Đề tài Thực tập tốt nghiệp nhà máy bia Dung Quất - Quảng ngãi

LÔØI MÔÛ ÑAÀU Bia là loại nước giải khát có từ lâu đời và được mọi người trên thế giới rất ưa chuộng. Bia được chế biến từ những nguồn nguyên liệu chính như malt đại mạch, hoa houblon và một số nguyên liệu thay thế khác… Bia có vị đắng dễ chịu, hàm lượng cồn thấp và các chất hoà tan trong bia được con người hấp thu tốt, vì vậy bia có giá trị dinh dưỡng và khả năng sinh năng lượng cao. Trong khoảng 10 năm trở lại đây, ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và ngành công nghiệp sản xuất bia nói riêng của nước ta đã có một diện mạo mới. Lượng bia sản xuất ngày càng tăng, đội ngũ cán bộ kĩ thuật và số người quan tâm đến công nghệ sản xuất bia càng nhiều. Nhà máy bia Dung Quất mặc dù mới thành lập nhưng cũng đã sớm khẳng định tên tuổi của mình trên thị trường. Hiện nay nhà máy đã đầu tư mở rộng và nâng cao năng suất đến 40 triệu lit/1năm, nhà máy cũng đạt được các danh hiệu xuất sắc như: Giải Sao Vàng Đất Việt 09/2005. Và được cục an toàn vệ sinh thực phẩm cấp 27/09/2006. Bài báo cáo dưới đây là những kết quả tìm hiểu về công nghệ sản xuất bia và cơ cấu tổ chức kỹ thuật của nhà máy mà chúng em thu thập được trong thời gian thực tập, chúng em xin gởi lời cảm ơn đến nhà máy, đến các anh chị phòng kỹ thuật đã hướng dẫn tận tình tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành tốt đợt thực tập này. Với điều kiện thời gian ngắn và nguồn kiến thức có hạn nên bài báo cáo này không tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong nhận được sự góp ý, nhận xét từ quý thầy cô, các cán bộ ở nhà máy để bài báo cáo của chúng em được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn. MỤC LỤC Lời mở đầu 1 Phần I. Tổng quan về nhà máy bia Dung Quất Lịch sử hình thành và phát triển. 4 Vị trí đặt nhà máy. 4 Sản phẩm nhà máy. 4 Sơ đồ tổ chức nhân sự nhà máy. 5 Sơ đồ mặt bằng nhà máy. 6 An toàn lao động và phòng chống cháy nổ. 6 Xử lí phế thải và vệ sinh môi trường. 6 Phần II. Tổng quan về nguyên liệu sản xuất Malt đại mạch. 8 Hoa Houblon. 8 Nước. 9 Nấm men. 9 Các chất phụ gia. 9 Phần III. Quy trình công nghệ sản xuất bia. Sơ đồ quy trình công nghệ. 11 Thuyết minh quy trình. 12 Phân xưởng nấu. 12 Phân xưởng lên men. 21 Phân xưởng chiết. 24 Phân xưởng cơ điện 29 Phần IV. Sản phẩm. 30 Phần V. Tổng kết. 32 PHẦN I TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA DUNG QUẤT I. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN. Nhà máy bia Dung Quất được thành lập vào ngày 13/4/1991 với diện tích xây dựng 10.800m2 tổng vốn đầu tư khoảng 30 tỷ đồng Việt Nam. Đây là nhà máy bia hiện đại quy trình theo ông nghệ của Tiệp Khắc và được xây dựng đầu tiên tại tỉnh Quảng Ngãi với công suất ban đầu là 3 triệu lit/năm. Sau 3 năm xây dựng, đến tháng 6/1993 nhà máy chính thức đi vào sản xuất. Tháng 7/1995 nhà máy bia được bàn giao cho Công Ty Đường Quảng Ngãi. Và từ khi khu kinh tế Dung Quất được thành lập thì thương hiệu bia chai Dung Quất khai sinh từ đây, và từ đây nhà máy đã vươn lên chiếm lĩnh nhiều thị phần và thị trường tiêu thụ trong và ngoài khu vực. Ngày 22/06/2001 nhà máy bia Quảng Ngãi đổi tên thành Nhà Máy Bia Dung Quất. Năm 2004 vừa qua, nhà máy đã đầu tư thêm 10 tỷ đồng để cải tiến hàng loạt các trang thiết bị như: máy kiểm tra chất lượng, máy kiểm soát quá trình chế biến, máy kiểm tra phân tích bia, máy đo CO2, máy đo độ trong, robot gắp chai… Ngoài ra nhà máy còn thay hơn 1.000 m đường ống dẫn bằng kẽm bằng inox. Nhà máy luôn thay đổi cải tiến mẫu mã, nhãn mác, bao bì phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Nhờ thiết bị và dây chuyền hiện đại, hương liệu cao cấp được nhập từ Đức, kết hợp với nguồn nước sạch có chất lượng đã tạo cho bia Dung Quất có một hương vị đặc biệt hấp dẫn người tiêu dùng. Mặc khác, nhà máy có một đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật, chuyên viên giỏi tiếp cận với thị trường, nắm bắt được thị hiếu của người tiêu dùng và đưa ra nhiều sản phẩm đúng thời điểm. Cũng với năm 2004, nhà máy đã sản xuất 28,198 triệu lit bia/năm và đã tiêu thụ trên 28 triệu lit, doanh thu đạt 227 tỷ đồng nộp ngân sách nhà nước trên 83 tỷ đồng. Qua 12 năm, bia Dung Quất đã khẳng định được mình, đó là chất lượng sản phẩm, uy tín sản phẩm, giá thành phù hợp với mọi tầng lớp lớp trong xã hội. Năm 2005 bia Dung Quất 355ml đã được huy chương vàng hàng Việt Nam chất lượng cao và giải cầu vàng chất lượng cao tại hội chợ Madein Việt Nam ở Đà Nẵng. Ngày 15/09/2005 nhận giải Sao Vàng Đất Việt tại Thành Phố Hồ Chí Minh. II. VỊ TRÍ ĐẶT NHÀ MÁY. Nhà máy bia Dung Quất được xây dựng với tổng diện tích 10.800 m2, trong khuôn viên Tổng Công ty cổ phần đường Quãng Ngãi, tại số 2 Nguyễn Chí Thanh, Phường Quãng phú, Tĩnh Quãng Ngãi. III. SẢN PHẨM NHÀ MÁY. Thành phẩm của nhà máy là những sản phẩm được hoàn thành ở bước công nghệ cuối cùng của quá trình sản xuất bia, được bộ phận KCS kiểm tra chất lượng đảm bảo rồi mới nhập kho. Các sản phẩm chính của nhà máy: Bia chai Dung Quất 450ml, 355ml. Bia chai Special 330ml. Bia lon Special. Bia hơi, bia tươi. Các sản phẩm bia lon của nhà máy được xuất khẩu sang các nước Đông Nam Á. Ngoài ra nhà máy còn nhận gia công cho sản phẩm bia lon 333 cho nhà máy bia Sài Gòn. IV. SƠ ĐỒ TỔ CHỨC NHÂN SỰ CỦA NHÀ MÁY.
