Công nghệ sản xuất bia tại công ty bia Hoàng Sâm

on. Tạo màu cho bia nhờ các phản ứng giữa đường khử và acid amin (Phản ứng melanoidin), cùng với các cấu tử mang màu trong hoa houblon. Chính các axit hữu cơ và các axit đắng trong hoa houblon còn có chứa các hợp chất có tính sát khuẩn rất mạnh nên khi hoa tan vào dịch đường sẽ góp phần làm tăng độ bền sinh học và tăng khả năng giữ bọt cho bia. Sự kết hợp giữa chất kháng khuẩn trong hoa houblon và nhiệt độ cao là một phương pháp tiệt trùng hiệu quả dịch đường tránh hiện tượng nhiễm vi sinh vật trong quá trình chuẩn bị dịch lên men. Một mục đích quan trọng khác quá trình houblon hoá là kết tủa các protid cao phân tử nhờ phản ứng giữa các hợp chất polyphennol (tanin) với proterin tạo ra phức không tan lắng xuống và bị loại ra ngoài qua quá trình lắng trong. Do đó giúp cho bia trong và bền hơn trong quá trình bảo quản. 3.2.6. Lắng trong và làm lạnh dịch đường. Đây là công đoạn cuối cùng của khâu sản xuất dịch đường chuẩn bị lên men. Với quá trình lắng trong nhằm mục đích loại tối đa các hợp chất kết tủa còn trong dịch đường sau quá trình houblon hóa. Quá trình làm lạnh nhanh nhằm tăng khả năng lắng động và hạ nhiệt độ của dịch đường xuống nhiệt độ phù hợp cho quá trình lên men. Trong quá trình này cần lưu ý phải làm lạnh nhanh để tránh hiện tượng nhiễm tạp. 3.2.7. Lên men chính. Đây là một quá trình hết sức quan trọng trong sản xuất bia, đóng vai trò quyết định đến chất lượng bia. Lên men chính là quá trình tạo mọi điều kiện thuận lợi cho nấm men hoạt động, thực hiện trao đổi chất nhằm chuyển các hợp chất trong dịch đường thành rượu etylit và CO2. Ngoài hai sản phẩm chính vừa nêu còn có rất nhiều các sản phẩm phụ được tạo ra như ester, aldehide, diacetyl, rượu bậc cao (dầu fusel),… như vậy trong các sản phẩm phụ, có chất có ích nhưng cũng có không ít những chất ảnh hưởng không tốt đến chất lượng của bia sau này.Quá trình lên men chính gồm hai giai đoạn với mỗi giai đoạn có một yêu cầu cũng như một vai trò công nghệ riêng. Hô hấp hiếu khí (xảy ra ở giai đoạn đầu của quá trình lên men): đây là giai đoạn nấm men cần Oxi để hộ hấp, sinh trưởng và tăng sinh khối. Hô hấp yếm khí (lên men rượu): đây là giai đoạn chính tạo ra rượu etylic và CO2…, cùng với các sản phẩm phụ khác. 3.2.8. Lên men phụ. Lên men phụ là quá trình lên men tiếp phần đường còn sót lại nhưng với tốc độ chậm do nhiệt độ lên men thấp (1.5 – 2oC), đồng thời nhiệm vụ chính của giai đoạn này là khử bớt các chất độc không có lợi cho bia như: diacetyl, aldehide, rượu bậc cao… đưa các chỉ tiêu này về tiêu chuẩn cho phép trong sản phẩm. Ngoài ra, lên men phụ còn để bảo hoà CO2, lắng bớt cặn cơ học, tế bào nấm men, làm trong bia, tạo ra các ester thơm và các sản phẩm phụ khác. Như vậy bia sau khi lên men phụ sẽ trong hơn, thơm hơn và hương vị hài hòa êm dịu. Chính vì vậy quá trình lên men phụ còn được gọi là quá trình “làm chín bia” . 3.2.9. Lọc trong bia. Bia sau khi lên men phụ và tàng trữ vẫn còn đục và chứa nhiều tế bào nấm men nên cần phải lọc trong để loại tối đa các cặn lắng và tế bào nấm men còn sót lại trong bia làm cho bia đạt được độ trong lấp lánh và tăng độ bền sinh học cho bia trong quá trình bảo quản. 3.2.10. Bão hoà CO2. CO2 vừa có tác dụng giải khát, tạo giá trị cảm quan lại vừa có tác dụng ức chế vi sinh vật thiếu khí trong bia. Trong quá trình lọc bia, CO2 bị thoát ra ngoài nên ta phải bổ sung một lượng CO2 nhằm đảm bảo đủ lượng CO2 theo yêu cầu. Quá trình này gọi là quá trình bảo hoà CO2. 3.3. TÍNH TOÁN NGUYÊN LIỆU CHO MỘT MẺ NẤU CỦA CÔNG TY. 3.3.1. Nồi gạo. Tỉ lệ gạo là 37%. STTTÊN NGUYÊN LIỆUĐƠN VỊ TÍNHSỐ LIỆUGHI CHÚ1Khối lượng gạoKg300- Tỉ lệ gạo/nước = 1 / 2.4 - 180 ml/tấn nguyên liệu2Nước và gạo ban đầuLít7503Malt lót lần 1Kg154Malt lót lần 2Kg155H2SO4 10%mL1806Nước vào nồi gạo lúc hạ 72oCLít2607Nước vào nồi gạo lúc hội cháo 65oClít250 3.3.2. Nồi malt. Tỷ lệ malt là 63 %. STTTÊN NGUYÊN LIỆUĐƠN VỊ TÍNHSỐ LIỆUGHI CHÚ1Khối lượng maltKg500- Tỉ lệ malt/nước = 1 / 2.8 - 1000 ml/tấn nguyên liệu. - pH nồi malt = 5.4 – 5.62Nước và malt Lít14003CaCl2Kg0.54Lactic acidmLTuỳ thuộc pH chỉnh 3.3.3. Nồi lọc. STTTÊN NGUYÊN LIỆUĐƠN VỊ TÍNHSỐ LIỆUGHI CHÚ1Thể tích dịch cốtLít23002Nước rửa bã lần 1Lít14003Nước rửa bã lần 2Lít11004Nước rửa bã lần 3Lít900 3.3.4. Nồi sôi hoa. STTTÊN NGUYÊN LIỆUĐƠN VỊ TÍNHSỐ LIỆUGHI CHÚ1Cao hoa (30% α Axít)Kg0.6- Cao hoa 65%. Hoa viên 35%. - pH nồi hoa = 5.2 – 5.6. - Màu 8.0 – 8.5 EBC.2Hoa viên (8% α Axít)Kg1.33Lactic acidmLChỉnh pH4ZnCl2g25Caramel kgChỉnh màu 3.3.5. Lắng xoáy. Bơm dịch qua lắng xoáy để yên 30 phút sau đó bơm qua lạnh nhanh. 3.3.6. Lắng nhanh. - Nhiệt độ qua lạnh nhanh mẻ 1: 7oC (đối với men Fo 11oC). - Nhiệt độ qua lạnh nhanh mẻ 2: 7.5oC ( đối với men Fo 11oC). - Nhiệt độ qua lanh nhanh mẻ 3: 8 oC (đối với nem Fo 12oC). 3.3.7. Tank lên men. Lên men chính: Nhiệt độ: 7 – 9oC. Thời gian: 5 – 7 ngày. Áp suất: 0.0 – 0.2 kg/cm2 cuối quá trình ≥ 0.3 kg/cm2. Khi nhiệt độ giảm xuống còn 2.8 – 3.2oP hạ nhiệt độ xuống 5oC để 1 ngày sau đó thu hồi men. Nhiệt độ thu hồi men 2 – 5oC ( lúc hạ nhiệt độ xuống bắt đầu lên men phụ chú ý tổng số tế bào nấm men để quyết định lên men phụ. Nếu tổng số tế bào nấm men quá nhiều thì lúc độ đường 3.2oP phải hạ xuống 5oC cho lên men phụ. Nếu tổng số tế bào quá ít thì độ đường 2.6oP mới hạ nhiệt độ xuống 5oC cho lên men phụ). Lên men phụ. Nhiệt độ: 0 - 5oC. Áp suất: 0.3 – 1.0 kg/cm2. Tính toán lượng men sữa đưa vào lên men. Tỷ lệ tế bào chết: ≤ 10 %. Tổng số tế bào nấm men: 27 – 31 triệu tế bào/ml sau 8 – 10 giờ đầy tank. 3.3.8 CIP hệ thống nấu. Xơ chà. NaOH 2 – 3 % có stabilon 0.5 %. AC 30 : 1 %. Bồn nước nóng 90 oC. Phenolphtalein 1 %. Metyl da cam 0.1 %. Chú ý: Vệ sinh theo thứ tự các nồi như sau: nồi hoa CIP sơ bộ trước, sau đó tới thứ tự như sau: lạnh nhanh, nồi gạo, nồi lọc, nồi hoa, lắng xoáy. Không để xót sơ chà trong hệ thống. Các đầu nối vào ống mềm cần lắp chặc vào các ống với các vòng kẹp được xiết đai ốc để tránh tuột ra khi vệ sinh. Nhân viên vận hành phải mang kính bảo hộ, găng tay, khẩu trang. Các nắp nồi đóng kín khi CIP. Kiểm tra hoá chất sau và trước mỗi lần CIP. Nếu thiếu cho nồng độ bổ xung vào đạt yêu cầu. Sau khi nấu xong hoặc trước khi bắt đầu nấu sau một