Thực tập tốt nghiệp - Quy trình công nghệ sản xuất bia tại công ty VBL Quảng Nam

đó bổ sung enzym Termanyl với lượng 790ml để phân cắt tinh bột thành các mạch ngắn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hóa. Ngoài ra, để cung cấp hệ enzym amylase cho quá trình thủy phân tinh bột trong gạo người ta có bổ sung 10% malt lót so với khối lượng gạo trong một mẻ nấu trong công đoạn phối trộn nguyên liệu. Tiến hành nâng nhiệt độ của nồi gạo lên 600C và giữ trong 5 phút để tinh bột hút nước trương nở. Sau đó nâng nhiệt độ lên đến 1000C với tốc độ nâng nhiệt là 10C/phút và giữ trong 2 phút khi này tinh bột trương nở cực đại cấu trúc màng bị phá vỡ tạo thành các phân tử tinh bột riêng lẻ phân tán vào dịch. Quá trình này được gọi là quá trình hồ hóa tinh bột xảy ra trong nồi malt. Quá trình này là rất cần thiết nó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân cắt mạch tinh bột thành các đường đơn giản glucose, maltose,…(quá trình dịch hóa tinh bột). Trong nồi malt: Sử dụng phương pháp ngâm. Trước khi nấu ta cũng điều chỉnh pH ở giá trị thích hợp như ở nồi nấu gạo bằng cách bổ sung CaCl2.H2O tạo môi trường pH đệm với lượng 1900g\ mẻ và bổ sung enzym Ceremix với lượng 400ml\ mẻ để tăng hiệu suất đường hóa. Tiến hành nâng nhiệt độ nồi malt lên 400C và giữ trong 30 phút nhằm tạo điều kiện cho enzym proteaza thực hiện quá trình phân hủy protein thành axit amin và các peptid thấp phân tử, quá trình này được gọi là quá trình đạm hóa. Sau đó tiến hành hội cháo ở nhiệt độ 660C giữ trong 12 phút, bơm toàn bộ dịch ở nồi gạo sang nồi malt và tiến hành làm vệ sinh nồi gạo, đường ống chuẩn bị cho mẻ nấu gạo mới. Trong sản xuất tính toán sao cho khi thời gian nấu ở nồi malt vừa kết thúc thì đồng thời ở nồi gạo cũng vừa thực hiện xong quá trình hồ hóa nhằm tránh thời gian đợi quá lâu ở một trong 2 nồi dẫn đến sự oxy hóa, làm thay đổi thành phần hóa học của nguyên liệu và kéo dài thời gian sản xuất. Khi hội cháo xong nhiệt độ dịch trong nồi malt là 660C và giữ ở nhiệt độ này trong 12 phút, mục đích là để enzym β-amylaza thực hiện quá trình phân cắt tinh bột thành chủ yếu là đường maltose và một ít dextrin bậc thấp. Tùy thuộc vào chất lượng của malt và tỷ lệ đường yêu cầu mà thời gian đường hóa ở giai đoạn này có thay đổi. Giai đoạn này là giai đoạn quan trọng nhất vì nó quyết định nồng độ đường lên men được trong dịch. Tiếp đến, nâng nhiệt độ lên 750C và giữ trong trong thời gian 10 phút, mục đích của giai đoạn này là tạo điều kiện cho enzym α-amylaza thủy phân tinh bột, sản phẩm tạo thành chủ yếu là dextrin bậc thấp và một ít đường glucose, maltose. Dextrin là một đường không lên men được, nó tồn tại trong bia và quyết định chất lượng của bia, đây là một trong những chỉ tiêu quan trọng tạo nên hương vị đậm đà cho bia, vì thế tùy vào từng loại bia mà yêu cầu hàm lượng dextrin có khác nhau. Kết thúc quá trình giữ nhiệt ở 750C, tiến hành kiểm tra xem quá trình đường hóa đã hoàn toàn hay chưa bằng dung dịch iốt 0,01 N. Nếu trong dịch đường còn tinh bột thì khi nhỏ dịch đường vào iốt sẽ chuyển màu xanh, còn nếu hết tinh bột thì iốt sẽ không đổi màu. Trong trường hợp nếu