Luận văn Dây chuyền sản xuất và công nghệ sản xuất bia hơi NaDa

1 Luận văn Dây chuyền sản xuất và công nghệ sản xuất bia hơi NaDa 2 LỜI MỞ ĐẦU ia là thức uống phù hợp với mọi người, có độ cồn thấp, bọt mịn xốp, có hương vị đặc trưng. Có thể dễ dàng nhận ra một sản phẩm bia bởi màu sắc, hương vị (được tạo ra từ các chất chiết trong nguyên liệu cồn, CO2 và các sản phẩm lên men khác). Đặc biệt là tác dụng giảm nhanh cơn khát cuả người uống do bia đã bão hòa CO2. Ngày nay, bia đã trở nên phổ biến trong cuộc sống. Bất kì lúc nào, ở mọi nơi ta đều bắt gặp bia với các dạng thành phần khác nhau, hoặc các biểu tượng, chương trình quảng cáo về bia. Bia được sản xuất ra ngày càng nhiều, đa dạng và rất nhiều biện pháp công nghệ sản xuất bia đã ra đời mang đặc trưng của từng hãng, từng quốc gia. Xét riêng ở Việt Nam sản lượng bia mỗi năm một tăng, hàng năm lại có các nhà máy bia mới ra đời với công nghệ mới, đó là chưa kể tới các phân xưởng bia cỡ nhỏ hàng năm cũng góp phần cung cấp bia cho thị trường. Tuy vậy, bình quân lượng bia cho một người dân mỗi năm của nước ta chỉ đạt khoảng 24 lít, một con số khá nhỏ bé so với bình quân đầu người ở các nước khác : Đức (khoảng 150 lít/người/năm). Như vậy, thị trường bia ở nước ta vẫn còn là một thị trường đầy tiềm năng, nó hứa hẹn một tương lai phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ sản xuất bia. Công ty thực phẩm công nghiệp Nam Định là một đơn vị sản xuất nhanh nhạy trước nhu cầu của thị trường, thể hiện thông qua việc chuyển dịch cơ cấu xuất phát từ một đơn vị chuyên sản xuất bánh kẹo, rượu, hoa quả sang sản xuất bia là chủ yếu (vẫn sản xuất các sản phẩm truyền thống vào các dịp lễ tết ). Bắt đầu từ sự giúp đỡ của ĐHBK Hà Nội về dây chuyền và công nghệ sản xuất bia hơi, rồi sau đó công ty đã nhập dây chuyền sản xuất bia của nước ngoài và công nghệ của Đan Mạch, cái tên Nhà Máy Bia NaDa cũng được ra đời từ đó . Chuyến đi thực tập tại nhà máy bia NaDa đã mang lại cho em nhiều hiểu biết quý giá về thưc tế sản xuất bia. Tuy nhiên, ở góc độ khách quan những gì B 3 mà em sẽ trình bày sau đây chỉ là những kết quả từ sự nhận thức chủ quan của bản thân cho nên sẽ không tránh khỏi sai sót. Vì vậy, em rất kính mong có sự đóng góp ý kiến của các thầy cô để em có điều kiện sửa sai và hoàn thiện hơn nhận thức của mình. 4 A. KHÁI QUÁT VỀ NHÀ MÁY BIA NADA I. Quá trình hình thành và phát triển của nhà máy: Nhà máy bia Nada là một đơn vị sản xuất có bề dày truyền thống hơn 40 năm thành lập, phát triển và trưởng thành. Trong quá trình phát triển từ khi thành lập cho đến nay nhà máy đã được đổi tên nhiều lần, những lần đổi tên đó đều gắn liền với những bước đổi mới chiến lược trong cơ cấu sản phẩm. Các giai đoạn phát triển của nhà máy: Thành lập năm 1960 ban đầu chỉ là một phân xưởng sản xuất kem đá dưới hình thức công ty hợp doanh, với tên gọi Phân Xưởng Sản Xuất Kem Đá Năm 1978, đổi mới sản phẩm sản xuất với sản phẩm mới là : Bánh kẹo, rượu màu (rượu mơ,chanh...). Một số sản phẩm truyền thống nổi tiếng đã được xuất khẩu đi các nước trong khối XHCN lúc đó như : kẹo trứng chim, bánh sừng trâu... Tên gọi mới của nhà máy là: Xí nghiệp 1/6. Cùng với sự đổi mới và phát triển đó, cho đến năm 1986 nhà máy đổi tên là: Nhà Máy Thực Phẩm Công Nghiệp Nam Hà. Năm 1994, nhà máy bắt đầu lắp đặt thiết bị nhà xưởng để sản xuất bia với dây chuyền thiết kế và công nghệ của ĐH Bách Khoa. Năm 1995, bắt đầu đi vào sản xuất bia hơi và xúc tiến công việc du nhập công nghệ sản xuất xuất bia của Đan Mạch. Song song với sản xuất bia, nhà máy vẫn tiếp tục sản xuất các sản phẩm truyền thống vào các dịp lễ tết (mỗi năm 715 tấn bánh kẹo, 10000 lít rượu). Năm 1996, đổi tên thành Công Ty Thực Phẩm Công Nghiệp Nam Định và từ khi bắt đầu sản xuất bia của Đan Mạch thì có tên là Nhà Máy Bia NaDa. Kể từ khi bắt đầu sản xuất bia do nhu cầu ngày một tăng, nhà máy đã có sự cải tạo và phát triển cơ sở hạ tầng sản xuất, dây chuyền sản xuất do đó sản lượng bia của nhà máy mỗi năm một tăng: - 1995 : 3,5 triệu lít - 1999 : 8 triệu lít 5 - 2001 :12 triệu lít và sản phẩm bia của nhà máy đã đạt chứng chỉ của hệ thống quản lý chất lượng quốc tế ISO 9001 phiên bản 2000. - 2002 : kế hoạch sản xuất là 15 triệu lít II. Cơ cấu sản xuất kinh doanh Hiện tại nhà máy có 352 người bao gồm: * 47 ngưòi có trình độ đại học (37 kỹ sư máy móc thiết bị,10 kỹ sư hóa thực phẩm) * 27 người có trình độ trung cấp (10 về quản lý, 17 về thực phẩm) * 3 công nhân cơ khí