 V. SƠ ĐỒ MẶT BẰNG NHÀ MÁY ( Phụ lục). VI. AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ. An toàn lao động trong nhà máy đóng vai trò quan trọng, nó ảnh hưởng lớn đến quá trình sản xuất, sức khoẻ và tính mạng công nhân cũng như tình trạng máy móc, thiết bị. Vì vậy nhà máy phải quan tâm đúng mức, phổ biến rộng rãi để công nhân và mọi người hiểu rõ tầm quan trọng của nó. Nhà máy đã đề ra những nội quy rất chặt chẽ để đề phòng. Đối với vấn đề về an toàn. Trong từng phân xưởng, từng loại máy móc thiết bị đều có những bảng hướng dẫn nhằm đảm bảo an toàn cho công nhân khi vận hành. Ngoài ra còn có những biển báo, khẩu hiệu về an toàn lao động được bố trí ở những nơi hợp lí. Từng phân xưởng có soạn thảo các bản nội quy an toàn và bảo hộ lao động, đồng thời hướng dẫn thao tác, biện pháp xử lí khi có sự cố đối với từng công nhân. Phòng cháy chữa cháy được xem trọng vì ảnh hưởng đến lợi ích của công ty, tài sản và tính mạng con người. Ở mỗi phòng ban, mỗi khu vực sản xuất đều có trang bị công cụ phòng cháy chữa cháy và những hướng dẫn cụ thể để thuận tiện sử dụng và kịp thời xử lí khi xảy ra sự cố. VII. XỬ LÍ PHẾ THẢI VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG. Xử lí phế liệu: Trong quá trình sản xuất bia hình thành nên những sản phẩm phụ, hoặc các yếu tố tác động xấu đến môi trường xung quanh, cần xử lí hoặc tái sử dụng. Các loại chất thải của nhà máy thường là: nước thải và các chất gây ô nhiễm, bã dịch đường hoá và bã hoa houblon, cặn lắng từ quá trình lên men, men thừa, bột trợ lọc, nhãn, bao bì, các mãnh vỡ thuỷ tinh. Các phế liệu trên là những phế liệu dễ gây nhiễm bẩn, sau mỗi lần sản xuất được chứa đúng nơi quy định và đưa ra ngoài phân xưởng xử lí. Những loại phế liệu như bã dịch, bã men, hèm được bán cho nhà máy thức ăn gia súc. Bã hoa houblon được bán cho nhà máy phân bón. Việc này phải hợp đồng chặc chẽ và giải quyết kịp thời để tránh tình trạng ứ động phế liệu, tránh tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, sức khoẻ con người và môi trường. Xử lí nước thải: Hiện nay nhà máy sử dụng hệ thống hồ chứa nước tự nhiên có thả bèo, sau đó nước được thải ra ngoài. PHẦN II TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT Nguyên liệu chính mà nhà máy sử dụng để sản xuất bia: malt đại mạch, nước, hoa houblon, gạo, nấm men và các chất phụ gia…. I. Malt đại mạch. Nguyên liệu để sản xuất bia, là hạt đại mạch nẩy mầm sấy khô, malt nhà máy sử dụng được nhập khẩu từ Đức. Malt là nguyên liệu không thể thay thế hoàn toàn được, nó tạo ra màu sắc và mùi vị đặc trưng cho bia. Một số chỉ tiêu: Hạt malt to tròn đều hạt có màu vàng sáng, óng mượt, có mùi thơm đặc trưng và không có mùi lạ. Tạp chất (cỏ dại…) < 0,5 %. Khối lượng hạt 28- 38g/1000 hạt. Độ ẩm thích hợp < 5%, thời gian đường hoá < 15 phút, pH 5.5 – 6.5. Nguyên liệu thay thế malt: gạo Nhà máy dùng gạo làm thế liệu nhằm làm giảm giá thành sản phẩm, cải thiện mùi vị bia. Gạo được dùng phổ biến vì hàm lượng tinh bột cao, lượng protein vừa phải, ngoài ra gạo là nguồn nguyên liệu phong phú ở nước ta. Tỉ lệ gạo bổ sung tùy thuộc vào sản phẩm bia: + Bia chai: 30-35% gạo. + Bia lon: 25-30% gạo. II. Hoa Houblon. Hoa houblon là nguyên liệu không thể thay thế được trong sản xuất bia, nó tạo ra mùi thơm và vị đắng đặc trưng của bia. Nó có khả năng sát trùng nên kéo dài thời gian bảo quản bia, góp phần giữ bọt cho bia, tăng độ bền hệ keo và ổn định các thành phần của bia. Các thành phần chính trong hoa houblon: a) Chất đắng: Chất đắng có vai trò quan trọng trong sản xuất bia, chúng làm cho bia có vị đắng dịu, tạo các giá trị cảm quan đặc biệt cho bia. Các chất đắng là do nhựa hoa houblon tạo ra, nó bao gồm nhựa cứng và nhựa mềm. Nhựa mềm gồm có α- acid đắng, β- acid đắng, γ- acid đắng, δ- acid đắng, Nhựa cứng gồm có δ- nhựa cứng, γ- nhựa cứng. Vị đắng của bia chủ yếu là do các α- acid đắng của nhựa mềm tạo ra. b) Polyphenol: Chúng được dùng để kết lắng và loại bỏ các hợp chất protein cao phân tử ra khỏi dung dịch đường, làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm. Các chất trong hoa đều thuộc nhóm Flavonit, tập hợp nhiều chất tự nhiên như: flavan, flavon, flavanol, catechin và nhiều chất khác. Các hợp chất này dễ dàng kết hợp với các protein cao phân tử tạo thành các phức chất không hoà tan nên được liệt kê vào một nhóm được gọi là tanin (chất chát) của hoa houblon. Tanin làm kết tủa các protid kém bền vững, tăng tính ổn định trong bia. c) Tinh dầu thơm: Tinh dầu của hoa được hoà tan vào trong dịch đường nó tồn tại trong bia với một hàm lượng rất nhỏ nhưng lại tạo ra một mùi thơm rất đặc trưng rất nhẹ nhàng và dễ chịu cho bia. Tinh dầu là những chất lỏng trong suốt, màu vàng nhạt hoặc không màu. Tinh dầu thơm có mùi rất mạnh, tỉ trọng của chúng là 0.88 và dễ dàng tan trong rượu etylic ở nồng độ cao. Lượng tinh dầu trong hoa houblon dao động rất lớn phụ thuộc vào chất lượng của hoa, giống hoa, quá trình bảo quản. Tinh dấu sẽ mất dần do bay hơi và khi bị oxy hoá nó sẽ biến thành nhựa tinh dầu và các acid. Các sản phẩm chuyển hóa của tinh dầu nếu đưa vào bia sẽ làm giảm chất lượng của bia, do đó không dùng hoa cũ để sản xuất bia. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng: Hoa có màu vàng óng ánh, mùi thơm đặt biệt, tạp chất nhỏ hơn 1.5%. Hàm lượng đắng 15-21%; tanin 2.5-6%; độ ẩm 10-12%; tổng nhựa 40%. III. Nước. Nước là thành phần quan trọng trong công nghệ sản xuất bia. Nước trong bia thành phẩm chiếm 77-90%. Trong nhà máy bia nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau: Xử lí nguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm và thành phẩm, thanh trùng vệ sinh thiết bị…Lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của bia chính vì thế nước nấu bia đòi hỏi phải có những yêu cầu riêng để đáp ứng trong công nghệ sản xuất bia. Nước nấu bia trước hết phải trong suốt, không màu, không có vị lạ, không chứa các chất gây mùi khó chịu như H2S, Clo, NH3… Và không chứa các vi sinh vật gây bệnh ( <100 tế bào/ml). Nước dùng trong sản xuất phải là nước mềm, có độ cứng tạm thời nhỏ hơn 7mg đương lượng /lit. Độ pH nằm trong khoảng 6.5-7.3. Không chứa các kim loại nặng. Nước được nhà máy nước thành phố cung cấp, khi vào nhà máy chúng sẽ đi qua hệ thống lọc thô và lọc bằng than để trở thành nước sản xuất dùng trong công việc rửa và vệ sinh các thiết bị. Để trở thành nước dùng trong công nghệ sản xuất bia thì nhà máy cho nước sản xuất đi qua một hệ thống cantion và anion nhằm thực hiện quá trình trao đổi ion. IV. Nấm men. Mỗi chủng loại nấm men cho ra một loại bia có hương vị đặc trưng riêng. Nhà máy sử dụng chủng nấm men chìm S.Carlsbergensis để sản xuất vì giống này đã đựơc huấn luyện thích ứng lên men chìm, nhằm rút ngắn thời gian lên men. Số lượng men giống ít nhất phải đạt từ 15 triệu tế bào /ml khi cho vào để lên men dịch đường. Và nấm men sử dụng phải là thuần chủng. V. Các chất phụ gia. Các chất này nhằm khắc phục những yêu cầu cần thiết mà quy trình sản xuất chưa đạt tới được. Nhóm phụ gia dùng để xử lí nước: Dùng làm mềm nước để phục vụ sản xuất như than hoạt tính, các muối Na2SO4, NaCl, Al2(SO4)3 ..., các nhóm ionit vô cơ. Nhóm các chất chống oxy hoá cho bia: acid ascorbic, … Nhóm chế phẩm enzyme dùng cho đường hoá, lên men nhằm tăng quá trình lên men bia. Chất màu Caramel dùng để điều chỉnh màu. PHẦN III QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia của nhà máy bia Dung Quất.