thời gian không nấu. - Dùng nước tráng rửa luân phiên toàn bộ hệ thống các nồi nấu, sau đó xả bỏ. - Đối với nồi hoa: + Nồi hoa phải được đun bằng xút trước khi chạy CIP các thiết bị còn lại. + Hoà tan 10 kg NaOH cho vào nồi hoa. + Thêm nước vào nồi 200 lít nước. + Bơm tuần hoàn 15 – 10 phút. + Thêm vào nồi 1500 lít nước. + Đun sôi 2 – 2.5 giờ. Sau đó xả bỏ NaOH. + Chạy nước nóng tráng nồi hoa khoảng 200 lít, xả bỏ. Các thiết bị khác. - Đầu tiên tiến hành chạy CIP hệ thống lạnh nhanh. - Chạy xút tuần hoàn hệ thống lạnh nhanh trong vòng 20 phút. - Chạy nước nóng hệ thống lạnh nhanh 20 phút, xả bỏ. - Dùng phenolphthalein 1 % thử còn xút hay không, nếu còn, chạy nước tiếp tục, cứ 5 phút thử phenolphthalein 1 lần đến khi nào sạch NaOH thì ngừng. - Chạy axit tuần hoàn trong vòng 15 phút ( AC 30: 1 %). - Chạy lại nước nóng 15 phút. - Dùng metyl cam để kiểm tra xự hiện diện của xút ( kiểm tra thường xuyên (5 phút/ lần) nếu lượng axit còn sót thì tiếp thục chạy nước đến lúc sạch). - Sau đó khử trùng bằng OXONIA 0.4 – 0.6 %. Tiếp theo, dùng dung dịch xút nóng chạy qua từng thiết bị. - Nồi gạo: chạy tuần hoàn 20 phút, sau đó tắt bơm cip hồi, cho hết xút vào nồi gạo. Bơm xút vào nồi gạo sang nồi malt. - Nồi malt: chạy tuần hoàn 20 phút, sau tắt bơm cip hồi, cho hết xút vào nồi malt. Bơm xút từ nồi malt sang nồi lọc. - Nồi lọc: chạy hoàn 30 phút, sau đó tắt bơm cip hồi, cho hết xút vào nồi lọc. Bật van tuần hoàn, mở bơm lọc để vệ sinh đường tuần hoàn. Bơm xút từ nồi lọc sang nồi hoa. - Nồi hoa: hồi xút từ nồi hoa về lại bồn chứa, bật bơm CIP cấp vào hoa tuần hoàn 30 phút. Sau đó cho bơm tuần hoàn 5 phút, bơm sang nồi lắng xoáy. - Nồi lắng xoáy: chạy tuần hoàn 25 phút, hồi về lại bồn chứa xút. Sau đó, dùng nước nóng chạy qua từng thiết bị. Nồi gạo: chạy 10 phút, xả bỏ. cho 1000 lít nước nóng vào nồi gạo, bơm sang nồi malt. Nồi malt: chạy 10 phút, xả bỏ. Cho 1000 lít nước nóng vào nồi malt. Bơm nước nóng từ nồi malt sang nồi lọc. Nồi lọc: tuần hoàn 1000 lít nước bơm sang cho sạch đường tuần hoàn xả bỏ. Chạy nước nóng 10 phút, xả bỏ. Sau đó, cho 1000 lít nước nóng vào nồi lọc rồi bơm sang nồi hoa, xả bỏ. Nồi hoa: chạy 10 phút, xả bỏ. cho vào nồi hoa 1000 lít nước đun lên đồng thời bật bơm tuần hoàn trong 10 phút, xả bỏ. Cho vào nồi hoa 1000 lít nước nóng, bơm sang nồi lắng xoáy. Nồi lắng: chạy 10 phút, xả bỏ. Dùng phenolphthalein 1 % để kiểm tra sự hiện diện của NaOH ( kiểm tra thường xuyên (5phút/lần) nếu lượng NaOH còn sót lại thì tiếp tục chạy nước đến lúc sạch). Chú ý: Sau mỗi lần CIP xong hay trước khi chạy CIP thì phải kiểm tra lại nồng độ xút, axit để bổ xung xút, axit cho đạt nồng độ yêu cầu. Nếu dung dịch hoá chất chạy CIP đã quá bẩn thì phải xả bỏ và pha dung dịch mới. Khi bổ sung xút, cần bổ sung Stabilon WT cho đạt yêu vầu. 3.3.9 CIP hệ thống tank lên men. Nối đường cấp CIP dần đến quả cầu phun trên đỉnh tank. Nối đường ống nhựa nhỏ từ đường thoát khí của bộ điều chỉnh áp lực tank đến van lấy mẫu. Mở van lấy mẫu. Nối đường ống từ đáy tank tới đường ống CIP hồi. Tiến hành kiểm tra sự đóng mở của các van trên đường ống và hệ thống CIP để chắc chắn các van đã được đóng mở hợp lý. Pha hoá chất ban đầu. Bồn chứa dịch xút, pha dung dịch hoá chất CIP môi trường kiểm tra với 2.5 kg NaOH trong 1000 lít nước để có nồng độ xút là 2.0 – 2.5 %. Bồn dung dịch axit pha 2 kg ATR trong 1000 lít nước để được dung dịch CIP môi trường axit với nồng độ 2 %. Bổ xung hoá chất trước mỗi lần CIP. Trước mỗi lần CIP cần kiểm tra lại nồng độ xút trong các bồn CIP để bổ xung thêm vào cho đủ như nồng độ chuẩn bị lúc ban đầu. Chuẩn bị dung dịch khử trùng. Pha dung dịch khử trùng với nồng độ soporocid 0.2 – 0.3 %. Bơm nước phun tráng rửa cho đến khi nước xả hết bọt bia. Sau mỗi lần phun tráng bơm hết nước trong đường ống và xả cống. Kiểm tra áp lực phun lên tank phải đủ 1 bar và dùng khoá mở zacco để xiết lại các zacco nối nếu có rò rỉ. Tiến hành tuần hoàn dung dịch CIP kiềm trong 60 phút. Quan sát mực chất lỏng bên trong bồn để có thể phát hiện kịp thời sự thất thoát do rò rỉ hay lắp ống sai nếu có. Thu hồi hết dung dịch CIP về bồn CIP kiềm. Tiến hành phun tráng rửa bằng nước sạch và bơm xả cống cho đến khi sạch xút. Lấy mẫu nước ở van lấy mẫu tại đầu ra của bơm CIP hồi, tiến hành kiểm tra với phenolphthalein để chắc chắn bồn đã sạch xút. 4. NGUYÊN LIỆU DÙNG TRONG SẢN XUẤT BIA. 4.1. MALT ĐẠI MẠCH. - Công ty sử dụng nguồn Malt nhập từ Úc. 4.1.1. Giới thiệu chung về malt đại mạch. 4.1.1.1 Vai trò của malt đối với công nghệ sản xuất bia. Malt đại mạch là nguyên liệu chính dùng trong sản xuất bia. Đại mạch sau khi ươm mầm sẽ tạo thành malt. Nếu dùng 100 % malt đại mạch để sản xuất bia thì malt vừa là nguồn cung cấp enzyme thủy phân vừa là nguồn cơ chất chính cho quá trình thuỷ phân nhằm tạo ra chất hoà tan chính của dịch đưa đi lên men. Nếu trong sản xuất bia có sử dụng thế liệu thì lùc này nhiệm vụ chủ yếu của malt là cung cấp enzyme còn nhiệm vụ cung cấp cơ chất chỉ là hổ trợ cho thế liệu. 4.1.1.2 Một số đặc tính của malt. Đại mạch thuộc nhóm thực vật có hạt, phân nhóm bí tử, lớp một lá mầm và thuộc họ lúa mì. Đại mạch thuộc thực vật một năm, thời gian sinh trưởng thường khoảng 100 – 120 ngày. Kết thúc quá trình cây sẽ trổ hoa, kết hạt. Qua đại mạch nằm ở phần trên cùng của cây và kết thành bông. Mỗi bông bao gồm 2 bộ phận : Trục bông gié. Bông đại mạch chỉ có gié cấp một mà không có gié cấp hai như lúa nước. Giá của bông đại mạch thực chất là cuốn hạt dính trực tiếp vào trục bông. Tại mỗi mắt của trục bông có 3 gié, trên mỗi gié có một hoa. Như vậy số 2 biến thành, chắc trên gié quyết định hình dáng của bông đại mạch. Có nhiều cách phân loại đại mạch, nhưng đơn giản là phân loại theo mục đích sử dụng bao gồm: - Đại mạch công nghiệp: là đại mạch dùng để sản xuất bia hoặc các ngành thực phẩm dùng malt đại mạch. Thường dùng giống đại mạch hai hàng (H.Distichum). - Đại mạch dùng trong nông nghiệp: là đại mạch dùng trong chăn nuôi ,hoặc chế biến các loại thức ăn cho gia súc hoặc gia cầm. Thường dùng giống đại mạch đa hàng (H.Distichum). Nếu trong một bông đại mạch chỉ có một nhánh được thụ phấn sẽ tạo ra hai hàng hạt đối xứng nhau gọi là đại mạch hai hàng. Nếu trong một bông đại mạch, cả ba nhánh đều dược thụ phấn ,thì loại đại mạch này là đại mạch sáu hàng hoặc bốn hàng (vì có một thành phần thụ phấn yếu hơn hai nhánh còn lại). 