tinh bột trong dịch đường vẫn còn thì ta phải kéo dài thời gian đường hóa và có thể bổ sung thêm enzym nếu cần thiết. Khi đường hóa xong, nâng nhiệt độ lên 780C và giữ trong 1 phút để giảm độ nhớt, tạo điều kiện cho việc lọc bã sau này được dễ dàng. Sau đó bơm toàn bộ dịch đường sang thiết bị lọc đáy bằng để tiến hành lọc bã. Trước khi cho dịch đường vào, ở thùng lọc đáy bằng ta bơm một lượng nước nóng 780C từ dưới đáy thiết bị lên sao cho lượng nước cho vào ngập không gian giữa đáy giả và đáy thật. Mục đích của việc làm này là tránh sự chênh lệch áp suất lớn giữa dịch đường bơm qua lọc và khoảng không giữa đáy giả và đáy thật, vì thế tránh được sự nén chặt của khối dịch lên đáy giả gây nén bã gây khó khăn cho quá trình lọc. Mặt khác việc bơm nước từ dưới lên có tác dụng đuổi oxi trong thùng lọc tránh quá trình oxy hóa dịch đường nóng. Sau đó tiến hành bơm dịch đường vào thiết bị, thông thường dịch lọc ban đầu luôn đục vì vậy ta tiến hành hồi lưu trở lại thiết bị lọc. Khi thấy dịch đường thu được đạt độ trong yêu cầu thì rút dịch đường trong cho vào nồi đun hoa, nếu ở nồi đun hoa đang bận nấu mẻ trước thì ta cho dịch đường trong vào nồi trung gian đợi khi nồi đun hoa hoàn thành mẻ nấu trước đó thì bơm qua nồi đun hoa. Sau khi lọc ta thu được lớp bã, vì trong bã còn chứa một lượng dịch đường chưa trích ly hết vì thế tiến hành rữa bã nhằm tận thu lượng dịch đường còn lại. Để rữa bã người ta sử dụng nước nóng ở nhiệt độ 780C, ở nhiệt độ này hiệu suất trích ly là cao nhất mà vẫn đảm bảo cho các enzym trong dịch không bị vô hoạt và các tanin trong vỏ malt không bị hòa tan trong dịch làm cho bia sau này bị găt, chát. Nước rửa bã được phun thành tia từ trên xuống với lưu lượng thích hợp đảm bảo nước luôn ngập bã để nhằm tránh bã bị oxy hóa. Bã được xới liên tục để tạo điều kiện cho việc tiếp xúc với nước. Quá trình rửa bã kết thúc khi nồng độ đường của nước rửa bã đạt 0,8 – 1,20P. Thực ra nồng độ dịch rữa bã còn tùy thuộc vào nồng độ của dịch đường chung thu được, nếu dịch đường chung có nồng độ cao ta có thể tiến hành rữa bã nhiều lần, còn nếu dịch đường chung có nồng độ thấp thì hạn chế số lần rữa bã. 4.2.2.2 Houblon hóa dịch đường Là quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon. Mục đích: + Chuyển các chất của hoa houblon vào trong dịc đường, ví dụ các chất đắng, chất thơm… + Thanh trùng dịch đường. + Kết tủa protid nhờ nhiệt độ cao và nhờ tanin của hoa và của malt. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao protide bị mất nước, biến tính keo tụ mặt khác các tanin tác dụng với protide ở nhiệt độ cao tạo thành các tanat kết tủa. + Vô hoạt enzym. + Ổn định các thành phần, nồng độ của dịch đường. Thực hiện: Dịch đường trong liên tục được bơm vào nồi đun hoa đi bên trong các ống chùm. Hơi được cấp vào lúc đầu đi trong ống trung tâm sau đó tỏa ra xung quanh vùng không gian giữa các ống chùm thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với dịch đường. Dịch đường nhận nhiệt sôi lên và phụt ra khỏi ống chùm đập vào nón phân phối ở trên và tăng bề mặt bốc hơi. Ta phải dự trù sao cho khi quá trình rữa bã malt kết thúc thì dịch đường trong