II. Thuyết minh quy trình: Nhà máy bia Dung Quất Quảng Ngãi chia ra làm 4 phân xưởng chính là: Phân xưởng nấu, phân xưởng lên men, phân xưởng chiết, phân xưởng cơ nhiệt điện: A. Phân xưởng nấu: Nhiệm vụ của phân xưởng nấu là cung cấp dịch đường cho phân xưởng lên men. A.1 Nguyên liệu của phân xưởng nấu: Malt đại mạch, gạo, hoa houblon, các phụ gia, Lượng hoa houblon được phòng kĩ thuật tính toán và đưa xuống. A.2 Sơ đồ quy trình công nghệ phân xưởng nấu. A.3 Quy trình sản xuất ở phân xưởng nấu. a) Nghiền nguyên liệu: 1) Nghiền malt: Malt từ xyclo chứa (3 xyclo có dung tích 270 m3) theo đường ống dẫn được chuyển vào thiết bị nghiền, tại đây các hạt malt sẽ được nghiền đến kích thước nhất định nhằm đảm bảo yêu cầu kĩ thuật. * Mục đích: tạo điều kiện thuận lợi cho sự biến đổi hóa lí, sinh hoá, thúc đẩy quá trình đường hoá. Nhà máy xử dụng phương pháp nghiền khô. * Thiết bị: Thiết bị nghiền malt là máy nghiền hai đôi trục, phân bố trên và dưới, ở giữa hai cặp trục là sàng dùng để phân loại mức độ nghiền nhỏ hoặc to, điều chỉnh khoảng cách gần hay xa giữa hai cặp trục nghiền có vai trò quan trọng vì hạt nghiền càng nhỏ thì diện tích chịu ảnh hưởng bởi các enzyme càng lớn, tạo điều kiện cho các enzyme thuỷ phân hoạt động nhanh rút ngắn thời gian đường hóa. Tuy nhiên ta cũng không nên nghiền nát lớp vỏ trấu vì trong lớp vỏ trấu có thể chứa các protein gây đắng ảnh hưởng đến chất lượng bia, ngoài ra vỏ trấu này còn là lớp lọc được sử dụng sau này. * Nguyên tắt hoạt động: Malt từ trục cấp liệu xuống đôi trục nghiền và nó sẽ được nghiền thành dạng tấm thô. Hỗn hợp nghiền dạng bột này được phân loại bởi sàng rung. Thành phần hỗn hợp nghiền lần 1 gồm: 30% vỏ, 50% tấm thô, 20% bột mịn. Phần bột mịn lọt qua lỗ sàng đi ra ngoài. Những hạt to vỏ không lọt qua lỗ sàng mới tiếp tục được nghiền ở đôi trục thứ 2. Sau khi nghiền lần 2 thành phần bột nghiền như sau: 20% vỏ, 50% tấm, 30% bột mịn. 2) Nghiền gạo: * Mục đích: Đưa nguyên liệu từ dạng hạt về dạng bột để dễ dàng thấm nước, tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn chế biến sau này. * Thiết bị: Cấu trúc tinh bột rất cứng khó bị thuỷ phân do đó phải được nghiền càng kĩ càng tốt. Do đó ta sử dụng thiết bị máy nghiền búa. Máy nghiền búa là máy được cấu tạo bởi thân máy hình trụ, đáy côn 60o, phía trên có roto quay. Roto này được lắp úp trên vỏ máy, phía đầu trục dứoi của roto có lắp 1 đĩa, trên đĩa được lắp nhiều búa theo dạng đối xứng. Để máy vững chắc, bên trong có trục, búa, sàng. Các búa, sàng có thể thay thế được khi mòn. * Nguyên tắc hoạt động: Khi hoạt động roto quay, gạo đựoc chuyển xuống, búa đập, hạt bị đập nhỏ ra. Trong buồng nghiền của máy còn có cửa quan sát và van giảm áp. b) Quá trình nấu: Quá trình nấu nhằm chuyển các chất không hoà tan của bột nghiền sang dạng hòa tan, nhằm thực hiện quá trình đường hoá tạo ra dịch nha cung cấp cho quá trình lên men chính sau này. * Các biến đổi trong quá trình đường hoá: i) Tính chất của các enzyme: hoạt tính của các enzyme phụ thuộc nhiều vào các yếu tố: + Nhiệt độ: Hoạt tính tăng khi nhiệt độ tăng, đạt cao nhất tại nhiệt độ thích hợp riêng. Ở nhiệt độ cao thì enzyme bị vô hoạt nhanh chóng. + pH: có ảnh hưởng ít hơn so với nhiệt độ. Do cấu trúc của các enzyme thay đổi theo pH nên mỗi loại enzyme hoạt động mạnh nhất tại một khoảng pH nhất định và giảm ở pH quá cao. ii) Sự biến đổi protein: dưới tác dụng của protease có sẵn trong malt, protein bị thuỷ phân thành acid amin, các peptone, peptid là những thành phần cần thiết cho lên men bia sau này nhiệt độ tối ưu là 48-52oC, pH 5.5-5.8. Ở nhiệt độ 60oC thì sản phẩm là các protid bậc trung gian. Đường hoá là quá trình sinh hoá phức tạp xảy ra dưới tác dụng của hệ enzyme có sẵn trong nguyên liệu malt và một phần chế phẩm enzyme. Quá trình này phụ thụôc vào nhiệt độ, độ pH của dịch cháo, nồng độ tinh bột và hoạt độ của enzyme. + Khi tăng nhiệt độ thủy phân lên một tới hạn nhất định thì tốc độ đường hoá tăng nhanh nhưng nếu tăng lên quá giới hạn thì enzyme bị giảm hoạt lực hoặc quá trình đường hoá sẽ chậm hoặc dừng hẳn. + Nồng độ enzyme có ảnh hưởng tới sản phẩm của quá trình đường hoá. + Khi pH của dịch cháo tương thích với pH của enzyme thủy phân thì quá trình đường hoá sẽ diễn ra rất nhanh, thời gian giảm. Ngoài ra trong quá trình đường hoá còn xảy ra sự thủy phân acid béo, các hợp chất phospho, sự biến đổi tính keo tụ và kết lắng protein. Thủy phân tinh bột: Quá trình này xảy ra theo 3 giai đọan: + Hồ hóa: là phân tử tinh bột trương nở trong nước nóng và vỡ tung, khi đó dịch trở nên nhớt. Quá trình phân huỷ không có tính hoá học nên gọi là hồ hoá. + Dịch hoá: là quá trình làm giảm độ nhớt của dịch bột đã hồ hoá. + Đường hoá: là quá trình phân cắt các hợp chất protein thành các loại đường maltose và glucose. Các yếu tố ảnh hưởng tới sự thủy phân tinh bột : + Nhiệt độ: nhiệt độ đường hoá có ảnh hưởng rất lớn vì vậy mà phải luôn giữ ở các khoảng nhiệt tối ưu của các enzyme trong suốt quá trình nấu. + Thời gian trong quá trình đường hoá, các enzyme không hoạt động đồng thời mà theo hai giai đoạn đối lập nhau. Giai đoạn 1: enzyme hoạt động mạnh nhất sau 10-20 phút, hoạt tính đạt cực đại ở khoảng 62- 68oC Giai đoạn 2: sau 40- 60 phút, hoạt tính enzyme lúc đầu giảm, lúc đầu giảm chậm, sau đó giảm rất nhanh. + pH: 5.5- 5.6 là pH tối ưu cho hoạt động của hai enzyme amylase, hàm lượng chất chiết đạt được cao hơn khi pH cao hơn. Tuy nhiên pH dịch hèm phụ thuộc vào hàm lượng nước nấu và chất lượng malt. + Nồng độ dịch hèm: đối với dịch hèm loãng các chất hòa tan vào dịch dễ dàng hơn. Nếu dịch hèm đặc hơn thì các enzyme được bảo vệ, không bị quá nhanh bởi sự quá nhiệt. Như vậy trong dịch hèm đặc thì lượng đường có thể lên men và