trình độ bậc 6/7 * 17 công nhân trình độ bậc 3/7 * 47 công nhân trình độ bậc 2/7 * 5 công nhân sản xuất bánh kẹo Sơ đồ cơ cấu quản lý hành chính của nhà máy: Ban giám đốc Phòng kinh doanh Phòng tài vụ Phòng hành chính tổ chức Phòng kế toán Tổ kho Phòng KCS Phòng điều hành sản xuất 6 Sơ đồ cơ cấu sản xuất của nhà máy 1 ban giám đốc (1 giám đốc, 2 phó giám đốc) 7 phòng ban: * phòng kinh doanh có 7 quầy kinh doanh, số người khoảng 36 * phòng kế toán có 5 người * phòng hành chính có 34 người * phòng điều hành sản xuất có 3 người(100% là kỹ sư) * phòng tài vụ có 3 người * phòng KCS có 9 người * tổ kho có từ 5860 người làm theo thời vụ 3 phân xưởng: * phân xưởng bia hơi : 68 người * phân xưởng bia NaDa : 90 người * phân xưởng cơ điện : 13 người III. Mặt bằng nhà máy Với tổng diện tích 18879 m2 cho ta thấy quy mô sản xuất của nhà máy khá lớn. Bên cạnh quy mô sản xuất, điều kiện địa lý của nhà máy cũng khá thuận lợi, nằm gần trung tâm thành phố Nam Định và sát trục đường chính liên tỉnh Hà Nội - Thái Bình nên có được sự thuận lợi trong quá trình vận chuyển nguyên vật liệu sản xuất và đưa sản phẩm đi tiêu thụ. Tuy nhiên, do nhà máy ở gần khu dân cư nên sẽ Phòng CN KCS Phân xưởng Phân xưởng Phân cơ Phòng điều độ Sx Ban giám đốc 7 có ảnh hưởng không nhỏ tới nhân dân trong các vấn đề môi trường xã hội, nhất là khi nhà máy chưa có hệ thống xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường. B.QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA NADA I. Nguồn nguyên liệu: Nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất bia: Malt là nguyên liệu chính phải nhập ngoại hoàn toàn, chủ yếu từ các nước : Đức, úc, Đan Mạch và Anh. Gạo: tùy yêu cầu của từng loại bia mà lượng gạo dùng khác nhau (nguyên liệu thay thế của gạo là ngô). Gạo là nguyên liệu sẵn có ở địa phương. Men giống, hoa hublong và nước: Men giống là men của Đan Mạch được nhân giống và nuôi cấy ngay trong nhà máy Hoa hublong được sử dụng dưới dạng hoa viên (có các loại hoa : viên, cánh hoặc dạng tinh dầu hoa). Hoa hublông cũng được nhập từ Tiệp, Pháp.. . Nguồn nước đã được xử lý đạt yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm, đạt yêu cầu trong sản xuất Từ thực tế trên đặt ra yêu cầu hạn chế nhập khẩu những nguyên liệu chủ yếu nhằm tránh sự phụ thuộc quá nhiều vào thị trường nguyên liệu ngoài nước bằng cách huy động nguồn nguyên liệu trong nước. ở một số vùng của nước ta đã bắt đầu trồng malt đại mạch và hoa hublong, tuy vậy vẫn chưa đạt kết quả cao, chất lượng chưa đạt yêu cầu. II. Chuẩn bị nguyên liệu Bia được sản xuất từ nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa hublong và nước: BIA = MALT + HOA HUBLONG + nước Một số nguyên liệu có thể được thêm vào tùy theo yêu cầu của thị trường thay thế một phần malt là : bột gạo, mì, ngô thậm chí cả bột đậu tương đã tách béo. II.1. Malt Malt dùng trong công nghiệp sản xuất bia là malt đại mạch loại 2, hàng đã 8 qua xử lý và bảo quản. Malt dùng sản xuất bia vàng thuộc loại malt vàng có màu vàng sáng, vị ngọt hương thơm đặc trưng. Malt mà nhà máy bia NaDa sử dụng được nhập ngoại, đã qua quá trình xử lý: làm ướt, nảy mầm, sấy và bảo quản. Khi malt mang đi sản xuất cần có các tính chất sau: - Hương vị thơm đặc trưng khá đậm - Có vị ngọt nhẹ - Tiêu chuẩn 480600g/1lít malt, 2737g/1000 hạt - Số hạt xốp đạt tỉ lệ  94% - Độ ẩm đạt 56% - Đạt 7080% tổng số chất khô hòa tan vào nước (thể hiện khả năng tự đường hóa của malt : ở 700C thời gian tự đường hóa là 1525 phút) Thành phần hóa học tính theo % chất khô: Tinh bột (58%), đường khử (4%), các chất chứa nitơ (10%), saccaroza (5%), pentozan hòa tan(1%), pentozan không hòa tan và hexoza (9%), xơ(6%), chất béo(2,5%), chất khoáng(2,5%), một số chất khác : chất màu, chất đắng, chất thơm, vitamin hòa tan, phermen Yêu cầu độ đồng nhất của malt : không lẫn các loại tạp chất, các loại hạt thay thế khác, tỷ lệ các hạt vỡ, gãy cho phép là 0,5%, tạp chất 1%, lượng hạt không nảy mầm 5% Nghiền malt nhằm làm tăng tốc độ các quá trình lý học, hóa sinh học. Khi nghiền nhỏ hạt sẽ tạo diện tích tiếp xúc lớn và do đó khả năng thủy phân, trích ly các chất diễn ra nhanh hơn. Tuy nhiên, trong vỏ xenlulo của hạt malt có ảnh hưởng tới chất lượng bia sau này nên khi nghiền phải chú ý giữ cho vỏ trấu càng nguyên vẹn càng tốt (nghiền dập), phần nội nhũ càng nhỏ càng tốt nhưng nó phải nằm trong vỏ trấu. Nhà máy bia NaDa sử dụng máy nghiền malt loại lô với hai tầng nghiền và sử dụng máy lọc khung bản thì yêu cầu sau khi nghiền : vỏ trấu 912%, tấm lớn 12  15%, tấm bé 3035%, bột 4045%. 