4.1.2 Cấu tạo hạt đại mạch. Cấu tạo của hạt đại mạch gồm 3 phận chính: vỏ, nội nhủ và phôi. Vỏ: 8-15 % trọng lượng tính từ ngoài vào trong, vỏ malt gồm có vỏ trấu, vỏ quả, vỏ hạt . Vỏ trấu: được hình thành từ đài hoa. Vỏ trấu là bộ phận bảo vệ các phần mềm bên trong của hạt. Ở đại mạch hai hàng thì vỏ trấu mỏng và mềm mại, còn ở đại mạch đa hàng thì dày và thô hơn. Thành phần hóa học chính của vỏ trấu và cellulose và lignin. Vỏ quả: được cấu tạo từ ba lớp tế bào – cứ một lớp xếp ngang thì tiếp đến là một lớp xếp dọc. Với cấu trúc như vậy lớp vỏ quả sẽ rất dai và bền vững. Vỏ hạt: nằm dưới vỏ lớp quả, được cấu tạo bởi hai lớp tế bào. Lớp tế bào bên ngoài có thành rất dày, lớp trong thì trong suốt. Vỏ hạt có vai trò như màng bán thấm, đồng thời ngăn không cho các chất hoà tan trong hạt thấm ra. Nội nhũ: là bộ phận chiếm tỉ lệ lớn nhất của hạt đại mạch. Nội nhũ chiếm 45 – 68 %. Cấu trúc của nội nhũ gồm các tế bào lớn có thành mỏng, bên trong chứa đầy các hạt tinh bột, một ít celluose, chất béo, tro và đường. Ngăn cách giữa nội nhũ và vỏ hạt là các lớp alorong. Ở đại mạch hai hàng, lớp này gồm hai lớp tế bào hình lăng kính, có thành dày, ở đại mạch đa hàng thì lớp tế bào nhiều hơn. Lớp alorong chứa nhiều protein, chất béo, đường tro, cellulose. Phôi: Là phần sống của hạt, chiếm khoảng 2.5 - 5 % so với trọng lượng hạt. Như vậy sự tạo thành malt từ đại mạch là kết quả của sự phát triển của phôi. Trong đó, quá trình sinh học chủ yếu là sự hoạt hoá và tích luỹ enzyme trong hạt. Phôi nằm gần đế hạt bao gồm phôi rễ và phôi thân. Tiếp giáp giữa phôi và nội nhũ còn có lớp ngù. Ngù là lớp màng bán thấm, chỉ cho chất hoà tan từ nội nhũ thấm qua để chuyển về phôi và nước từ phôi đi vào nội nhũ. 4.1.3. Thành phần hóa học của malt. 4.1.3.1 Nước (thuỷ phân). Nước là thành phần để duy trì sự sống của malt. Tuy nhiên nếu lượng nước (ẩm) cao thì sẽ kích thích quá trình hô hấp, làm cho mầm đại mạch tiếp tục phát triển, làm giảm hoạt lực enzyme, làm mất chất khô. Đồng thời lượng nước cao cũng dễ xảy ra bốc nóng, các vi sinh vật (VSV) phát triển gây mốc và thối hạt. 4.1.3.2 Glucide. Theo phân loại gồm có: Monosacharide, disaccharide, Trsaccharide và Polysaccharide. Monosaccharide: glucose, fructose (C6 H12 O6) và xilose C5 H10O5. Disaccharide chủ yếu là saccharose và maltose. Polysaccharide: là hợp phần chiếm nhiều nhất của glucide, chúng gồm tinh bột, cellulose, hemicellulose, amilose, pentosen và các chất dạng keo. Sau đây chúng ta khảo sát ba cấu tử có ý nghĩa nhất trong sản xuất bia là: Tinh bột: Chiếm tỷ lệ lớn nhất và có giá trị nhất trong công nghệ sản xuất malt và bia. Chức năng thứ nhất của tinh bột là nguồn dự trữ cho phôi, chức năng thức hai là nguồn cung cấp hoà tan cho dịch đường trước lúc lên men. Tinh bột tồn tại chủ yếu trong nội nhũ và một ít ở phôi, chúng tồn tại dưới dạng lập thể gọi là “hạt tinh bột”. Hạt lớn có hình cầu hay hình ovan, kích thước bằng 20 – 30 cm. Còn hạt nhỏ có dạng hình cầu hoặc hình que, kích thước 2 – 10 cm. Một số tính chất của hạt tinh bột đại mạch: Tính chất lý học: Tỷ trọng 1.5-6, nhiệt lượng riêng 0.27 kcal/kg , dễ dàng kết lắng trong nước, làm quay mặt phẳng phân cực một góc 201.5÷204.30. Tinh bột không tan trong nước lạnh và dung môi hữu cơ. Khi tinh bột tiếp xúc với nước thì sẽ hút nước và trương nở. Nhiệt độ mà tại đó, hệ số trương nở và độ nhớt của tinh bột đạt giá trị cực đại gọi là điểm hồ hóa. Điểm hồ hóa của tinh bột mạch là 75÷80oC Tính chất này ảnh hưởng rất lớn đến quá trình nấu bia. Tinh bột bao gồm hai polysaccharide hợp thành: amylose và amylopectin. Hai cấu tử này khác nhau cả về cấu trúc, tính chất vật lý cũng như hóa học. AmyloseAmylose pectin- Tỉ Lệ Khối Lượng : 17-24 % - Số Lượng Gốc Đường Glucose Ít : 60- 600 - Khối Lượng Phân Tử Nhỏ 10.000 – 100.000 Đơn Vị - Các Đường Đơn Liên Kết Với Nhau Bằng Các Liên Kết а-1,4 O – Glucozit, Tạo Thành Mạch Thẳng, Phía Đầu Mạch Là Cực Kín, Đầu Kia Là Cực Aldehide. - Cấu trúc không gian dạng lò xo. Khi tiếp xúc với dung dịch iod, thì lò xo này sẽ hấp thụ iod vào khoảng không của nó, tạo ra phức phản quang màu xanh. - Dễ hoà tan trong nước nóng để tạo thành dung dịch không bền vững, có độ nhớt thấp.- Tỉ Lệ Khối Lượng : 76-83 % - Số Lượng Gốc Đường Glucose Tham Gia Liên Kết Lớn Hơn 2000 Gốc. - Khối lượng phân tử rất lớn : 400.000 – 1000.000 đơn vị. - Gồm có một trục chính và trên đó có nhiều nhánh tại những điểm rẽ nhánh, các gốc đường glucose liên kết với nhau bằng liên kết а-1,6 O-glucozit. Còn tất cả các điểm khác là а-1,4 O-gluzit. - Amylose pectin phản ứng với iod cho màu tím - Nó không tan trong nước mà chỉ tạo thành hồ.Trong môi trường nước, tinh bột bị thủy phân bởi enzyme amylase để tạo thành các phân tử đơn giản hơn như: glucose, maltose, dextrin. Tập hợp các chất này sẽ tạo ra chất tan chính cho dịch đường. Cellulose: Phân bố chủ yếu lở lớp vỏ trấu chiếm 20 % chất khô của vỏ, phân tử cellulose khoảng 2000÷10.000 gốc glucose sắp xếp thành mạch dài và xoắn thành từng chùm. Do cấu trúc này nền cellulose rất dai và khó bị phân cắt trong môi trường bình thường. Cellulose góp phần tạo ra màng lọc phụ lý trưởng, làm cho quá trình lọc dịch đường trong hơn. Hemicellulose: Là thành phần chủ yếu tạo nên thành tế bào, hemicellulose là một phức hệ bao gồm pentozan, hexozan và acid uronic. Dưới tác dụng của enzyme xúc tác sitas hemicellulose thủy phân thành hexose (galactose và manose) và pentose (arabinose xilose). Tất cả những đường đơn này hòa tan bền vững vào dịch đường và tạo ra chi chiết, là nguồn cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho nấm men. Ngoài ra, trong thành phần glucide còn có các chất keo và các hợp chất pectin, chất keo là các chất hoà tan vào nước nóng tạo ra dung dịch có độ nhớt cao. Còn pectin là thành phần phân bố ở màng tế bào tạo ra màng trung gian, chúng bao gồm pectin và protopectin. Sự tồn tại của các chất này trong dịch đường sẽ có tính hai mặt. Mặt tiêu cực làm cho bia có nhớt cao, khó lọc nhưng mặt tích cực của nó là làm cho bia có vị đậm đà, tăng khả năng tạo và giữ bọt cho bia thành phẩm. 