Quy trình sản xuất bia tại Tổng công ty cổ phần Bia Rượu NGK Hà Nội

Lời mở đầu Thực phẩm là thứ không thể thiếu được trong đời sống hằng ngày của con người. Trong đó đồ uống là một loại thực phẩm đặc biệt. Hiện nay do điều kiện kinh tế, xã hội phát triển không ngừng đã kéo theo nhu cầu về thức uống của con người ngày một tăng cao. Rượu - Bia - Nước giải khát chiếm một vị trí đáng kể trong ngành công nghiệp thực phẩm, trong đó Bia là một loại đồ uống giải khát khá thông dụng. Bia là loại đồ uống có nồng độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng Calori khá lớn, trong Bia còn chứa một lượng Enzim khá phong phú đặc biệt là nhóm Enzim kích thích tiêu hóa Amylaza được sản xuất từ các nguyên liệu chính là Malt đại mạch, hoa Houblon và nước với một quy trình công nghệ đặc biệt, Bia có các tính chất cảm quan khá hấp dẫn: Hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 khoảng 4- 5g/l giúp cơ thể giải khát triệt để. Ngoài ra nếu uống Bia với một liều lượng hợp lý còn có tác dụng dưỡng tim, thuận tiện cho quá trình trao đổi Cholesterol và mỡ, giảm áp huyết, nhuận tiểu, giảm bớt căng thẳng thần kinh. Nước ta với dân số khoảng trên 80 triệu người, khí hậu nóng về mùa hè đòi hỏi mức tiêu thụ đồ uống khá lớn đặc biệt là về Bia. Trong những năm gần đây ngành công nghiệp sản xuất Bia của nước ta có một diện mạo mới. Lượng Bia sản xuất ngày càng tăng, đội ngũ cán bộ kỹ thuật ngày càng nhiều. Ở nước ta có một số nhà máy sản xuất Bia với quy mô khá lớn như nhà máy Bia Hà Nội, Bia Việt Hà, Bia Sài Gòn, Bia Đại Việt…trong đó Bia Hà Nội là một thương hiệu khá tên tuổi trong ngành công nghiệp Bia Việt Nam. Lịch sử hình thành và phát triển của Tổng Công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội Tổng Công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội ( SanOTC: Habeco) được thành lập theo quyết định số 75/2003/QĐ – BCN ngày 16 tháng 5 năm 2003 của bộ trưởng Bộ Công Nghiệp; là Tổng Công ty nhà nước tổ chức và hoạt động theo mô hình Công ty mẹ - Công ty con. Với bí quyết công nghệ duy nhất có truyền thống hàng trăm năm, cùng với hệ thống thiết bị hiện đại, đội ngũ cán bộ công nhân viên lành nghề, có trình độ, tâm huyết, các sản phẩm của tổng công ty đã nhận được sự mến mộ của hàng triệu người tiêu dùng trong nước cũng như quốc tế. Thương hiệu Bia Hà Nội ngày hôm nay được xây dựng, kết tinh từ nhiều thế hệ, là niềm tin của người tiêu dùng, niềm tự hào của thương hiệu Việt. Tiền thân của Tổng Công ty là nhà máy Bia Hommel, Nhà máy Bia Hà Nội, với truyền thống xây dựng và phát triển hàng trăm năm với những cột mốc lịch sử như sau: Năm 1890: Nhà máy Bia Hommel được xây dựng và sản xuất những mẻ Bia đầu tiên. Năm 1957: Nhà máy Bia Hommel được khôi phục đổi tên thành nhà máy Bia Hà Nội. Ngày 15/8/1958, Bia Trúc Bạch đã được sản xuất thành công và tiếp theo đó là Bia Hồng Hà, Hà Nội, Hữu Nghị. Năm 1993: Nhà máy Bia Hà Nội đổi tên thành công ty Bia Hà Nội và bắt đầu quá trình đổi mới thiết bị nâng công suất lên 50 triệu lit/năm. Năm 2003: Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội được thành lập trên cơ sở sắp xếp lại Công ty Bia Hà Nội và thành viên. Năm 2004 dự án đầu tư chiều sâu đổi mới thiết bị công nghệ, nâng công suất Bia Hà Nội lên 100 triệu lit/năm đã hoàn thành và đưa vào sử dụng, đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng cả về số lượng lẫn chất lượng. Đến nay tổng Công ty với nhiều công ty con, công ty liên kết, đơn vị liên doanh, đơn vị phụ thuộc chảy dài từ miền Trung, Quảng Bình đến các tỉnh thành phía Bắc. Ngành nghề kinh doanh chủ yếu của Tổng Công ty bao gồm: Sản xuất, kinh doanh Bia – Rượu – Nước giải khát và bao bì; xuất nhập khẩu nguyên liệu, vật tư, thiết bị, phụ tùng, hóa chất; dịch vụ khoa học công nghệ, tư vấn đầu tư, tổ chức vùng nguyên liệu, kinh doanh bất động sản… Tốc độ tăng trưởng bình quân những năm gần đây là 20%, doanh thu bình quân mỗi năm tăng 30%, nộp ngân sách nhà nước tăng 20%, lợi nhuận mỗi năm tăng 12%. Trong chặng đường hình thành và phát triển, tập thể CBCNV Tổng Công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội đã được Đảng và Nhà Nước trao tặng nhiều Huân chương chiến công, Huân chương lao động, nhiều Bằng khen, giấy khen của các ngành các cấp và nhiều giải thưởng lớn về chất lượng. Tháng 6/2002 hệ thống quản lý chất lượng của Tổng Công ty được tổ chức TUVNORD của CHLB Đức chứng nhận đạt tiêu chuẩn ISO9001:2000. Năm 2005, HABECO được chấp nhận áp dụng hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn ISO14000:2004. Năm 2006, HABECO xây dựng và áp dụng hiệu quả hệ thống quản lý an toàn thực phẩm theo tiêu chuẩn ISO22000:2005 Giới thiệu một số sản phẩm chính của Công ty 1. Sản phẩm Bia chai 450ml: Đây là sản phẩm chủ đạo của thương hiệu Bia Hà Nội với sản lượng sản xuất hàng năm chiếm 70% tổng sản lượng của Bia Hà Nội. Bia được chiết vào chai thủy tinh màu nâu dung tích 450ml. 2. Bia chai 330ml Là sản phẩm có tuổi đời rất trẻ của Habeco ra đời năm 2005 hướng vào đối tượng tiêu dùng cao cấp, hệ thống phân phối, nhà hàng, khách sạn. Hàm lượng cồn 4.6%, phù hợp với người tiêu dùng phía Nam. Sản lượng năm 2007 là 2 triệu lít/năm. 3. Bia lon 330ml Lần đầu tiên đưa ra thị trường năm 1992. Hàm lượng cồn 4.2% uống kèm với đá. 4. Bia Hà Nội Lager Là sản phẩm mới của Công ty, được sản xuất thử đầu năm 2007 và đã chính thức đưa ra thị trường. Lager beer có chai màu nâu, nhãn xanh dung tích 450ml 5. Bia hơi Là sản phẩm của thủ đô thấm đượm màu trắng của trời và hương thơm từ nòng đất. Bia hơi Hà Nội có chất lượng cao, ổn định, hương vị thơm, mát, giá cả phải chăng 6. Bia tươi Là sản phẩm mới của Habeco được sản xuất thử và đưa ra thị trường năm 2007. 