9 II.2. Gạo Gạo là nguyên liệu thay thế của đại mạch, tùy theo nhu cầu và thị hiếu trên thị trường mà sử dụng lượng gạo nhất định (tỉ lệ thay thế cỡ 30%), việc thay thế đó còn có ý nghĩa giảm giá thành sản phẩm. Gạo đem sử dụng theo hai hướng : nảy mầm hoặc không. Gạo được nảy mầm trước khi sử dụng thì tốt hơn bởi trong đó còn có hệ enzym hoạt động giống trong malt, còn gạo không nảy mầm thì hầu như không có enzym nào đóng vai trò thúc đẩy các quá trình tiếp theo. Gạo bình thường có thành phần chất khô như sau: Tinh bột (75  80%), Protein(8%), chất béo(11,5%), Xenluloza (0,50,8%), chất khoáng (1  1,2%) Gạo nẩy mầm cũng trải qua các quá trình như đại mạch:  Làm ướt : độ ẩm đạt 4042%  Nảy mầm ở nhiệt độ 23250C, ngắn ngày hơn, độ dài mầm đạt 2/33/4 độ dài hạt  Sấy và bảo quản tương tự malt đại mạch Gạo được nghiền mịn hơn malt để các hạt tinh bột được hồ hóa hoàn toàn, độ mịn sau khi nghiền đạt kích thước  0,5 mm II.3. Hoa hublong Hoa hublong là nguyên liệu cơ bản chỉ sau malt đại mạch về tầm quan trọng. Hoa hublong làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, nó làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. Thành phần hóa học của hoa Hublong dùng cho sản xuất bia cần đạt các tiêu chuẩn sau:  Nước :1113%  Chất đắng : 1521%  Polyphenol : 2,56%  Xenluloza : 1214%  Tanin : 3% 10  Các chất chứa nitơ : 17,5%  Protein : 1521%  Chất khoáng : 58%  Tinh dầu thơm : 0,31%  Xơ : 13,3%  Este : 0,4%  Các chất không chứa nitơ : 27,5% Hoa Hublong được bảo quản ở các dạng khác nhau, mỗi dạng có thời gian bảo quản tối đa khác nhau với điều kiện nhiệt độ nhất định. Có các dạng hoa: viên, cánh, cao, tinh dầu... Nhà máy bia NaDa sử dụng loại hoa viên. II.4. Nước Trong sản xuất bia, nước đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành vị của sản phẩm, vì thế chất lượng nước yêu cầu phải cao hơn so với nước sinh hoạt hàng ngày Các chỉ tiêu quan trọng của nước: Độ cứng tạm thời khoảng 0,73 mgĐ/l, độ cứng vĩnh cửu khoảng 0,40,7 mgĐ/l pH của nước 6,87,3 Hàm lượng chất khô nhỏ hơn 600 mg/l Hàm lượng Fe  0,3 mg/l Trong 1 ml không được chứa quá 100 tế bào vi khuẩn nói chung. Hệ thống nước cấp cho nhà máy bia NaDa gồm có 2 đường ống lớn dẫn từ nhà máy nước Nam Định, rồi cung cấp cho các phân xưởng nhờ một trạm bơm. Trước khi sử dụng nước phải được thanh trùng. Lượng nước dùng một ngày của nhà máy bia NaDa khoảng 500m3. Một phần nước được cung cấp trực tiếp, một phần nước được gia nhiệt bởi lò hơi trước khi dùng. Lò hơi có sản lượng định mức 1500Kg/giờ, đốt nóng bằng dầu, dầu bơm 106Kg/giờ, áp suất làm việc lớn 11 10Kg/cm3, nhiệt độ lò hơi 1781800C. Bia Bách Khoa và bia NaDa có hệ thống cấp hơi khác nhau. III. Dây chuyền sản xuất và công nghệ sản xuất bia hơi NaDa III.1.Tổng thể dây chuyền sản xuất bia NaDa (Hình vẽ) Nguyên tắc: Gạo được trộn với tỉ lệ 1 gạo : 5 nước ngâm ủ ở 500C tăng dần lên đến 900C trong khoảng 10 phút, giữ ở 900C trong 35 phút, sau đó tăng dần lên 1000C trong 10 phút rồi để 25 phút ở nhiệt độ này. Kết thúc quá trình nấu cháo, bơm cháo sang thùng nấu malt.. Malt trộn với tỉ lệ 1 malt : 5 nước ngâm ủ ở 450C trong 50 phút, bơm cháo sang đồng thời nâng nhiệt độ lên 670C trong thời gian 15 phút, để ở nhiệt độ này trong khoảng một giờ sau đó nâng nhiệt độ lên 720C trong 10 phút, để 20 phút rồi nâng tiếp lên 760C trong 5 phút, giữ ở nhiệt độ này trong 10 phút. Kết thúc quá trình nấu malt, bơm dịch đã hồ hóa đi lọc. Dịch được bơm từ nồi nấu malt sang nồi lọc. Tất cả dịch lọc được bơm vào thiết bị nấu hoa, nấu trong 90 phút. Toàn bộ lượng dịch trên được đưa vào thùng lắng xoáy để loại bỏ bã hoa, thu dịch lắng. Dịch lắng lúc đó có nhiệt độ khoảng 63700C được đưa vào thiết bị lạnh nhanh để hạ nhiệt độ : Hạ từ 63700C xuống 20250C(làm lạnh sơ bộ) Hạ từ 20250C xuống 15160C Dịch đường sau lạnh nhanh được bơm cùng với men giống vào tank lên men (men giống chiếm 1020%) quá trình lên men bắt đầu. Quá trình lên men lại gồm 2 giai đoạn : Giai đoạn lên men chính ở nhệt độ 16 170C kéo dài trong 4 ngày Giai đoạn lên men phụ ở nhiệt độ -1 40C cũng trong 4 ngày Trong quá trình lên men khí CO2 được thu hoặc cung cấp vào tank nhờ hệ thống thu hồi khí CO2 (có bộ phận lọc khí và téc chứa khí sạch). Sau khi lên men phụ kết thúc, dịch bia được đem đi lọc ở thiết bị loc trong loại đĩa, bia sau khi lọc trong có độ trong đạt yêu cầu được đưa vao tank trữ và được sục khí CO2 cho đạt nồng độ yêu cầu. Bia này có thể đem sử dụng được, đủ tiêu chuẩn để xuất xưởng. 