4.1.3.3 Các hớp chất chứa nitơ. Các hợp chất chứa nitơ chiếm khoảng 9-11 %, chúng có vai trò quyết định để chất lượng của bia thành phẩm, là nguồn thức ăn quan trọng của nấm men bia. Chúng tồn tại dưới các dạng sau. Protide Nếu hàm lượng protide trong malt cao quá thì bia dễ bị đục, còn nếu hàm lượng thấp quá thì quá trình lên men sẽ không triệt để, bia kém bọt, kém vị. Hàm lượng protide tốt nhất cho sản xuất bia là 10 – 11 %. Protide phân phối chủ yếu ở lớp alorong và ở phôi. Thành phần chính tạo ra thành protide và các acid amin, chúng được nối với nhau qua cầu peptide (-CO-NH) hoặc cầu disulfit (-S-S-) hoặc một số cầu khác. Sự khác nhau về số lượng và thành phần acid amin cho ta các protide khác nhau. Quá trình phân giải protide dưới tác dụng của enzyme là một trong những quá trình quan trọng trong sản xuất bia. Những sản phẩm của sự thuỷ phân có phân tử lượng thấp hơn vừa là nguồn thức ăn cho nấm men vừa là cơ chất tham gia vào các tương tác hoá học khác nhau dẫn tới thay đổi thành phần và tính chất của nguyên liệu ban đầu cũng như sản phẩm về sau. Quan trọng là phản ứng tạo melanoid, làm cho bia có màu vàng óng, mùi thơm dịu vị ngọt và khả năng tạo bọt của bia về sau. Tuy nhiên, sự oxy hoá protide lại gây hậu quả xấu cho bia, làm giảm tính hoà tan, tính ổn định và dễ gây ra đục bia. Protide của đại mạch được chia thành hai nhóm: protide đơn giản (protein) và protide phức tạp (proteid). Trong nhóm protein tiêu biểu là leucosin, edectin và một phần của hordein hoà tan vào dịch đường và tồn tại còn những cấu từ khác được thải ra cùng bã malt và cặn lắng. Proteid tồn tại dưới dạng liên kết giữa protide và các chất phi proride khác nhau, điển hình là: nucleoprotide, lipoprotide, glucoprotide, cromoprotide. Các chất chứa nitơ phi protide Đại diện cho nhóm này là albumose, peptone, peptide, polypeptide và acid amin. Albumose và peptone có vai trò rất lớn trong việc tạo bọt, giữ bọt, làm tăng vị đậm đà cho bia. Nhưng nếu hàm lượng cao sẽ làm giảm độ bền keo của bia và dễ gây đục. Peptide: là hỗn hợp nhiều chất mà phân tử của chúng cũng như được tạo thành từ các gốc acid amin, nhưng số lượng ít hơn albumose và peptone. Chúng dễ hoà tan vào dịch đường để tạo thành dung dịch bền vững và tồn tại trong bia như một thành phần dinh dưỡng. Acid amin tuy chiếm một lượng nhỏ (0.1 %) nhưng đóng vai trò cực kỳ quan trọng: là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho nấm men, là tác nhân chính tạo helanoid, tham gia tạo bọt và tồn tại bền vững trong bia như một phần dinh dưỡng quan trọng. Chất chát và chất đắng trong đại mạch thuộc nhóm lopoid là nguyên nhân gây vị đắng khó chịu cho bia. Fitin Là muối đồng thời của calcium, magieum với acid inozit-phosphoric C6H6O6 (C2PO3) 6. Tập trung chủ yếu ở vỏ, khi fitin bị thuỷ phân sẽ tạo ra inozit và acid phosphoric làm nguồn cung cấp phosphore cho nấm men và làm giảm pH của dịch cháo. Nhờ vậy nâng cao được hiệu suất thủy phân. Chất khoáng Gồm chủ yếu là: P2O5 (35 %), SiO2 (26 %), K2O (21 %), MgO (9 %), CaO (2.8 %), Na2O (2.4 %), SO32- (1.9 %), Fe2O3 (1.5 %), Cl (1 %). Trong đó phosphore, sulfur là nguyên tố có vai trò quan trọng nhất vì nó tạo thành hệ đệm cho dịch đường. Vitamil. Đại mạch chứa các vitamin B1, B2, B6, C, PP, tiền vitamin A, E acid pantotenic biotin….Đây là nhân tố điều sinh trưởng của nấm men. 4.1.3.4 Hệ enzyme (Pherment). Enzyme có bản chất là protein, chúng giữ vai trò cực kỳ quan trọng trong sản xuất bia. Trong hạt đại mạch luôn có hai nhóm enzyme:enzyme thủy phân và enzyme oxi hóa khử. Nhóm enzyme thuỷ phân (Hydrolase) Tùy thuộc vào cơ chất nhóm này được chia thành các phân nhóm: carbohydrase, protease, esterase. Carbohydrase: Nhóm này xúc tác sự thuỷ phân glucide cao phân tử thành các sản phẩm cấp thấp. Nó gồm các enzyme chủ yếu sau: Diastase: phân cắt tinh bột thành các sản phẩm dạng đường và dextrin. Đây là enzyme quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia. Diastase bao gồm hai enzyme: а-amylase, β – amylase. + а-amylase: tiến hành phân cắt liên kết 1,4 glucozit phân tử tinh bột từ đầu không có tính khử tạo thành dextrin và glucose. Quá trình này làm cho độ nhớt dịch cháo giảm nhanh chóng nên gọi là quá trình dịch hoá. + β-amylase: tác động trực tiếp lên mạch amylose, mạch nhánh và hai đầu mạch chính của amylopectin. Sản phẩn của quá trình này là maltose và dextrin. Sitase: gồm hai enzyme sitoclactase va sitolitase. Enzyme sitoclatase thuỷ phân hemicellulose thành các sản phẩm trung gian. Enzyme sitolitase tiếp tục thuỷ phân các sản phẩm trung gian thành pentose và hexose. Nhờ quá trình này mà thành tế bào bị phá huỷ, emzyme xâm nhập vào nội nhũ dễ dàng. Hexozidase : là nhóm enzyme tham gia phân cắt các loại đường đôi, ba, bội ba thành các đường đơn. Có ý nghĩa hơn cả trong sản xuất bia là maltase,а-glucozidase và saccharase (β-fructozidase). Protease: Enzyme ở nhóm này thủy phân protein thành các sản phẩm trung gian, sau đó các sản phẩm này tiếp tục phân cắt đến sản phẩm cuối cùng là acid amin, NH3. Proteinase: thuỷ phân protein thành albumose và peptone. Sau đó chúng bị phân cắt thành peptide và polypeptide. Peptidese: gồm hai enzyme là dipeptidase và polypeptidess. Chúng tác động lên các phân tử dipeptide và polypeptide để phân cắt thành acide amin. Amidase: Chức năng chính của enzyme này là cắt nhóm amin khỏi acid amin để tạo thành acid hữu cơ và NH3. Esterase Nhóm này có tác dụng phân cắt mối liên hệ liên kết seter giữa các hợp chất hữu cơ và giữa hợp chất hữu cơ với vô cơ. Nhóm này gồm hai enzyme là lipase và phosphatase. Lipase: phá vỡ liên kết ester giữa rượu với acid béo. Amilophosphatase: phân cắt mối liên kết seter của acid phosphoric trong phân tử amylopectin. Fitase: Phá vỡ mối liên kết giữa acid phosphoric với inozit, tức là tham gia thuỷ phân fitin. Nhóm enzyme oxy hóa khử (Decmolase) Xúc tác phản ứng oxy hóa khử trong bản thân đại mạch như tham gia vào phản ứng oxy hóa khử các hợp chất polyphenol, protein và các hợp chất khác. Đại diện cho nhóm là: dehydrase, oxydase, catalase. Bảng nhiệt độ và pH tối thích cho các nhóm enzyme EnzymeNhiệt độ(oC)Ph (độ chua)a-amylase -amylase Proteinase Peptidase Lipase Amylophosphatase 70 63 50 50-52 35 70 5.7 4.7 4.6-5.0 7.5 5.0 5.6  4.1.3.5 Chất béo là lipoid. Các hợp chất này chiếm khoảng 2.5 – 3 %, tập trung chủ yếu ở phôi và lớp alorong Lipide trong đại mạch chủ yếu là ester của glycerine và acid béo bậc cao. Chất béo và lipoid tồn tại trong bia sẽ làm giảm độ bền keo của bia. 4.1.4. Yêu cầu chất lượng của malt đại mạch. 4.1.4.1 Chỉ tiêu cảm quan. Màu: malt vàng phải có màu vàng rơm , còn malt đen có màu sẩm hơn. Vỏ malt phải óng ánh. Kích thước và hình dáng gần giống với đại mạch khô . Mùi và vị: phải đặc trưng cho từng loại malt, không bị mốc, mùi chua, không có mùi lạ. Malt vàng có vị ngọt nhẹ (ngọt dịu). Malt đen có vị cà phê, ngọt mạnh, thơm. Độ sạch: không lẫn tạp chất, hạt không bị vỡ tối đa không quá 0.5 %, hạt không bị bệnh, còn nếu có thì không được vượt quá 1 %. Lượng hạt nảy mầm tối đa là 5%. 