1. Tổng Giám đốc: Là người chịu trách nhiệm phụ trách chung, chỉ đạo toàn bộ hoạt động sản xuất kinh doanh và là người đại diện hợp pháp của công ty. 2. Phó Tổng Giám đốc: Gồm phó tổng giám đốc kinh doanh, phó tổng giám đốc đầu tư và phó tổng giám đốc kỹ thuật sản xuất. Là những người tham mưu cho Tổng Giám đốc trong mọi lĩnh vực sản xuất và hoạt động kinh doanh, đầu tư của Công ty. 3. Các phòng chức năng a. Phòng tổ chức lao động. Tham mưu cho Tổng giám đốc về tình hình tổ chức nhân sự, điều hòa, tuyển chọn và đào tạo lao động đáp ứng nhu cầu và điều kiện lao động sản xuất kinh doanh của công ty trong từng thời kỳ, quản lý hồ sơ công nhân viên. b. Văn phòng: Quản lý những khâu có liên quan đến công tác hành chính. Quản lý con dấu của công ty, phụ trách công tác thi đua, khen thưởng, kỷ luật…bảo vệ tài sản của Công ty. c. Phòng tài chính kế toán: Tổ chức hạch toán toàn bộ quá trình sản xuất kinh doanh, lập các báo cáo tài chính, theo dõi sự biến động của toàn bộ tài sản và nguồn hình thành tài sản, thực hiện chức năng giám sát bằng tiền mọi hoạt động sản xuất kinh doanh của Công ty. Đây là công cụ quan trọng quản lý kinh tế, quản lý công ty. Đồng thời tham mưu cho lãnh đạo Công ty trong công tác kế toán tài chính. Thông qua quản lý mua sắm nhập xuất vật tư, tập hợp chi phí, tình hình tiêu thụ… để lập báo cáo kế toán kịp thời chính xác. Chỉ đạo công tác thống kê cho các xí nghiệp thành viên và toàn thể Công ty. d. Phòng tiêu thu thị trường: Gồm thành viên có trách nhiệm tổ chức tiêu thụ sản phẩm, tổ chức mạng lưới Marketing, đồng thời phụ trách các hoạt động kinh doanh, tổ chức các hợp đồng mua, bán, vận chuyển, tìm thị trường tiêu thụ, tổ chức các cửa hàng đại lý, các điểm giới thiệu và tiêu thụ sản phẩm. Với chức năng tham mưu cho lãnh đạo Công ty về mặt thị trường, nhu cầu thị trường, tiếp thị bán hàng để từ đó có những quyết định sáng suốt trong việc sản xuất sản phẩm đáp ứng nhu cầu thị trường e. Phòng kỹ thuật công nghệ Phòng kỹ thuật công nghệ gồm …thành viên. Chuyên kiểm tra công nghệ sản xuất bia, kiểm tra chất lượng sản phẩm. Phát minh nghiên cứu mới, những công nghệ sản xuất đem lại hiệu quả cao, chỉ đạo kỹ thuật sản xuất. f. Phòng kỹ thuật cơ điện: Quản lý kỹ thuật cơ điện, lên các định mức kinh tế kỹ thuật cơ khí, lập kế hoạch sửa chữa, nghiên cứu chế thử thiết bị mới, lập các phương án cải tạo g. Ban dự án và phòng kế hoạch đầu tư gồm …thành viên chuyên nghiên cứu thị trường, lập kế hoạch triển khai các dự án đầu tư, mở rộng lĩnh vực hoạt động sản xuất kinh doanh, cải tiến mẫu mã sản phẩm. h. phòng vật tư nguyên liệu Gồm … thành viên, có nhiệm vụ lập kế hoạch mua sắm, dự trữ vật tư, điều động sản xuất, đảm bảo cung ứng đầy đủ vật tư phục vụ cho sản xuất, thay mặt cho lãnh đạo theo dõi, giám sát tình hình thực hiện kế hoạch sản xuất của công ty và các đơn vị trực thuộc. Tham mưu cho lãnh đạo về công ty về công tác kế hoạch, phát hiện lệch lạc, sai sót nhằm uốn nắn, điều chỉnh cho phù hợp. Phần I Nguyên liệu dùng để sản xuất Bia I. Các nguyên liệu chính: Bia là một loại nước uống có ga với vị đắng dễ chịu và có hàm lượng cồn không cao được chế biến từ các loại nguyên liệu chính là Malt Đại Mạch, hoa Houblon và Nước với một quy trình công nghệ đặc biệt. 1.1 Malt Đại Mạch Malt Đại Mạch là nguyên liệu chính thứ nhất để sản xuất Bia. Malt được sản xuất bằng cách cho hạt Đại Mạch nảy mầm. Mục đích của quá trình cho hạt nảy mầm là để hoạt hóa, tích lũy về khối lượng và hoạt lực của hệ Enzim có trong hạt Đại Mạch. Khi được hoạt hóa hệ Enzim có trong hạt ( amylaza, proteaza, Sitaza…) là động lực để phân cắt các hợp chất protit, gluxit cao phân tử trong nội nhũ của hạt thành các sản phẩm thấp phân tử như dextrin bậc thấp, axit amin, pepton…và nhiều chất khác dễ hòa tan trong nước thành chất chiết của dịch đường. Muốn Malt có chất lượng tốt phải tạo điều kiện thích hợp về nhiệt độ, độ ẩm, độ thông thoáng cho khối hạt để phôi phát triển. Sau quá trình nảy mầm mang sấy khô, tách rễ, làm sạch ta thu được Malt đại mạch để sản xuất Bia. Tùy vào yêu cầu của quá trình sản xuất mà người ta sử dụng Malt vàng hoặc Malt đen (Malt vàng và Malt đen chỉ khác nhau ở chế độ sấy).Malt vàng dùng trong công nghệ sản xuất Bia vàng, Malt đen dùng trong công nghệ sản xuất Bia đen. Malt trước khi mang nhập kho phải được kiểm tra chất lượng nếu đạt yêu cầu công nghệ mới được đưa vào sản xuất. Một só tiêu chuẩn đánh giá cảm quan Màu sắc: Malt có màu vàng tươi Mùi vị: có mùi thơm tự nhiên, không có mùi ẩm mốc, có vị ngọt nhẹ, dịu, không bị mối mọt, bao bì nguyên vẹn Độ sạch: Không lẫn tạp chất rơm, rác, đá, sỏi. Chiều dài mầm: khoảng 70 – 75% số hạt có mầm dài từ 2/3 – ¾ chiều dài của hạt. Độ ẩm khoảng 5- 7% Hàm lượng chất hòa tan tương đối: > 73.5% Thành phần chính của Malt tính theo % chất khô: STT  Tinh bột  60 – 65%   1  Saccaroza  3 – 5%   2  Đường khử  2 – 4%   3  Protit  7 – 9%   4  Xenluloza  4 – 6%   5  Đạm hòa tan  3%   6  Chất béo  2 – 3%   7  Chất tro  2.5 – 3%   8  Các thành phần khác    1.2 Hoa Houblon Hoa Houblon là nguyên liệu chính thứ hai dùng để sản xuất Bia. Hoa Houblon gây cho Bia vàng vị đắng dễ chịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm, tăng khả năng kết lắng protit cao phân tử góp phần làm trong Bia, đồng thời có tác dụng sát trùng do đó kéo dài thời gian bảo quản. Bảng thành phần hóa học của hoa Houblon tính theo % chất khô: Hàm ẩm  11%   Chất đắng  15 – 21%   Polyphenol  9 – 15%   Protein  6 – 9%   Tinh dầu thơm  0.3 – 1%   Xenluloza  12 – 14%   Chất khoáng  5- 8%   Các hợp chất chứa Nitơ  17.5%   Độ hòa tan  42 – 45%   Trong quá trình sản xuất Bia người ta thường dùng hoa Houblon dưới nhiều dạng khác nhau là hoa khô hoa viên hoặc cao hoa. Do nước ta không trồng được hoa Houblon nên trong quá trình sản xuất Bia nguyên liệu hoa Houblon phải nhập ngoại hoàn toàn và thường dùng ở dạng hoa viên và cao hoa Căn cứ vào chất lượng của hoa Houblon người ta phân Hoa ra làm 3 loại. Loại 1: Màu sắc: Có màu vàng đến vàng óng Tạp chất: ≤ 1.75% (chất khô) Chất đắng: ≥ 15% (chất khô) Chất tro: ≤ 10% (chất khô) Độ ẩm: ≤ 13% Loại 2: Màu sắc: Có màu vàng lục Tạp chất: ≤ 30% (chất khô) Chất đắng: ≥ 12% ( chất khô) Độ ẩm:≤ 13% Loại 3: Màu sắc: Có màu xanh đến vàng Tạp chất: ≤ 9% Chất đắng: ≥ 13% Độ ẩm: ≤ 13% Trong quá trình sản xuất nhà máy Bia Hà Nội sử dụng hoa Houblon nhập từ Tiệp và Đức. Chỉ tiêu chất lượng: Bao bì nguyên vẹn. hàm lượng axit trong Cao hoa là: 30%, Hoa viên: 8%, Hoa thơm: 3 – 5% 1.3 Nước Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất Bia. Thành phần và tính chất của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng của Bia thành phẩm sau này. Nước trong