Đồ án: Thiết kế hệ thống nồi đun sôi dịch đường với hoa houblon gia nhiệt kiểu vỏ áo

Chia sẻ: Cẩm Nguyên | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:78

Thêm vào BST

Báo xấu

174
lượt xem 17
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án "Thiết kế hệ thống nồi đun sôi dịch đường với hoa houblon gia nhiệt kiểu vỏ áo" gồm có các nội dung chính như: Tổng quan, tính kết cấu cho các chi tiết thiết bị, truyền nhiệt, cách nhiệt, cân bằng vật chất và năng lượng,...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án: Thiết kế hệ thống nồi đun sôi dịch đường với hoa houblon gia nhiệt kiểu vỏ áo

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TP.HCM tháng 5 năm 2016
LỜI MỞ ĐẦU Bia là một loại đồ uống giải khát rất được ưa chuộng trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Được sản xuất từ nguyên liệu chính là Malt đại mạch, hoa Houblon, nước, nấm men, nguyên liệu thay thế khác. Nó có hương vị ngọt nhẹ đặc trưng cho malt, hương thơm và vị đắng dễ chịu của hoa houblon, vì vậy mà người ta rất dể dàng phân biệt nó với c ác lọai đồ uống khác. Với lớp bọt mịn, bia có tác dụng giải khát rất nhanh. Trong bia có chứa nhiều chất dinh dưỡng như protein, vitamin, chất khoáng....và rất tốt cho hệ tiêu hóa, giúp cho cơ thể khỏe mạnh nếu liều dùng thích hợp.Với những đặc tính của mình, bia đã trở thành một loại đồ uống hấp dẫn và được ưa chuộng. Trên thế giới sản lượng bia ngày càng tăng để phục vụ nhu cầu của khách hàng. Là sinh viên chuyên ngành công nghệ thực phẩm, với mong muốn nghiên cứu về công nghệ sản xuất bia, chúng em quyết định chọn đề tài Thiết kế hệ thống nồi đun sôi dịch đường với hoa houblon gia nhiệt kiểu vỏ áo. Em xin cảm ơn thầy Phan Vĩnh Hưng, cũng như các thầy cô trong trường đã truyền đạt kiến thức quý giá để chúng em có thể hoàn thành bài báo cáo này. Mặc dù chúng em đã nỗ lực cố gắng hoàn thành thật tốt, nhưng do thời gian và kiến thức có hạn nên vẫn còn nhiều sai sót mong thầy cô góp ý nhận xét. TP.HCM, Ngày 15 tháng 5 năm 2016
LỜI NHẬN XÉT CỦA GVHD     ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. Chữ ký của giáo viên nhận xét
LỜI NHẬN XÉT CỦA CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN     ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. Chữ ký của giáo viên nhận xét
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nguyên liệu sản xuất bia 1.1.1 Malt đại mạch. Malt đại mạch là nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Là nguyên liệu chính cung cấp các chất cần thiết để tiến hành lên men, hệ enzyme phong phú chủ yếu là amylaza và proteaza, đồng thời góp phần tạo hương vị, tạo bọt cho sản phẩm. Vỏ malt có ý nghĩa quyết định đến quá trình lọc trong dịch thủy phân. Các thành phần của phôi, nội nhũ vừa là cơ chất chủ yếu (tinh bột, protein, các chất hòa tan, khoáng..) vừa là tác nhân xúc tác thiết yếu (các hydrolase) hay là những thành phần quan trọng trong môi trường chuyển hóa tạo thành sản phẩm. Yêu cầu của malt trong sản xuất bia Malt trong sản xuất bia phải sạch, có mùi thơm đặc trưng của malt, có vị ngọt, có màu vàng sáng đều. Không có mùi lạ, không được mốc và không hôi khói. Yêu