4.1.4.2 Chỉ số lý học. Dung trọng của malt rất nhẹ: 480 – 500 g/l, malt loại trung bình: > 560 g/l. Trọng lượng tuyệt đối của malt trung bình là: 28 – 38 /1000 hạt. 4.1.4.3 Thành phần hóa học. Độ ẩm: w 15 % trọng lượng hoa và tro 12 %, trọng lượng và tỷ lệ tro 3 % chất khô, tổng chất đắng >10 % trọng lượng và tro 2 pyruvat + 2ATP + 2NADH + 2H+ Đây là phản ứng sinh nhiệt, phần năng lượng sinh ra từ các phản ứng sinh hóa trong mỗi giai đoạn của quá trình đều được nấm men hấp thụ và dự trữ dưới dạng Adenosin Triphosphate (ATP), để có thể sử dụng cho các phản ứng sau này. Tiếp đến là acid Pyruvic bị biến đổi thành C2H5OH và CO2, còn NADH được tạo thành lại bị oxy hóa thành NAD. Chất này sau đó là tham gia vào quá trình cuyển hóa glucose tiếp theo. Phản ứng tạo thành etylic và CO2 có thể tóm tắt như sau: NADH+, H+ CH3COCOOH → CO2 + CH3CHO CH3CH2OH Dehydrogenase Alcoholdehydrogenase atanol Enzyme trong tế bào nấm men. Trong tế bào nấm men vẫn còn đủ sáu nhóm enzyme sau: Enzyme oxy hóa khử: xúc tác những phản ứng trong quá trình hô hấp, lên men. Enzyme chuyển hóa: chuyển hóa những nhóm từ chất này sang chất khác. Enzyme thủy phân: xúc tác phản ứng thủy phân hydratcarbon, protein, lipide. Enzyme liase: xúc tác phản ứng phân hủy không có nước tham gia. Enzyme tổng hợp: xúc tác phản ứng kết hợp hai phân tử. Enzyme đồng phân hóa: xúc tác phản ứng đồng phân. 4.5.2. Vai trò của nấm men đối 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: NgàyĐộ cứngĐộ chuapHÁp suất1 2 3 4 5 6 7 8 911 10 8 6 4 3 2.7 2.5 2 – 2.51.0 1.1 1.2 1.25 1.3 1.3 1.3 1.5 1 atm thì ngừng lọc và tiến hành vệ sinh lại thiết bịĐường ống bị xìNgừng lọc, hay đường ống mới  7.2 KỸ THUẬT BẢO HÒA CO2. 7.2.1 Mục đích công nghệ và cơ sở lý thuyết: 7.2.1.1 Mục đích: Bổ sung thêm CO2 cho đạt hàm lượng cần thiết, nhằm tăng chất lượng cảm quan chống oxy hóa, chống kết lắng và tạo môi trường tốt để bảo quản bia. 7.2.1.2 Cơ sở lý thuyết: Khí cacbonic tồn tại trong bia dưới hai dạng: tự do và liên kết. trong đó phần lớn ở trạng thái liên kết. Sự liên kết của acid cacbonic trong bia tồn tại ở hai dạng: liên kết hấp thụ và liên kết hóa học. Acid cacbonic bị hấp thụ bởi các hạt protein dạng keo. Sự hấp phụ này xảy ra đưọc là do hai yếu tố: 1 – trong môi trường bia, với pH = 4.2 – 4.4 các hạt protein dạng keo mang điện tích dương; 2 – cũng trong môi trường đó, do khả năng phân ly kém cho nên phân tử acid cacbonic là phân tử lưỡng cực. Trong tình thế như vậy, đầu âm (-) của phân tử H2CO3 bị hấp thu bởi điện tích dương của hạt protein. Bằng cơ chế hấp phụ như vậy, trong bia có thể bão hòa một lượng CO2 lớn hơn so với khả năng bão hòa bằng các quy luật vật lý bình thường khác. Một hệ thống hai pha lỏng – khí có trạng thái cân bằng như vậy gọi là trạng thái “cân bằng bền vững giả tạo”. Lượng CO2 dư thừa (tự do), khác với lúc hòa tan, ở trạng thái đó nó dễ dàng bị tách ra mà không cần giảm áp suất hoặc tăng nhiệt độ, chỉ cần một tác động cơ học nhẹ như lắc chai bia, là cũng có thể thực hiện được công việc đó. Acid cacbonic ở trong bia cũng có thể tham gia phản ứng với các loại rượu. với etanol nó có thể phản ứng để tạo thành mono – và dietyl cacbonat. Trong hai loại này thì ester bậc hai có độ bền vững cao hơn. Nhưng nếu so sánh với các acid khác thì ester của acid cacbonic kém bền vững hơn. Đễ phá vỡ liên kết của các ester này, chỉ cần các va đập cơ học không mạnh lắm, ví dụ: lắc chai, hoặt rót đi – đổ lại cốc bia là đủ. 7.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị bão hòa CO2: 7.2.2.1 Cấu tạo: Absorb là thiết bị chiụ lực lớn, thân hình trụ nắp hình bán cầu, được chế tạo bằng inox, bên ngoài thân có một lớp bảo ôn, ngoài cùng được bao bọc bởi một lớp nhưa. Bình CO2 Trên thân Absorb có một van cho bia vào, một van cho bia ra, có hai van để đo mực chất lỏng bên trong Absorb, một đồng hồ đo nhiệt độ. Trên nắp của Absorb có đường ống dẫn CO2 vào nối với cục đá bạc có nhiều lỗ nhỏ nằm ở gần đáy Absorb, một đồng hồ đo áp suất, đường ống dẫn tác nhân lạnh vào và tác nhân lạnh ra. Bên trong Absorb có đường ống chứa tác nhân lạnh có dạng ống xoắn. 7.2.2.2 Nguyên lý hoạt động: Tác nhân lạnh trao đổi nhiệt gián tiếp với dịch bia, hạ nhiệt độ của dịch suống 0 – 1 oC đồng thời khí CO2 được đưa vào trong thiết bị làm áp suất tăng 4 - 4.5 atm. Dưới tác động của áp suất cao và nhiệt độ thấp trong một khoảng thời gian nhât định thì khí CO2 được hấp phụ vào dịch bia. 7.2.3 Kỹ thuật bão hòa CO2. 7.2.3.1 Chuẩn bị: Vệ sinh Absorb: bơm nước vệ sinh vào Absorb theo đường dịch bia vào. Vệ sinh đường ống dẫn bia từ tank tàng trữ đến Absorb. Chuẩn bị các bình khí CO2. Kiểm tra hoạt động của máy làm lạnh. 7.2.3.2 Tiến hành: Bơm bia vào Absorb đồng thời mở van xả khí để đuổi hết khí trong Absorb ra, theo dõi mực bia trong tank bằng ống đo mực chất lỏng. Khi lấy đủ dịch bia thì tắm bơm. Bật máy lạnh để làm lạnh dịch bia xuống 0 – 2oC. sau đó mở van nạp CO2 vào bia, khi áp suất tăng lên 4 - 4.5 atm thì ngừng nạp CO2. Giữ bia ở điều kiện này trong 30 phút để CO2 hòa tan vào trong bia. Sau 30 phút ta xả luợng khí CO2 không hấp phụ vào bia bằng cách mở van xả khí. Đến khi áp suất trở về 0 atm thì ta tiến hành nạp CO2 lần hai như trên. Tiến hành nạp 3 lần thì hàm lượng CO2 trong bia được bão hòa. 7.2.3.3 Kết thúc: Sau khi tiêu thụ hết lượng bia đã bão hòa CO2, tiến hành bơm nước vệ sinh Absorb theo đường ống dịch bia vào. Chú ý: trong những lần vệ sinh