Đồ án Tìm hiểu công nghệ sản xuất bia tại công ty cổ phần Habada Bắc Giang

iện để lắng đọng men và lắng cặn bia CaCO3 trước khi chiết chai, tránh được bia trào ra ngoài. Nguyên nhân dùng CaSO4.2H2O, CaCl2.2H2O trước hết là tránh được tình trạng quá nhiều ion SO42- và Cl- đủ để tạo mùi thơm cho bia. Số lượng hóa chất thêm vào là 700g CaSO4.2H2O và 700g CaCl2.2H2O, chúng tạo ra nồng độ 90 ppm ion Ca2+, 70 ppm Cl- và 90 ppm SO42- trong hèm. Cereflo là chế phẩm enzyme b-glucanase được thu nhận từ dịch nuôi cấy vi khuẩn Bacillus subtilis theo phương pháp chìm. Enzyme này là endo-glucan có tác dụng cắt mối liên kết b - 1,3 và b - 1,4 glucan trong bột đại mạch từ oligosaccharid thành những mạch có từ 3 – 5 gốc glucose. Nó được dùng trong nấu malt với bột để làm giảm độ nhớt của dịch, do vậy lọc dễ dàng hơn. Khoảng hoạt động tối ưu của enzyme nay từ 50 – 70oC với pH = 6.5 – 7.5. Cereflo được bỏ vào tạo dễ dàng cho quá trình lọc bia. Lượng bỏ vào thì tùy vào từng mẻ nấu (lượng cho vào theo mẻ con: gạo 320kg, malt 425 kg thì cereflo là 200ml). Sau khi đo pH trong nồi hèm, nếu pH <= 5.5 – 5.8 thì thêm H3PO4 vào, nhiệt độ đường hóa được điều chỉnh để đạt mức lên men phù hợp (68 – 70%), nếu độ lên men quá thấp thì nhiệt dộ đường hóa phải giảm xuống, còn nếu quá cao thì nhiệt độ phải tăng lên. Không được chuyển hèm sang nồi lọc nếu chưa được kiểm tra Iod. Kiểm tra Iod mà chưa đạt thì thêm termamyl vào. 6. Lọc trong thu dịch đường. Nồi hèm sau ki thực hiện quá trình đường hóa xong gồm 2 phần: phần đặc (bã) và phần dịch loãng (chứa những chất hòa tan của malt và gạo). Lọc nhằm tách phần loãng riêng ra khỏi phần bã. Trong quá trình lọc này những phần tử rắn của malt tạo thành một màng lọc, giúp cho quá trình lọc được dễ dàng hơn. Quá trình lọc qua 2 giai đoạn: lọc dịch đường và rửa bã. Rửa bã nhằm mục đích thu hồi các chất cần thiết còn sót lại trong bã. Trong công ty quá trình rửa bã diễn ra khoảng 3 lần sau khi thu dịch đường đầu. Sau khi lọc tất cả dịch đường đầu hay dịch rẳ bã đều được đổ vào nồi sôi hoa. Để tưng sự khuếch tán của các chất cần thiết còn sót lại vào dung dịch, lớp bã cần phải xáo trộn cho xốp và dùng nước nóng khoảng ở 76oC để rửa, không dùng nước nóng có nhiệt độ quá cao vì sẽ làm bất hoạt enzyme amylase và bột còn sót lại được hồ hóa nhưng chưa đường hóa kết quả làm cho dịch lên men bị đục. 7. Đun sôi hèm với houblon. Mục đích của quá trình đun sôi với houblon: để ổn định thành phần nước hèm và làm cho dịch hèm có mùi thơm và vị đắng của houblon. Đây chính là quá trình trích ly các chất thơm, chất đắng có trong hoa, làm keo tụ các protein, vô hoạt các enzyme và thanh trùng dịch đường. Ghi chú: 1: Ống thông hõi 2: Nắp 3: Hệ thống CIP 4: Cầu phân phối 5: Hệ thống gia nhiệt ống chùm 6: Ống chùm 7: Ống trung tâm 8: Nón ngưng tụ 9: Đường hơi đốt 10: Đường nước ngưng 11: Đường tháo cặn 12: Đường dịch vào CIP . . . . . . . . . . . . CIP 1 2 3 4 7 6 9 11 10 5 8 12 Hình 3.5: Thiết bị nấu hoa. Dịch hèm sau khi lọc được bơm vào nồi sôi hoa, nâng nhiệt lên 100oC. Hoa houblon và acid H3PO4 phải được bỏ vào đúng lúc trước