12 III.2.Quy trình sản xuất trong phân xưởng II Dây chuyền sản xuất trong phân xưởng II giống như dây chuyền sản xuất tổng thể. Nguyên lý hoạt động của các thiết bị trong dây chuyền sản xuất ở phân xưởng II như sau: III.2.1. Thiết bị nấu cháo và sự hồ hóa  Sự hồ hóa : là sự chuyển các hạt tinh bột trong gạo ở dạng khó hòa tan thành tinh bột dễ hòa tan bằng một quá trình nâng nhiệt độ. Để hồ hóa tinh bột cần đưa vào enzym -amylaza với mục đích đường hóa một phần các hạt tinh bột dễ hòa tan tạo các dextrin, ít mantoza và glucoza. Tinh bột đã qua hồ hóa thì tham gia vào quá trình đường hóa sẽ dễ dàng hơn và triệt để hơn.  Thiết bị nấu cháo : thiết bị để hồ hóa nguyên liệu (hình vẽ) là loại thiết bị gia nhiệt loại hai vỏ dùng hơi nước bão hòa với các chỉ số: Thể tích nồi nấu : 2 m3 áp suất hơi : 2,53 Kg/cm3 Sử dụng cánh khuấy dạng mỏ neo, tốc độ khuấy :1015 vòng/phút chất liệu làm lõi : inox Lớp vỏ dày : 10 cm  Tiến hành nấu :Vệ sinh nồi sạch sẽ, đưa nguyên liệu vào với tỷ lệ: Nước :12,5 hl/giờ Gạo : 210 Kg malt : 40 Kg Enzym Ternnamyl :1% so với tổng lượng nguyên liệu vào Toàn bộ lượng nguyên liệu được trộn lẫn vào nhau ở 450C sau nâng lên 500C, giữ trong 10 phút, nâng tiếp lên 900C giữ trong 35 phút rồi đun sôi (1000C) trong 35 phút. Tổng thời gian nấu cháo khoảng 80 phút. Các hiện tượng xảy ra : Enzym amylaza thủy phân tinh bột thành đường mantoza, glucoza và các dextrin, ở nhiệt độ cao các hạt tinh bột sẽ hút nước và 13 trương nở thể tích (gấp khoảng 500 lần). Đun sôi ở 1000C trong 35 phút để hồ hóa hoàn toàn và vô hoạt enzym Ternamyl. Sau quá trình yêu cầu tỉ lệ các chất đường trên các chất không đường là :1/0,321/0,43, đủ tiêu chuẩn để đưa sang nồi đường hóa. III.2.2 Thiết bị nấu malt và sự đường hóa Sự đường hóa : Chuyển về dạng hòa tan cả các chất có phân tử lượng cao nằm dưới dạng không hòa tan trong bột malt, chúng sẽ cùng với chất hòa tan có trong tinh bột tạo thành các chất chiết của dịch đường trong đó quan trọng nhát là các đường và các axit amin.Sự đường hóa ở đây bao gồm các quá trình thủy phân tinh bột thành đường, thủy phân protein thành axit amin, polypeptit và các peptit. Thiết bị nấu malt (hình vẽ) là thiết bị gia nhiệt loại vỏ dùng hơi bão hòa, cánh khuấy dạng bán chân vịt có tốc độ khuấy : 3033 vòng/phút, trên nắp có lỗ thông hơi, thể tích nồi nấu: 3,3m3. Tiến hành nấu malt: Bước đầu vệ sinh nồi sạch sẽ. Khi hồ hóa đã đun sôi được 15 phút thì ở nồi đường hóa bắt đầu tiến hành ngâm 490 Kg malt với 2500 lít nước ở 500C trong thời gian 50 phút, thời gian này các chất dễ hòa tan trong nội nhũ malt sẽ hòa tan vào trong nước. Sau khi cháo đạt yêu cầu ta bơm sang nồi malt, phải đảm bảo sao cho nhiệt độ dịch khi bơm sang không cao quá để có thể gây vô hoạt enzym trong malt, nhệt độ thích hợp là 5330C (nhiệt độ tối đa cho phép là 730C) giữ ở nhiệt độ này trong vòng 20 phút, đây là nhiệt độ thích hợp cho enzym Proteaza hoạt động phân cắt các protein trong hạt malt tạo thành các albumozo, pepton, polypeptit, enzym peptidaza có hoạt động nhưng ở nhiệt độ cao hoạt tính enzym này giảm mạnh. Hỗn hợp sau khi nấu trong nồi malt sẽ được đem đi lọc bộ để thu dịch đường bằng thiết bị lọc loại khung bản. III.2.3 Nồi lọc Mục đích của việc lọc là loại bỏ bã gạo và malt, thu dịch chiết có chứa các chất quan trọng như đường, các loại axit amin, một số protein có phân tử lượng nhỏ, albumozo, pepton, polypeptit,...dưới dạng hòa tan rất quan trọng với quá trình lên men sau này và sự tạo các tính chất lý, hóa của bia. 14  Cấu tạo nồi lọc (hình vẽ).  Nguyên lý làm việc: Hỗn hợp cháo và malt được bơm sang nồi lọc. ở đây, hỗn hợp được khuấy trộn bởi bộ phận khuấy dạng răng cào. Nước lọc theo mặt sàng chảy xuống các ống góp về ống trung tâm, từ đó dịch lọc được đưa sang nồi hoa. Bã dịch lọc được bơm ra ngoài qua ống xả bã. III.2.4 Thiết bị nấu hoa Để bia sau này có hương vị đặc trưng thì dịch sau khi lọc đem đun sôi với hoa hublong, từ hoa hublong sẽ trích ly được các axit đắng, nhựa, tinh dầu và vitamin. Axit đắng và nhựa sẽ làm cho bia có vị đặc trưng, ổn định cho các keo và tạo bọt bền vững, ngoài ra các chất đắng của hoa hublong có tính chất sát trùng làm tăng độ bền thành phẩm, tinh dầu của hublong tạo nên vị và hương thơm của bia. Khi nấu còn xảy ra phản ứng melanoidin và caramen hóa cũng góp phần tạo hương vị và màu sắc dịch