đạt độ lên men cao nhất. * Thiết bị đường hoá và hồ hoá: Hai thiết bị hồ hoá và đường hoá giống nhau, nhưng thiết bị hồ hóa nhỏ hơn vì lượng dịch cần hồ hoá ít hơn tổng lượng dịch hèm. Thiết bị nấu malt: 26m3 Malt sau khi nghiền được cho vào nồi có chứa nước. Tỉ lệ nước và malt là 1: 3,6. Thiết bị có dạng thân trụ, đáy hình nón, nắp có lắp ống thoát hơi. Hệ thống cấp hơi (hơi bão hòa) gián tiếp ở đáy nồi để gia nhiệt. Thân và đáy nồi được bao bọc bởi một lớp bảo ôn. Trục nồi có lắp cánh khuấy để đảo trộn dịch, tránh hiện tượng vón cục. Khi tiến hành nấu, hơi đi qua các ống truyền nhiệt cho thành nồi để đun nóng khối dịch. Trong quá trình nấu, nhà máy bổ sung một số chất hỗ trợ kỹ thuật ( acid lactic để trung hòa pH). Trong thiết bị có lắp hệ thống ống nước vệ sinh nhằm bảo vệ thiết bị. Thiết bị nấu gạo: (hồ hoá) 10m3 Mục đích: thực hiện quá trình hồ hóa tinh bột có trong gạo Gạo sau khi nghiền, cùng với malt lót được đưa vào nồi đã chứa nước. Hệ thống gia nhiệt gián tiếp ở đáy nồi sẽ gia nhiệt để đun nóng dịch. Trong quá trình nấu gạo nhà máy bổ sung chế phẩm enzyme Tecmamyl để thủy phân hoàn toàn tinh bột. Tỉ lệ nước và gạo trong nồi gạo là 1:2,6. * Tiến hành hồ hoá: Gạo được ngâm trong nước ở nhiệt độ 45oC nhằm làm cho các hạt tinh bột ngậm nước và trương nở tối đa để chuẩn bị cho công đoạn hồ hoá về sau. Gạo được hồ hoá ở nhiệt độ 75oC trong 20 phút, ở nhiệt độ này các enzyme ternamyl bổ sung bắt đầu hoạt động và nó phân hủy sơ bộ cấu trúc tinh bột của gạo. Ta tiếp tục nâng nhiệt độ lên 85oC và giữ trong 20 phút: Lúc này tinh bột hấp thu nước và trương nở cực đại và chúng làm cho dịch gạo trở nên đặc hơn. Thực hiện nâng nhiệt độ nồi gạo lên 92-95oC: Lúc này enzyme ernamyl hoạt động tối mạnh và hồ hóa triệt để dịch gạo, sau giai đoạn này dịch gạo trở nên loãng hơn. Cuối cùng nhiệt độ nồi gạo được nâng lên 100oC nhằm thực hiện hồ hoá hoàn toàn lượng tinh bột. * Tiến hành đường hoá: Đường hóa là quá trình tăng nhiệt độ của khối dịch đến nhiết độ thích hợp cho hoạt động của các enzyme mà ta mong muốn và giữ nhiệt độ đó trong thời gian cần thiết. + 45-50oC: nhiệt độ cho các enzyme thủy phân protein và β- glucan hoạt động. Nhằm đạm hoá malt. + 62-65oC: thích hợp thủy phân tạo đường maltose. + 70-75oC: đường hoá. + 78oC: nhiệt độ kết thúc quá trình đường hoá. * Các yếu tố tác động đến quá trình đường hoá: + Chất lượng malt. + Điều kiện tiếp xúc giữa các enzyme và thành phần của malt. + Khuấy. + Sự oxy hoá trong quá trình đường hoá. c) Quá trình lọc bã. Dịch sau khi đường hoá còn chứa rất nhiều các chất không hoà tan, điển hình là cellulose và tinh bột sống. Mục đích của quá trình lọc là tách phần lỏng ra khỏi cháo malt để thu được nước nha trong. Thành phần chủ yếu của phần lỏng là nước và các chất hoà tan. Rữa bã nhằm lấy lại các chất hoà tan còn sót lại trong hèm. Nước nha khi nguội có độ nhớt cao, vì vậy nước rửa bã phải có nhiệt độ cao. i) Nguyên tắc lọc: Sử dụng sự chênh lệch áp suất ở phía trên và phía dưới màng lọc, dịch đường sẽ tự chảy qua lớp lọc để thoát ra ngoài. Khi lọc có hiện tượng oxy hóa chất polyphenol do dịch đường tiếp xúc với không khí, vấn đề này được khắc phục bằng cách giữ cho bã malt luôn ngập nước. Nếu bia có vị đắng khó chịu do lượng tanin hòa tan nhiều, dùng nước cứng để rữa nhưng không nên rữa quá lâu. ii) Thiết bị lọc: Thiết bị có thân hình trụ dung tích 27,3m3, đáy bằng, gần đáy thiết bị có lớp lưới lọc bằng kim loại, bên trong có lắp cánh khuấy. Ngoài ra đáy thiết bị được lắp hệ thống gom dịch lọc. iii) Nguyên tắc hoạt động: Dịch đường ban đầu được cho vào thùng qua sự cân bằng áp, dịch được hồi lưu nhằm hình thành nên lớp lọc bã, khi dịch bã đạt được độ trong cần thiết thì đóng van hồi lưu để thu dịch lọc. Khi dịch được đưa vào thiết bị thì cánh khuấy bắt đầu quay nhanh để gạn đều lớp bã, khi kết thúc quá trình bơm cánh khuấy chậm dần, trong quá trình lọc thì cánh khuấy dừng quay. Quá trình lọc được chia thành 2 giai đoạn: + Giai đoạn đầu: lọc tách dịch ra khỏi bã, trong suốt quá trình lọc bã đóng vai trò như một một lớp vật liệu lọc. + Giai đoạn 2: rửa bã, việc rửa bã làm loãng dịch đường. Để đạt được nồng độ dịch đường mong muốn thì dịch đầu phải có hàm lượng chất chiết cao hơn của bia sản xuất 4- 6%. Lượng nước rửa phụ thuộc vào lượng và nồng độ của dịch đầu và nồng độ dịch cần sản xuất. d) Đun sôi với Houblon. i) Mục đích: - Nhằm làm ổn định thành phần của dịch đường tạo cho bia có mùi thơm, vị đắng, gia tăng nồng độ đường, độ acid, cường độ màu, tạo thành chất khử. Độ nhớt giảm xuống loại trừ những chất keo không bền vững, kết tủa protein và thanh trùng nước nha trước khi đưa vào lên men. - Hoà tan chất đắng: pH càng cao thì vị đắng càng mạnh, phụ thuộc vào thành phần của hoa (giống, nơi trồng, thời gian bảo quản), thành phần của nước … - Hoà tan chất thơm. - Hoà tan chất chát và chất chứa Nitơ. - Thanh trùng dịch đường. ii) Các biến đổi trong quá trình. - Sự hòa tan nhựa đắng, - Sự hòa tan tinh dầu, - Sự hoà tan chất chát và những chất chứa nitơ, - Quá trình keo tụ protid. iii) Thiết bị: nhà máy sử dụng thiết bị gia nhiệt bên trong. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động: Có dạng hình trụ đáy côn, bên trong nồi có thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống tuần hoàn trung tâm, phía trên có hệ thống phân phối dịch hình nón. Dịch đường đi qua ống còn hơi nóng đi xung quanh các ống. Do đó hơi nguội dần và ngưng tụ. Dịch đường phân tán rộng ra ngoài nhờ một nón chặn phía trên ống chùm, cấu trúc này tránh tạo bọt. Dịch đường tuần hoàn tốt bên trong nồi đun. Nhà máy dung nồi nấu houblon với thể tích 32.4m3. Nồi có nắp hình bán cầu, có đường nối của ống dịch ra của máy lọc và có ống chuyển dịch vào bơm nối sang thiết bị tách bã hoa. Ngoài ra thết bị còn có một bơm dịch, cánh khuấy, kính quan sát và các van. Trước khi bơm vào phải vệ sinh thùng và các ống chùm bằng nước nóng 85oC. Ở tâm các bộ phận truyền nhiệt dạng ống chùm: dịch đi phía trong còn hơi đi vào khoảng không giữa các ống để truyền nhiệt cho dịch đường. Dịch đường từ thùng lọc được đưa vào nồi houblon hoá sao cho khi kết thúc quá trình lọc