khi đạt nhiệt độ sôi. Sự phá vỡ cấu trúc diễn ra trong quá trình đun sôi hèm, thực hiện tốt nhất ở pH = 5.25, cho H3PO4 vào nồi 1 lượng 500ml. Tuy nhiên cũng phải dựa vào các sai số trong quá trình sản xuất và quá trình thử nghiệm để cần biết lượng cho vào. Thời gian ở trong nồi sôi hoa là 80 phút, độ đường đầu khoảng 15 – 17oP, và thường xuyên theo dõi màu sác của dịch nấu. Sau khi kết thúc nấu với hoa houblon, dịch được đưa vào thiết bị lắng xoáy Whirlpool để loại bã hoa. * Sự thay đổi của dịch hèm sau khi nấu với hoa houblon. - Mùi thơm của dịch hèm: Do sự trích ly các chất thơm, tinh dầu thơm có trong hoa houblon vào dịch đường, các phản ứng maillard và phản ứng caramel hóa khi đun sôi. Ngoài ra, từ các phản ứng hóa học này còn làm thay đổi màu của dịch đường từ màu nhạt sang màu đậm hơn. - Vị đắng: Do sự hòa tan chất đắng làm thay đổ mùi, vị của dịch đường. Trong khi sôi dự hòa tan của chất đắng vào dung dịch dễ dàng hơn. - Sự kết tủa và keo tụ protein: Đây là quá trình quan trọng khi đun sôi dịch đường. Sự có mặt của protein hòa tan trong dịch lên men có thể là nguyên nhân làm đục bia và làm giảm độ bền sinh học của bia. Dưới các tác nhân như pH, nồng độ dịch đường, thời gian, nhiệt độ và sự có mặt của chất chát Tanin trong houblon sẽ làm kết tủa protein có trong dịch đường. Mặt khác, phản ứng giữa các Canxi và Phosphat sẽ làm giảm pH của dịch đường cũng giúp cho quá trình kết tủa protein. 8. Chuyển tải hèm Dịch hèm được lạnh nhanh và được sục khí. Mục đích là hạ nhiệt độ của dịch đường xuống nhiệt độ lên men , bão hòa oxy cho dịch lên men và kết tủa huyền phù. Dịch hèm từ nồi sôi hoa đang ở nhiệt độ là 100oC sẽ được nghỉ trong 10 phút nhiệt độ sẽ giảm xuống 95oC và bắt đầu quá trình lạnh nhanh để hạ nhiệt độ xuống 15oC trong 30 phút. Hèm nóng 52 hl với độ đường là 12 – 12,5oP được làm lạnh tới 15oC ở máy lạnh nhanh hèm được nước lạnh 25 – 30oC làm mát, nước này được nâng nhiệt lên khoảng 78oC ở lần 1 và làm lạnh tới -4oC bởi chất làm lạnh glycol ở lần 2. Hèm được sục khí trước khi cho men vào, để lượng O2 khoảng 8 ppm/l hèm bằng cách thêm không khí vô trùng vào 40l/h, lạnh nhanh được khống chế và điều khiển van tiết lưu bằng tay, nhiệt độ của hèm lạnh được khống chế bởi bộ phận PI, dùng tay điều chỉnh bộ phận sục và tỷ lệ không khí vào bao nhiêu thì xem bộ phận đo dòng. * Các quá trình hoa lý xảy ra khi làm lạnh nhanh: - Sự hòa tan oxy vào dịch lên men: khi dịch đường tiếp xúc với oxy và các chất hữu cơ, nhựa hoa houblon và tanin sẽ bị oxy hóa từng phần. Ngoài ra, oxy chính là điều kiện cần thiết cho sự sinh sản và phát triển của nấm men trong quá trình lên men sau này. - Sự tạo thành và tách các kết tủa: Trong quá trình làm lạnh sẽ hình thành các chất cặn ở dạng huyền phù, chúng xuất hiện trong quá trình nấu sôi hoa và quá trình làm lạnh. Các chất cặn này sẽ làm ảnh hưởng tới quá trình sinh lý và sinh hóc của nấm men về sau. Và chún được loại bỏ bằng việc lắng. - Sự bay hơi nước: Khi làm lạnh một phần nước bị bốc hơi, do đó thể tích dịch lên men sẽ giảm và nồng độ của nó tăng lên. Chú ý: Bộ phận lọc khí ở máy