thiết bị đun hoa cũng vừa sôi. Hoa houblon được nạp vào dưới dạng chế phẩm cao hoa (1,1 kg) và hoa viên (6,5 kg) cho 1 mẻ nấu là cao hoa và hoa viên. Bổ sung phụ gia và các chế phẩm hoa ngay lúc dịch đường bắt đầu sôi. Hoa được nạp vào khi nhiệt độ trong nồi đạt từ 90 - 950C và được cho vào cùng một lúc. Tiếp theo nâng nhiệt độ dịch đường lên đến 1000C, ở nhiệt độ này ta tiến hành điều chỉnh pH của dịch đường bằng axit H3PO4, đồng thời cho CaCl2.H2O (2200g) vào, nhằm bổ sung ion Ca2+ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm mem sau này và cho caramel (4300ml) nhằm tăng độ màu cho dịch nha. Trước khi kết thúc sôi 15 phút bổ sung ZnSO4 vào cũng là để bổ sung dinh dưỡng cho nấm men, làm chất xúc tác cho quá trình lên men sau này. Thời gian thực hiện quá trình houblon hóa là 60 phút. Kết thúc quá trình đun hoa tiến hành ngắt hơi để đo thể tích, lấy mẫu đo độ đường và độ pH. Độ pH yêu cầu của dịch nha là 5,4 - 5,6. Độ đường thích hợp để lên men ở nhà máy là 16.5 0P, nếu như độ đường cao ta bổ sung thêm nước vào, còn nếu như độ đường thấp thì ở mẻ nấu sau ta bù vào bằng cách hạn chế số lần rửa bã hoặc tăng thời gian houblon hóa lên. Sau khi houblon hóa dịch đường được bơm qua nồi whirpool để tách cặn hoa và tạp chất kết lắng, thời gian lắng trong là 20 phút. Dịch nha trong được tháo ra có nhiệt độ khoảng 90- 950C và đưa qua hệ thống trao đổi nhiệt để hạ nhiệt độ xuống 8,50C trước khi đưa vào tank lên men. Cặn hoa được tháo ra ngoài và được trộn chung vào bã hèm. 4.2.3 Các thiết bị chính trong phân xưởng nấu 4.2.3.1 Nồi nấu a. Cấu tạo Ống hơi Nắp Đèn chiếu Cửa quan sát Lớp trong thùng Lớp cách nhiệt Vỏ ngoài Nước ngưng Dịch cháo ra Motơ Đường hơi vào Cánh khuấy Nước vệ sinh Cửa nguyên liệu vào Thiết bị nấu có thân hình trụ, đáy côn, hai vỏ, vỏ trong (5) và vỏ ngoài (7), nắp (2) được chế tạo bằng thép không gỉ. Hơi gia nhiệt gián tiếp vào cửa (11), rồi qua hệ thống ống xoắn ruột gà tiếp xúc với thành và đáy nồi, thân nồi được bảo ôn bằng lớp cách nhiệt (6), hơi sau khi cấp nhiệt ngưng tụ thành lỏng và được đưa ra ngoài qua cửa (8). b. Nguyên tắc hoạt động Nguyên liệu (gạo hoặc malt đã phối trộn với nước) đươc đưa vào nồi qua cửa (14), hơi cấp nhiệt qua hệ thông đường ống (11), thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với nguyên liệu qua thành (5). Ban đầu moto (10) truyền động cho cánh khuấy (12) quay nhanh sau đó giảm dần, cánh khuấy có mục đích làm cho nguyên liệu tiếp xúc đều với nhiệt và enzym, mặt khác tránh hiện tượng vón cục, tăng hiệu xuất nấu. Hơi sau cấp nhiệt tạo thành nước ngưng được tháo ra ngoài qua cửa thoát nước ngưng số (8) và được đưa sang lò hơi. Sau khi hoàn thành quá trình nấu, dịch được đưa ra ngoài qua cửa (9). Thiết bị được vệ sinh nhờ đường ống dẫn nước vệ sinh (13), và tiếp tục thực hiện mẻ nấu mới. c. Thông số nồi nấu. Thông sô Nồi gạo Nồi malt Thể tích 6,5 m3 11 m3 Kích thước d = 2800, h = 4540 mm d = 3800, h = 4771 mm Trọng lượng 1903,5 kg 2843,5 kg 4.2.3.2 Thiết bị lọc đáy bằng a. Cấu tạo (hình vẽ) Dịch cháo vào Dịch đường ra Cánh gạt bã Cánh xới bã Cửa thoát bã hèm Động cơ Đáy lưới giả Đường nước vệ sinh Đường nước