thì dịch ở nồi houblon bắt đầu sôi. Lúc này ta bắt đầu cho hoa houblon vào. Nhà máy sử dụng cả hai loại là cao hoa và hoa viên. Quá trình đun sôi diễn ra như sau: + Gia nhiệt tới 100oC trong 15 phút. + Đun sôi 100oC trong 10 phút. + Gia nhiệt tới 102oC trong 10-15 phút, đun trong 15 phút. + Cuối cùng đun sôi ở 100oC trong 10 phút. Thời gian houblon hoá khoảng 60- 90 phút tuỳ loại bia. Dịch đường được đưa vào từ đáy thiết bị và sau khi houblon hoá thì nó cũng được tháo ra ngoài ở phía đáy thùng. Trong quá trình houblon hoá nhờ sự chênh lệch về nhiệt độ và tỉ trọng của dịch nên xảy ra quá trình đối lưu tự nhiên, vì thế dịch được đảo trộn mạnh dẫn đến quá trình houblon hoá xảy ra dễ dàng. Ưu điểm cùa thiết bị này: + Giá thành đầu tư thấp hơn, không bảo trì, không bảo ôn. + Không yêu cầu thêm năng lượng điện. + Không thêm bức xạ nhiệt. + Có thể thay đổi nhiệt độ sôi và bay hơi. + Có thể sử dụng áp suất hơi bão hoà thấp. + Dịch đường sôi không tạo bọt và không cần rút không khí. + Nồi nấu không cần cấp nhiệt bên ngoài, cũng không cần cánh khuấy. Nhược điểm: + Khó làm sạch nồi nấu. + Nếu hơi quá nóng thì dịch đường sẽ bị quá nhiệt bởi tốc độ dịch chảy trong ống chậm. + Nếu dịch đường đun quá nhiệt thì sẽ bị sẫm màu và mùi không đạt yêu cầu. iv) Lượng hoa houblon cần thiết: Bình thường mức độ đắng của các loại bia theo ỵêu cầu khác nhau. Lượng chất đắng tùy thuộc vào loại bia và được tính theo công thức sau: Đơn vị đắng(BU) = Số mg chất đắng / lit bia Ở nhà máy bia Dung Quốc thì hàm lượng chất đắng bổ sung là 5-7g α-acid đắng/hl dịch nấu. v) Các quá trình hoá lý xảy ra khi houblon hoá: Thơm hóa dịch đường: Quá trình này xảy ra nhờ sự hoà tan các chất có giá trị của hoa houblon vào dịch đường, nhờ các phản ứng Maillard và Caramel hoá khi đun sôi. Sự hoà tan các chất đắng có trong hoa houbon đã làm thay đổi mùi vị của dịch đường. Nó làm cho dịch đường chuyển từ vị ngọt sang vị đắng của hoa houblon. Độ hoà tan của acid đắng vào nước và dịch đường không lớn nhưng khi đun sôi các chất này dễ bị đồng phân hoá và dễ dàng hoà tan hơn vào dịch đường. Tinh dầu của hoa houblon cũng ảnh hưởng tới mùi vị của bia và dịch lên men. Phần lớn tinh dầu bị bay theo hơi nước khi đun sôi, để tăng cường mùi vị cho bia thì một phần hoa houblon cho vào dịch đường trước khi kết thúc quá trình đun sôi khoảng 30 phút và một lượng xác định cho vào thùng lọc bã. Sự keo tụ và tủa protein: là một quá trình quan trọng khi đun sôi dịch đường với hoa houblon, sự có mặt của các protein hoà tan trong dịch lên men có thể là nguyên nhân làm đục bia ở nhiều dạng khác nhau và giảm độ bền sinh học của bia. Protein keo tụ là do biến tính trong quá trình đun sôi và do protein kết hợp với tanin tạo phức chất. Sự keo tụ và tủa protein không hoàn toàn có thể kìm hãm sự lên men. Sự tăng độ màu của dịch lên men: Màu sắc của dịch đường trước và sau khi houblon hoá chủ yếu là do nguyên liệu malt quyết định. Tuy nhiên do quá trình nấu và houblon hoá đã làm tăng thêm độ màu của các dịch đường do các phản ứng melanoidin, caramen và chất màu của hoa houblon tạo nên. Mức độ tăng màu phụ thuộc vào cường độ và thời gian đun sôi, nồng độ và pH của dịch đường. Dịch đường càng đậm thì khi đun sôi màu của nó càng đậm. Ngoài ra khi đun sôi dịch đường với hoa houblon thì một phần nước sẽ bị bay hơi nên nồng độ dịch đường sẽ tăng hơn so với ban đầu * Chỉ tiêu quan trọng đánh giá quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon khi kết thúc sôi: + Nồng độ chất hoà tan của dịch đường (Đo bằng khúc xạ kế ở 20oC). + Sự tạo thành tủa dạng bông do những protein đông tụ tạo thành. e) Lắng trong. Tách các loại cặn protein đông tụ, các hợp chất polyphenol, hợp chất đắng không tan. Thành phần của cặn phụ thuộc vào: + Chất lượng malt, + Phương pháp đường hoá, + Chất lượng dịch đường, + Cường độ sôi, + Loại chế phẩm và hàm lượng hoa houblon. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị: Thiết bị là thùng lắng xoáy tâm (wirlpool) có dung tích 32.4m3, được cấu tạo bằng thép không gỉ, có đáy nghiêng so với mặt phẳng ngang là 3o, trên thân thùng có nhiệt kế, ống thủy, song song với ống thủy có thước chia vạch có ghi số để báo mức dịch đường có trong thiết bị. Tâm thùng là ống thoát hơi cao, có cửa quan sát, có đèn báo tín hiệu, có ống dẫn dịch theo phương tiếp tuyến với thân thùng từ đáy lên nhằm tạo vòng xoáy khi dịch được bơm vào thùng. Dịch đường bơm vào thùng qua đường ống có đột thu để tạo áp lực lớn trước khi vào thiết bị, dịch được đưa vào với vận tốc theo phương tiếp tuyến với thành thùng, khối dịch sẽ quay bên trong không gian của thùng và đầy dần lên. Khi đó tạo nên lực xoáy tâm, cặn hoa được lắng và tập trung ở tâm đáy thùng, dịch trong được đưa qua thiết bị làm lạnh trước khi được lên men, bã hoa được lấy ra theo cách dội nước và xả ra ngoài. Việc vận hành thùng lắng xoáy dễ, phụ thuộc chủ yếu vào vị trí của các thiết bị nhất là khoảng cách giữa thiết bị đun hoa và thùng lắng xoáy, khoảng cách này càng nhỏ càng ít cản trở cho việc bơm. Chất lượng malt và phương pháp nấu cũng ảnh hưởng tới việc sử dụng thùng lắng xoáy. Thời gian lắng thường là 20-30phút, thời gian lắng không được sớm hơn hoặc muộn hơn vì sớm hơn không kịp lắng còn muộn thì dịch sẽ bị oxy hoá. Thùng lắng xoáy là một thiết bị khá đơn giản ít tốn kém cho việc lắp đặt và sử dụng. f) Quá trình làm lạnh. i) Mục đích: - Đưa nhiệt độ dịch đường về nhiệt độ thích hợp để lên men bia theo yêu cầu kĩ thuật. - Tạo điều kiện để kết tủa cặn lạnh. - Tránh các vi sinh vật gây nhiễm vào dịch đường lên men. - Giảm nhiệt độ dịch đường để tạo điều kiện thuận lợi cho việc bão hoà O2 cho quá trình lên men sau này. ii) Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động: Thiết bị sử dụng là thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng, thiết bị này bền, hiệu suất cao, đa năng, đảm bảo vô trùng và dễ vệ sinh. Đây là thiết bị kín, gồm các tấm, bằng thép không gỉ ghép lại với nhau trên một giàn khoang, các tấm này có lỗ và khe hở ở 4 góc để dịch lỏng đi qua. Mép tấm bản có gắn các găng cao su để khi ghép lại đảm bảo độ kín cho thiết bị và đường dẫn dịch tạo ra 2 phần