nhà máy sản xuất Bia dùng với nhiều mục đích khác nhau: Nước trực tiếp sản xuất Bia (dùng trong quá trình hồ hóa, đường hóa, lọc rửa bã, ngâm Malt và Gạo, nước pha thêm trong quá trình điều chỉnh nồng độ dịch đường lên men), nước dùng để vệ sinh thiết bị, nhà xuởng. nước dùng cho sinh hoạt của cán bộ công nhân trong nhà máy. Do thành phần của nước có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của sản phẩm nên nước dùng trong quá trình sản xuất phải được xử lý và kiểm tra chặt chẽ trước khi đưa vào sử dụng: Một số chỉ tiêu của Nước dùng để trực tiếp sản xuất Chỉ tiêu cảm quan: Màu sắc: Trong suốt không vẩn đục Vị: không có mùi vị lạ Chỉ tiêu vật lý, hóa học: STT  Tên chỉ tiêu  Đơn vị tính  Nước dùng nấu Bia   1  Màu   Không màu   2  Mùi   Không mùi   3  Độ trong  EBC  < 0.5   4  pH   6.5 - 7.5   5  Kiềm tổng  ppmCaCO3  20 - 80   6  Độ cứng chung  oGH  3 - 8   7  Ca2+  ppmCa  10 - 50   8  Mg2+  ppmMg  < 20   9  Fe  ppmFe  ≤ 0.05   10  Mn  ppmMn  ≤ 0.05   11  Cl-  ppmCl  24 - 28   12  Cl2  ppmCl  0   13  Chỉ tiêu VSV theo chất lượng 11/CN     Nước chiếm 80 – 90% trong Bia. Đối với nhà máy bia Hà Nội nguồn nước có vai trò đặc biệt trong công nghệ sản xuất góp phần tạo nên thương hiệu riêng của công ty. II Nguyên liệu thay thế Để hạ giá thành sản phẩm, cải tiến mùi vị của Bia. Trong công nghệ sản xuất người ta thường dùng một số nguyên liệu để thay thế cho Malt Đại Mạch. Các nguyên liệu thay thế được chia làm 2 nhóm: Nhóm dạng hạt và nhóm dạng đường. 2.1 Nguyên liệu thay thế dạng hạt Các loại ngũ cốc dùng thay thế Malt đại mạch chủ yếu là Tiểu Mạch, Gạo tẻ. Ngô. Các loại này được dùng ở trạng thái chưa ươm mầm và đưa vào chế biến dưới dạng bột nghiền mịn, phối trộn cùng bột Malt. Tỷ lệ thay thế ở các nước trung bình hiện nay là 30%, nếu lượng thay thế nhiều hơn thì phải tính toán để bổ sung thêm Enzim. 2.1.1 Gạo tẻ Ở nước ta nguyên liệu thay thế chủ yếu cho Malt đại mạch là Gạo tẻ. Gạo trước khi đưa vào sản xuất phải được kiểm tra chất lượng. Một số chỉ tiêu của Gạo trong quá trình sản xuất. Chỉ tiêu cảm quan của Gạo: Tạp chất thô: không có ( cát sỏi lớn, rơm, rác) Độ ẩm: 12 - 14 % Màu sắc: Màu trắng, không có mối, mọt, không có hạt bị mốc Mùi vị: Không có mùi hôi Thành phần của gạo tính theo % chất khô STT  Thành phần  Hàm lượng   1  Tinh bột  70 – 75%   2  Các loại đường  2 – 5%   3  Protit  7 – 8%   4  Chất béo  1 – 1.5%   5  Chất khoáng  1 – 1.2%   6  Độ hòa tan  80 – 85%   Do thành phần của gạo chứa nhiều tinh bột, ít protit do đó trong quá trình nấu ta thu được một lượng lớn các chất hòa tan( khoảng 85% chất khô) nếu tỉ lệ nguyên liệu thay thế khoảng 30% hoàn toàn có thể thu được sản phẩm Bia có chất lượng không thua kém sản phẩm Bia sản xuất từ Malt đại mạch. Nếu muốn tỉ lệ nguyên liệu thay thế nhiều hơn phải tính toàn đến yếu tố công nghệ. 2.1.2 Các nguyên liệu khác Trong quá trình sản xuất Bia nguyên liệu thay thế Malt đại mạch lý tưởng là Tiểu Mạch nhưng ở nước ta không trồng được nên nguyên liệu thay thế chủ yếu cho Malt là Gào tẻ. Ngoài ra có một số cơ sở sản xuất còn dùng nguyên liệu thay thế Malt đại mạch là ngô. Nhưng tỉ lệ dùng Ngô làm nguyên liệu thay thế là ít vì phôi của Ngô lớn, hàm lượng chất béo nhiều, dẫn đến khó lọc và làm giảm độ bền keo cũng như khả năng tạo bọt của Bia. 2.2 Nguyên liệu thay thế dạng đường Ngoài các loại nguyên liệu thay thế dạng hạt ở trên, trong công nghiệp sản xuất Bia còn sử dụng một số loại nguyên liệu thay thế dạng đường hoặc bán thành phẩm chế biến từ đường. Các loại nguyên liệu này được bổ sung trực tiếp vào dịch đường trong quá trình nấu hoa Houblon. Một số loại đường thường dùng là: Đường Mía và đường Củ Cải ( Saccaroza) lượng thay thế không vượt quá 20% so với lượng chất khô đã được chiết từ Malt vào dịch đường. Đường thủy phân Glucoza lượng thay thế là 10 – 15% Đường Invertaza dùng trong sản xuất Bia đen làm tăng cường độ màu Xiro tinh bột lượng thay thế khoảng 10 – 15% Nhà máy Bia Hà Nội nhập nguyên liệu đường ở Công ty Mía Đường Sơn Dương. Bảng chỉ tiêu chất lượng và cảm quan: STT  Thành phần  Hàm lượng   1  Độ Pol  > 99.7%   2  Đường khử  < 0.1%   3  Chất tro  < 0.07%   4  Độ ẩm  < 0.06%   5  Độ màu  70 – 120%   III Các nguyên liệu phù trợ Những chất này sử dụng dưới dạng nguyên liệu phụ nhằm khắc phục những yêu cầu kỹ thuật cần thiết mà trong quá trình sản xuất chưa đạt được. Nhóm chất để xử lý nước cứng như: Than hoạt tính, các muối Na2SO4, NaSO3, NaCl, Al2( SO)3. Nhóm các ionit vô cơ như: silicat tự nhiên –zeolit, permutit. Nhóm các ionit hữu cơ như: simpho cacbon, vofatit… Nhóm các chất sát trùng nước và điều chỉnh PH: Gồm các dung dịch Cl, H2SO4 và H3PO4 Nhóm chất sát trùng vệ sinh thiết bị máy móc như axit, bazo Nhóm các chất dùng trong thu hồi CO2 như NaOH, KMnO4, than hoạt tính Nhóm các chất chống oxi hóa Bia như axit Ascorbic… Nhóm các chế phẩm Enzim dùng trong quá trình hồ hóa, đường hóa để thủy phân tinh bột. Nhóm các chất trợ lọc dùng trong quá trình lọc trong Bia như: Polyclar, Bencogur, Eribasi ở dạng ủ thô và mịn, ngoài ra dùng loại Eribast để bảo quản. … Phần II: Kỹ thuật sản xuất Bia A. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất Bia B. Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ I. Chuẩn bị nguyên liệu 1. Sàng nguyên liệu: 1.1 Mục đích: Mục đích của quá trình sàng là làm sạch sơ bộ và làm sạch nguyên liệu trước khi mang nguyên liệu đi nghiền. Nguyên lý của quá trình sàng là dùng sàng tuần hoàn có đầu vào và đầu ra có hút khí 1.2. Thiết bị sàng nguyên liệu 1.2.1 Cấu tạo thiết bị (kèm theo hình vẽ) Đường kính các lỗ sàng là 1.2 m, hình bầu dục. Hộp sàng lắc tự do được treo bằng các thanh nhựa và được truyền động từ bánh đà. Việc làm sạch các sàng nhờ vào các bi cao su, có sự hút khí đầu ra để làm sạch bụi 1.2.2. Nguyên lý hoạt động Nguyên liệu cần làm sạch qua ống nhập liệu rồi tới sàng sơ bộ, các phần tử lớn hơn lỗ sàng được sàng lọc và đưa ra ngoài thông qua máng trượt và lấy ra ở 2. Nguyên liệu được làm sạch sẽ đi xuống sàng chính ở phía dưới và lấy ra ở 1. Phần nguyên liệu nhỏ hơn lỗ sàng chính sẽ lọt xuống sàng ở phía dưới sàng chính qua máng trượt và được lấy ra ở 3. Sản phẩm sau khi được làm sạch được đưa tiếp đến hệ thống sấy (sàng đứng) đặt tại đầu ra của máy. Tại đây nguyên liệu sạch được hút hết bụi. 1.3 Một số sự cố thường xảy ra trong quá trình vận hành: - Sản phẩm bị dồn đọng ở đường vào nguyên liệu, khắc phục bằng cách điều chỉnh lượng nguyên liệu ở đầu vào. - Khí hút đầu ra không đủ dẫn đến sự phân loại đầu tiên có quá nhiều hạt nhẹ - khí hút đường ra quá lớn, hoặc lắp sai sàng dẫn đến khí bay ra có lẫn nhiều bột Sàng không sạch do bị mất cao su…Ngoài ra còn một số sự cố khác. 2. Tách đá trong nguyên liệu 2.1. Mục đích Mục đích của quá trình là tách đá ra khỏi nguyên liệu, nâng cao chất lượng nguyên liệu. Thiết bị tách đá làm việc theo nguyên lý lực trọng trường. 