rửa bã Cửa quan sát Lớp cách nhiệt Các ống gom Thiết bị có dạng hình trụ, đáy phẳng, nắp hình cầu. b. Nguyên tắc hoạt động Trước khi bơm dịch cháo vào ta phải bơm vào một lượng nước có nhiệt độ 780C vào để lấp đầy khoảng trống giữa đáy giả và đáy thật để khi đưa dịch cháo vào lớp bã không nén quá chặt làm giảm hiệu suất lọc. Sau đó bơm dịch cháo vào theo ống số (1). Trước khi đưa dịch cháo vào ta cho cánh gạt bã (3) hoạt động. Tốc độ cánh khuấy lúc này hoạt động khoảng 1vòng/phút. Sau khi bơm dịch vào xong, tăng tốc độ hoạt động của cánh khuấy lên cho chạy vài vòng nhằm cào đều bã malt trên bề mặt lọc. Tiếp đến nâng cánh khuấy lên cho chạy vài vòng rồi dừng lại. Dịch lọc chảy xuống các ống góp rồi được chứa trong bình chứa sau lọc qua cửa (2), lúc này dịch lọc thu được còn đục ta cho hồi lưu trở lại thiết bị lọc. Quan sát trong bình chứa dịch lọc nếu thấy dịch đường trong thì chuyển sang nồi houblon hoá. Trong quá trình lọc, khởi động cho cánh xới (4) hoạt động, vận tốc cánh xới là 100s/vòng, có thể điều chỉnh sự lên xuống của cánh xới để quá trình lọc hiệu quả. Khi mực nước cốt gần sát bề mặt bã thì tiến hành rửa bã, nước rưa bã (780C) được cấp vào nồi lọc qua cửa (9) sao cho lấp đầy lớp bã. Hạ cánh khuấy xuống vị trí cách đáy giả khoảng 5cm và cho quay vài vòng với tốc độ 1 vòng/phút. Sau đó tắt cánh khuấy, tiến hành bơm dịch lọc. Lặp lại như vậy 2 - 3 lần tùy thuộc vào nồng độ đường chung thu được, thông thường kết thúc quá trình rửa bã khi nồng độ dịch đường trong nước rửa bã thu được khoảng 0,8 - 10P. Sau rửa bã, bật dao cào bã (4) để tập trung bã và bơm về thùng chứa hèm qua cửa (5), còn dịch đường trong được bơm sang nồi houblon hóa. Sau đó tiến hành vệ sinh thùng lọc bằng hệ thống đường ống dẫn nước vệ sinh (8) và tiến hành lọc mẻ tiếp theo. 4.2.3.3 Thiết bị Houblon hoá a. Cấu tạo (hình vẽ) 1. Ống thoát hơi 2. Cửa vệ sinh 3,4. Đường ống CIP 5. Dịch đường vào, ra 6. Đường hơi vào 7. Cửa nạp hoa 8. Bộ trao đổi nhiệt 9. Nước ngưng ra b. Nguyên tắc hoạt động Dịch đường cấp theo đường ống số (5) vào các ống chùm của bộ trao đổi nhiệt (8), hơi cấp đường theo số (6) đi vào vùng không gian giữa các ống thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với dịch đường. Sau khi dịch đường được truyền nhiệt, dịch sôi lên và phun lên khỏi ống chùm, va lên nón phân phối làm tăng bề mặt bay hơi của dịch. Quá trình cấp dịch và nâng nhiệt độ nồi liên tục sao cho khi dịch lọc bã cuối cùng vào nồi houblon thì lúc đó nhiệt độ nồi houblon vừa sôi. Lúc này ngừng cấp hơi cho hoa houbon vào. Hoa houblon được cho vào dưới dạng viên và cao hoa cùng một lần. Thời gian đun dịch đường với hoa houbon khoảng 1 giờ thì kiểm tra nồng độ đường, nếu đạt (khoảng 16,50P) thì dừng quá trình houblon hoá lại. Để vệ sinh thiết bị thì nước vệ sinh được đưa vào nồi qua đường ống (3) và (4). Dịch đường sau houblon hoá được tháo ra ngoài qua đường ống số (5). 