cầu kích thước của malt phải đều. Kích thước malt đạt yêu cầu nếu như hạt malt trên sàn 2,8 mm và 2,5 mm chiếm 94%, hạt dưới sàn 2,2 mm không quá 0,5%. Khối lượng riêng của malt trong khoảng 520600 g/l. Độ ẩm không quá 6%. Độ chiết: 75 82%. Thời gian đường hóa: 20 35 phút, hoạt lực enzyme đạt 100 300 đơn vị, hàm lượng tinh bột càng cao càng tốt nhưng hàm lượng protein nằm trong khoảng 9 12% nếu cao hơn sẽ bị đục, rất khó bảo quản, nếu thấp hơn bia sẽ kém bọt, vị kém đậm đà. 1.1.2 Hoa houblon. Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản quan trọng thứ hai sau malt, nó không thể thiếu trong sản xuất bia, hiện chưa có nguyên liệu nào có thể thay thế được. Hoa 6
houblon góp phần quan trọng tạo ra mùi vị đặc trưng và tăng độ bền sinh học của bia. Nó tạo cho bia vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của bia. Thành phần hóa học của hoa gồm nhiều chất khác nhau, những chất có giá trị cho bia là nhựa đắng houblon, các chất tanin và tinh dầu thơm. Trong công nghệ sản xuất bia, người ta chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn. Trong cánh hoa và nhị hoa có chứa các hạt lupulin là nguồn gốc chính tạo ra chất đắng và tinh dầu thơm của hoa houblon. Hoa houblon được nhà máy sử dụng dưới 2 dạng: hoa viên và cao hoa. Hoa viên: hoa houblon sau khi xử lý sơ bộ, được nghiền và ép thành các viên nhỏ, xếp vào các túi polyetylen hàn kín miệng để tiện cho việc bảo quản cũng như vận chuyển. Cao hoa: trích ly các tinh chất trong hoa bằng các dung môi hữu cơ (toluen, benzen... ), sau đó cô đặc để thu lấy chế phẩm ở dạng cao. Thành phần hóa học Nhựa hoa houblon là thành phần chính và quan trọng của hoa houblon, bao gồm nhựa cứng và nhựa mềm: nhựa mềm gồm có αnhựa mềm và βnhựa mềm, trong nhựa mềm gồm các dạng axít đắng là α, β, γ, δaxít đắng. Vị đắng của bia chủ yếu là do αaxít đắng tạo nên, còn các dẫn xuất của βaxít đắng tạo nên vị đắng hài hoà, dễ chịu. Các chất tanin của hoa houblon là các polyphenol, dễ hoà tan trong nước, dễ bị oxy hoá nên nó bảo vệ nhựa houblon. Trong quá trình nấu bia, hầu hết tanin của hoa houblon liên kết với protein của malt, do đó hàm lượng polyphenol ở trong bia chủ yếu là của malt và chỉ khoảng 1020% là polyphenol của hoa houblon. 7
Tinh dầu hoa houblon là một hỗn hợp phức tạp của các hydratcacbon và nhiều hợp chất chứa oxy dạng tecpen. Tinh dầu houblon không hoà tan trong nước nhưng dễ bay theo hơi nước. Trong quá trình sản xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay hơi chỉ còn khoảng 2% tồn tại trong bia. tạo hương thơm cho bia. Trong quá trình bảo quản, tinh dầu sẽ mất dần do bay hơi và bị ôxy hoá. Do đó không dùng hoa cũ để sản xuất bia vì các sản phẩm chuyển hoá của tinh dầu nếu đưa vào bia sẽ làm giảm chất lượng của bia. Các chỉ tiêu kỹ thuật của hoa a. Tiêu chuẩn đối với cao hoa  Chỉ tiêu cảm quan: ‒ Cao hoa có dạng keo, màu vàng hổ phách. ‒ Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi. ‒ Vị đắng rõ rệt.  