2.2. Thiết bị 2.2.1. Cấu tạo Cấu tạo thiết bị tách đá gồm: Bộ phận làm việc chính của máy là 2 tấm sàng rung đặt chồng lên nhau trong buồng chân không Sàng tách đá chia ra làm 3 phần có kích thước khác nhau, vùng 1: 2mm, vùng 2: 2.5mm, vùng 3: 1mm Sàng dưới có đường kính 1mm 2.2.2. Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu được đưa vào máy qua máng nhập nguyên liệu, nhờ thiết bị phân phối đặt tại đầu vào mà nguyên liệu được phân bố đồng đều trên khắp bề rộng của bề mặt sàng trên. Sàng trên lại có 3 vùng khác nhau được phân biệt bằng kích thước của từng vùng trên lỗ sàng. Khi nguyên liệu ở sàng trên với sự kết hợp giữa khí thổi từ dưới lên với độ rung của hộp D nguyên liệu được phân bố đều trên bề mặt sàng, đá, sỏi và các hạt nguyên liệu có kích thước lớn rơi xuống sàng thấp, những hạt nguyên liệu nhẹ được lấy ra ở cửa Q. Những tạp chất nhẹ được chuyển cùng khí đi qua ống hút 4 ra phía ngoài. Sàng dưới có sự phân loại đá, sỏi ra khỏi nguyên liệu bằng một van điều chỉnh đặt trên cửa loại bỏ đá. 2.3 Một số sự cố xảy ra trong quá trình vận hành thiết bị: Khối lượng hạt quá lớn bị loại ra ở đầu ra đá, cách khắc phục là điều chỉnh thanh treo hộp rung cho đến khi hạt được tách ra khỏi đá Không khí vào nhiều làm cản trở độ xả của đá, lượng sản phẩm hút ra ở cửa thoát khí nhiều. Cách khắc phục là điều chỉnh độ hút không mở van hút quá lớn. 3. Nghiền nguyên liệu Nghiền nguyên liệu gồm có quá trình nghiền Malt và quá trình nghiền gạo. 3.1. Mục đích Mục đích của quá trình nghiền là làm dập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước làm cho sự xâm nhập của nước vào thành phần của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa và quá trình thủy phân khác nhanh hơn và triệt để hơn. 3.2. Yêu cầu của quá trình nghiền 3.2.1. Yêu cầu của quá trình nghiền Malt: Trong quá trình nghiền Malt càng bảo toàn nguyên vỏ Malt bao nhiêu càng tốt bấy nhiêu. Thứ nhất, nếu nghiền vỏ quá mịn lượng chất đắng, chất chát trong vỏ dễ hòa tan vào dịch đường gây cho bia có vị đắng và chát khó chịu. Thứ hai, lớp vỏ trấu đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành màng lọc, nhờ có vỏ trấu lớp lọc được kết cấu rất chắc nhưng vẫn đảm bảo đủ độ xốp để tạo thành các mương mao dẫn đi theo đường ziczăc. Dịch đường ở phía trên màng lọc sẽ chảy theo các đường ziczăc xuyên qua lớp lọc đạt đến độ trong cần thiết và giải phóng khỏi hỗn hợp. Nếu các cấu tử của vỏ trấu bị nghiền nhỏ quá thì độ dài đường ziczăc sẽ ngắn hơn, khả năng lọc trong sẽ kém hơn, các mương dẫn dễ bị tắc, kết quả dẫn đến là hiệu quả của quá trình lọc kém hơn. Nếu nghiền vỏ quá to quá trình lọc sẽ kéo theo nhiều bột, cặn do đó dịch lọc sẽ bị đục, quá trình lọc không đạt yêu cầu. Phần nội nhũ của Malt chứa chủ yếu là tinh bột, dextrin, đường, protein, các sản phẩm thủy phân của protein… và các hợp chất khác. Các hợp chất này là nguồn chính cung cấp các chất hòa tan cho dịch đường. Trong công ty bia Hà Nội sử dụng máy lọc khung bản để lọc bã Malt nên nội nhũ của Malt được nghiền nhỏ là rất tốt, nhưng cũng tùy thuộc vào chất lượng của Malt để quyết định mức độ nghiền mịn hay thô của phần nội nhũ. Nếu Malt chất lượng tốt mức độ nghiền có thể thô hơn Malt chất lượng kém. Tuy nhiên cũng không nên nghiền phần nội nhũ quá mịn vì phần cháo trong màn lọc sẽ nén rất chặt, thể tích của chúng ít, sẽ cản trở việc lọc dịch và đến lúc rửa bã Malt sẽ không chiết rút hết các thành phần dinh dưỡng ở trong đó. Không nên nghiền phần nội nhũ quá thô sẽ kéo dài thời gian đường hóa, dịch đường thu được có nồng độ đường không đạt yêu cầu. Yêu cầu của bột nghiền: - Vỏ: 7 – 11% - Tấm lớn: 3 – 6% - Tấm bé I: 28 – 38% - Tấm bé II: 20 – 30% - Bột thô: 8 – 11% - Bột mịn: 17 – 22% 3.2.2. Yêu cầu của quá trình nghiền gạo. Gạo tẻ ngày càng được sử dụng nhiều nhằm thay thế một lượng đáng kể Malt đại mạch. Đặc điểm chung của các loại gạo là tinh bột của chúng chưa được đồ hóa, chưa được tác dụng bởi các quá trình Enzim. Cấu trúc tinh bột của chúng rất cứng, nếu cứ để ở trong trạng thái như thế chúng rất khó bị thủy phân. Để chiết ly được nhiều nhất chất hòa tan từ nguyên liệu gạo người ta phải nghiền nhỏ gạo trước khi mang đi hồ hóa. Yêu cầu của bột nghiền: Tấm lớn: 15% Tấm bé: 40% Bột: 45% Có 3 phương pháp nghiền nguyên liệu là: Nghiền khô, nghiền phun ẩm vào nguyên liệu và nghiền ẩm. Trong nhà máy Bia Hà Nội sử dụng phương pháp nghiền khô. 3.3. Thiết bị nghiền nguyên liệu Thông thường thường các nhà máy sản xuất Rượu – Bia thường sử dụng thiết bị nghiền Malt là máy nghiền trục, còn máy nghiền nguyên liệu phụ ( gạo ) là máy nghiền búa. Nhưng trong nhà máy bia Hà Nội sử dụng máy nghiền búa để nghiền cả Malt và gạo với công suất như sau: - Công suất nghiền Malt: 4 tấn/h - Công suất máy nghiền Gạo: 2.5 tấn/h 3.3.1. Cấu tạo máy ngihền búa (kèm theo hình vẽ) 3.3.2. Nguyên tắc hoạt động Nguyên liệu Malt và Gạo sau khi được làm sạch ở máy sàng và máy tách đá được chuyển xuống tầng 4 cân và đưa vào máy nghiền tùy theo từng mẻ. Nguyên liệu được đưa vào qua phễu nạp liệu, tấm ghi sẽ làm nhiệm vụ phân phối theo chiều rộng của máy và hạn chế khả năng của nguyên liệu văng lên khi búa quay. Khi máy làm việc thì các đĩa treo búa sẽ quay quanh trục kéo theo chuyển động của búa làm cho nguyên liệu bị va đập và chà sát vào thành trong của vỏ máy và búa. Các nguyên liệu có kích thước nhỏ lọt được qua lưới sàng sẽ được hút ra ngoài. Các nguyên liệu có kích thước lớn sẽ được tiếp tục nghiền trong máy. Má nghiền phụ có tác dụng