riêng biệt: một phần dịch đường đi qua và một phần tác nhân lạnh đi qua. Ngoài ra thiết bị còn có kính quan sát, cửa vệ sinh, van xả khí, đường ống dẫn hơi nóng. Máy có hai vùng làm lạnh khác nhau: một vùng làm lạnh trung gian và một vùng làm lạnh nhanh xuống nhiệt độ theo yêu cầu. Nước dùng làm lạnh trung gian và cồn pha nước với nồng độ 30% được dùng làm tác nhân làm lạnh. Nguyên tắc hoạt động: Dịch ra khỏi thùng lắng xoáy khoảng 98oC được bơm vào thiết bị làm lạnh. Trong mỗi bản, dịch đường nóng và nước lạnh đi ngược chiều nhau, khi qua bản khác thì dịch và nước đảo chiều, qua mổi bản nước lạnh sẽ thu nhiệt của dịch đường nóng làm cho nhiệt độ của dịch đường giảm xuống và của nước tăng lên. Cứ như thế cho đến bản cuối cùng nhiệt độ của dịch đường hạ xuống còn 7-9oC, còn nhiệt độ của nước ra khoảng 75oC. Nước được tận thu để sử dụng cho việc lọc rửa bã. Trong quá trình hạ nhiệt dịch đường từ 98oC về 6-8oC phía sau máy làm lạnh ta có lắp một hệ thống sục khí vào dịch đường nhằm cung cấp oxy không khí tiệt trùng, vì oxy hầu như bị loại hết trong quá trình chế biến dịch đường nên phải nạp oxy cho dịch đường để có đủ lượng oxy cho tế bào nấm men sống, phát triển, đặc biệt trong quá trình sinh sản trong giai đoạn đầu của quá trình lên men bia. Không khí trước khi sục vào dịch đường phải qua một hệ thống xử lý: không khí được cung cấp từ máy nén được cho qua cột than khử mùi sau đó đi vào vùng cực tím nhằm diệt khuẩn, sau đó chúng được đi vào bộ phận phân phối khí và cung cấp oxy vào trong dịch đường. Ưu điểm của thiết bị làm lạnh: - Gọn nhẹ. - Thu hồi nhiều năng lượng. - Vệ sinh trong chu trình kín. - Không nhiễm vi sinh vật. B. Phân xưởng lên men. Là giai đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đường houblon hoá thành bia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng thành những sản phẩm là rượu và CO2. Quá trình lên men dịch đường diễn ra qua các giai đoạn: lên men chính, lên men phụ và tàn trữ. Nhà máy sử dụng phương pháp lên men hiện đại, kết hợp với phương pháp đối lưu dịch đường nhờ sự chênh lệch nhiệt độ giữa các vùng trong thiết bị thân trụ, nhằm rút ngắn thời gian lên men, giảm chi phí về năng lượng, ít tốn diện tích… B.1. Lên men chính. Nhằm biến các chất đường và các dextrin có phân tử lượng thấp thành rượu etylic và CO2 và một số sản phẩm có trong bia thành phẩm nhằm định hương và vị của bia, quá trình chuyển hóa này nhờ vi sinh vật. Các sản phẩm phụ của quá trình lên men chính: Glixerin, este: nó hình thành hương thơm diệu của bia. Andehyt: tăng hương cho bia. Diaxetyl: là một chất lỏng màu vàng có khả năng kích thích rất mạnh lên hệ thần kinh con người, gây đau đầu cho người uống, ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia. Các acid hữu cơ: acid sucsunic, acid axetic… có giá trị hình thành chất lượng bia. Rượu bậc cao: glycerol. Các biến đổi trong quá trình lên men: + Quá trình sinh lý: thể hiện ở sự sinh sản nấm men, đây là quá trình tăng sinh khối trong quá trình lên men nhằm mục đích tăng số lượng tế bào để lên men bia. Quá trình này xảy ra trong thời kì đầu của quá trình lên men chính, lúc đó xảy ra đồng thời sự sinh sản của nấm men và sự lên men. Nhưng trong điều kiện lên men bình thường thì sự sinh sản của nấm men kết thúc trước khi quá trình lên men chính xong. + Quá trình sinh hóa: đây là quá trình cơ bản - Quá trình lên men dịch đường: là quá trình chuyển hóa các chất có trong dịch đường nhờ tác động của nấm men bia. Phần lớn các chất chiết trong dịch lên men là đều lên men được. Phần không lên men được chủ yếu là dextrin, protein và chất khoáng… Sản phẩm chính của quá trình lên men này là rượu etylic, CO2, ngoài ra trong quá trình lên men bia còn sinh ra nhiều sản phẩm phụ khác như glixerin, các acid hữu cơ, aldehyt, các rượu bậc cao, các este… Tất cả những biến đổi này dẫn tới sự thay đổi về chất và lượng của các chất hòa tan trong dịch lên men, biến dịch đường thành bia. Thành phần chất lượng bia phụ thuộc vào thành phần dịch đường loại nấm men, điều kiện lên men. - Sự tạo thành bọt: là một trong những tính chất quan trọng và đặc trưng của bia. Bọt được hình thành trong khi lên men dịch đường, trong quá trình công nghệ và lúc sử dụng bia, đây là lúc tạo điều kiện để giải phóng CO2 ra khỏi bia, trong suốt quá trình nổi bọt, CO2 góp phần đẩy oxy ra góp phần làm giảm thế oxy hóa khử, vừa hạn chế vi sinh vật hiếu khí phát triển vừa tránh được sự oxy hóa làm giảm chất lượng bia. + Quá trình hóa lý: - Thay đổi pH của dịch lên men: pH giảm mạnh. - Thay đổi về thế oxy hóa khử: trong quá trình lên men bia thì thế oxy hóa khử giảm. - Thay đổi về năng lượng đệm. - Xuất hiện bọt: Bọt tạo thành do quá trình lên men đồng thời do tất cả các quá trình của công nghệ kể cả lúc sử dụng bia. - Xuất hiện tủa. * Để kiểm tra quá trình lên men chính kết thúc hay chưa, người ta sử dụng các phương pháp sau: - Quan sát độ bọt: khi quá trình lên men chính kết thúc, trên bề mặt có một lớp mỏng, mịn đều có màu xám nâu. - Nồng độ chất hòa tan: nếu sau 1 ngày nồng độ chất hòa tan giảm 0,1-0,2 % trong bia thì quá trình lên men chính kết thúc. - Độ trong: Sau 24h bia trong hoàn toàn thì kết thúc quá trình lên men chính. Sau khi lên men chính kết thúc, lớp phủ trên bề mặt phải vứt bỏ và tiếp tục lên men phụ và tàng trữ ở nhiệt độ thấp. B.2. Lên men phụ và tàn trữ. Là quá trình quang trọng để ổn định thành phần chất lượng của bia. Tiếp tục lên men phần đường còn xót lại để bổ sung thêm CO2 cho bia và hoàn thiện chất lượng bia. Đưa về nhiệt độ thấp để hạn chế sự xâm nhập và phá hoại của các vi sinh vật khác. Khử rượu bậc cao, diaxetyl và aldehyt đến mức độ cho phép làm bia thơm hơn. Các biến đổi xảy ra trong quá trình lên men phụ: - Sử dụng chất chiết còn lại: đặc trưng của quá trình lên men phụ là quá trình lên men chậm với một lượng đường không đáng kể, quá trình lên men phụ và tàng trữ có ý nghĩa rất lớn với việc hình thành vị, bọt, quyết định độ bền vững của bia, quá trình sinh hóa xảy ra với tốc độ chậm và cường độ yếu. - Hòa tan CO2: Đây là quá trình quan trọng xảy ra khi lên men phụ và tàng trữ bia, CO2 là thành phần chính của bia, giúp