lọc phải được tháo ra và khử trùng trong phòng thí nghiệm ở nhiệt độ 120oC trong 2h. Việc khử trùng bộ phận lọc này được tiến hành thường xuyên 1 tuần 1 lần. III.2.2. Quá trình nhân giống nấm men. Nguyên tắc: Nhân giống nấm men được tiến hành trong thùng kết hợp giữ men và nhân men. Nhân giống ở điều kiện vô trùng bắt đầu việc nhân giống trong phòng thí nghiệm và kết thúc cho men dạng đặc vào trong các tank lên men. Tùy vào yêu cầu của con men ở trong các tank, thường thì nhân giống 2 tháng 1 lần. Chất lượng nấm men chấp nhận được khi: + Số đời là lớn hơn 8. + Độ tinh khiết của vi sinh thấp. + Số lượng men chết cao (20%)… * Các bước nhân giống trong phòng thí nghiệm: Lọ đựng men Thể tích ban đầu Thêm vào Thời gian lên men Nhiệt độ lên men Chuyển tới Đĩa cấy men Nuôi cấy bề mặt 0.12l dịch hèm 3 ngày 25oC Bình Carlsberg 25l Bình Carlsberg 18l dịch hèm 0.12l men huyền phù 5 – 8 ngày 25oC Thùng lên men 600l Nấm men được nuôi cấy trong bình lắc 1 ngày, dịch hèm trong bình được sục khí vô trùng 1h trước khi cho nấm men vào, suốt thời gian 3 ngày đầu lên men, mỗi ngày phải sục khí vô trùng 20 phút đồng thời lắc nhẹ trong suốt quá trình. * Quá trình nuôi Thùng chứa Thể tích ban đầu Thêm vào Thời gian lên men Nhiệt độ lên men Chuyển tới Thùng 600l 130 l hèm 18 l men 3 ngày 20oC Không chuyển Thùng 600l 150 l men 150 l 3 ngày 18oC Tank 175 hl Tank kết hợp 175 hl 300 l men 50 hl 2 ngày 18oC Không chuyển Tank kết hợp 175 hl 53 hl 50 hl hèm 2 ngày 18oC Không chuyển Tank kết hợp 175 hl 103 hl 50 hl hèm 2 ngày 18oC Tank chứa men dạng dặc Trong quá trình nhân men ở tank lên men, thời gian sục khí 60 phút vào từng buổi sáng với không khí sạch đã khử trùng qua đáy (đầu vào và đầu ra). Khống chế nhiệt độ của thùng lên men bằng tay. Việc nhân men trong tank kết hợp 175 hl phải tiến hành ở tank có bộ phận làm lạnh ở đáy để có điều kiện khống chế nhiệt độ với 1 mẻ nấu trong tank. Ngay khi mẻ nấu thứ 2 đã được bơm vào tank thì nhiệt độ được khống chế tự động, mỗi mẻ cho hèm vào đều phải được sục khí. * Giữ, thu hoạch và bơm men. Sau khi kết thúc quá trình lên men trong tank thì men được thu hoạch bằng cách dùng bơm, ống mềm, ống hình chữ T để chuyển tới thùng chứa men. Dùng thước đo lượng men thu hoạch được bao nhiệu. Nếu dư thừa nấm men, thì chỉ chọn loại nấm men tốt, số còn lại thì loại bỏ. Nếu lô men thừa đó không bị nhiễm thì loại bỏ đời men cao. Nhiệt độ trong thùng chứa men giữ ở 4oC, nhiệt độ này được khống chế bởi van điều tiết làm lạnh cho thùng chứa lạnh và đồng hồ. Nấm men thu hoạch thông thường giữ ở thùng chứa men trong thời gian không quá 1 tuần. Thời gian và số lượng men trong thùng chứa được khống chế bằng thước để đo. III.2.3. Công nghệ lên men và giữ men 1. Thông số cho quá trình lên men Nhiệt độ đặt: 15oC ± 0.5oC Nhiệt độ lên men: 16oC Thời gian lên men: 7 ngày Làm lạnh xuống: 4oC Thời gian hạ lạnh: 1 ngày Nhiệt độ thu hoạch men: 4oC Hạ lạnh xuống: -1oC Thời gian làm lạnh: 1 ngày Nhiệt độ tàng trữ: -1oC Thời gian tàng trữ: 1 – 2 ngày oC -1 2 3 4 5 16 6 Ngày 7 8 9 10 14 15 12 13 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 