Chỉ tiêu hóa học: ‒ Hàm lượng α axit đắng: 30%. ‒ Tan hết và có thể tạo kết tủa lắng nhanh khi đun sôi với nước. Hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu. Hoa cao đóng trong các hộp kín, chắc chắn dễ mở, bao bì không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Bảo quản hoa cao trong kho lạnh ở nhiệt độ 510oC. b. Tiêu chuẩn đối với hoa viên  Chỉ tiêu cảm quan ‒ Hoa viên có màu xanh lá mạ. ‒ Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi, vị đắng dịu. ‒ Hình dạng: viên đùn, không vỡ vụn.  Chỉ tiêu hóa học ‒ Loại viên có hàm lượng α axit đắng 8%. ‒ Có khả năng tạo kết tủa lắng nhanh khi đun sôi với nước nha, làm trong nước nha, tạo mùi hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu. 8
Hoa viên được đóng bao bì bền chắc, dễ mở, bao bì không làm ảnh hưởng đến chất lượng hoa. 1.1.3 Nước Nước là thành phần chủ yếu của sản phẩm: Nước tồn tại trong bia, không chỉ nhiều về số lượng (trung bình 88 92% khối lượng), mà còn có vai trò đặc biệt quan trọng cho các thành phần khác phân tán và tồn tại. 1.1.4. Nấm men Nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào. Nấm men trong công nghệ sản xuất bia thường là chủng thuộc giống Saccharomyces, gồm nấm men chìm và nấm men nổi: Nấm men nổi: tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thường dính lại với nhau tạo thành chuỗi tế bào nấm men. Hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc ovan kích thước 7 10 micromet. Nấm men chìm: hầu hết các tế bào khi quan sát nảy chồi đứng riêng rẽ hoặc cặp đôi. Nấm men thường dùng để lên men hiện nay là loại nấm men chìm Saccharomyces carlbergensis 1.1.5 Thế liệu và phụ gia 1.1.5.1 Thế liệu Sử dụng nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia nhằm mục đích giảm giá thành sản phẩm. Nguyên liệu thay thế có thể sử dụng là nguyên liệu giàu tinh bột hoặc giàu đường thay thế một phần malt. Gạo có chứa rất nhiều tinh bột, protein vừa phải, chất béo và xenlulo ở giới hạn thấp. Do đó gạo là nguyên liệu thay thế khá lý tưởng. Yêu cầu về gạo sử dụng trong sản xuất bia phải sạch, không tạp chất, không mối mọt và lượng amylopectin thấp. 9
1.1.5.2 Phụ gia chất hỗ trợ kỹ thuật a. Chế phẩm enzyme Nếu trong quá trình sử dụng thế liệu tỉ lệ cao thì cần phải bổ sung chế phẩm enzyme. Enzyme thường sử dụng là Termamyl ( – amylase) giúp cho việc dịch hóa trong khi nấu dịch đường được dễ dàng. Termamyl là chế phẩm lỏng chịu được nhiệt độ cao và được sản xuất từ vi sinh vật Bacillus lichenifomis, hoạt động tốt ở nhiệt độ thích hợp là 90oC, pH = 6. b. Các loại hóa chất ‒ Sử dụng các loại hóa chất như: ‒ Caramel: tăng độ màu đẹp cho bia. ‒ Acid lactic, điều chỉnh pH cho quá trình nấu. ‒ Acid ascorbic: ức chế vi sinh vật làm biến chất bia. ‒ Acid sunfuric: cho vào lúc hồ hóa gạo, bổ sung H+ điều chỉnh pH, xúc tác quá trình hồ hóa, nếu cho quá nhiều bia sẽ bị chua. ‒ ZnCl2 giúp nấm men khỏe. ‒ Dùng xút để rửa chai ‒ Chất trợ lọc: Diatomit. 1.2 Quy trình công nghệ sản xuất bia. 1.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ bia 10
1.2.2. Thuyết minh quy trình. 1.2.2.1. Nghiền a. Mục đích 11