4.2.3.4 Thiết bị lắng xoáy Whirlpool a. Cấu tạo (hình vẽ) 1. Ống thoát hơi 2. Vỏ thùng 3,4 Ống tháo dịch đường 5. Cửa thoát bã 6. Dịch đường vào 7. Đường nước vệ sinh 8. Cửa làm vệ sinh Thiết bị Whirpool có thân hình trụ, đáy bằng được làm bằng thép không gỉ, có độ nghiêng 8 - 100. b. Nguyên tắc hoạt động Dịch đường sau houblon hoá được bơm vào thiết bị lắng qua cửa số (6) theo phương tiếp tuyến với thành thiết bị làm cho cả khối dịch lắng xoáy tròn dưới tác dụng của lực hướng tâm. Nhờ đó cặn bị hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy. Sau khi chuyển hết dịch đường vào thiết bị, để yên trong 20 phút để quá trình lắng tiếp tục. Dịch nha trong ở phía trên được tháo ra qua cửa số (3), phần dưới vẫn tiếp tục lắng và dịch trong còn lại tiếp tục được tháo qua cửa số (4). Cặn hoa được lấy ra sau mỗi mẻ lắng qua cửa (5). Đường ống số (7) dùng để dẫn dung dịch CIP vào vệ sinh, cửa số (8) dùng để công nhân vào trong để cào các cặn hoa khó tách ra khỏi thiết bị. 4.3 QUY TRÌNH CIP (VỆ SINH THIẾT BỊ) 4.3.1 Qui trình vệ sinh Chuẩn bị Kiểm tra Bộ ptrộn Nồi Gạo Nồi Malt Nồi lọc Nồi tgian Nồi Hoa Nồi Lắng 4.3.2 Thuyết minh qui trình 4.3.2.1 Chuẩn bị Gồm hoá chất NaOH, Mix 100, nước, hơi 4.3.2.2 Kiểm tra + Xác định lại nồng độ NaOH trong thùng CIP + Sau khi xác định lại nồng độ NaOH, ta tính toán lượng NaOH cần thêm vào thùng CIP 3m3 để có được nồng độ dịch CIP 2%. Đồng thời ta cũng tính toán lượng Mix 100 bổ sung vào, chiếm tỉ lệ 0,1% trong 3m3 dung dịch CIP. Theo thực tế tại nhà máy thì việc cho hoá chất vào thùng CIP là không thuận lợi. Do vậy bơm tất cả dung dịch trong thùng CIP qua nồi gạo, cho chạy cánh khuấy sau đó tiến hành đỏ hoá chất và nâng nhiệt tại nồi gạo lên 850C. Sau đó mới bơm vào thùng CIP các thiết bị theo sơ đồ. 4.3.2.3 Qui trình CIP Khi CIP thiết bị nào thì cho bật các van có đường dịch CIP đi đến thiết bị đó. Tiếp đến cho chạy bơm dịch CIP, trong quá trình CIP ta cần chú ý đèn báo hiệu mức trên và mức dưới của thùng CIP để bơm hồi lưu và canh chừng khoảng 2 phút cho bật bơm hồi lưu 1 lần, và 2 phút cho tắt bơm. Quá trình này cứ lặp đi lặp lại cho đến khi kết thúc quá trình CIP ở thiết bị đó thì dừng và chuyển sang thiết bị khác. Quá trình CIP các thiết bị đạt yêu cầu khi thiết bị không còn dơ bẩn do nguyên liệu sót lại, dung dịch CIP không đổi màu nhiều so với trước khi CIP. Nếu chưa đạt yêu cầu thì CIP lại cho đến khi nào sạch thì thôi. Trong quá trình CIP, khi đã CIP xong một thiết bị thì không nhất thiết phải bơm hết dịch CIP trong thiết bị đó về lại thùng CIP mà ta có thể bơm sang thiết bị kế tiếp để tiếp tục quá trình CIP. Sau khi CIP toàn bộ thiết bị theo đúng thời gian qui định thì cho chạy lại bằng nước cho tất cả các thiết bị đã CIP đến khi bào không còn xút trong thiết bị thì thôi, bằng cách kiểm tra nước rửa với chỉ thị phenolphtalein đến không màu. Sau khi CIP xong thiết bị, trong quá trình rửa ta phải dùng nước đuổi sạch các đường CIP đi và CIP về. + Với đường CIP đi thì bơm nước lạnh từ thùng nước lạnh đi để vệ sinh. Tất cả đổ vào thùng whirpool rồi cho ra ngoài. + Với đường CIP về cho chạy nước nóng để vệ sinh. Riêng với nồi hoa, khi CIP thì nhiệt độ của dịch CIP phải đạt 900C vì ở nhiệt độ này thì mới có thể làm sạch lớp bẩn do cặn hoa bám trên thành thiết bị. Chương 5: PHÂN XƯỞNG LÊN MEN, LỌC 5.1 Sơ đồ lên men, lọc. Khu chiết Lọc túi Tank chứa bia trong Bột