14 15 12 13 11 1 Hình 3.6: Biểu đồ lên men 2. Quá trình lên men. 2.1. Lên men chính. Mẻ 1,2 cần được thông khí vô trùng với lưu lượng khí là 14 l/h. Mẻ 3 không cần sục khí do lượng khí đã đủ khi sục ở mẻ 1 và 2. Nồng độ tế bào từ 10 – 18 triệu tế bào/1 ml được đưa vào dịch hèm để lên men. Bình thường có khoảng 150 l men được đưa vào (tương đương khoảng 1% so với thể tích dịch đưa vào để lên men). Quá trình lên men ở trong tank với áp suất P = 0.8 bar, điều chỉnh bởi van điều áp. Dựa vào biểu đồ nấu ta thấy rằng sau khi dịch hèm được làm lạnh nhanh từ 95oC xuống 15oC thì được chuyển sang giai đoạn lên men chính. Sau khi chuyển sang lên men chính thì nhiệt độ được tăng lên 16oC và giữ ở 16oC để lên men trong 7 ngày. Ở đây thường ngày theo dõi sự phát triển của nấm men bằng việc đo sự thay đổi hàm lượng đường trong các tank lên men. Cùng với việc đó thì cũng theo dõi sự thay đổi của pH, nhiệt độ. pH thay đổi là do trong quá trình lên men ngoài quá trình chuyển hóa đường thành rượu mà còn hình thành một số các acid hữu cơ, một số chất thơm…vì vậy làm cho pH của dịch lên men giảm xuống. Còn nhiệt độ do trong quá trình lên men nó còn thải ra 1 lượng nhiệt, làm cho nhiệt độ trong các tank lên nhưng ở các tank có các áo lạnh để điều chỉnh nhiệt độ, giữ nhiệt độ trong tank không đổi, tác nhân làm lạnh đó là glycol. * Phương trình chuyển hóa trong tank lên men: 2g dịch → 1g alcohol + 1g CO2 Maltose + H2O → Glucose → Ethanol + CO2 + Q ½ C12H22O11 + ½ H2O → C6H12O6 → 2 C2H5OH + CO2 + 2 ATP + Q 1.86g + 0.1g → 1.96g → 1.0g + 0.96g Quá trình lên men chính kết thúc khi kiểm tra thấy hàm lượng đường trong dịch thay đổi 0.2oP/24h thì sẽ được chuyển qua lên men phụ (thường là 7 ngày). Glucose C6H12O6 Acid pyruvic CH3 – CO - COOH Acetaldehyt CH3 - CHO ETHANOL CH3 – CH2 – OH NAD+ NADH2 * Cơ chế hình thành Ethanol: * Cơ chế hình thành các rượu bậc cao khác: - Chuyển hóa acid amin với acid pyruvic trong cơ thể nấm men. Treonin Leucin Xetobutyric Acetyl - CoA a - xeto - b methylvaleric Propionic Butanol Amylic Treonin Valin Aldehyt isobutyric Isobutyric Leucin - Quá trình hình thành rượu bậc cao do hoạt động sống của nấm men. 2CH3 – C – COOH çç O 2R – C – COOH çç NH2 CH3 – CH – COOH ç NH2 R – C – COOH çç O + + 2 R – CHO Acid hữu cơ R – COOH R: gốc acid amin R – CH2OH Rượu cao R: gốc acid amin CO2 + H2O * Cơ chế hình thành diacetyl trong quá trình lên men bia: CH3 – CH – COOH ç OH Acid lactic CH3 – COOH Acid acetic OH ç CH3 – C – COOH ç C = O ç CH3 a - Acatolatat CH3 – C – C – CH3 çç çç O O DIACETYL VSV - H2O VSV - CO2 - H2 * Cơ chế hình thành Glycerin trong qúa trình lên men bia: Glucose Phosphoglyceraldehyt Phosphoglycerinic Phosphoglycerin Acetaldehyt Glycerin CH2 – CH – CH2 ç ç ç OH OH OH Ethanol NADH2 NAD+ CO2 * Sự thay đổi pH, độ đường trong quá trình lên men: Ngày oP pH 1 9.6 5.5 2 9.4 4.78 3 4.1 3.87 4 2.6 3.78 5 2.3 3.72 6 2 3.7 7 2 3.75 Cuối giai đoạn này sự lên men giảm xuống, phần lớn men đã lắng xuống đáy thùng. Sản phẩm là bia non, trong đó co rượu, một ít CO2 và còn ít đường. 