định kỳ ta thêm công đoạn ngâm NaOH 0.5%, sau đó rửa lại bằng nước sạch. Chu kỳ vệ sinh định kỳ 2 tuần/lần. 7.2.4 Yêu cầu chất lượng đối với bia sau bão hòa CO2. Hàm lượng CO2 trong bia thành phẩm khoảng 4 g/l. 7.2.5 Một số sự cố kỹ thuật thông thường và biện pháp khắc phục Sự cốNguyên nhânCách khắc phụcNổ AbsorbDo áp suất tăng quá mức giới hạn của AbsorbĐể tránh hiện tượng này ta phải khống chế áp suất trong Absorb từ 4 – 4.5 atmTrào dịch bia ở van xả khíLượng bia bơm vào thiết bị quá nhiềuNgừng cấp dịch vàoMáy lạnh không hoạt động Ngừng nạp CO2 và tiến hành sửa chữa máy lạnh 8. KCS. 8.1 KCS NGUYÊN LIỆU. 8.1.1 Malt. Phương pháp xác định độ ẩm của malt Nguyên tắc: Theo phương pháp sấy đến trọng lượng không đổi, mẫu được nghiền mịn, và sấy khô trong tỷ sấy đã đạt nhiệt độ tiêu chuẩn. độ ẩm được tính từ khối lượng mất đi trong quá trình sấy. Dụng cụ: Máy nghiền trục phòng thí nghiệm (đặt khoảng cách giữa hai trục là 0.2mm). Tủ sấy có thể điều chỉnh nhiệt độ. Cốc cân làm bằng kim loại hoặc nhôm, đường kính khoảng 50mm và không sử dụng quá 20mm, có nắp đậy kín. Bình hút ẩm. Cân phân tích độ chính xác tới 0.001g. Tiến hành: Cân khoảng 20g malt và nghiền mịn. Trộn kỹ, lấy ngay khoảng 5 g bột nghiền vào cốc cân sạch khô đã biết trước trọng lượng. Đậy nắp và cân tới độ chính xác 0.001g. Mở nắp, đặt nắp và cốc vào tủ sấy đã đặt nhiệt độ 105 – 106oC, bắt đầu tính thời gian khi tủ sấy đạt nhiệt độ trên. Sấy trong 3 giờ  5 phút, đậy nắp, lấy cốc cân ra làm nguội trong bình hút ẩm về nhiệt độ phòng trong vòng 20 phút rồi cân. Sấy lại hơn 1 giờ nữa và cân lại với độ chính xác 0.001g. Kết quả: W =  eq \f(m1 - m2,m1) x 100 %. Trong đó: M1: Khối lượng mẫu trước khi sấy (g). M2: Khối lượng mẫu sau khi sấy (g). Phương pháp xác định khối lượng 1000 hạt. Mục đích: Xác định khối lượng trung bình của hạt, chỉ tiêu này được dùng để đánh giá chất lượng các loại hạt đại mạch, ngũ cốc và malt. Nguyên tắc: Đếm số hạt malt trong mẫu phân tích. Sau đó tính toán để biết khối lượng 1000 hạt tính theo g. Dụng cụ: Cân phân tích độ chính xác 0.01g. Tiến hành: Cân 40g hạt malt cần phân tích, loại bỏ những hạt vỡ, hạt lạ và trừ khối lượng. Tiếp đó, đếm số hạt trong mẫu. Kết quả Tính khối lượng 1000 hạt malt theo chất khô theo công thức: G =  eq \f(M x 1000 x (100 - W),n x 100) (g) Trong đó: G: khối lượng 1000 hạt malt khô (g). M: khối lượng của mẫu phân tích (g). W: độ ẩm (%). n: số hạt trong mẫu phân tích. 8.1.2 Houblon. Phương pháp sấy. Tương tự như phương pháp xác định độ ảm của malt. Phương pháp trích ly. Mục đích: Xác định hàm lượng ẩm cho các nguyên liệu chứa nhiều chất bay hơi như hoa houblon. Nguyên tắc: Dựa vào tính chất và khả năng của một số dung môi hữu cơ dễ bay hơi và kéo theo lượng nước chứa trong nguyên liệu. các dung môi thường dùng là toluene, xylen… Dụng cụ - hóa chất: Bộ trích ly Cân phân tích Toluen, d = 0.78 Tiến hành: Cân khoảng 10g hoa đã nghiền nhỏ vào bình tam giác của bộ trích ly, rót 100 – 150 ml toluen. Nối bình với ống chia độ và ống sinh hàn. Tiến hành đun sôi với tốc độ cao sao cho mỗi phút có hai giọt chất lỏng rơi xuống ống. tiếp tục đun cho đến khi lượng nước trong ống chia độ không tăng nữa. thời gian đun khoảng 30 – 40 phút. Đun xong ta thấy nước trong ống chia độ chia thành hai lớp toluene nổi lên trên còn nước lắng xuống dưới, căn cứ mặt phân cách giữa hai chất lỏng ta biết lượng nước đã trích ra từ nguyên liệu. Kết quả: Độ ẩm của houblon được tính theo công thức: W =  eq \f(a,m)  x 100 %. Trong đó: a: số ml nước đọc được trên ống chia độ. m: số g hoa houblon đã dùng. 8.1.3 Nước. Chuẩn bị mẫu: Dụng cụ lấy mẫu phân tích nước cần được rửa sạch, khử trùng. Mỗi khi lấy mẫu, cần tráng bằng mẫu nước 2 – 3 lần. Để phân tích tất cả các chỉ tiêu nước thì cần dung lượng mẫu là 3 – 5 lít nước, nếu chi cần xác định các chỉ tiêu chính thì chỉ cần 1 lít là đủ. Đánh giá sơ bộ: Mùi: Lấy 100 ml nước cho vào bình tam giác 250 ml lắc mạnh và nhận biết mùi. Có thể đun nóng đến 40 – 60oC và lắc mạnh để dễ nhận biết mùi hơn. Thông thường nhận biết mùi của nước là mùi bình thường hay có mùi lạ. Nếu có mùi lạ thì nên ghi rõ mùi lạ loại mùi, ví dụ: mùi chlorine, mùi đất… Màu: Xác định màu bằng cách cho nước vào cốc trắng với chiều cao của nước trong cốc là 10 cm. Đặt trên nền trắng và nhận xét mùi. Nhận xét màu cần chỉ rõ màu của nước: trắng, vàng, hồng… và cường độ màu nếu có. Nước bị đục thì cần lọc trước khi quan sát. Độ trong: Nước thông thường có thể trong, đục nhẹ, đục hoặc rất đục. Có thể xác định độ đục bằng máy đo độ đục. Phương pháp xác định hàm lượng cặn. Tiến hành: Lấy chính xác từ 100 – 500 ml nước, cho vào khay bằng platin đã biết trước khối lượng và cho bốc hơi toàn bộ nước trong bình cách thủy. Sau đấy sấy khay này trong sấy ở nhiệt độ 105oC. Làm nguội trong bình hút ẩm và cân. Chú ý cân thật nhanh vì cặn này rất dễ hút ẩm. Đặt khay vào sấy lại và sấy tiếp 0,5 giờ. Làm nguội và cân lại. Làm tương tự như vậy cho đến khi 2 lần cân liên tiếp nhau có khối lượng bằng nhau. Kết quả: Hàm lượng cặn có trong nước (mg/l) được tính theo công thức sau: Cặn =  eq \f(m1,V)  x 1000 (mg/l). Trong đó: m1: Khối lượng cân được sau khi lấy tính bằng mg. V: số ml nước để phân tích nước. Phương pháp xác định độ kiềm. Nguyên tắc: Độ kiềm của nước chỉ phụ thuộc vào hàm lượng các ion bicarbonate có trong nước. Có thể xác định độ kiềm này bằng các định phân với acid có chỉ thị là orange methyl coh tới lúc đổi màu. Phản ứng diễn ra như sau: Ca(HCO3)2 + HCl ----------------> CaCl2 + H2O + CO2. Mg(HCO3)2 + HCl ----------------> MgCl2 + H2O + CO2. Hóa chất: Dung dịch orange methyl (MO) HCl 0.1N Tiến hành: Lấy 10 ml nước cho vào bình tam giác và cho tiếp 4 – 5 giọt chỉ thị MO, dùng HCl 0.1 N định phân cho tới khi xuất hiện màu da cam. Kết quả: Độ kiềm của nước có thể tính hoặc theo mg dương lượng/l hoặc theo mgCaO/l theo công thức sau: Độ kiềm của nưóc (mg đường lượng/l) = n x 10 Độ kiềm của nước (mg CaO/l) = n x 2.8. n: số ml HCl 0.1N đã chuẩn độ. Phương pháp xác định độ cứng của nước. Nguyên tắc: EDTA có khả năng tạo phức chất với calcium và magieum, phức chất này bền vững hơn rất nhiều so với các phức chất của hai chỉ thị ETOO hoặc murexit với Ca và Mg, đặt biệt là tại pH = 10. Do