trợ lọc và hoá chất CO2 lỏng Ko đạt Thải khí Thu hồi CO2 Kiểm tra Đạt Hạ lạnh Lọc thô Cấp Oxi Cấp Nấm Men Nước bão hoà CO2 CO2 Phối trộn nước Tank nhân men Nuôi PTN Nước 20C Bài khí CO2 khí Lên men phụ và Rhu Nha nóng từ nhà nấu Làm lạnh nhanh Nước nha lạnh Nước 2oC Lên men chính Tank lên men Rút men Sữa men Tank thu hồi men Hoạt hóa Men giống Chất dinh dưỡng 5.2 Thuyết minh sơ đồ qui trình công nghệ lên men và lọc. Dịch nha từ nhà nấu sau khi đã houblon hoá, lắng trong được bơm qua phân xưởng lên men và lọc vào máy hạ lạnh nhanh. Tại đây dịch nha được làm lạnh nhanh từ 90-950C xuống 8,50C nhờ tác nhân lạnh là nước lạnh ở 20C cấp từ phân xưởng cơ điện. Dịch nha trên đường đến tank lên men được sục không khí, hàm lượng O2 được cấp khoảng 8-10 mg/l, quá trình này là điều kiện cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của nấm men, tạo sinh khối để đủ số lượng tế bào yêu cầu trong giai đoạn đầu của thời kỳ lên men chính. Nấm men giống được hoạt hóa và nuôi trong phòng thí nghiệm. Trong khi nuôi người ta dùng môi trường là dịch nha vô trùng sau khi lọc, có bổ sung thêm muối khoáng, chất kích thích sinh trưởng như biotin, các vitamin khác… Nấm men được nuôi đến khi đạt số lượng yêu cầu sẽ được chuyển đến tank nhân men trong phân xưởng lọc. Trong quá trình nuôi, cấp không khí vô trùng liên tục để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men. Sau đó mấn men được cấp vào tank lên men ngay sau khi đưa dịch nha lạnh mẻ đầu tiên vào. Thông thường lượng dịch nha thu được ở 4 mẻ nấu thì đầy 1tank lên men (có tính hệ số chứa đầy). Dịch nha đi vào tank từ dưới lên nhằm tránh sự tạo bọt và đuổi các khí lạ trong tank. Chủng nấm men được sử dụng là chủng nấm men chìm Saccharomyces Carberginicis, sau khi lên men kết thúc chủng nấm men này kết lắng xuống đáy, rút men ta thu được sữa men. Sữa men này được thu hồi trong các tank thu hồi, sau khi rửa, hoạt hóa có thể được sử dụng để lên men dịch đường trong tank tiếp theo. Thông thường lượng sữa men thu được ở 1 tank có thể được sử dụng để lên men dịch đường trong 3 tank sau đó, số lần tái sử dụng men là 5 lần. Số lượng men phối được định lượng bằng cân và được tính cho toàn bộ dịch nha, số lượng nấm men cấp cho mỗi mẻ được tình theo công thức: . Trong đó: M : khối lượng nấm men cần cấp/1tank V: thể tích dịch nha và tank Đ: Độ đậm đặc của dịch nấm men C: Tỷ lệ nấm men chết. Quá trình lên men. Ở đây sử dụng phương pháp lên men dịch đường ở nồng độ cao, quá trình lên men chính và lên men phụ cùng được thực hiên trong 1 tank lên men. Nhiệt độ cài trong tank lên men là 140C. Giai đoạn đầu của quá trình lên men chính, nấm men, sinh trưởng và phát triển sinh khối, và sau đó thực hiện quá trình lên men chuyển hóa cơ chât. Khi lên men một lượng cơ chất của dịch nha chủ yếu là các đường lên men được như glucose, maltose bị nấm men hấp thụ để tạo thành rượu etylic, khí CO2 và các sản phẩm phụ khác. Quá trình lên men trong giai đoạn này diễn ra mạnh nhất và CO2 sinh ra mạnh nhất. Giữ áp suất trong tank lên men khoảng 0,25 - 0,3bar, nếu áp suất tăng lên thì đo độ tinh khiết của CO2 đến khi đạt 99,6% thì nối đường ống và mở