2.2. Quá trình thu CO2. Tank lên men Bình bãy bọt Rửa bằng nước Máy nén 2 cấp Tách nước 2 giai đoạn Lọc bằng than hoạt tính P = 2 – 3 kg/cm3 t hoàn nguyên = 60 phút Tách nước 2 giai đoạn Nén ở P=15 kg/cm3 Làm lạnh P = 15 kg/cm3 Nhiệt độ: -10 ÷ -30oC Bình chứa CO2 Quá trình này được điều chỉnh sao cho phù hợp độ tinh khiết phải đạt 98%. Thu CO2 trong các tank lên men: + Đối với tank 3 mẻ: Sau mẻ 3 là 3 h + Đối với tank 5 mẻ: Sau mẻ 3 là 4 h + Đối với tank 6 mẻ: Sau mẻ 4 là 4 h * Quá trình thu hồi CO2: CO2 ở các tank lên men được thu hồi bằng cách cho chúng đi qua một bình gọi là bình bãy bọt, và sau đó CO2 được rửa bằng nước sạch trong ống có hình trụ thẳng đứng, bằng cách cho khí CO2 đi lên trên còn nước sạch đi từ trên xuống dưới, ở đây các cặn bẩn sẽ được giữ lại bởi lượng nước xuống còn CO2 thoát ra và đi qua máy nén cấp 1, rồi máy nén cấp 2. Tách nước trong CO2. Tách các khí độc bằng việc cho khí CO2 đi qua than hoạt tính. Rồi lại cho tách nước qua 2 giai đoạn một lần nữa. Cuối xùng nén và làm lạnh ở nhiệt độ -10 ÷ -30oC, ta thu được CO2 ở dạng tinh khiết, CO2 được chứa trong các bình phục vụ cho quá trình hoàn thiện bia thành phẩm sau này. 2.3. Lên men phụ. Bia non được bơm vào các thùng lên men phụ. Sau khi từ lên men chính chuyển sang lên men phụ thì nhiệt độ được hạ xuống 4oC trong vòng 1 – 2 ngày. Trong giai đoạn này vẫn tiếp tục lên men, CO2 sinh ra được giữ lại trong thùng và hòa tan dần vào dịch, pH dịch bia tăng dần, acid giảm, các ester phức tạp được tạo thành. Đây là quá trình tạo ra hương vị, kết thúc quá trình nó giúp tạo màu và làm chín bia (loại diacetyl ra khỏi bia). Ngoài ra, men bia dần kết lại với nhau ở dạng bông hoặc bụi, các cặn vẩn cùng với men lắng xuống đáy thùng làm cho bia trong và sáng màu. Mẫu được lấy hàng ngày kiểm tra độ đường, pH, nhiệt độ của mỗi tank lên men, tất cả được ghi vào sổ nhật ký. Khi làm lạnh xuống 4oC trong 20 – 24h, men được thu hoạch ở 4oC thông qua van đáy tank nó được nối với bơm, ống cứng và ống cao su mềm, men được thu hoạch về thùng chứa men (G), khối lượng xấp xỉ 300l men (nhiệt độ của G phải được duy trì ở 2 – 4oC), thời gian lưu trữ men không nên để lâu. Men thu hoạch có thể tái sử dụng nếu cần thiết. Mật độ tế bào nấm men sau khi thu hoạch men phải đạt xấp xỉ 5 triệu – 10 triệu tế bào/ml. Quá trình làm lạnh từ 16oC xuống 4oC không được tiêm CO2 vào. Sau khi thu hoạch men xong, CO2 được tiêm vào khoảng 10 phút, nó làm cho nhiệt độ trong tank lên men được đảo trộn đồng đều. Sau khi nhiệt độ được đảo trộn đồng đều thì nhiệt độ trong tank có thể tăng lên khoảng 8oC. Sau đó nhiệt độ lại được hạ xuống 4oC, CO2 không cần được tiêm vào thêm. Quá trình làm lạnh từ 4oC xuống -1oC, CO2 được tiêm vào liên tục trong 1h sục 1 lần, mỗi lần 10 – 15 phút, P = 1 bar làm cho sự đối lưu bề mặt được tốt hơn (làm cho nhiệt độ trong tank được đảo trộn đều). Suốt trong quá trình duy trì ở nhiệt độ -1oC ở tank chứa, men bùn được xả ra ngoài qua van đáy, tank men này không được tái sử dụng. Khi nhiệt độ bia hạ -1oC sau 3 ngày, bia được duy trì ở nhiệt độ này trong 2 ngày, sau đó lọc thì quá trình lọc vẫn đảm bảo. Tổng thời gian lên men là 11 – 13 ngày. Tất cả các tank sau lên men được vệ sinh, khoảng 14 ngày vệ sinh tank lên men 1 lần. Như vậy, lên men phụ là để hoàn thiện hương vị, độ trong của bia, làm cho bia “chín”, bão hòa CO2, tăng khả năng tạo bọt và ức chế sự phát triển của vi sinh vật ngoại lai co hại bị nhiễm vào dịch bia. 