vậy, nếu ta đưa pH của mẫu nước cần phân tích đến 10, nếu có chỉ thị ETOO hoặc murexit thì dung dịch có màu đỏ rượu vang do sự tạo phức của hai chất này với Ca và Mg có trong nước. Nếu thêm EDTA vào, thì ban đầu EDTA sẽ liên kết với Ca và Mg tự do, sau đó sẽ lấy Ca và Mg đang ở trạng thái liên két với các chỉ thị trước, do đó các chỉ thị này trở về trạng thái tự do, làm cho màu của dung dịch trở thành màu của chỉ thị (màu xanh da trời hoặc màu xanh tím). Lượng EDTA đã sử dụng chính bằng độ cứng của nước. Hoá chất: Dung dịch EDTA 0.1N. Dung dịch đệm amoniac pH = 10. Dung dịch chỉ thị eriocrom đen. Tiến hành: Xác định độ cứng chung: Lấy 100 ml nước cho vào bình tam giác 250ml. Thêm 5 ml dung dịch đệm amoniac. Thêm 1 ml chỉ thị eriocrom đen. Dùng dung dịch EDTA định phân tới khi chuyển sang màu xanh da trời. Chý ý: Vì sự đổi màu xảy ra rất nhanh do đó lúc đầu nên lấy 80 ml nước, chuẩn nhanh cho tới khi đổi màu, sau đó thêm 20 ml nước còn lại và chuẩn thật chậm cho tới khi dung dịch đổi màu. Số ml dung dịch EDTA đã định phân là n1. Xác định độ cứng vĩnh viễn: Lấy 500 ml nước cho vào bìh cầu 1 lít rồi đem cân để biết trọng lượng. Sau đó nối sinh hàn khí và đun sôi khoảng 1 giờ. Làm lạnh bình tới nhiệt độ phòng, lau khô và đem cân lại, sau khi cân thêm nước cất để sao cho đạt trọng lương ban đầu. Đem lọc kỹ, lấy 100 ml nước để xác định độ cứng theo các bước tương tự như trên. Số ml dung dịch EDTA đã định phân là n2. Kết quả: Độ cứng chung của nước được xác định như sau: Độ cứng chung (0H) = n1 x 2.8. Độ cứng vĩnh viện: (0H) = n2 x 2.8 x 5. Độ cứng tạm thời bằng hiệu số giữa độ cứng chung và độ cứng vĩnh viễn. Trong đó: n1, n2: số ml EDTA đã dùng để định phân. 2.8: số mg CaO tương ứng với 1ml EDTA 0.1N. 8.2 DỊCH ĐƯỜNG VÀ DỊCH BIA ĐANG LÊN MEN. Phương pháp xác định độ acid. Nguyên tắc: Dựa vào phản ứng trung hòa giữa lượng acid có trong mẫu với dung dịch NaOH đã biết trước nồng độ, với chỉ thị phenolphtalein. Độ chua được biểu diễn bằng số ml NaOH tiêu tốn cho 10 ml mẫu. Chuẩn bị dụng cụ - hóa chất: - Dụng cụ: Bình tam giác 100ml. Pipette 2ml có vạch Pipette bầu 10ml. - Hóa chất: Dung dịch NaOH 0.1N. Dung dịch phenolphtalein 0.1 %. Nước cất: Dịch mẫu (dịch chuẩn bị lên men, dịch đang lên men). Tiến hành: Dùng pipette bầu 10 ml hút chính xác 10 ml mẫu đã được đuổi CO2 (dịch chuẩn bị lên men, dịch đang lên men) cho vào bình tam giác 100 ml, thêm vào đó 2 – 3 giọt phenolphtalein 1%, lắc đều. Đem bình tam giác có chứa mẫu chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0.1N cho đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng nhạt bền trong 30 giây thì dừng lại ghi thể thích NaOH 0.1 N tiêu tốn. Lập lại thí nghiệm 2-3 lần lấy kết quả trung bình (không có sai số giữa những lần thí nghiệm). Tính kết quả: Cách 1: Tổng hàm lượng acid có trong dịch mẫu: A = số ml NaOH 0.1 N tiêu tốn/10 ml mẫu. Cách 2: Tổng hàm lượng acid có trong dịch mẫu tính theo acid lactic: A =  eq \f(K x VNaOH,Vmẫu) x 1000 (g/l). A: tổng hàm lượng acid có trong dịch mẫu. VNaOH: Thể tích dung dịch NaOH 0.1 N tiêu tốn (ml). Vmẫu: Thể tích mẫu lấy phân tích (ml). K: Hệ số tương ứng của acid lactic. K = eq \f(C eq \a(NaOH,N)  x Đacid lactic,1000)  =  eq \f(0.1 x 90,1000) = 0.009 g. Phương pháp xác định độ màu bằng cách so mẫu với dung dịch chuẩn iod. Nguyên tắc: So sánh màu của dịch mẫu (dịch chuẩn bị lên men, dịch đang lên men) với màu của dung dịch chuẩn iod. Từ thể tích iod 0.1 N tiêu tốn ta sẽ tính được độ màu của dịch mẫu. Chuẩn bị dụng cụ - hóa chất: - Dụng cụ: Bình tam giác 150 ml. Phễu thủy tinh lọc. Giấy lọc – Bột trợ lực. Pipette 1 ml, 10 ml. Hai ống nghiệm loại lớn cùng loại ( 16). - Hóa chất: Dung dịch iod 0.1 N. Nước cất. Tiến hành: Lấy khoảng 50 ml dịch mẫu lọc qua giấy lọc đã có bột trợ lọc đã có bột trợ lọc, dùng bình tam giác 150 ml hứng lấy dịch trong. Dùng pipette hút lấy chính xác 10 ml nước cất và 10 ml dịch mẫu vừa lọc cho vào hai ống nghiệm lớn 1 và 2 (cùng loại). Dùng pipette 1ml hút dung dịch iod 0.1 N và nhỏ từ từ từng giọt một vào ống nghiệm 1 (có nước cất), sau mỗi giọt cần lắc đều cho đến khi màu của ống nghiệm một tương đương với màu của ống nghiệm hai thì dừng lại. Ghi thể tích I2 tiêu tốn. Lập lại thí nghiệm 2 – 3 lần lấy kết quả trung bình (không có sai số giữa những lần thí nghiệm). Cách tính kết quả. 1 đơn vị màu EBC tương ứng với màu của 0.06 ml I2 0.1N trong 100ml nước cất Độ màu =  eq \f(V,0.06) x F (đơn vị EBC). V: thể tích dung dịch iod 0.1N tiêu tốn. Phương pháp xác định màu của dung dịch đường bằng phương pháp quang phổ. Nguyên tắc: Đo độ hấp thụ của dịch đường ở bước sóng 430 nm. Màu của dịch đường tính theo đơn vị EBC bằng độ hấp thụ nhân với hệ số pha loãng. Dụng cụ, hóa chất: Máy quang phổ đo được hấp thụ ở 430 nm, cuvet 5, 10 nm. Bộ lọc màng 0.45 m, bột trợ lọc diatomit. Tiến hành: Pha loãng mẫu để đo độ hấp thụ ở 430 nm nằm trong giới hạn của máy quang phổ. Có thể dùng cuvet 5 hoặc 10 mm để đo. Dùng cuvet 5 mm có ưu điểm nếu bia đậu màu không cần pha loãng. Mẫu được lọc bằng bộ lọc màng, nếu độ đục của mẫu pha loãng nhỏ hơn 1 đơn vị EBC thì có thể bỏ qua công đoạn này. Nếu cần thiết thì có thể lọc dịch đường bằng bột trợ lọc trước khi lọc màng. Đặt máy quang phổ ở bước sóng 430 nm  0.5nm. Chỉnh máy về 0.00 bằng nước cất trước khi đo mẫu. Tráng cuvet và đồ đầy mẫu dịch đường. Đo độ hấp thụ. Kết quả: Màu của dịch đường không pha loãng đơn vị EBC = A x f x 25 hoặc A x f x 50. Trong đó: A: độ hấp thụ ở 430 nm đo trong cuvet 10 hoặc 5 nm. F: hệ số pha loãng. Phương pháp kiểm tra pH. Có hai cách xác định pH của dung dịch - Dùng giấy pH: nhúng giấy pH vào dịch mẫu cần kiểm tra sau đó so màu với thang đo pH. - Dùng pH kế: nhúng pH kế vào dịch mẫu cần kiểm tra sau đó so màu với than đo pH. - Dùng pH kế: nhúng pH kế vào dịch mẫu và đọc kết quả hiện trên pH kế. Phương pháp xác định hàm lượng etanol. Nguyên tắc: Cồn có nhiệt độ sôi thấp hơn nước. Dựa vào tính chất này ta tiến hành chưng cât tách cồn ra khỏi mẫu. sau đó dùng alcolmeter để đo độ cồn của dịch chưng cất, từ đó xác định hàm lượng cồn có trong mẫu. Chuẩn bị mẫu thử: Tách CO2 ra khỏi mẫu (bia thành phẩm hoặc dịch đang lên men): lắc 250 – 400 ml mẫu trong bình tam giác hoặc cốc thủy tinh dung