấp lạnh rồi duy trì tiếp ở nhiệt độ 13oC÷14oC cũng trong vòng 24h (các van đáy trong giai đoạn này được khóa lại). Sau 24h dịch trong thùng men giống cấp 1 được chuyển sang thùng men giống cấp 2 bằng van chuyển dịch. Ta cấp lạnh bằng van cấp lạnh rồi duy trì tiếp ở nhiệt độ 13oC÷14oC cũng trong vòng 24h. Hoàn thành quá trình nhân giống cấp 2 chuyển sang các tank lên men để lên men dịch đường hoa houblon. Ngoài lượng men giống nuôi cấy nhà máy còn tận dụng lượng men sữa trong quá trình lên men trong quá trình lên men: Men sữa được thu hồi trong giai đoạn cuối của quá trình lên men. Đối với chủng nấm men chìm giai đoạn cuối của quá trình lên men sẽ kết thành một khối chìm xuống đáy thùng lên men và ch