Nhằm để làm giảm kích thước hạt, phá vỡ cấu trúc tinh bột, làm cho nước xâm nhập vào nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hoá, thuỷ phân tinh bột diễn ra nhanh và triệt để hơn. b.Yêu cầu khi nghiền  Malt Vỏ malt giữ được càng nguyên càng tốt. Nếu giữ nguyên được vỏ malt thì sẽ ngăn chặn được việc chuyển các chất không có lợi từ vỏ vào dịch đường và bia. Mặt khác, vỏ malt càng nguyên càng tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc, nâng cao vận tốc và hiệu suất lọc. Nội nhũ phải được nghiền nhỏ. Tuy nhiên, nếu tỷ lệ bột và tấm mịn, nhất là bột quá cao thì lọc dịch đường sẽ khó khăn và giảm hiệu suất thu hồi. Vì vậy, khi nghiền cần tạo tỷ lệ thích hợp giữa tấm thô, tấm mịn và bột phù hợp với từng loại thiết bị lọc.  Gạ o Nghiền càng nhỏ càng tốt, khi đó khả năng tiếp xúc giữa cơ chất và enzyme càng cao, hiệu quả thuỷ phân tinh bột càng triệt để. c. Phương pháp thực hiện Malt được nghiền bằng thiết bị nghiền hai cặp trục và gạo được nghiền bằng thiết bị nghiền búa. Thiết bị nghiền trục (nghiền malt) Cấu tạo 12
Máy nghiền trục (nghiền malt) Nguyên tắc hoạt động Malt được đổ vào phễu và được nghiền sơ bộ ở cặp rulô thứ nhất. Khoảng cách giữa 2 trục nghiền của cặp rulô thứ nhất lớn hơn so với khoảng cách giữa 2 trục nghiền của cặp rulô thứ 2. Sau khi nghiền sơ bộ, bột malt được đưa vào rulô thứ 2 để nghiền tiếp. Thiết bị nghiền búa (nghiền gạo) Cấu tạo Máy nghiền búa (nghiền gạo) 1. Phễu nạp liệu 2. Búa 13
3. Lưới 4. Đĩa treo 5. Trục quay. Nguyên tắc hoạt động Nguyên liệu được đưa vào máy nghiền búa qua phễu nạp liệu (1). Gạo được nghiền nát nhờ vào lực va đập của búa nghiền (2) vào thành trong của máy nghiền búa. Búa được lắp trên đĩa treo số (4), các búa được treo cách đều nhau. Gạo sau khi được nghiền mịn sẽ đi qua lưới số (3) ra ngoài và được đưa vào bunke chứa. 1.2.2.2. Nấu nguyên liệu a. Mục đích Chuyển các chất có trong nguyên liệu từ trạng thái không hoà tan sang trạng thái hoà tan nhờ tác động của các hệ enzyme thuỷ phân. b. Phương pháp thực hiện Thiết bị Cấu tạo: 1. Ống tháo hơi. 2. Cửa nạp liệu. 3. Cửa nạp hơi. 4. Áo hơi. 5. Cửa thoát hơi ngưng. 6. Cửa tháo liệu. 7. Cánh khuấy. 8. Cửa quan sát. Tiến hành nấu 14
Sau khi nghiền xong, nguyên liệu nên đem đi nấu ngay vì nếu để lâu bột sẽ bị chua, làm ảnh hưởng đến chất lượng của bán thành phẩm và thành phẩm sau này. Tiến hành nấu theo phương pháp kết hợp với nguyên liệu thay thế chiếm 45%. Tỷ lệ phối trộn nguyên liệu và nước nấu là: Malt : nước = 1 kg : 3 lít Gạo : nước = 1 kg : 4 lít. Nồi gạo: Gạo đã nghiền mịn với 10% bột malt lót (so với tổng lượng gạo) được đem vào phối trộn với nước ấm 37 oC theo đúng tỷ lệ trên. Bổ sung lượng chế phẩm enzyme Termamyl cần dùng vào. Khuấy trộn đều dịch bột trong vòng 10 phút. Sau khi khuấy trộn xong nhiệt độ của nồi nấu hạ xuống còn khoảng 35 oC, bổ sung axit lactic để pH hạ xuống còn 5,6 và giảm độ nhớt của dịch. Nâng nhiệt độ của khối nấu lên 66oC với tốc độ khoảng 10oC/phút và giữ ở nhiệt độ này 30 phút để hồ hóa tinh bột. Sau đó nâng nhiệt độ khối nấu đến nhiệt độ sôi (khoảng 105 oC) trong 30 phút và giữ sôi 20 phút. Trong suốt quá trình nấu gạo phải khuấy trộn liên tục để tránh cháy ở đáy nồi, vận tốc cánh khuấy khoảng 30÷40 vòng/phút. Nồi malt: Khi nồi gạo đã tiến hành nâng nhiệt đun sôi thì nồi malt cũng bắt đầu cho nước 37oC vào. Thời gian hòa bột malt và nước trong 10 phút. Bổ sung CaCl2, lượng và axit lactic vào. Nhiệt độ của khối dịch khoảng 35oC và pH là 5,6. Nâng nhiệt khối nấu lên 52oC trong vòng 20 phút và giữ ở nhiệt độ này 30 phút để thực hiện quá trình đạm hóa. Hội cháo: Khi nồi gạo đun sôi xong thì quá trình đạm hóa ở nồi malt cũng vừa kết thúc. Tiến hành bơm cháo gạo sang nồi malt để hội cháo, thời gian bơm là 10 phút. Nhiệt độ toàn khối nấu lúc này đạt 63oC, giữ ở nhiệt độ 63oC/30 phút để tạo điều kiện cho enzim βamylaza thuỷ phân tinh bột. Sau đó, nâng nhiệt độ khối nấu lên 73oC/10 phút và giữ ở nhiệt độ này 30 phút để enzim αamylaza tiếp tục thuỷ phân tinh bột. Nâng nhiệt độ toàn khối dịch lên 78oC/5 phút rồi sau đó bơm dịch đi lọc. 15
1.2.2.3. Lọc dịch đường a. Mục đích Dịch đường hoá bao gồm các chất hoà tan và các chất không hoà tan nên cần phải lọc để tách các chất hoà tan ra khỏi các chất không hoà tan. b. Phương pháp thực hiện Lọc dịch đường có 2 giai đoạn: giai đoạn thứ nhất là lọc để tách dịch đường ra khỏi bã, giai đoạn 2: rửa bã để thu nốt phần chất hoà tan còn sót lại trong bã. Trước khi tiến hành lọc, thùng lọc cần được vệ sinh kỹ bằng nước. Cửa tháo bã và các van xả dịch phải đóng chặt. Bơm nước nóng 78˚C vào các ống dẫn dịch để đuổi không khí đồng thời bơm tới đầy khoảng không giữa hai đáy của thùng lọc. Dịch đường từ nồi đường hoá sau khi được trộn đều, được bơm một lần sang thùng lọc, đồng thời hệ thống cào bã hoạt động để dàn đều lớp bã trên mặt đáy giả. Sau khi hết dịch đường hệ thống cánh đảo bã được nâng lên cao. Dịch đường được để yên 20 phút để bã kết lắng tạo thành lớp lọc. Sau đó mở van thu dịch đường, ban đầu dịch đường còn đục nên ta cho hồi lưu trở lại thùng lọc trong khoảng 15 phút đầu. Khi dịch đường bắt đầu trong thì khoá van hồi lưu, dịch đường được đưa ngay sang nồi nấu hoa. Nếu nồi hoa chưa sẵn sàng thì dịch đường được đưa sang nồi trung gian có vỏ bảo ôn chứa tạm. Lúc đầu tốc độ lọc nhanh, về sau tốc độ lọc chậm dần do màng lọc bị bít làm tăng trở lực khi đó cần ngừng quá trình lọc dùng hệ thống cào bã tạo lại lớp màng lọc. Dùng áp kế để kiểm tra tốc độ lọc. Thời gian lọc khoảng 90 phút. Sau đó tiến hành rửa bã. Tiến hành rửa bã gián chia làm 2 lần, nước rửa bã có nhiệt độ 78˚C. Sau khi thu hết dịch đường, khoá van xả dịch: Lần thứ nhất: cấp 60% lượng nước rửa bã. Lần thứ hai: cấp 40% lượng nước rửa bã. Cho cánh khuấy quay để làm tơi lớp bã giải phóng chất tan còn lưu trong bã vào dịch. Để yên 10 phút thì tháo dịch, dịch này cũng được bơm sang nồi hoa với 16
dịch lọc trước đó. Kết thúc quá trình rửa bã hàm lượng đường trong bã còn 0,51˚Bx. Thời gian rữa bã khoảng 90100 phút. 1.2.2.4. Nấu hoa houblon a. Mục đích Hòa tan và chuyển hóa chất đắng, thơm của hoa houblon để tạo hương vị đặc trưng cho dịch houblon hòa và bia sau này. Đồng thời loại trừ các hợp chất kém bền, tạo ra các sản phẩm làm tăng cường độ màu và hương thơm hấp dẫn, làm tăng nồng độ các chất hòa tan và thanh trùng dịch hoa houblon hóa, chuẩn bị cho quá trình lên men bia. b. Cách tiến hành Tiến hành: Dịch đường và nước rửa bã từ thiết bị lọc chuyển thẳng vào nồi houblon hóa. Khi nước rửa bã chảy vào nồi gần kết thúc thì bắt