lên men. Cấu tạo : thiết bị hình trụ gia nhiệt hai vỏ (hoặc kiểu ống trùm) có lỗ thoát hơi và có cánh khuấy để đảo trộn. Thể tích thùng nấu : 6,5 m3. Tiến hành : Vệ sinh thùng nấu sạch sẽ. Đưa dịch đường vào, trong quá trình đó ta nâng dần nhiệt độ để tránh nhiễmvi sinh vật có hại, toàn bộ quá trình kết thúc là lúc nhiệt độ phải đạt 1001020C. Một số protein sẽ bị kết tủa ở nhiệt độ này do đó làm tăng độ trong của bia, tăng độ bền của bia. Hoa hublong được cho vào dưới dạng hoa viên, tùy từng yêu cầu mà lượng hoa khác nhau, vì hoa này rất qúy hiếm nên phải tiết kiệm khi sử dụng. Thời gian nấu trung bình khoảng 12 giờ; gia nhiệt nhanh, mạnh nhằm đạt hiệu suất kết tủa protein không đông tụ cao nhất và nhằm cô đặc giảm thể tích dịch đường. Kết thúc nấu hoa, dịch đường trong hơn, sẫm màu hơn, có hương vị đặc trưng và có vị đắng pha ngọt. Dịch này sẽ được bơm vào thùng lắng xoáy nhằm loại bỏ bã hoa. III.2.5 Thiết bị lắng xoáy Là thiết bị dùng để loại bỏ bã hoa, các lớp cặn protein bị đông tụ, các hạt có kích thước lớn trong dung dịch. Cần phải loại bỏ các bã và cặn này để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men sau này. Thiết bị này rất đơn giản chỉ là một thiết 15 bị hình trụ có đầu đưa dịch vào theo phương tiếp tuyến, có vòi phun vệ sinh ở đỉnh thiết bị, có lỗ thông hơi, van xả bã, van lấy dịch lắng trong . Nguyên tắc làm việc : Dịch được dẫn vào qua một hệ thống đường ống bơm, ngay trước khi vào thiết bị ống đột ngột bị thu nhỏ do đó tốc độ vào rất lớn, vào theo phương tiếp tuyến nên chất lỏng sẽ chạy vòng quanh thân thiết bị. Các cấu tử có khối lượng lớn sẽ bị hút dần vào tâm thùng. Để lắng trong 20 phút các cặn bã bị nén chặt vào tâm thùng dịch trong ở trên, tiến hành tháo dịch trong ra, còn lại bã được xả nước rửa sạch thải trực tiếp ra cống. Dịch sau khi lắng gọi là dịch đường, có nhiệt độ khoảng 70750C, nó được bơm vào hệ thống làm lạnh nhanh. III.2.6. Thiết bị làm lạnh dịch đường Nhằm hạ nhiệt độ của dịch đường xuống nhiệt độ tối ưu để nấm men phát triển mạnh mẽ nhất khi đó tốc độ lên men sẽ lớn nhất. Thiết bị làm lạnh nhanh trong phân xưởng bia hơi NaDa chia làm hai phần: Phần làm lạnh sơ bộ dùng nước làm giảm nhệt độ dịch đường từ 65730C xuống còn 25300C. Phần làm lạnh thứ hai (lạnh nhanh) dùng glycol làm chất tải lạnh, hạ nhiệt độ từ 25300C xuống còn 15160C. Nhiệt độ dịch đường sau khi qua thiết bị làm lạnh nhanh đạt tới nhiệt độ tối ưu cho nấm men phát triển sẽ được trộn với men giống (tỷ lệ men giống chiếm từ 1020% tổng lượng dịch lên men) rồi bơm vào tank lên men. Trước khi bơm vào tank người ta bão hòa dịch đường bằng oxi đã khử trùng nhằm cung cấp đầy đủ oxi cho nấm men phát triển trong thời gian đầu. Men giống được bảo quản trong thùng có hệ thống bảo ôn, nó là một chủng nấm men nhập từ Đan Mạch, được nuôi cấy tại nhà máy. Thực tế men giống có thể được tái sử dụng nhiều lần, sau mỗi lần phải loại trừ men chết. III.2.7 Tank lên men và quá trình lên men Quá trình lên men (theo phương pháp lên men gia tốc) gồm hai giai đoạn: Lên men chính và lên men phụ 16 Lên men chính : Đặc điểm của qúa trình lên men chính là cường độ lên men (sự tiêu hao cơ chất) mạnh mẽ, phần lớn đường chuyển thành rượu etylic và CO2. Thời gian lên men chính phụ thuộc nồng độ hóa chất hòa tan ban đầu của dịch đường và chế độ nhiệt, có thể kéo dài từ 45 ngày, nhiệt độ lên men được ổn định ở 160C. Sản phẩm của giai đoạn này là bia non, bia non còn mang nặng mùi của nấm men và vị đắng của hoa hublong. Những biến đổi hóa sinh, sinh học ban đầu: sự phát triển của nấm men mạnh mẽ đã ra tăng lượng hydratcacbon bị chuyển hóa thành rượu etylic, CO2 và các chất khác như glyxerin, axit pyruvic, axit axetic, axit lactic... Bên cạnh sự lên men rượu là quá trình hình thành các loại rượu bậc cao từ các axit amin, ví dụ: rượu tirozol có vị đắng mạnh và là một trong những thành phần chính sinh ra mùi thơm của bia, nhờ sự hoạt động của enzym esteraza trong dịch lên men xuất hiện các este phức tạp từ andehyt và các axít hữu cơ, các sản phẩm này cũng góp phần tạo nên hương và vị của bia. Từ những biến đổi trên dẫn đến pH của nước nha giảm đi do tạo ra các axit hữu cơ và CO2. Các quá trình biến đổi hóa sinh, sinh học đã kéo theo sự biến đổi hóa lý, biến đổi hóa lý có ý nghĩa nhất là sự đông tụ protein và sự hình thành bọt. Có thể chia giai đoạn lên men chính thành 4 giai đoạn nhỏ : Giai đoạn đầu kéo dài 11,5 ngày đêm : Sự phát triển của nấm men, xuất hiện