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men. 1. Các yếu tố ảnh hưởng đến lên men chính (thời gian, chất lượng bia). Mật độ men sống, hoạt động của men trôi nổi hoặc thêm vào trong bia. Nhân tố ảnh hưởng đến việc cho men vào bia đang lên men. Dạng men có xu hướng tạo chùm. Chuyển động trong tank. Mật độ cao khi cho men vào như không được quá cao. Khả năng sống tối đa của men phụ thuộc vào: + Loại men. + Thời gian lưu giữ trong tank. + Nhiệt độ giữ men ở G. + Loại men bia sống trước. Phương pháp cho men vào: Sự phân bố của men (độ đặc, thời gian và nơi lấy men vào). Nhiệt độ trong giai đoạn men phát triển. Sục khí hèm, lưu lượng khí, thời gian sục khí. 2. Những yếu tố khác ảnh hưởng tới tỷ lệ nấm men. Nhiệt độ của quá trình trao đổi của lên men tăng lên là do các phản ứng sinh hóa. Ví dụ: nếu tăng nhiệt độ 10oC thì tỷ lệ biến đổi lên gấp đôi. Dung dịch hèm. Độ đặc của hèm. Nhữa acid amin cơ bản có trong dịch hèm. Vitamin và các thành phần phụ. Độ sáng của hèm. Những yếu tố ảnh hưởng ngược tới tỷ lệ nấm men: Áp suất cao làm tăng lượng CO2 ở bia dang lên men và số con men, dẫn đến sự giảm phát triển của con men. Lượng cồn được tạo thành trong quá trình lên men bia sẽ hạn chế tỷ lệ chuyển hóa của nấm men. 3. Tác dụng của việc vận hành hằng ngày Tăng tỷ lệ nấm men do tỷ lệ cao hơn và số men phát triển. Khẳ năng làm giảm thời gian công nghệ. Bọt to hơn trong các tank lên men (làm lượng bia trong tank giảm). Tăng sinh khối. Bia đắng hơn, trao đổi chất giảm vì tăng lượng hấp phụ để tăng lượng con men. 4. Ảnh hưởng về chất lượng Nhiệt dộ cao: Tăng quá trình tạo thêm cồn và ester. Lượng men phát triển: lượng cồn tăng nhưng ester bị giảm làm ảnh hưởng tới mùi, vị của bia thành phẩm và tăng sự rủi ro về quá trình tự phân. 5. Những nhân tố ảnh hưởng đến sự chín của bia. Ảnh hưởng từ nấm men. Sự đồng hóa và dị hóa do quá trình trao đổi chất. Sự bài tiết của nấm men sau giai đoạn lên men kết thúc. Chuyển bia do quá trình tạo bọt CO2. Sự bão hòa CO2. Sự hấp thụ trên bề mặt tế bào nấm men. Các phản ứng hóa học bên ngoài các con men, đặc biệt là khi nhiệt độ hạ thấp thì tạo sự lắng bia. Chú ý: Trong quá trình lên men phụ, những vấn đề sau xảy ra : + Những trích ly còn lại chưa lên men (maltose, maltriose) sẽ lên men. Do vậy, độ ngọt giảm. + Tạo thêm lượng rượu ethylicvà tạo ra một số ester thơm. + Tạo ra và làm mất đi diacetyl. + Tạo ra và làm mất đi H2SO4 cũng như các hỗn hợp của lưu huỳnh. Khi quá trình lên men đã chấm dứt tạo ra các hợp chất không thể bay hơi: + Acid amin. + Peptid. + Acid nucleic. + Các loại enzyme protolytic. + Các hợp chất phosphat. Sự bài tiết tiếp tục dựa vào sự sống của con men (độ thẩm thấu của màng tế bào nấm men) và phụ thuộc vào lưu huỳnh có trong protein và cuối cùng là khi