đầu nâng nhiệt đến sôi và cho toàn bộ lượng cao hoa vào nồi nhằm thu chất đắng. Giữ sôi 30 phút rồi tiếp tục cho 1/2 lượng hoa viên vào. Trước khi kết thúc quá trình houblon hóa khoảng 30 phút thì cho tiếp 1/3 lượng hoa viên còn lại nhằm tạo hương và kết lắng protein. Việc bổ sung hoa chia làm hai lần nhằm mục đích tạo hương tốt hơn cho bia, bởi vì trong quá trìng đun hoa lượng tinh dầu thơm sẽ tổn hao 8090%. Vì vậy việc bổ sung làm hai lần sẽ giảm tổn thất. Trong quá trình đun sôi thì chỉ số đầu tiên để kết thúc quá trình đun sôi là nồng độ dịch đường, những chỉ số khác là sự có mặt kết tủa của protein và độ trong của dịch đường, tổng thời gian đun sôi là 90 120 phút. 1.2.2.5. Lắng trong và làm lạnh a.Mục đích Lắng và tách cặn để làm trong dịch đường. Hạ nhiệt độ của dịch đường đến nhiệt độ lên men. Bão hòa oxy cho dịch lên men. 17
b. Phương pháp tiến hành. Dịch đường đựơc bơm ở độ cao 1/3 so với chiều cao dịch trong thùng và được bơm theo phương tiếp tuyến với thân thùng với vận tốc 1214m/s, tạo một sức đẩy mạnh, lực này tạo ra một xung lực theo phương tiếp tuyến với cột chất lỏng bên trong thùng và làm cho cả cột chất lỏng đó xoay tròn. Nhờ có lực hướng tâm lớn, cặn lắng bị hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy.Cặn tập trung ở đáy thùng khi bơm hết dịch được xối nước xả bã ra ngoài. Thiết bị whirlpool có ưu điểm là đảm bảo vô trùng vì dịch đường khi đưa vào thiết bị cũng như ra khỏi thiết bị ở nhiệt độ rất cao (khoảng 90˚C) và thời gian lắng chỉ khoảng 20 phút. Để yên 20 phút rồi dịch đường trong được bơm sang thiết bị là lạnh nhanh, ở đây dịch được làm lạnh đến nhiệt độ lên men là 10˚C, thời gian làm lạnh không vượt quá 1 giờ. Sau khi làm lạnh xong dịch đường được chuyển vào thiết bị lên men, còn cặn ở đáy thùng được dội nước và cho xả ra ngoài. Làm lạnh có thể xuất hiện cặn lạnh. 1.2.2.6. Lên men chính. a. Mục đích Quá trình lên men chính là quá trình chuyển hoá các chất đường và dextrin thấp phân tử trong dịch lên men thành C2H5OH, CO2 và một số chất hữu cơ khác dưới tác dụng của nấm men: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + Q Đồng thời, còn tạo các sản phẩm phụ như: este, axit hữu cơ, rượu bậc cao, aldehit, glyxerin,…hoà tan vào dịch lên men tạo thành bia non. b. Tiến hành. Chuẩn bị nấm men Men giống thường sử dụng được nuôi cấy từ chủng Saccharomyces carlsbergensis. Sau đó men giống được bảo quản ở nhiệt độ 5 oC trong tank bảo quản men giống. Thời gian trữ men không quá 1 ngày, sau đó sẽ được chuyển vào 18
tank lên men. Mn sữa sẽ được thu hồi và tái sử dụng : khi kết thúc lên men chính, tiến hành hạ nhiệt độ xuống 5oC để thu hồi men sữa. Lượng men sữa thu được có màu trắng sữa được bảo quản trong tank bảo quản men giống và được tái sử dụng đến đời thứ 8 thì loại bỏ. Tiến hành lên men Với phương pháp lên men cổ điển, dịch đường sau khi làm lạnh được bổ sung không khí sạch (khoảng 8 mg O2/lít dịch đường) đã qua bình lọc bông gòn giữ bụi cơ học và thiết bị khử trùng bằng tia cực tím. Sau đó, cấy nấm men vào với lượng men khoảng 20×106 tế bào/1ml dịch lên men. Việc cấy nấm men vào thẳng ống dẫn dịch lên men có ưu điểm làm cho