làm tăng cường lực va đập và chà sát của nguyên liệu vào bên trong thành máy. Nắp máy có thể tháo rời, mở ra được để thay thế các búa và lưới sàng 3.4. Một số sự cố xảy ra và biện pháp giải quyết khi máy làm việc: - Khi máy làm việc bị tắc trong buồng nghiền, nguyên liệu còn nguyên cả hạt, nguyên liệu nghiền có kích thước không đạt yêu cầu. - Cháy nổ máy Cách khắc phục: Cho nguyên liệu nghiền lại. Kiểm tra định kỳ máy móc, có hệ thống chống cháy nổ và hệ thống tách từ tính để tránh làm tắc trong buồng nghiền. II. Công đoạn chuẩn bị dịch lên men 1. Quá trình hồ hóa Gạo sau khi được nghiền nhỏ sẽ được xử lý hồ hóa trước khi mang đi đường hóa. 1.1 Mục đích. Mục đích của quá trình hồ hóa là dùng nhiệt dộ cao để nấu chin tinh bột gạo và nhờ sự hoạt động của Enzim thủy phân trong 10% Malt lót để phân cắt các hợp chất cao phân tử có trong gạo, phá vỡ màng tế bào của tinh bột và làm đứt các liên kết giữa chúng để tạo ra các cấu tử thấp phân tử dễ hòa tan vào nước và trở thành chất chiết của dịch đường. Các loại gạo khác nhau có độ bền của màng tế bào không giống nhau do đó đối với mỗi mẻ nguyên liệu phải có chế độ hồ hóa thích hợp 1.2 Thiết bị hồ hóa 1.2.1. Cấu tạo thiết bị hồ hóa (kèm theo hình vẽ) Nhà máy Bia Hà Nội sử dụng nồi nấu 2 vỏ để hồ hóa nguyên liệu phụ (Gạo) trước khi chuyển sang nồi đường hóa. Các thông số cơ bản của nồi hồ hóa như sau: Đường kính nồi: 2.5m Chiều cao nồi: 1.8m Thể tích nồi: Đường kính ống vào: 9cm Đường kính ống ra: 10cm Đường kính ống dẫn nhiệt: 6cm Thời gian hồ hóa: • Mô tả thiết bị hồ hóa: Nồi hồ hóa có thân hình trụ làm bằng Inoc, có lớp bảo ôn bên ngoài giữ nhiệt, Bên trong thiết bị có: 4 cánh khuấy hình mái chèo đặt so le nhau ở trên, 1 cánh khuấy chân vịt ở đáy nồi. Hệ thống cánh khuấy giúp khuấy trộn bột tiếp xúc với nhiệt để bột chín đểu và không bị vón cục, cánh khuấy chân vịt khuấy bột ở đáy nồi tránh bị cháy bột. Động cơ khuấy giúp cánh khuấy hoạt dộng được gắn ở trên đỉnh của nồi. Hệ thống đường ống cấp hơi khi nấu, trên ống hơi có những lỗ nhỏ giúp cho quá trình phun hơi vào nồi đều hơn, tránh cháo bị chin cục bộ ở nơi được cấp hơi nhiều. Hệ thống đường ống, van xả nguyên liệu vào và ra, ống thoát hơi khi nấu. Ngoài các bộ phận chính kể trên, trên thân nồi có gắn đồng hồ đo áp suất, nhiệt độ, van lấy mẫu đi kiểm tra, cửa và đèn quan sát bên trong nồi. Nội quy vận hành an toàn nồi nấu nguyên liệu Trước khi vận hành phải kiểm tra toàn bộ nồi gồm hệ thống ống, van dẫn và xả nguyên liệu, van hơi, động cơ khuấy. Khi an toàn mới được vận hành Trước khi tiến hành cấp nước ngâm bột gạo phải vệ sinh thiết bị trước. mở hơi nhẹ trước 5 phút để sát trùng nồi, khi bơm đủ nước đáy ta tiến hành cấp bột và nước theo tính toán của phòng công nghệ. Nước đưa vào nồi để ngâm bột có nhiệt độ là 45oC tiến hành ngâm bột gạo trong thời gian 15 phút Cho cánh khuấy hoạt động trước 5 phút trước khi cấp bột. Trong quá trình cấp bột phải chú ý đóng van xả nguyên liệu Sau 15 phút ngâm bột tiến hành cấp hơi nóng vào nồi nâng nhiệt độ bắt đầu quá trình hồ hóa, phải chú ý xả hơi nóng từ từ để không bị rung động mạnh. Lấy mẫu đi phân tích qua van lấy mẫu nếu đạt yêu cầu sẽ chuyển sang nồi đường hóa. Yêu cầu phải thường xuyên có người theo dõi quá trình nấu. Sau mỗi ca nấu phải vệ sinh nồi sạch sẽ, khi có người chui vào nồi phải có biển báo an toàn. Tiến hành hồ hóa Nhà máy Bia Hà Nội sử dụng Malt lót để hỗ trợ quá trình thủy phân bột Gạo thành đường đơn giản và các Dextrin bậc thấp. tỷ lệ phối trộn bột với nước theo tỉ lệ 1: 4. Sau khi đã vệ sinh thiết bị sạch sẽ và kiểm tra tổng thể động cơ tiến hành bơm nước vào nồi nấu, cho cánh khuấy hoạt động và tiến hành cấp hơi. Khi lượng nước trong nồi được khoảng 20cm ta tiến hành xuống bột Gạo + 10% Malt lót (lấy từ lượng Malt nấu) và bắt đầu nâng nhiệt độ lên 45oC. Nhờ các vít tải nguyên liệu từ các Xilô bột được đưa vào nồi hồ hóa, tốc độ cánh khuấy lúc này đạt 60% khuấy trộn đều nguyên liệu với nước tránh hiện tượng vón cục của bột gạo và malt. Khi nhiệt độ trong nồi đạt 45oC điều chỉnh lượng hơi vào để giữ nhiệt độ 45oC trong vòng 15 phút (quá trình ngâm bột). Sau đó ta bắt đầu nâng nhiệt độ nồi hồ hóa lên 86oC, điều chỉnh lượng hơi vào giữ ở nhiệt độ này trong vòng 19 phút tốc độ cánh khuấy đạt 90% trong vòng 2 phút. Sau đó tiếp tục duy trì ở nhiệt độ này trong vòng 28 phút với vận tốc cánh khuấy đạt 60%. Sau khoảng thời gian quy định ta bắt đầu hạ nhiệt độ nối hồ hóa xuống 72oC trong 5 phút, tốc độ cánh khuấy đạt 90% rồi giữ nhiệt độ 72oC trong vòng 30 phút tốc độ cánh khuấy đạt 90%. Dưới tác dụng của hệ Enzim trong Malt lót sẽ thủy phân tinh bột Gạo, phá vỡ lớp thành tế bào và chuyển hóa một số chất cao phân tử thành dạng thấp phân tử dễ hòa tan. Tiếp tục gia tăng nhiệt để tăng nhiệt độ lên 95oC lúc này hơi ở đáy đạt 75%, hơi đỉnh là 50%, tốc độ cánh khuấy là 90%. Tiếp theo nâng nhiệt độ lên 98oC hơi đáy là 60%, hơi đỉnh là 40%, rồi lên 99.9oC hơi đáy là 40%, hơi đỉnh là 30%. Đun sôi nồi cháo ở 100oC trong 60 phút lúc đó hơi đáy là 15%, hơi đỉnh là 15%, tốc độ cánh khuấy đạt 100%. Để nồi cháo sôi bùng lên làm chín hoàn toàn tinh bột, lớp thành tế bào bột gạo bị phá vỡ hoàn toàn. Kiểm tra chất lượng dịch cháo trước khi chuyển 40% lượng cháo trong nồi hồ hóa sang nồi đường hóa. Lượng cháo còn lại trong nồi tiếp tục duy trì ở nhiệt độ 100oC trong vòng 30 phút rồi chuyển nốt lượng cháo trong nồi hồ hóa sang nồi đường hóa. Mục đích của việc chuyển cháo từng phần nhằm thủy phân triệt để lượng tinh bột Gạo thành các đường đơn giản. Kết thúc quá trình hồ hóa tiến hành vệ sinh thiết bị để chuẩn bị cho mẻ nấu mới. Dịch cháo được coi là chin nếu: Cháo có mùi thơm nhẹ đặc trưng của Gạo, màu vàng rơm, nếu cháo có màu tối sẫm, mùi khét, vị đắng là cháo bị cháy, mùi ngái thì nguyên liệu chưa chín Ngoài kiểm tra bằng cảm quan còn kiểm tra bằng hóa học. Kiểm tra độ Iod bằng cách lấy dịch cháo rồi thả Iod ( theo tính toán) vào dịch, nếu dịch cháo chuyển sang màu vàng là được. thông thường hay kiểm tra theo kinh nghiệm của cán bộ, công nhân nấu hoặc lấy một ít dịch cháo đổ qua lớp vải lọc nếu dịch chảy đều và róc là được. 1.3. Các sự cố xảy ra và cách khắc phục trong quá trình hồ hóa Trong quá trình hồ hóa hay xảy ra hiện tượng cháo bị trào ra ngoài do nhiệt độ cao trong quá trình đun sôi. Để khắc phục sự cố này tiến hành cấp nước lạnh vào, mở van xả hơi, tạm thời ngừng cấp hơi. Sau đó mới từ từ điều chỉnh lại hơi vào nồi Cháo bị vón cục, bột rơi vào các ổ trục cánh khuấy, van xả dịch bị tắc, cháo bị dính dầu mỡ. Khi van xả bị tắc phải tiến hành ngừng xả kiểm tra lại van. Cháo bị cháy ít trộn lẫn vào các mẻ nấu khác, nếu bị cháy nhiều phải bỏ đi để đảm bảo yêu cầu công nghệ. • Trong nhà máy Bia Hà Nội sử dụng hệ thống nấu với độ tự động hóa cao do đó rất ít xảy ra các sự cố về công nghệ trong quá trình sản xuất. • Để đạt được hiệu quả cao trong quá trình hồ hóa thường bổ sung muối kiềm và muối trung tính để tạo độ chua và pH thích hợp cho Enzim hoạt động mặt khác để giảm nhiệt độ hồ hóa ( nhà máy Bia Hà Nội sử dụng muối CaCl2). Có nhiều biến đổi làm thay đổi bản chất của nguyên liệu trong quá trình hồ hóa vì vậy trong quá trình hồ hóa phải thường xuyên theo dõi, kiểm tra đặc biệt là tăng, giữ nhiệt độ phù hợp tránh các sự cố xảy và nâng cao hiệu suất thu hồi 2 Quá trình đường hóa 2.1 Mục đích Mục đích của quá trình đường hóa nguyên liệu là tạo các vùng nhiệt độ thích hợp cho hệ thống Enzim hoạt động để phân cắt các hợp chất cao phân tử có trong Malt và gạo thành các sản phẩm thấp phân tử để cùng với các cấu tử thấp phân tử đã có sẵn trong nguyên liệu hòa tan bền vững vào dịch đường. Thành phần của dịch đường gồm 93% chất hữu cơ chủ yếu là đường và dextrin bậc thấp, 7% các chất vô cơ. Thực chất của các quá trình ở giai đoạn này là sự thủy phân các hợp chất cao phân tử dưới sự xúc tác của các Enzim. 2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đường hóa Đường hóa là một quá trình sinh hóa rất phức tạp xảy ra dưới tác dụng của hệ Enzim có sẵn trong nguyên liệu Malt và 1 phần lấy từ chế phẩm Enzim (Enzim bổ sung). Những quá trình Enzim quan trọng nhất là sự thủy phân tinh bột, Protein, và các hợp chất chứa photpho do đó quá trình đường hóa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, pH của dịch cháo, nồng độ cơ chất và một số yếu tố khác. 2.2.1 Nhiệt độ Quá trình đường hóa là quá trình Enzim và mỗi Enzim hoạt động ở một vùng nhiệt độ khác nhau. Để quá trình đường hóa đạt hiệu suất cao phải tạo điều kiện nhiệt dộ thích hợp cho các Enzim hoạt động và ở mỗi vùng nhiệt độ phải dừng ở một thời gian thích hợp để Enzim phát huy tác dụng hết khả năng. Bảng nhiệt độ tối ưu và thời gian giữ nhiệt thích hợp đối với một số Enzim như sau: STT  Tên Enzim  Nhiệt độ ( oC)  Thời gian giữ nhiệt (phút)   1  Proteaza  48 ÷ 52  20 ÷ 25   2  β-amylza  63 ÷ 65  45 ÷ 60   3  α-amylaza  73 ÷ 75  15 ÷ 30   Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng đến tốc độ dường hóa, hiệu suất đường hóa mà còn ảnh hưởng đến tỉ lệ các thành phần của dịch đường. Khi tăng nhiệt độ đường hóa lên một giới hạn nhất định tốc độ đường hóa sẽ nhanh hơn, nhưng nếu tiếp tục tăng cao quá giới hạn thì hoạt lực của các Enzim sẽ bị giảm, quá trình đường hóa bị chậm lại hoặc ngừng hẳn. Nếu nhiệt độ dường hóa thấp kéo dài thời gian đường hóa, các Enzim hoạt động kém. Khi giữ nhiệt độ đường hóa ở 62 ÷ 63oC thì hàm lượng đường maltoza tạo thành là nhiều nhất, Dịch đường giàu maltoza có khả năng lên men nhanh và giữ được các tế bào nấm men lơ lửng trong dịch đường lâu hơn. Nếu đường hóa ở nhiệt độ 72 – 75oC trong khoảng thời gian lâu hơn thì dịch đường chứa nhiều dextrin và độ lên men tới hạn thấp. Nhiệt độ và thời gian nghỉ trong quá trình nấu có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của dịch đường. Do đó trong quá trình hồ hóa phải theo dõi thường xuyên những biến đổi xảy ra để điều chỉnh cho phù hợp 2.2.2 Ảnh hưởng của pH Mỗi một Enzim hoạt động tối thích ở một vùng nhiệt độ khác nhau α- amylaza là 5.5 – 5.8, β- amylaza là 4.8 – 5.0. Vì vậy ta không thể tạo được một môi trường đồng thời một lúc tối ưu pH đối với tất cả các Enzim trong thực tế sản xuất vùng pH từ 5.3 – 5.5 được xem là vùng pH chấp nhận được đối với tất cả các Enzim. Trong trường hợp sử dụng nhiều nguyên liệu thay thế khoảng > 30% thì pH chung khoảng 6.3. Tuy nhiên pH tối ưu của các Enzim phụ thuộc vào nhiệt độ của dịch cháo, khi ta tăng nhiệt độ của dịch cháo thì pH tối ưu của các Enzim cũng tăng theo. Khi pH cao cơ chất bị phân cắt không triệt để, hiệu suất thu hồi chất hòa tan thấp, khó lọc bã, dịch đường đục, bia thành phẩm có độ bền keo kém, hương và vị không hài hòa, không đặc trưng. Khi dịch đường trong quá trình đường hóa có độ pH thấp lượng đường Maltoza tạo thành sẽ tăng lên và lượng dextrin giảm đi. Khi độ pH của dịch cháo mà tương ứng với độ pH tối thích của các Enzim thủy phân thì quá trình đường hóa sẽ diễn ra rất nhanh, giảm thời gian đường hóa, hiệu suất thu hồi cao. 2.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất Nồng độ dịch cháo có ảnh hưởng khá mạnh tới khối lượng và chất lượng của các sản phẩm thủy phân do sự phân cắt của hệ Enzim thủy phân trong quá trình đường hóa. Nếu dịch cháo càng loãng thì lượng đường tạo ra càng nhiều đặc biệt là nhóm đường thấp phân tử có khả năng lên men được, nhưng hoạt động của Enzim Proteaza kém hơn trong dịch cháo đặc. Khi đường hóa dịch cháo đặc thì lượng maltoza sẽ thu được nhiều hơn so với dịch cháo loãng. Nồng độ Enzim có ảnh hưởng lớn tới sản phẩm của quá trình đường hóa. Bằng cách điều chỉnh khối lượng hoạt tính của Enzim và các điều kiện về nhiệt độ, pH… có thể tạo ưu thế cho sự hoạt động của các Enzim này hoặc các Enzim khác. Thông qua đó có thể thủy phân đến cùng hoặc thủy phân cục bộ của các chất riêng biệt. 2.2.4 Ảnh hưởng của thời gian đường hóa Hoạt tính của Enzim không giống nhau trong suốt quá trình đường hóa và chia ra làm 2 giai đoạn: Hoạt tính của Enzim mạnh nhất sau 10- 20 phút, sau 40- 60 phút hoạt tính của Enzim sẽ giảm. 2.3 Thiết bị đường hóa 2.3.1. Cấu tạo thiết bị đường hóa Thiết bị đường hóa là để đường hóa và đun sôi từng phần của khối cháo. Thiết bị đường hóa được trang bị áo hơi để gia nhiệt, áp suất hơi trên đường ống là 4 ÷ 5kg/cm3, áp suất hơi giữa hai vỏ thường phải đạt là 2.5 ÷ 3kg/cm3, hệ thống truyền động và cánh khuấy được đặt