van tiến hành thu hồi CO2, nếu chưa đạt thì tiếp tục thải ra ngoài như khi bắt đầu lên men. CO2 sạch sau khi thu hồi được hóa lỏng, khi cần cấp cho bộ phân sản xuất thì tiến hành hóa hơi. Thời gian kiểm tra độ tinh khiết CO2 khoảng 24 giờ sau khi làm đầy tank. Trong quá trình lên men, các cặn bã hoa houblon còn sót lại trong dịch nha sẽ có xu hướng lắng xuống đáy tank. Vì vậy sau thời gian 6 giờ kể từ khi dịch đầy tank lên men thì tiến hành xã cặn đáy. Giữ nhiệt độ lên men là 140C trong khoảng 4 ngày kể từ khi làm đầy tank đến khi kiểm tra thấy nồng độ đường của dịch lên men đạt 4,2÷4,80P thì tiến hành nâng nhiệt độ lên men lên 150C để kích thích quá trình lên men mạnh hơn. Sau đó giữ tank ở nhiệt độ này trong 48 giờ và kiểm tra nồng độ dich lên men. Nếu độ chênh lệch giữa đường lên men được (AE) với đường giới hạn (FE) không vượt quá khoảng 0,3 ÷0,5 thì bắt đầu tính thời gian Rhu. Thời gian Rhu dài hay ngắn tuỳ thuộc vào hàm lượng điacetyl trong dịch lên men. Đây là một chỉ tiêu quan trọng khi đánh giá chất lượng của bia. Khi hàm lượng điacetyl đạt khoảng 0,12 ppm thì kết thúc quá trình Rhu. Thông thường thời gian Rhu là từ 24h- 48h, sau khi Rhu tiến hành rút men thu sữa men. Sau đó tiến hành hạ lạnh dịch từ từ xuống -1oC,quá trình này thực chất là nhằm kết lắng nấm men để tách khỏi bia non, đồng thời quá trình này cũng nhằm tận thu thêm CO2 và ổn định các thành phần và tính chất cảm quan của sản phẩm. Bia non sau khi hạ lạnh đạt - 10C thì nồng độ dịch đường cuối đạt 3,50P, nồng độ này vẫn còn rất cao so với yêu cầu của nồng độ đường cuối trong bia là 1,8- 2,40P nên sau khi hạ lạnh ta tiến hành phối trộn bia non với nước bão hòa CO2 để giảm nồng độ đường cuối xuống 2,20P. Nước đem đi phối trộn có nhiệt độ 20C, trước tiên, nước này được đề oxi trong thiết bị bài khí sau đó được sục CO2 vào. Nước đề oxi sau khi đã bão hòa CO2 có hàm lượng oxi không quá 0,1ppm, và hàm lượng CO2 khoảng 3,5-4,5 g/l, nhiệt độ là 1-20C. Quá trình lọc. Bia non sau khi được phối trộn được bơm vào thiết bị lọc thô dạng đĩa để tách cặn, tế bào nấm men còn sót. Quá trình lọc xảy ra nhờ sự chênh lệch áp suất thủy tĩnh giữa lớp bia trên và dưới bề mặt lọc, và lực ly tâm do tác dụng quay của hệ thống đĩa lọc. Để tăng khả năng lọc người ta dùng bột trợ lọc hyflo có kích thước lớn ở dưới và lớp STD có kích thướng nhỏ hơn ở trên để tạo lớp lọc trên bề mặt đĩa lọc. Bia ra khỏi thiết bị lọc đĩa còn đục nên được đưa qua thiết bị lọc túi để tách một phần cặn mịn, nấm men, bào tử còn sót để đạt độ trong cần thiết cho bia. Thời gian tuần hoàn cần thiết là > 5 phút. Trong quá trình đưa bia vào máy lọc thô ta có bổ sung một số chất phụ gia nhằm hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật. Bổ sung metanbisunfit nhằm làm tăng độ bền sinh học cho bia kéo dài thời gian bảo quản chống oxy hoá, bổ sung K2CO3 nhằm tạo pH đệm cho bia (4,05-4,35), bổ sung manucol ester B nhằm tạo và giữ bọt, bổ sung Collupuline có tác dụng đông tụ protein, chất này cùng với cặn protein được loại bỏ khỏi bia trong quá trình lọc. Sau khi bia đạt được độ trong yêu cầu, bia trong được bơm vào 3 tank chứa bia trong để tàng trữ, thời gian tàng trữ ít nhất là 48 tiếng. 