bia có khả năng tạo bọt tốt, đồng thời đây cũng là chất bảo quản ức chế sự phát triển của vi sinh vật trong bia. Độ hòa tan của CO2 phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ, áp suất trong thùng tàng trữ. - Hoàn thiện hương vị của bia: Hương vị bia non lúc vào thùng lên men phụ nồng, mùi nấm men đắng và ít hấp dẫn, nhiều loại hợp chất đã được chuyển hóa trong quá trình tàng trữ: diacetyl. Hợp chất lưu huỳnh, aldehyte, acid béo bay hơi, acid amin… - Làm trong bia: Quá trình lắng trong bia phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ, tính chất của nấm men, chiều cao của thùng lên men phụ… để gia tăng quá trình lắng trong bia, người ta cho chất hấp phụ vào bia, thường cho vào cuối quá trình tàng trữ chúng sẽ hấp phụ và kết tủa xuống kéo theo một số bã men hoặc các phức chất tanin-protid. - Làm chín bia: nấm men trong giai đoạn này phải đủ. - Ổn định bia. Tiến hành lên men. Nhà máy sử dụng công nghệ lên men một pha. Đặc trưng của phương pháp này là cả quá trình lên men chính và phụ được thực hiện chung trong một thiết bị. Công nghệ lên men một pha được tiến hành trong các thiết bị có kích thước lớn. Do các thiết bị có kích thước lớn nên hiệu ứng của các biến đổi thủy động học đến trạng thái sinh lý của nấm men và các quá trình chuyển hóa là theo chiều hướng tích cực, điều đó có nghĩa là chất lượng sản phẩm tốt hơn. i) Quá trình thực hiện: Dịch đường sau khi lọc được làm lạnh bằng thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng đến nhiệt độ 7-9oC, sau khi dịch đường thông khí bằng không khí vô trùng, dịch sẽ được chuyển vào thiết bị lên men. Dịch đường đưa vào thiết bị lên men có thể chia làm nhiều lần một ngày (phụ thuộc năng suất nhà máy). Khi dịch đường chiếm khoảng 2-3% thể tích của thiết bị thì cho men giống vào. Sau khi cho dịch đường vào đầy theo yêu cầu năng xuất thì ngừng và cho lên men. Khi kết thúc quá trình lên men chính tức là nồng độ dịch lên men giảm ta rút men đi tái sử dụng hoặc hủy bỏ. Sau giai đoạn này làm lạnh toàn bộ bia non đến 0- 2oC và tiến hành lên men phụ. Khi lên men phụ kết thúc thì đưa kết tủa nấm men ra ngoài. ii) Thiết bị lên men: Thiết bị có thân hình trụ, đáy côn, trên thân thiết bị có hệ thống áo lạnh. Chất tải lạnh trong áo là glycol. Bên ngoài thiết bị được bọc một lớp bảo ôn để giữ nhiệt độ trong thùng lên men không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường. Nguyên tắc hoạt động: Dịch đường được đưa vào thiết bị theo đường ống nạp dịch ở dưới đáy tank. Sau khi lên men, bia tạo thành cũng lấy ra theo đường ống đó. Trong quá trình lên men khí chính là CO2, nhưng nếu lượng CO2 tạo ra nhiều sẽ được xả ra nhờ van điều áp. Trong quá trình lên men việc giữ nhiệt và hạ nhiệt được thực hiện nhờ hệ thống áo lạnh. Cặn và men lắng trong thiết bị được tháo ra ở đáy. Bồn lên men sẽ dược chia làm 3 vùng, khi thực hiện quá trình lên men chính thì nhiệt độ ở vùng 1, 2 giảm xuống tạo ra sự đối lưu tự nhiên (do chênh lệch về tỉ trọng) nên quá trình lên men xảy ra đều hơn, khi đến quá trình lên men phụ thì nhiệt độ vùng 3 được giảm xuống nhằm thực hiện quá trình lắng các bã tế bào nấm men chết, bã hoa còn sót lại… B.3 Lọc trong bia. i) Mục đích: - Tạo độ lóng lánh cho bia. - Loại bỏ đáng kể số lượng vi sinh vật gồm nấm men vẫn còn tồn tại sau quá trình tàng trữ có khả năng làm đục bia. - Loại bỏ các phức chất protein, các hạt dạng keo polyphenol, polysacharid, protein ít tan, những chất này làm bia rất nhanh đục, nhờ vậy làm bia trở nên ổn định hơn. ii) Thiết bị lọc: Ở nhà máy này người ta dùng thiết bị lọc khung bản có sử dụng bột trợ lọc diatomite. Trong thiết bị này, bột trợ lọc được phủ lên các vật liệu lọc. Quá trình lọc diễn ra qua hai bước chính: phủ bột lọc và lọc bia. Phủ bột trợ lọc nhằm sắp xếp các hạt diatomite theo một trình tự nhất định trên bề mặt vật liệu lọc để tăng hiệu quả lọc. Trong quá trình lọc chính, bột trợ lọc vẫn tiếp tục được bổ sung vào cùng với bia cần lọc với một lượng xác định nhờ một hệ thống bơm định lượng. - Cấu tạo máy lọc khung bản: gồm khung bản, vít ép khung bản, khay hứng bia, kính quan sát độ trong, đồng hồ đo áp suất bia vào máy lọc, đường ống dẫn bia vào và ra khỏi máy lọc. - Nguyên tắt hoạt động: thiết bị này gồm khung và bản được ngăn với nhau bằng các tấm giấy lọc phủ cả hai phía của bản. Sau khi các khung và bản được ép sát vào nhau, khoảng không giữa các khung là nơi chứa huyền phù bột trợ lọc và bia cần lọc. Lớp áo bột trợ lọc được phủ lên bề mặt giấy lọc, bia trong được lọc và di qua các tấm ngăn rồi đi ra ngoài. Trước khi lọc, bia được tàng trữ không quá 72 tiếng nhằm ổn định về mặt hóa lý cho bia. - Ưu điểm của máy lọc: + Bề mặt lọc lớn. + Dịch lọc trong và loại bỏ được men. + Tấm đỡ có thể thay thế dễ dàng. + Lọc được các cặn bẩn. + Không cần người có chuyên môn cao. - Nhược điểm: + Cần nhiều thời gian vệ sinh. + Phải thay thế tấm đỡ theo chu kỳ. + Giá thành tấm đỡ cao. + Dịch chảy nhiều, phân bố không đồng đều. + Phải tháo khung bản khi cần giảm áp suất. B.4. Bão hoà CO2. i) Mục đích: do các công đoạn sau lên men nên hàm lượng CO2 ít nhiều bị thất thoát nên trước khi chiết bia vào chai cần phải bổ sung lượng CO2 tới mức yêu cầu nhằm đảm bảo chất lượng cho bia thành phẩm. ii) Tiến hành: Cho bia vào đầy thùng inox dày chịu áp lực, hạ nhiệt độ của bia xuống 0oC, cho CO2 vào cho đến khi áp xuất trong thùng đạt 4-5 kg/cm2. Nguyên tắc nạp CO2 ở đây là cho sục từ phía dưới lên. Nếu sục CO2 từ dưới lên mà ngược với dòng chảy của bia thì khả năng bia ngậm CO2 rất lớn. Để đảm bảo độ hòa tan tốt cần: CO2 được phun vào ở dạng các bọt khí có kích thước càng nhỏ càng tốt. Sau quá trình bảo hòa CO2 bia sẽ được pha với nước đã bão hòa CO2 ở máy pha bia. Nước pha bia là nước tiệt trùng đã khử oxy. Nước được chảy vào một tháp nhỏ từ trên xuống, còn CO2 được đưa từ dưới lên làm nước bão hòa CO2. Bia sau khi được bão hòa sẽ được đưa đến thùng chứa chịu áp suất cao để CO2 hòa tan hết vào bia. C. Phân xưởng chiết. Nhằm chuyển bia từ thùng chứa bia thành phẩm vào bock, chai, lon để bảo quản và phân phối đến người tiêu dùng. C.1 Chiết bia chai. Sơ đồ dây chuyền chiết chai