những dấu hiệu đầu tiên của lên men : xung quanh bề mặt dịch có 1 vành bọt nhỏ trắng mịn. Hàm lượng chất hòa tan giảm với tốc độ 0,20,5% mỗi ngày đêm. Giai đoạn thứ hai kéo dài 23 ngày đặc điểm của giai đoạn này là nấm men đã phát triển đến mật độ cực đại, tốc độ lên men mạnh lên. Xuất hiện nhiều bọt trắng đặc, chắc, bồng lên 1 lớp trên bề mặt. Hàm lượng chất hòa tan giảm 0,5  1% mỗi ngày đêm. Giai đoạn thứ ba : là giai đoạn lên men mạnh mẽ nhất kéo dài một ngày đêm, bọt xốp bồng lên cao đến mức cực đại, kích thước bọt to, trên bề mặt đã ngả dần sang màu nâu. Tiêu hao cơ chất với tốc độ 11,5% mỗi ngày đêm. Nhiệt độ có chiều hướng tăng lên mạnh, do đó cần phải làm lạnh tốt. 17 Giai đoạn cuối : bọt xẹp dần, kết quả là bề mặt dịch lên men được phủ một lớp màng mỏng bọt màu nâu. Tốc độ lên men giảm do hàm lượng chất hòa tan bị tiêu hao gần hết, mặt khác do nhiệt độ của bia non lúc này đã hạ xuống gần 40C. Hàm lượng chất hòa tan giảm 0,20,5% mỗi ngày đêm. Trong giai đoạn này nấm men và nhiều cặn bã khác dần được két lắng xuống đáy thiết bị. Kết thúc giai đoạn lên men phải xả cặn bã ra ngoài (men có thể được xử lý để tái sử dụng). Trong quá trình lên men chính toàn bộ lượng đường trong dịch giảm từ 10% đến 2,5%. Lên men phụ : Trong giai đoạn này các quá trình lên men xảy ra chậm ở nhiệt độ thấp bằng cách làm lạnh bia non xuống 1 -10C. Trong bia non vẫn còn lại một lượng chất hòa tan có khả năng lên men do đó chúng sẽ được lên men tiếp tục. Quá trình tàng trữ và lên men phụ có ý nghĩa rất lớn đối với việc hình thành vị, bọt và quyết định đến độ bền vững của bia. Trong quá trình lên men lượng CO2 bay về hệ thống thu hồi CO2 (thiết bị này được nhập từ Italia). Hệ thống thu hồi CO2 : Mục đích: cung cấp hoặc thu hồi khí CO2 trong quá trình lên men để áp suất trong tank lên men luôn là 1 atm. Nguyên lý hoạt động : CO2 của quá trình lên men tự động đi vào balong, khi balong đầy thì bộ phận cảm biến đo báo về trung tâm điều khiển mở máy hút CO2 qua hệ thống lọc, CO2 được đưa qua một cột nước để giữ lại các tạp chất sau đó đưa qua hai cột than hoạt tính để lọc sạch khí. Sau đó, khí sạch được đưa vào téc chứa khí sạch để sử dụng. Hệ thống này cũng có thể điều khiển bằng tay. Trong trường hợp áp suất trong tank không đủ 1 atm, khí CO2 sẽ được cung cấp trở lại tank nhằm ổn định áp suất trong quá trình lên men.  Men trước khi tái sử dụng cần được xử lý qua các khâu: Nhân giống men: sau khi kết thúc lên men chính, xác men lắng ở đáy thùng được dùng làm giống quay vòng cho đợt lên men sau ta gọi đó là men giống đời 1. Nếu quá trình lên men diễn ra bình thường thì có thể sử dụng giống quay vòng đến đời 6, 7. Tuy nhiên phải luôn luôn kiểm tra chất lượng men giống, mức độ vô trùng của giống. Việc xử lý cặn men để làm giống quay vòng gồm hai khâu : rửa men và làm trẻ men. Người ta dùng nước lạnh vô trùng (pH=2,6) để hòa đều cặn 18 men, khuấy nhiều lần để cho các tế bào rời nhau và tan đều trong nước để lắng và tách phần trên bỏ đi vì thông thường nấm men sống lắng trước, rửa lại nhiều lần cho đến khi lượng tế bào chết ở mức độ cho phép. Nấm men giống được rửa xong phải bảo quản cẩn thận trong buồng lạnh để dùng cho đợt lên men sau. Cấy men giống (10% 20% so với lượng dịch được lên men ) : Trong khi dịch đường đang trên đường chuyển về thùng lên men cho giống men vào đường ống chảy cùng với dịch đường, cấy giống theo phương pháp này làm cho tế bào nấm men phân bố vào toàn bộ dịch đường ban đầu tạo điều kiện cho chúng phát triển đều khắp dịch lên men. Sau quá trình lên men ta thu được bia, nhưng nó có độ trong chưa đạt yêu cầu nên cần phải được lọc để đạt độ trong nhất định theo yêu cầu thành phẩm, thiết bị lọc trong phân xưởng bia hơi NaDa là thiết bị lọc loại đĩa.  Tank lên men : thân hình trụ có lớp áo lạnh ở trong tiếp đó là lớp bảo vệ áo lạnh, rồi đến lớp bảo ôn, tiếp theo là lớp bảo vệ ngoài. Cấu tạo tank lên men được thiết kế để có thể giữ nhiệt độ trong quá trình lên men, sử dụng chất tải lạnh là glycol. Dung tích tank 12 m3, thể tích dịch trong tank là 10 m3. Số lượng tank lên men : 42 tank. Hệ thống máy nén lạnh 1 cấp (có 5 máy) với chất mang nhiệt là glycol, tác nhân làm lạnh là NH3, khoảng nhiệt độ : -15350C, công suất 50.000 kcal/h, tốc độ quay 480 vòng/phút. III.2.8 Thiết bị lọc loại đĩa : ( Sơ đồ nguyên lý như hình vẽ ) Gồm có 30 đĩa, đường kính mỗi đĩa 0,7 m, máy lọc kiểu 600 - 30, năng suất 4000l/h, sản xuất năm 1999, áp suất cho phép 