5.3 Các thiết bị chính trong lên men, lọc Nha lạnh Nước lạnh Nha nóng Nước nóng 5.3.1 Thiết bị trao đổi dạng tấm 5.3.1.1. Cấu tạo Nha lạnh Nha nóng vào Nước nóng ra Nước lạnh 5.3.1.2. Nguyên tắc hoạt động Máy làm lạnh nhanh dạng tấm bản có cấu tạo là những tấm bản gấp sóng, chế tạo từ thép không gỉ. Các tấm bản có hình chữ nhật, có 4 tai ở 4 góc trên mỗi tai đục thung 1 lỗ tròn. Với cấu tạo như vậy nên khi lắp chúng lên khung máy thì sẽ tạo 4 mương dẫn: Dịch đường vào máy, dịch đường ra khỏi máy, tác nhân lạnh vào máy, tác nhân lạnh ra khỏi máy. Dịch nha có nhiệt độ 90- 95oC được bơm vào 1 mương dẫn ở phía dưới, còn tác nhân lạnh là nước 2oC được bơm vào 1 mương dẫn ở phía trên. Dịch nha nóng và nước lạnh đi ngược chiều thực hiện quá trình trao đổi nhiệt qua bề mặt truyền nhiệt, nhờ đó mà nhiệt độ của dịch nha nóng hạ xuống đến nhiệt độ lên men 8,5oC và được đưa ra ngoài theo mương dẫn ở phía trên, còn nước lạnh sau khi trao đổi nhiệt với nha nóng thành nước nóng ra khỏi máy theo mương dẫn ở phía dưới 5.3.2. Thiết bị lên men 5.3.2.1. Cấu tạo 6 5 4 3 2 1 7 9 8 10 1. Đường ống nha vào, bia ra, hồi CIP 2,3. Đường ống glycol cấp 4. Đường ống CIP, thu hồi CO2, cấp CO2 5.Lớp bảo ôn 6. Van an toàn 7. Van chân không 8. Quả cầu CIP 9. Đường ống glycol ra 10. Van lấy mẫu Các thông số của tank lên men Tank lên men gồm 12 tank P. Làm việc = 0,25-0,3bar Thể tích (V) = 70m3 Khối lượng G = 879,2 kg Kích thước d = 3.350 x h = 15000, mm 5.3.2.2. Nguyên tắc hoạt động Dịch nha sau khi được sục O2 được đua vào tank từ dưới lên qua đường ống (1). Khi cho mẻ dịch nha đầu tiên vào thì phối nấm men. Nấm men được phối trộn với tỷ lệ được tính toán trước. Sau đó dịch nha tiếp tục được đưa vào cho đến khi đầy tank, thông thường 4 mẻ nấu thì dịch chiếm khoảng 85% dung tích tank khoảng 60m3. Tank lên men có cấu tạo thân trụ, hai vỏ, có lớp bảo ôn cách nhiệt, trong vùng không gian giữa hai vỏ có áo lạnh gồm hai khoang, khoang trên và khoang dưới. Tác nhân lạnh là glycol có nhiệt độ -100C được đưa vào hai khoang qua hệ thống đường ống (2),(3). Glycol lạnh đi trong áo lạnh duy trì nhiệt độ lên men cho tank, sau khi trao đổi nhiệt glycol ra qua đường ống (9). Lúc đầu nhiệt độ được cài trong tank là 140C. CO2 sinh ra trong quá trình lên men được kiểm tra và thu hồi qua hệ thống đường ống (4), trong quá trình lên men duy trì áp suất trong tank là 0,25-0,3bar. Áp suất là áp suất thích hợp nhất cho quá trình thu hồi CO2 mà lại không ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men trong giai đoạn đầu của thời kỳ lên men chính. Sau khi Rhu, tiến hành tháo men qua cửa (1), và nếu hàm lượng diacetyl đạt yêu cầu cài nhiệt độ trong tank là -10C để nhiệt độ của bia non giảm dần. Sau khi hạ lạnh, bia non được lấy ra ngoài cũng qua đường ống (1) và tiến hành làm vệ sinh tank bằng hệ thông CIP (8), (4), chuẩn bị cho mẻ nấu tiếp theo. 5.3.3. Thiết bị lọc đĩa 5.3.3.1. Cấu tạo (hình dưới) 5.3.3.2. Nguyên tắc hoạt động a. Phủ bột máy lọc: + Sử dụng hyflo để phủ đĩa lọc ở lớp dưới. + Thời gian phủ 30 phút + Chạy hồi lưu ở máy lọc thô để cho đĩa lọc tạo thành