Yêu cầu trong chiết chai: + Không làm tổn thất bia, + Toàn bộ các chai đều rót đủ lượng bia, + Chất lượng bia không bị ảnh hưởng: Tránh sự nhiễm tạp của vi sinh vật, sự xâm nhập của O2 và sự thất thoát CO2. Yêu cầu với chai: Chai có màu nâu hoặc màu xanh nhạt nhằm tránh khỏi sự tác động của ánh sáng làm cho bia giảm chất lượng. Đồng thời chai phải đồng nhất về chủng loại và nguyên vẹn. - Chai được rửa bởi máy rửa chai: ban đầu khi vào máy rửa, chai sẽ được ngâm sơ bộ với mục đích: loại bỏ bia sót trong chai, hòa tan các chất bẩn bên ngoài chai, làm ẩm chai. Sau khi ngâm sơ bộ chai được ngâm tiếp trong các bể chứa soude. Nguyên tắt chiết chai: máy chiết chai hoạt động theo vòng tròn 9 bước: Bước 1: hút chân không lần 1 để loại bỏ bớt oxy tăng khả năng bảo quả. Bước 2: thổi CO2 vào chai để loại bỏ thêm oxy không khí còn lại trong chai. Bước 3: hút chân không lần 2. Bước 4 và 5: Vừa thổi CO2 vừa cân bằng áp. Bước 6: rót bia dọc theo thành chai. Bước 7: kết thúc quá trình chiết. Bước 8: đẩy CO2 tinh khiết vào để đẩy bia dư vào bầu chiết. Bước 9: trở lại trạng thái ban đầu. C.2 Thanh trùng. i) Mục đích: nhằm đình chỉ sự hoạt động của nấm men, tiêu diệt vi sinh vật còn sót trong bia, cố định chất lượng sản phẩm và tăng thời gian bảo quản. ii) Tiến hành: Bia từ máy dập nút chai được đưa qua bộ phận vòi phun làm sạch bia dính trên chai rồi đem đi thanh trùng. Chế độ thanh trùng qua 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: nâng nhiệt độ lên 55oC và giữ nhiệt độ này trong 10 phút. Giai đoạn 2: nâng nhiệt độ lên 65oC và giữ nhiệt độ này trong 10 phút. Giai đoạn 3: Nâng nhiệt độ lên 78oC và giữ nhiệt độ này trong 30 phút. Ở nhiệt độ 78oC thì các vi sinh vật hầu như bị tiêu diệt. Số còn lại sẽ bị yếu đi không có khả năng sinh sản và phát triển. Ở nhà máy này thanh trùng bằng máy hấp: Dùng nước nóng và nước lạnh có nhiệt độ thích hợp theo chế độ thanh trùng, phun trong từng vùng của máy. Lon và chai bia đi qua từng vùng đó và việc thanh trùng được thực hiện trong vùng thanh trùng. iii) Các yếu tố gây hư hỏng bia: - Các thao tác thiệt bị vệ sinh không đảm bảo về thời gian, nồng độ hóa chất sử dụng. - Thiết bị lọc bia không đảm bảo đủ kín hoặc quá tải. - Sự nhiễm tạp của khí nén trong quá trình chiết. - Do ngừơi vận hành và thao tác đưa vào từ trang phục lao động của họ. C.3 Dán nhãn. i) Mục đích: Nhằm hoàn thiện tốt sản phẩm, đem lại cho bề ngoài sản phẩm có hình thức dễ nhìn, mẫu mã phong phú hơn, nhãn được in ấn theo đúng quy định của nhà nước về nhãn sản phẩm. Nhãn sản phẩm không chỉ có vai trò cung cấp thông tin về sản phẩm mà còn có tác động lớn với người tiêu dùng thông qua cách bố trí màu sắc. ii) Yêu cầu với nhãn mác. - Các thông tin hình ảnh trên nhãn phải được in rõ ràng, màu sắc và cách bố trí trên nhãn một cách hài hòa, hấp dẫn người tiêu dùng. - Nhãn cần đảm bảo độ dày để không thấy được màu sắc và hình dáng của chai ngay khi chai bị ẩm. - Nhãn phải chịu được soude để tránh trường hợp bị phân hủy khi ngâm trong quá trình rửa chai. - Chịu được nước. - Không bị quăn dưới điều kiện ẩm hay khô. Thông thường hai mặt của nhãn được tráng một lớp polyme vừa có tác dụng chống ẩm, vừa chống quăn nhãn. iii) Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy dán nhãn. * Cấu tạo gồm: rulo phủ keo dán, các tấm quét keo dán, bộ phận cấp nhãn, bộ phận ghi hạn sử dụng, bộ phận kẹp nhãn, mâm quay chai, chổi miết nhãn. * Nguyên tắc làm việc: - Keo dán được phủ lên rulo. Khi rulo quay tiếp xúc với tấm quét keo đặt trên một mâm xoay tròn, nhờ vậy keo được quét lên các tấm quét keo dán. Khi các tấm này tiếp xúc với các nhãn ở bộ phận cấp nhãn, nhãn sẽ được gắn vào các tấm này nhờ lực kết dính của keo dán. - Mặt trước của nhãn được hướng ra ngoài và được phun hạn sử dụng nhờ bộ phận ghi hạn sử dụng. Sau đó nhãn được kẹp lên các tấm của rulo kẹp nhãn và dính vào chai khi tiếp xúc với chai quay trên mâm quay. - Chổi miết nhãn sẽ miết các nhãn dán xung quanh chai, chai tiếp tục chuyển động trên mâm quay và đi ra ngoài. - Chai sau khi hoàn tất công việc dán nhãn được robo gắp chai gắp vào các két, thùng, sau đó các công nhân xếp két và đưa vào kho 1-2 ngày nhằm ổn định chất lượng bia, sau đó có thể xuất xưởng, đem sản phẩm tới nơi tiêu thụ. C.4. Chiết bia lon. Sơ đồ quy trình chiết lon Quy trình chiết bia lon: Lon sạch đóng gói trên pallet được đưa vào băng chuyền đến bộ phận rửa lon. Sau khi rửa sạch, lon được lật ngược lại để vào máy chiết. Kết thúc công đoạn chiết bia vào lon, cho lon đi qua hệ thống phun khí CO2 trực tiếp, các tia này được phun theo hướng nằm ngang so với bề mặt lon để đuổi hết CO2 ra khỏi lon. Tiếp đến lon được chuyển đến máy ghép mí và sau đó đến máy thanh trùng, trước khi vào máy thanh trùng, lon bia được đi qua cơ cấu đảo ngược để đảm bảo quá trình thanh trùng được an toàn, tránh hiện tượng dãn nở vì nhiệt khi thanh trùng làm hở máy ghép. Sau khi ra khỏi máy thanh trùng lon bia được phun khí nén để làm ráo nước ở đáy lon trước khi đi qua máy in phun, đồng thời trước khi đi vào máy in lon bia còn đi qua bộ phận kiểm tra mức độ chứa đầy của bia trong lon. Những lon không đạt yêu cầu sẽ bị loại ra ngoài. Lon bia sau khi đi qua máy in để in mã số sản xuất sẽ được đóng gói vào thùng giấy và đem nhập kho. C.5. Chiết bia vào thùng bock. Bia chứa trong thùng bock là để vận chuyển đến các cơ sở tiêu thụ ngay trong ngày. D. Phân xưởng cơ điện. Nhà máy sử dụng lưới điện 3 pha của lưới điện quốc gia, sau đó qua máy biến thế để tạo ra điện thế phù hợp cho quá trình sản xuất (220-380V). Ngoài ra nhà máy còn sử dụng một máy phát điện dự phòng (320KV- 380v-50Hz). PHẦN IV SẢN PHẨM Một số chỉ tiêu của bia thành phẩm. A. Các chỉ tiêu về cảm quan. - Độ bọt: bọt mịn trắng, dưới đáy cốc có lớp bọt nhỏ li ti tách ra và thoát lên bề mặt, thời gian giữ bọt từ 3-5 phút. - Màu sắc: có màu vàng của dung dịch Iot. - Độ trong: trong suốt không có cặn. - Hương vị đặc trưng: là vị đắng của hoa houblon, thơm ngọt, không có vị lạ ( chua, chát, vị nấm men phân hủy) B. Các chỉ tiêu về hóa học. - Độ đường ban đầu: 12oBx - Hàm lượng cồn: 3-4.5%. - Độ đường cuối: 2-3oBx. - Đạm tổng: 3.5-5g/l