ở phía dưới để tránh dầu mỡ chảy, các đường ống nước nóng, lạnh, cửa quan sát, van an toàn, nhiệt kế, áp kế…được bố trí trên thân thiết bị, Thiết bị đường hóa và hồ hóa có cấu tạo như nhau chỉ khác nhau về kích thước. Kích thước nồi đường hóa là 2.5m x 2.8m Tốc độ cánh khuấy từ 16 ÷ 32 vòng/phút 2.3.2. Tiến hành đường hóa Trước khi kết thúc quá trình hồ hóa 20 phút người ta bắt đầu vận hành nồi Đường hóa. Đầu tiên kiểm tra vận hành an toàn thiết bị, vệ sinh lại thiết bị sau đó cấp nước vào nồi theo tính toán của phòng công nghệ. Nước cấp vào nồi đường hóa được lấy từ tank chứa nước 32oC, sau đó bật cánh khuấy, Malt bột trong các Xilo chứa bột được vít tải đưa vào nồi đường hóa phối trộn cùng nước theo lượng đã tính toán tùy thuộc vào từng mẻ nấu. Tỷ lệ phối trộn của Malt và nước là 1:5 hỗn hợp Malt nước được hệ thống cánh khuấy trộn đều và được duy trì ở nhiệt độ 30oC trong nồi hồ hóa 15 phút ( quá trình ngâm Malt nhằm mục đích giải phóng các Enzim khỏi trạng thái nghỉ chuyển sang trạng thái hoạt động nâng cao hiệu suất đường hóa). Quá trình đường hóa được diễn ra theo 3 giai đoạn. Giai đoạn 1: Giai đoạn đạm hóa. Kết thúc quá trình ngâm malt sau 15 phút hỗn hợp Malt + nước trong nồi đường hóa đang ở nhiệt độ 30oC tốc độ cánh khuấy trong nồi đạt 90%, người ta tiến hành phóng 40% cháo ở nồi hồ hóa sang nồi đường hóa làm nhiệt độ trong nồi đường hóa tăng từ 30oC lên 52oC và duy trì nhiệt độ này trong nồi đường hóa 30 phút. Trong quá trình đạm hóa Enzim pectinaza và proteaza hoạt động mạnh thủy phân protit đơn giản và phức tạp thành albumin, pepton, polypeptit và sau đó thành các axit amin. Các sản phẩm này giúp cho Bia có khả năng giữ bọt tốt, tạo hương vị đậm đà. Đặc biệt các axit amin là nguồn cung cấp thức ăn chứa Nito cho nấm men hoạt động trong quá trình lên men. Khoảng nhiệt độ thích hợp cho các Enzim hoạt động thủy phân tạo nhiều đạm hòa tan bền vững và các axit amin là 48 – 52oC. Giai đoạn 2: Giai đoạn đường hóa Sau khi kết thúc 30 phút của quá trình đạm hóa ta bơm nốt lượng cháo trong nồi hồ hóa sang nồi đường hóa làm cho nhiệt độ của nồi đường hóa tăng từ 52oC lên 65oC bắt đầu quá trình đường hóa. Quá trình đường hóa kéo dài 30 phút. Trong khoảng nhiệt độ này Enzim β-amylaza hoạt động mạnh phân cắt hợp chất amyloza và amylopectin thành đường Maltoza, dextrin và một ít glucoza. Kết thúc quá trình đường hóa nâng nhiệt độ lên 75oC và duy trì nồi đường hóa ở nhiệt độ này trong vòng 40 phút để tiến hành giai đoạn dịch hóa. Giai đoạn 3: Giai đoạn dịch hóa Giai đoạn dịch hóa nhằm giữ nhiệt độ yêu cầu cho Enzim α- amylaza hoạt động phân cắt cơ chất. Enzim này phân cắt tinh bột theo 2 giai đoạn. Giai đoạn 1: Cắt tinh bột thành dextrin Giai đoạn 2: Cắt một phần dextrin thành glucoza Sản phẩm cuối cùng của quá trình thủy phân là glucoza và dextrin, nhờ quá trình này độ nhớt của tinh bột giảm nhanh chóng vì hầu hết tinh bột đã bị cắt thành dextrin, Amylaza phân cắt tinh bột qua 6 gốc đường. Kết thúc quá trình đường hóa tinh bột được thủy phân thành Maltoza, dextrin…các hợp chất hòa tan có thể lên men được. 2.4 Các biến đổi cơ bản xảy ra trong quá trình đường hóa: Quá trình thủy phân tinh bột: Tinh bột khi tiếp xúc với nước chúng hút nước nhanh và trương nở khi nhiệt độ của nước tăng. Nhiệt độ mà tại đó hệ số trương nở của tinh bột cao nhất, độ nhớt lớn nhất gọi là điểm hồ hóa. Điểm hồ hóa của bột Malt là 75 – 80, điểm hồ hóa của gạo là 80 – 85. Sự biến đổi protit: Các Enzim thủy phân protit là proteaza, peptitdaza trong đó quá trình thủy phân protein là quan trọng nhất. Các Enzim thủy phân protit có tính chịu nhiệt kém nên quá trình đường hóa giữ ở nhiệt độ cao sẽ làm giảm hoạt lực của Enzim. Nếu giữ ở nhiệt độ 48- 50oC thích hợp cho việc tạo ra axit amin. Ở nhiệt độ 56 – 58oC thích hợp cho việc tạo ra aminoza và pepton, polypeptit. Một số biến đổi khác: Ngoài những quá trình Enzim trong quá trình đường hóa còn xảy ra sự thủy phân các axit béo, các hợp chất phospho, sự biến tính, keo tụ, và sự kết lắng của Protein. Quá trình này xảy ra nhằm loại bỏ được Protein có phân tử lượng cao ra ngoài tránh làm đục bia sau này. Quá trình đường hóa diễn ra là sự kết hợp của Protein với đường khử tạo ra mùi thơm đặc trưng, làm tăng cường độ màu cho sản phẩm bia sau này. 2.5. Một số biện pháp nâng cao hiệu suất của quá trình đường hóa: Đường hóa thực chất là quá trình Enzim để thu được hiệu suất cao phải đảm bảo các yếu tố về nhiệt độ, pH để cho các Enzim có hoạt lực tối ưu phân cắt cơ chất. Trong nhà máy Bia Hà Nội thường sử dụng một số biện pháp sau: Xử lý nước trước khi đưa vào quá trình nấu, hạ độ kiềm bằng cách bổ sung CaCl2 Hạ pH của dịch đường hóa bằng cách bổ sung axit lactic, H3PO4 Ngoài ra một số nhà máy sử dụng chế phẩm Enzim nhằm tăng cường xúc tác thủy phân cơ chất. Nhưng trong nhà máy bia Hà Nội sử dụng Malt có chất lượng tốt nên trong quá trình đường hóa không sử dụng chế phẩm Enzim. Chỉ dùng Malt lót xúc tác cho quá trình hồ hóa tinh bột. 2.6 Yêu cầu của dịch sau khi nấu và một số sự cố xảy ra trong quá trình đường hóa. Dịch đường sau khi đường hóa phải có màu vàng rơm, có mùi thơm đặc trưng, nồng độ đường phải đạt > 10oBx. Trong quá trình vận hành có một số van bị tắc khi chuyển dịch, bột bị vón cục, máy đang vận hành bị mất điện và một số sự cố về thiết bị khác. Nhưng nhà máy Bia Hà Nội sử dụng dây truyền thiết bị có tính tự động hóa cao nên các sự cố hầu như rất ít xảy ra. 3. Quá trình lọc thô( lọc và rửa bã malt) 3.1 Mục đích Mục đích chính của quá trình lọc dịch đường là tách pha lỏng của hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo của quá trình công nghệ còn pha rắn ( bã Malt) được loại bỏ ra ngoài Mục đích của quá trình rửa bã: Dùng nước nóng khoảng 75- 78oC để hòa tan, khuếch tán các thành phần chất tan còn sót lại trong bã thu dịch đường để hạn chế tổn hao chất khô 3.2 Thiết bị lọc bã Malt 3.2.1 Cấu tạo thiết bị lọc bã Malt - Máy lọc ép (kèm theo hình vẽ) Máy lọc ép gồm các bộ phận: - Thiết bị lọc gồm 72 tấm lọc. - Bộ khung là các thanh làm bằng thép để đỡ xi lanh và gắn các tấm ép, bộ phận thủy lực. - Các rãnh chứa, dẫn dịch lọc - Thiết bị giặt vải lọc Máy lọc ép có công suất 800hl/h