men chết phụ thuộc vào sự tự phân hủy của số nấm men đó. Sự hình thành CO2 và việc bay hơi của nó qua bia nên một phần các hợp chất có thể bay hơi sẽ được đẩy ra ngoài theo phương pháp khuếch tán, đặc biệt là các hợp chất như (aldehyt và ceton) và các hợp chất có chứa lưu huỳnh như metacaptan và hydrosulfit. Các hợp chất có hoạt tính bề mặt như chất có vị đắng và tạo màu được hấp thụ trên bề mặt của nấm men. Như vậy, lượng nấm men càng cao ở trong bia thì mưc hấp thụ càng cao (càng giảm chất có vị đắng và màu quá trình lên men). Sự lắng đọng ở bia do quá trình hạ nhiệt độ là phức hệ của polyphenol – protein. Sự tạo thành các phân tử lớn và sự lắng đọng là một quá trình diễn ra trong nhiều giờ, sự lắng đọng này mang tính chất thuận ngịch (nghĩa là nhiệt độ càng tăng cao thì sự lắng đọng này không còn vì nó hòa tan trở lại). III.2.4. Lọc bia. - Mục đích: Bia sau khi lên men phụ vẫn còn đục, lượng tế bào nấm men còn nhiều nên chúng ta phải lọc bia trước khi xuất xưởng. Bia sau khi tàng trữ ở các tank được bơm đẩy vào tùng phối liệu, tại đây bia được trộn với đất lọc (bột diatomit) theo một tỷ lệ nhất định vào tạo thành dung dịch huyền phù. Đất lọc được chế biến từ xác một loại sinh sống ở biển thành phần chủ yếu là SiO2. Đất lọc công ty sử dụng là loại tốt nhất theo tiêu chuẩn nấu bia châu Âu, gồm: đất lọc mịn và đất lọc thô. Để lọc bia ta có thể sử dụng: máy lọc đất và túi lọc - Nguyên tắc chung cho máy lọc: Sau khi hết giai đoạn lên men, bia được bơm từ các tank lên men qua bơm, bảng dòng, qua hệ thống ống cứng và ống cao su mềm tới máy lọc, qua đất lọc, qua túi lọc và sau đó được bơm vào tank chứa bia trong để giữ trước khi đóng chai. Lưu ý: Việc nối các tank lên men bia với CO2 hoặc khí nén để giữ áp suất trong tank là 1 bar trong quá trình lọc bia là rất quan trọng để tránh tạo chân không trong tank lên men. Trước khi lọc bia phải hạ nhiệt độ tới -1oC đến -1.5oC trong tank lên men để tránh việc tạo vẩn đục trong bia đã lọc, điều quan trọng là nhiệt độ của bia trước khi lọc phải giữ ở -1oC. 1. Máy lọc đất - Tạo màng sơ bộ: Đất lọc dùng để tạo màng sơ bộ giai đoạn 1 và 2 là hỗn hợp đặc được tạo ra trong thùng chứa đất lọc của bơm định hướng bằng cách pha 1 phần đất lọc với 6 phần nước, máy lọc được tạo màng sơ bộ với tỷ lệ dòng khoảng 60 hl/giờ và bơm định lượng mở với tốc độ cao và sẽ tạo màng được 100 – 1200 g/m2 diện tích lọc. Tạo màng sơ bộ sử dụng 100% đất thô, khoảng 6kg, tạo màng sơ bộ lần 2 sử dụng 50% đất thô và 50% đất mịn mỗi loại. *Việc tạo màng sơ bộ có 3 mục đích: + Ngăn chắn việc tạp chất bịt kín các phân tử lọc. + Chấp nhận các phân tử sạch đi qua. + Sau khi lọc kết thúc tạo màng thì dễ dàng để bia đi qua. - Tạo màng chính: Đất lọc để tạo màng chính cũng được pha trộn ở thùng chứa đất của bơm định hướng, hòa tan 1 phần đất vào nước, lượng bơm vào khoảng 100 – 120 g/l. Màng chính làm nhiệm vụ giữ cho các bánh đất lọc được xốp và tránh tạo ra một lớp tạp chất làm bịt kín các kẽ hở ngăn cản hoặc làm khó khăn cho dòng bia chảy qua. Màng lọc chính tạo ra bằng cách pha trộn 50% đất mịn và 50% đất thô, nếu