500 kPa Nguyên tắc : gồm hai quá trình Giữ chặt bằng thủy lực cơ học tất cả các hạt có kích thước lớn hơn lỗ hổng của vật liệu lọc Hấp thụ các hạt có kích thước bé hơn thậm chí các hạt hòa tan dạng keo và dạng hòa tan phân tử Quá trình lọc dùng bột trợ lọc là đất lọc Diatomid, có hai loại tinh và thô 19 Cách tiến hành : Trong thùng phối trộn, nước và diatomid được khuấy trộn thành huyền phù. Sau đó huyền phù được bơm vào máy lọc trong khoảng 30 phút, huyền phù được phủ lên trên lưới lọc, lượng đất lọc cần dùng là 300 g/m2 bề mặt lọc, áp lực bơm đẩy khoảng 2 Kg/cm2. Giai đoạn này gọi là giai đoạn tạo màng lọc, lọc hồi lưu cho đến khi bia đạt độ trong yêu cầu. Sau khi tạo màng lọc thì bắt đầu điều chỉnh van cho bia vào thùng lọc, đóng van nước lại. Bia trong sau khi lọc được đưa vào tank trữ 12 ngày sau đó có thể xuất xưởng, trước khi đóng chai bia được sục CO2 tới bão hoà để đạt độ bọt, cảm giác uống nhất định. III.2.9. Chiết chai ở phân xưỏng bia hơi NaDa Bia trong được đưa vào thiết bị thanh trùng, sử dụng chất tải là glycol, bia được nâng nhiệt nhanh lên 800C trong 4 phút (sử dụng hơi bão hòa) ở nhiệt độ này các enzym còn lại trong bia bị vô hoạt, protein bị kết tủa hết, tránh được sự xâm nhập của vi sinh vật. Sau đó bia được hạ nhiệt độ còn khoảng 10C (nguyên lý như ở máy làm lạnh nhanh), nó được sục khí CO2 tới bão hòa khí rồi được đưa vào tank trữ. Bia được lấy từ tank trữ vào đóng chai . Nguyên lý chiết chai: (chiết đẳng áp) chai được bơm CO2 tới khi có áp lực bằng với áp lực của bia trong tank, ở trạng thái đó bia sẽ chảy vào chai mà không tạo bọt, bia chai được đem tiêu thụ trong ngày. IV. Dây chuyền sản xuất bia ở phân xưởng I Dây chuyền sản xuất bia chai NaDa (phân xưởng I) và dây chuyền sản xuất bia hơi NaDa(phân xưởng II) giống nhau ở các thiết bị chính như: nồi nấu cháo, nồi nấu malt, nồi lọc, nồi nấu hoa, thùng lắng xoáy, tank lên men. Một số điểm khác là :hệ thống tự động nghiền và đưa malt vào nồi nấu, hệ thống điều khiển, máy lọc bia trong, thêm vào hệ thống chiết chai hiện đại của Đức. Do vậy, ở đây chỉ trình bày những thiết bị khác so với thiết bị ở phân xưởng bia hơi. Ưu điểm của dây chuyền sản xuất bia chai NaDa là hệ thống thiết bị bán tự động và tự động hoàn toàn, lại có thiết bị và công nghệ sản xuất hiện đại. IV.1 Thiết bị làm lạnh nhanh : 20 Phần làm lạnh sơ bộ và làm lạnh nhanh được gộp chung vào thành một phần, sử dụng glycol làm chất tải lạnh. Cấu tạo chi tiết tương tự máy lạnh nhanh bia hơi. IV.2 Máy lọc trong : Là loại lọc khung bản khép kín nguyên lý làm việc tương tự máy lọc khung bản của phân xưởng bia hơi, nhưng bia trong được lấy ra trực tiếp từ máy lọc, tức là quá trình khép kín, ưu điểm của máy lọc khung bản khép kín là độ trong cao, tránh được sự tiếp xúc với môi trường nên không bị các vi sinh vật lạ xâm nhập, nguyên lý lọc đơn giản . IV.3 Hệ thống chiết chai: ( Sơ đồ nguyên lý như hình vẽ ) Có 5 phần chính : Hệ thống rửa chai, hệ thống đóng chai và gắn nút, hệ thống thanh trùng chai, bộ phận dán nhãn và bắn chữ, bộ phận đóng chai vào hộp. Hệ thống rửa chai : có công suất tối đa 10000 chai/giờ, thường điều chỉnh công suất làm việc từ 40006000 chai/giờ. Trước khi đưa vào hệ thống rửa chai, chai bẩn được ngâm qua xút nóng. Chai bẩn theo băng tải chuyển đến trước cửa máy, chúng được dồn theo hàng vào máng từng chai được đưa vào, tương ứng với số chai là số caset trên tải xích. Hàng caset cùng chai chuyển động theo băng xích chuyển dần xuống bụng hệ thống, ở đó chai được phun nước ấm 30350C để rửa sơ bộ đồng thời bóc nhãn. Sau đó chai được đưa qua khay đựng xút có nhiệt độ 650C, qua đó chai được phun nước nóng 650C (có 8 vòi phun), khi phun xút phần nhãn nhôm ở đầu chai sẽ bị hòa tan vào xút. Tiếp theo chai được phun nước nóng để rửa. Trước khi đem đi chiết chai, chai được phun nước lạnh để rửa một lần nữa. Bộ phận chiết chai và gắn nút : công suất 5600 chai/giờ. Đựơc chế tạo và làm việc theo nguyên lý chiết đẳng áp với 24 đầu chiết và 6 đầu gắn nút hoàn toàn tự động: chai đưa vào và được phát hiện bởi hai đầu cảm biến (đếm số chai, phát hiên sự có mặt của chai), hai đầu cảm biến sẽ báo về trung tâm điều khiển chiết chai, khi đó chai đi vào sẽ được gắn vào vòi chiết. Vòi chiết hoạt động giống xilanh và pittông, nó có 3 đường nối với thùng chứa bia, 3 đường này có nhiệm vụ quan 21 trọng là hút chân không trong chai, bơm CO2 vào chai cho cân bằng với áp lực thùng chứa bia, bơm bia vào chai, dẫn