tích 1000 ml bằng tay hoặc bằng máy lắc cho đến khi mẫu bia ngừng tách khí (lắc trong khoảng 30 – 40 phút). Chuẩn bị dụng cụ hóa chất. - Dụng cụ: Bộ chưng cất cồn Nhiệt kế 0 – 100 oC. Alcolmetre 0 – 8 oC. Cân phân tích Bình hút ẩm. Cốc thủy tinh 1000 ml. Bình tỷ trọng dung tích 50 ml. Bình định mức 200 ml. - Hóa chất Nước muối lạnh Nước cất. Mẫu (bia thành phẩm hoặc dịnh đang lên men). Tiến hành: a) Chưng cất cồn Dùng bình định mức lấy 100 ml dịch mẫu (đã loại CO2), chuyển mẫu vào bình cầu của hệ thống chưng cất. Trái bình định mức nhiều lần nước cất, chuyển toàn bộ nước tráng vào bình cầu của hệ thống chưng cất. Lắp bình cầu vào hệ thống chưng cất và tiến hành chưng cất tách cồn. Ở đầu ra ta hứng cồn bằng định mức 100 ml đã chứa sẵn 10 ml nước cất. Ngâm bình cầu trong nước muối lạnh. Đun nhẹ bình để cất tránh trào bọt. Khi bình cất bắt đầu sôi đều thì tăng nhiệt độ. Tiến hành chưng cất cho đến khi chất lỏng trong bình định mức gần đủ 100ml thì dừng lại. Tráng dầu dưới ống sinh hàn bằng nước cất, tất cả nước tráng cho vào bình định mức. Đem bình định mức ngâm lạnh trong chậu thủy tinh chứa hỗn hợp nước muối lạnh và đá lạnh, dùng nước cất định mức tới vạch. b) Xác định độ cồn bằng hai phương pháp : Phương pháp dùng alcolmetre : Đem dịch chưng cất được trong bình định mức đã được làm lạnh đến 20oC rồi chuyển vào ống đong 100 ml. Dùng alcometra để đo độ cồn. Độ cồn chính là chỉ số đọc được trên alcometre ở 20oC. Đổ nước trong bình tỷ trọng ra, sấy khô bình tỷ trọng rồi làm nguội bình tỷ trọng trong bình hút ẩm. Cho dịch cất đã được làm lạnh ở nhiệt độ 20oC. Lập lại thí nghiệm 2 – 3 lần lấy kết quả trung bình (không có sai số giữa các lần thí nghiệm). Tính kết quả : Phương pháp sử dụng alcometre : X = A (oG) Trong đó : A là số đọc được trên cồn kế ở 15oC. Phương pháp sử dụng bình tỷ trọng : Tỷ trọng của dịch cất (d20/d20) ở 20oC được tính bằng công thức : d20/20 = m1: khối lượng bình tỷ trọng (g) m2: khối lượng bình tỷ trọng và nước ở 20oC (g) m3: là khối lượng bình tỷ trọng và dịch cất ở 20oC (g) Hàm lượng etanol (V/V) tính bằng % thể tích tra theo bảng. Phương pháp xác định độ mặn của bia. Nguyên tắc : Dựa vào phản ứng kết tủa giữa ion Ag+ và ion Cl tạo kết tủa màu vàng trắng với sự có mặt của chỉ thị K2CrO4 khi hết Cl, Ag+ sẽ kết hợp với CrO4-2 tạo kết tủa Ag2CrO4 màu đỏ gạch. Dụng cụ - Hoá chất : Dụng cụ : Pipette 1 ml Bình tam giác 250 ml Pipette 10 ml Quả bóp Cốc 100 ml Đũa thủy tinh Bình tia nước Hóa chất : Dung dịch AgNO30.1 N Dung dịch K2CrO410 % Tiến hành : Lấy khoảng 50 ml mẫu vào cốc 100 ml dùng đũa thủy tinh khuấy trong vào 15 phút Để đuổi CO2. Hút 10 ml mẫu đã loại CO2 vào bình tam giác 250 ml thêm từ 3 – 5 giọt chỉ thị K2CrO4 lắc đều. Dùng pipette 1ml để chuẩn độ dung dịch mẫu đến khi thấy xuất hiện màu đỏ gạch thì dừng và dọc thể tích AgNO3 tiêu tốn. Lập lại thí nghiệm 2 – 3 lần để lấy giá trị trung bình (không có sai số giữa các lần thí nghiệm) Tính kết quả : Độ mặn của dung dịch bia được tính bằng : XnaCl =  EQ \f(0.00585xA,V) x 100 Trong đó : A : số ml AgNO3 tiêu tốn khi chuẩn độ 10 ml mẫu V : số ml mẫu mang đi chuẩn độ 0.00585 : số g NaCl tương đương với 1 ml AgNO3 Phương pháp xác định hàm lượng CO2. Nguyên tắc : Dựa vào phản ứng chuẩn độ acid-base với chỉ thị phenolphatalein 1 % Cho một lượng dư và chính xác dung dịch NaCO3 đã biết trước nồng độ : Na2CO3 + CO2 → 2NaHCO3 Chuẩn lượng Na2CO3 bằng dung dịch HCl có nồng độ chính xác : Na2CO3 + HCl → NaCl + NaHCO3 Từ đó ta tính được lượng CO2 có trong bia. Chuẩn bị dụng cụ - hóa chất : Dụng cụ : Bình tam giác 250 ml Buette 25 ml Pipette bầu 20, 25 ml Hoá chất : Dung dịch Na2CO3 0.2 N Dung dịch Phenolphatalein 1 % Nước cất Mẫu bia thành phẩm Dung dịch CHl 0.1N Tiến hành : Dùng pipette bầu 25 ml hút chính xác 25ml Na2CO3 0.2 N cho vào bình tam giác 250 ml và 25 ml mẫu bia (đã được làm lạnh xuống) 2 oC trong 60 phút). Nhưng ngập đầu pipette, từ từ cho bia chảy xuống. Lắc đều nhẹ cho đến khi bia từ pipette chảy xuống hết. Tráng dầu pipette bằng nước cất. Thêm nước cất vào khoảng 100 ml, nhỏ 3-4 giọt phenolphtalein 1 %. Lúc này dung dịch có màu hồng đậm trong môi trường kiềm. Định phân bằng dung dịch HCl 0.1N cho đến khi màu hồng mất. Ghi thể tích HCl 0.1N đã dùng. Tiến hành thí nghiệm khác đối với mẫu bia đã đuổi CO2 (mẫu trắng). Cách làm tương tự nhưng ta phải hút 25 ml dịch bia đưa lên bếp đun sôi nhẹ để đuổi CO2. Các bước sau tiến hành tương tự như mẫu trên. Lập lại thí nghiệm 2 – 3 lần, lấy kết quả trung bình ( không có sai số giữa những lần thí nghiệm). Cách tính kết quả : Khối lượng CO2 có trong 1l bia được tính theo công thức mCO2 = (V1-V2) x 0.22 (g/l). V1 : Thể tích HCl 0.1N đã dùng chuẩn độ cho mẫu bia đã đuổi CO2 (ml) V2 : Thể tích HCl 0.1N đã dùng chuẩn độ cho mẫu chưa đuổi CO2 (ml) Xác định tinh bột còn sót. Nguyên tắc : Dựa vào sự biến đổi màu của tinh bột khi gặo dung dịch tốt. Dung cụ - hóa chất : - Lam kính - Pipet nhựa - Dung dịch tốt Tiến hành : - Rửa sạch và lau khô lam kính - Dùng pipet hút dịch đã thủy phân lên lam kính - Sau đó nhỏ dung dịch Iốt lên trên. Quan sát : Nếu suất hiện màu tím (dù rất nhạt) thì tinh bột vẫn còn sót. Nếu không có hiện tượng đổi màu thì tinh bột không còn sót. Kết quả : Không có hiện tượng đổi màu. Kết luận : tinh bột không còn sót. Kết thúc quá trình thủy phân Nồng độ chất hoà tan của dịch đường Trong dịch đường hóa luôn chứa một lượng chất hòa tan, chủ yếu là tinh bột tan, dextrin và đường oligo có số gốc glucose khác nhau. Ngoài ra, còn chứa một lượng các chất hòa tan khác như : protein, chất khoáng. Các chất này mang một tên chung là chất hoà tan hay chất khô của dịch đường được đo bằng đường kế, khúc xạ kế hoặc Bomé kế ở nhiệt điều kiện 20 oC. Đường hoá xong ta đem lọc dịch đường rồi lấy dịch trong cho vào ống đong để do theo các loại thước như đường kế, Bomé kế, khúc xạ kế. Nếu nhiệt độ mẫu khi đo khác 20oC thì cần hiệu chỉnh về nhiệt độ 20 oC. 9. MỨC CHẤT LƯỢNG CHỈ TIÊU ĐỐI VỚI MỘT SỐ LOẠI BIA. 9.1. Bia chưa lọc trong. Độ đục (% Néphe) 4.0 Chỉ tiêu vi sinh Tổng vi khuẩn hiếu khí (số khuẩn lạc/1ml bia) < 100 Vi khuẩn hiếu khi Welchi không có được E.coli không có được Nấm men (số khuẩn lạc/1ml bia) không có được -----------oo0oo-------------