nhưng nhà máy mới sử dụng hết một nửa công suất 400hl/h. Máy ép sử dụng hệ thống thủy lực để tạo lực ép 3.2.2 Tiến hành lọc bã: Quá trình lọc bã gồm 2 giai đoạn. - Giai đoạn 1: Ép để tách dịch lọc - Giai đoạn 2: Rửa bã để chiết rút các chất hòa tan còn sót lại trong bã. Thường sau quá trình lọc + rửa bã dịch đường thu được có nồng độ khoảng 12%. Nồng độ dịch đường ban đầu  14  16  18  20  22   Tỷ lệ nước rửa/dịch đường ban đầu  0.7/1  1.18/1  1.2/1  1.5/1  1.9/1   Tỷ lệ này thay đổi tùy theo thời gian và lượng nước rửa bã, thời gian đun sôi và năng lượng sử dụng a. Nội quy vận hành an toàn thiết bị: Trước khi đưa dịch vào lọc phải vệ sinh thiết bị. Sau mỗi ca phải tiến hành vệ sinh, giặt các khung bản Vải lọc không được trải quá căng, qua gờ trên và gờ dưới của bản lọc màng sẽ gây cản trở cho việc hình thành các bánh lọc theo mép ghép thấp hơn Các lỗ của vải lọc phải phù hợp với các lỗ của bản lọc nếu không các tấm lọc và vải lọc có thể bị rách hỏng. Thử độ kín của máy và nâng nhiệt của máy trước 20 phút sau đó mở van tháo nước nóng ra ngoài trước khi bơm dịch vào lọc. Vải lọc tổng hợp nhạy cảm với tia cực tím do đó sẽ bị giòn theo thời gian phải được bảo quản trong phòng tối, lạnh và khô, nếu cần phải phủ thêm lớp bạt sẫm màu Tiến hành lọc: Thiết bị lọc bã Malt của nhà máy Bia Hà Nội là thiết bị hiện đại nhất trong khu vực hiện nay. Thiết bị gồm có 72 tấm lọc nhưng hiện nay mới sử dụng hết công suất của 53 tấm. Trước khi bơm dịch vào lọc tiến hành bơm nước nóng từ tank chứa vào đầy không gian tạo bởi khung và vải lọc. Mục đích của quá trình này là để vệ sinh, thử độ kín của máy và nâng nhiêt độ của máy tránh sự mất nhiệt của dịch đường đưa vào. Sau 20 phút mở van xả nước nóng ra ngoài. Khi kết thúc quá trình đường hóa, kiểm tra dịch đường đã đạt yêu cầu ta tiến hành bơm dịch sang máy lọc chú ý các van xả dịch phải ở mức độ rất nhỏ để không khí thoát ra ngoài, dịch lọc theo đường ống dẫn điền đầy vào khoảng giữa khung và vải lọc thì áp lực tăng lên 0.2 – 0.3 at các tấm ép được ép sảt vào nhau, dịch lỏng qua vải lọc chảy theo các lỗ A, B, C, D rồi qua hệ thống cân bằng áp suất đi xuống bình tạm chứa. Trong khoảng 10 – 15 phút đầu dịch lọc vẫn còn đục ta phải bơm dịch lọc hồi lưu lại nồi đường hóa để tiến hành lọc lại. Tốc độ lọc ngày càng chậm lại do áp suất dư tăng khi đó bã đã điền đầy và nén chặt khung ta tiến hành quá trình rửa bã và tháo cặn. Lượng nước rủa bã lấy khoảng 40% lượng nước nấu và có nhiệt độ khoảng 75 – 78oC. Trong thời gian bơm nước rửa bã các van xả dịch phải mở, khi bã đã thấm nước và không khí đã bắt đầu bị đuổi ra ngoài thì các van từ từ đóng lại. Sau khi nước rửa bã đã được bơm đầy thì tiến hành tháo dịch, dịch rửa bã này chứa chất hòa tan còn sót lại trong bã. Quá trình rửa bã kết thúc thì nồng độ các chất hòa tan trong dịch còn khoảng 1.0 % Nếu tiếp tục rửa bã thì một số chất đắng sẽ trích ly vào dịch đường làm cho dịch đường có mùi và vị không bình thường ảnh hưởng tới chất lượng của Bia sau này. Kết thúc quá trình lọc, bã Malt được đẩy ra khỏi máy mang đi làm thức ăn chăn nuôi. 3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc bã: Nhiệt độ lọc: Nhiệt độ khối cháo tăng thì độ nhớt giảm, tốc độ lọc sẽ tăng. Tuy nhiên nếu nhiệt độ lọc quá cao sẽ xảy ra hiện tượng biến tính và kết tủa Protein, chúng sẽ bám lên màng lọc tạo thành một kết tủa dẻo cản trở rất nhiều đến tốc độ lọc. Mặt khác nhiệt độ quá cao sẽ là điều kiện thuận lợi cho việc hồ hóa các hạt tinh bột chưa hòa tan còn sót lại trong bã, các hạt này trương nở có độ nhớt cao sẽ cản trở quá trình lọc. Độ nhớt của dịch đường: Độ nhớt của dịch đường tỉ lệ nghịch với tốc độ lọc, dịch đường có độ nhớt cao thì tốc độ lọc giảm. pH của dịch đường: trong quá trình lọc cần giữ pH tối ưu là 5.5 3.4 Một số yêu cầu kĩ thuật trong quá trình lọc bã: Dịch ép và nước rửa bã phải trong Thời gian ép bã và rửa bã càng nhanh càng tốt Nhiệt độ của khối dịch của nước ép và nước rửa không được hạ thấp xuống 65oC. Nếu trường hợp này xảy ra thì dịch hay bị nhiễm chủ yếu là nhiễm vi khuẩn lactic Nước rửa bã phải có nhiệt độ 75 – 78oC Quá trình rửa bã kết thúc thì nồng độ đường ở trong nước rửa hạ thấp dưới 2% Trong quá trình lọc và rửa bã không nên để dịch đường và bã tiếp xúc với không khí nhiều Khi lọc bã có thể xảy ra hiện tượng oxi hóa chất tanin trong vỏ Malt, để hạn chế hiện tượng này cần giữ cho bã Malt ngập trong nước 4 Quá trình nấu Hoa 4.1 Mục đích Mục đích của quá trình nấu dịch đường với hoa Houblon là trích ly chất đắng, tinh dầu thơm polyphenol, các hợp chất chứa Nitơ và các thành phần khác của hoa Houblon vào dịch đường để biến đổi dịch đường ngọt thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan của Bia sau này Hòa tan polyphenol của hoa Houblon sẽ có tác dụng kết hợp với các hợp chất Protein cao phân tử để tạo thành phức chất dạng màng nhày dễ kết lắng và sẽ kéo theo các phân tử cặn nhỏ trong dung dịch đường lắng theo. Với quá trình này độ bền keo của dung dịch tăng lên, thành phần sinh học của nó được ổn định hơn. Các hợp chất polyphenol, chất đắng, hợp chất chứa Nitơ trong hoa được trích ly sẽ là những chất tạo sức căng bề mặt có hoạt tính cao, nhờ có màng căng này bọt khí CO2 trong Bia không dễ dàng thoát khỏi bề mặt của nó. Những hợp chất này tham gia vào quá trình tạo bọt và là tác nhân chính giữ bọt cho Bia. Sau quá trình nấu dịch đường với hoa Houblon thành phần hóa học của Bia sẽ ổn định hơn có mùi thơm và vị đắng đặc trưng, gia tăng nồng độ, độ axit, cường độ màu tạo thành các chất khử và làm giảm độ nhớt của dịch đường. Điều chỉnh nồng độ đường theo yêu cầu, thanh trùng dịch 4.2 Thiết bị nấu Hoa 4.2.1 Cấu tạo (kèm theo hình vẽ) Thiết bị nấu hoa là nồi 2 vỏ có hệ thống gia nhiệt trung tâm bằng hơi. Thân hình trụ đáy nghiêng 1 góc 20o, trên nghiêng 25o. Cấo tạo gồm 1 lớp vỏ ở ngoài thường làm bằng thép không gỉ, lớp bên trong thường làm bằng thép tráng men. Các đường ống dẫn hơi vào và hơi ra được bọc một lớp cách nhiệt để đảm bảo cho quá trình an toàn lao động. Ngoài ra còn các bộ phận như van tháo nước ngưng, van hơi an toàn, đồng hồ đo áp suất và một số thiết bị khác thuận tiện cho quá trình vận hành và kiểm tra.