khí từ chai về thùng chứa bia. Chai sau khi gắn vào vòi chiết được hút chân không rồi bơm CO2 vào cho cân bằng với áp lực thùng chứa, khi đó bia được rót vào từ từ mà không hề tạo bọt, do cân bằng áp lực trong chai và bia cấu trúc CO2 trong bia không bị phá vỡ nên không tạo bọt (chiết đẳng áp). Song song với bia chảy vào là khí trong chai đi ra và được dẫn tới thùng bia hoặc đưa ra ngoài. Lượng bia rót vào đã được xác định trước, ứng với 1 vòng quay chai bia được rót vào lượng đó và được đẩy ra. Chiết chai xong chai bia được đưa vào gắn nút rồi được đưa qua hệ thống thanh trùng chai. Hệ thống thanh trùng bia chai : gồm 6 khoang có nhiệm vụ thanh trùng bia chai nhằm loại bỏ vi sinh vật sống trong bia chai. Mỗi khoang có bể nước đun nóng bằng hơi bão hòa, nhiệt độ mỗi khoang lần lượt theo thứ tự từ 1 đến 6 là: 340C, 400C, 600C, 580C, 400C, 340C. Do vậy, khoang 1 được nối với khoang 6 ; khoang 2 nối với khoang 5 do có nhiệt độ bằng nhau, nhiệt độ khoang 3, 4 độc lập. Biểu đồ thanh trùng chai như sau : Chai bia được đưa vào bằng băng tải qua mỗi khoang nó được phun nước với nhiệt độ như trên để thanh trùng. Như vậy chỉ có khoang 1,2,3 là có ý nghĩa ụ, thời gian 50 34O 60OC 40OC 58O 40O C 34O tO 0 22 thanh trùng, khoang 4,5,6 có tác dụng hạ nhiệt độ từ từ. Thời gian chai đi trong mỗi khoang được chia đều bởi tổng thời gian thanh trùng là 50 phút Bộ phận dán nhãn và bắn chữ : Trước khi vào bộ phận này chai bia được qua bộ phận kiểm tra, loại bỏ những chai lỗi : sứt miệng, bia quá vơi, chai có chứa vật lạ... Công suất tối đa của bộ phận dán nhãn là 6000 chai/giờ, nó có 3 đầu dán nhãn làm việc liên tục, keo dán nhãn cung cấp hồi lưu bằng bơm thủy lực. Bộ phận bắn chữ sẽ in nhãn hiệu, lô hàng, ngày sản xuất, hạn sử dụng. Bộ phận đóng chai vào thùng : Đưa chai vào thùng, két rồi nhập kho hoặc trực tiếp xuất xưởng. V. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng bia Đánh giá chất lương bia dựa vào nhiều yếu tố khác nhau : mùi, vị, màu sắc, độ trong, bọt và độ bền của bọt. Như vậy, chất lượng bia được quyết định bởi nhiều yếu tố liên quan tới tất cả các quá trình công nghệ sản xuất bia nên yêu cầu trong quá trình sản xuất phải tuân thủ đúng quy trình công nghệ từ giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu cho tới khi thu sản phẩm và bảo quản. C. NHẬN THỨC CHUNG VỀ NHÀ MÁY BIA NADA Bề dày truyền thống, điều kiện kỹ thuật, công nghệ hiện đại, vị trí địa lý thuận lợi...là những điều kiện rất thuận lợi cho sự phát triển đi lên của nhà máy bia NaDa để từng bước xâm nhập thị trường trong nước và thế giới trong những năm tới. Tuy nhiên, không chỉ dựa vào đó mà mà có thể đánh giá một đơn vị sản xuất mạnh hay yếu. NaDa là một đơn vị sản xuất mạnh không chỉ bởi những yếu tố thuận lợi trên mà bên cạnh đó còn có một đội ngũ nhân viên giỏi nghề, yêu nghề, có tinh thần kỉ luật cao, đội ngũ quản lý giỏi, gần gũi với nhân viên, tác phong làm việc hiện đại, công nghiệp. Với sản lượng mỗi năm một tăng hy vọng rằng trong tương lai nhà máy bia NaDa sẽ vươn lên trở thành một trong những đơn vị sản xuất đầu ngành trong ngành công nghệ sản xuất bia trong cả nước và sản phẩm bia NaDa sẽ có mặt trong mọi nhà. Kỳ thực tập này thực sự bổ ích đối với em, không chỉ được hiểu biết hơn về công nghệ và dây chuyền sản xuất bia mà còn học hỏi được nhiều điều về tác 23 phong làm việc hiện đại, cung cách quản lý nhà máy sản xuất với quy mô vừa. LỜI MỞ ĐẦU 1 24 A. Khái quát về nhà máy bia NaDa 3 I. Quá trình hình thành và phát triển của nhà máy 3 II. Cơ cấu sản xuất kinh doanh 4 III. Mặt bằng nhà máy 5 B.Quy trình sản xuất bia NaDa 6 I. Nguồn nguyên liệu 6 II. Chuẩn bị nguyên liệu 6 II.1 Malt 7 II.2 Gạo 8 II.3. Hoa hublong 8 II.4. Nước 9 III. Dây chuyền sản xuất và công nghệ sản xuất bia hơi NaDa 10 III.1.Tổng thể dây chuyền sản xuất bia NaDa (Hình vẽ) 10 III.2.Quy trình sản xuất trong phân xưởng II 11 III.2.1. Thiết bị nấu cháo và sự hồ hóa 11 III.2.2 Thiết bị nấu malt và sự đường hóa 12 III.2.3 Nồi lọc 12 III.2.4 Thiết bị nấu hoa 13 III.2.5 Thiết bị lắng xoáy 14 III.2.6. Thiết bị làm lạnh dịch đường 14 III.2.7 Tank lên men và quá trình lên men 15 III.2.8 Thiết bị lọc loại đĩa 17 25 III.2.9 Chiết chia ở phân xưởng bia NaDa 18 IV. Dây chuyền sản xuất bia ở phân xưởng I 18 IV.1 Thiết bị làm lạnh nhanh 19 IV.2 Máy lọc trong 19 IV.3 Hệ thống chiết chai 19 V. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bia 21 C. Nhận thức chung về nhà máy bia NaDa 21