bia sau khi lọc thấy quá đục thì phải chạy tuần hoàn cho bia quay lại máy lọc. Trong quá trình lọc nếu áp suất giảm thì dùng tay điều chỉnh. Thông thường quá trình lọc thì áp suất tăng từ 0.2 – 0.3 bar. Nếu áp suất tăng lên quá 0.4 bar thì phải thêm đất thô vào, mặt khác nếu áp suất tăng ít dưới 0.1 bar thì phải cho thêm đất mịn vào. - Việc lọc thông thường dừng lại sao 6 – 7 giờ khi áp suất đã quá 6 bar hoặc tổng số đất lọc (cả tạo màng sơ bộ và màng chính) bơm vào trong máy lọc đã cao hơn 90 kg, khi lượng đất lọc bơm vào khoảng 90 kg thì việc dừng lại là quan trọng nếu không máy lọc sẽ bị hỏng. - Dùng máy nén thủy lực, hạ áp suất nén sau khi lọc xong để mở giấy lọc và xả đất lọc xuống rãnh xả. Dùng nước nóng và nước lạnh để vệ sinh máy lọc. 2. Túi lọc Túi lọc được lắp vào trong đường lọc sau lọc đất với mục đích là giữ lại đất lọc trong bia những phụ phẩm không hòa tan hoặc bọt bị vỡ có thể lọc qua màng lọc của đất lọc và ngoài ra tạo điều kiện để chống tắc trên đường bơm đến tank bia trong. Nguyên tắc chung: Điều quan trọng là trước khi thay giấy lọc và túi lọc thì phải vệ sinh xút nóng để vệ sinh máy lọc và túi lọc, khi thay giấy lọc và túi lọc thí giấy mới và túi lọc mới phải được tưới nước làm mềm lại trước khi lắp vào máy lọc. III.2.5. Chiết chai. Quy trình rưa chai. Vỏ chai bẩn Ngâm Rửa xút Rửa sạch bằng nước nóng Kiểm tra xút dư Để ráo Vỏ chai sạch 40oC: Nhúng 65oC: Nhúng qua xút 80oC: Phun xút 50oC: Nước ấm 2 25oC: Nước ấm 1 12oC: Nước sạch 15oC: Ngừng nhỏ giọt 20oC: Chai đi qua 3 6 9 12 18 2 4 6 8 10 4 8 12 16 20 12 15 24 Chế độ thanh trùng trong 12 giờ. Chế độ thanh trùng trong 12 giờ. Chế độ thanh trùng trong 12 giờ Hình 3.7: Sơ đồ quá trình rửa chai Mô hình của quá trình rửa chai. Chai bẩn sau khi được nhúng sơ bộ vào nước, nhiệt độ nước là 40oC, sau đó chuyển qua khoang xút 2 với 65oC, qua khoang xút 1 với 75oC với nồng độ xút là 8 – 10% và tiếp tục vỏ chai được đi qua khoang nước nóng 2 với 50oC, qua nước ấm 1 với 25oC và được tráng qua nước sạch ở 12oC, P = 4 bar, sau đó chai được làm khô và theo dây chuyền đi ra. Trước khi cho và đóng chai bia thì phải kiểm tra xem lượng xút dư trong chai có đạt được theo yêu cầu hay không (lượng xút dư trong chai sau khi rửa được chuẩn độ bằng HCl 0.1N, là ≤ 0.3ml HCl tiêu tốn). Chai sau khi làm sạch, đưa đến máy chiết chai. Ở đây chai được hút chân không và nạp CO2 để cân bằng áp suất. Sau đó tiến hành chiết chai. Trong quá trình chiết chai tiến hành kiểm tra xem chai sau khi chiết có bị vẩn đục hay không, nếu có thì loại ngay. Rồi chai được đưa đi qua máy thanh trùng. III.2.6. Thanh trùng. Trong bia thành phẩm sau khi chiết chai thông thường luôn chứa các tế bào còn sống gồm tế bào nấm men, vi khuẩn acetic, nấm sợi. Do đó, chúng ta cần xử lý nhiệt nhằm đảm bảo rằng có thể tiêu diệt vi sinh vật gây hại cho bia. Chế độ thanh trùng tại nhà máy bia HABADA gồm 5 buồng thanh trùng: Buồng 1 có nhiệt độ: 30oC Buồng 2 có nhiệt độ: 45oC Buồng 3 có nhiệt độ: 58oC Buồng 4 có nhiệt độ: 60oC Buồng 5 có nhiệt độ: 40oC III.2.7. Dán nhãn. Bia sau khi thanh trùng theo băng tải qua