nấm men phân bố đều toàn khối dịch lên men ban đầu và tạo điều kiện cho chúng sinh trưởng nhanh hơn. Dịch lên men được bơm vào thùng lên men chính trong nhiều lần nhưng chỉ có lần đầu dịch lên men có hoà nấm men, còn những lần sau chỉ châm đầy nước, tạo thời gian cho nấm men hoạt động thích nghi với môi trường. Khi dịch lên men vào đầy thùng thì bắt đầu điều khiển quá trình lên men, theo dõi nhiệt độ, độ đường hằng ngày. Lên men chính được tiến hành trong thiết bị hình trụ bằng thép không gỉ, đáy và nắp hình chỏm cầu, hệ số chứa đầy là 0,8÷0,85. Nhiệt độ lên men chính là 10oC, áp suất dư trong thiết bị lên men chính là 0,2÷0,4 at. CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ hoà tan vào bia non một phần. Độ hoà tan của CO2 vào bia sẽ tăng khi nhiệt độ giảm, do đó để đảm bảo lượng CO2 hoà tan trong bia nhiều thì nhiệt độ thời kỳ cuối của quá trình lên men khoảng 5 oC, hàm lượng CO2 trong bia non phải đạt 0,2 %. Lên men chính được xem là kết thúc khi chất chiết trong dịch lên men giảm đi từ 0,150,2%/ ngày đêm. Thời gian lên men chính là 9 ngày. 1.2.2.7. Lên men phụ. a. Mục đích. 19
Tiếp tục lên men phần đường còn lại sau lên men chính, bão hoà CO 2 cho bia và tăng cường mùi vị cho bia. Thực hiện quá trình chín của bia (hoàn thiện chất lượng bia). Đặc trưng của quá trình lên men phụ là lên men rất chậm với một lượng đường không đáng kể. Cùng một lúc quá trình lên men các chất đường có thể kết thúc song quá trình “chín” của bia vẫn tiếp tục. Quá trình tàng trữ chín và lên men phụ có một ý nghĩa rất lớn hình thành vị, bọt và quyết định độ bền của bia. Một trong những quá trình quan trọng xảy ra khi lên men phụ và tàng trữ bia là sự hòa tan CO2 vào trong bia. CO2 là thành phần chính của bia, giúp bia có khả năng tạo bọt tốt, đồng thời cũng là chất bảo quản ức chế sự phát triển của vi sinh vật. b. Tiến hành Quá trình lên men phụ được tiến hành trong các thùng kín đặt trong phòng lạnh từ 12oC. Nhiệt độ lên men phụ khoảng 1oC áp suất dư 0,30,7at. Trong quá trình lên men phụ cần theo dõi áp suất trong thiết bị lên men, mức độ trong của bia, nhiệt độ trong phân xưởng. Bia non được chuyển vào từ đáy thiết bị nhằm giảm sự tạo bọt và giảm mất CO2. Đầu tiên có thể cho bia chảy nhanh nhưng về sau do có sự tạo bọt nên cho bia chảy gián đoạn. Khi bia non đã đầy thùng bắt đầu thải không khí trên bề mặt bia non. Để đảm bảo bia thành phẩm có chất lượng như nhau về màu sắc, mùi vị cũng như thành phần hóa học thì bia non từ một thùng lên men chính có thể chuyển vào nhiều thùng lên men phụ. Quá trình chuyển bia non vào thiết bị lên men phụ có thể tiến hành từ từ và kéo dài 12 ngày đêm. Tuy nhiên sau 2 ngày đêm thì thùng lên men phụ cần phải chứa đầy bia non nếu không thì dễ bị nhiễm vi sinh vật và sự bão hòa CO2 khó do sự bốc hơi của nó. Hệ số chứa đầy thùng lên men phụ vào khoảng 0,960,98. Khi bia chứa đầy thùng thì đóng van điều chỉnh áp suất, tiến hành thải không khí trên bề mặt bia và nâng áp suất đạt theo yêu cầu . Quá trình nâng cao áp suất kéo dài 13 ngày kể từ lúc chuyển xong bia non vào. Nếu nâng áp suất quá nhanh thì không khí trên bề mặt bia non sẽ hòa tan vào bia và 20