2.2.3.2. Lên men
chính
Dịch đường được cấy bổ sung
oxy, làm lạnh đến nhiệt độ 100 C và tiếp men giống với
tỷ lệ quy định để tiến hành lên men chính với thời gian và nhiệt độ thích hợp.
Việc lên men có thể tiến hành trong các tank có bảo ôn được đặt ngoài trời với
hệ thống kiểm soát tự động hóa.
Khí
CO2 sinh ra trong quá trình lên men được thu hồi. Thời
gian lên men chính thường là 5 – 7 ngày. Kết thúc lên men chính nấm men lắng
xuống đáy các tank lên men và được cấy 1 phần để tái sử dụng cho lên men các
tank tiếp theo hoặc được thải bỏ (gọi đó là men sữa). Kết thúc quá trình lên men
chính, men sữa được thu hồi để tái sử dụng còn bia non được chuyển sang chế độ
lên men phụ, ở điều kiện nhiệt độ thấp (0 – 50 C) và áp
suất bề mặt 0,5 – 1 bar.
Mục đích của quá trình lên men
chính là để tạo ra thành phẩm rượu etylic, CO2 và một số
sản phẩm có trong bia thành phẩm nhằm định hình hương và vị của
bia.
Sau quá trình lên men chính
thì từ dịch đường houblon hóa đã được chuyển thành sản phẩm bia non, do tác động
của tế bào nấm men. Tuy lượng chất hòa tan trong bia non là thấp hơn so với dịch
đường trước khi lên men nhưng trong thành phần bia non là một hỗn hợp chất hòa
tan, đảm nhận việc tạo hương vị đặc trưng của bia thành phẩm sau này. Ngoài hai
sản phẩm chính là rượu etylic và khí CO2, trong quá trình lên men
chính còn tạo ra nhiều sản phẩm bậc hai. Những sản phẩm này có vai trò quan
trọng trong việc hình thành hương và vị của bia.
- Lượng glixerin: có trong bia
từ 2 – 3g/l được hình thành khi phân giải đường
C6H12O6, sự có mặt của glixerin trong bia sẽ
làm cho bia có vị mềm hơn, tăng độ đậm đà của sản phẩm và tăng khả năng giữ
CO2.
- Este: là sản phẩm bậc hai của
quá trình lên men chính. Nó được hình thành là kết quả của sự phản ứng giữa axit
bay hơi và không bay hơi với các loại rượu khác nhau. Tổng lượng este trong bia
dao động vào khoảng 30 – 80mg/l. Este có ý nghĩa rất quan trọng trong việc hình
thành hương thơm dịu của bia.
- Andehit: là cấu tử được hình
thành từ sự thay đổi chất ở nấm men hoặc có thể được tạo thành qua con đường oxy
hóa các loại rượu. Lượng andehit làm tăng thêm hương cho
bia
- Diaxetyl: được tạo thành do
quá trình hoạt động sống của tế bào nấm men, một chất lỏng màu vàng có khả năng
kích thích rất mạnh lên hệ thần kinh con người gây đau đầu cho người uống. Giai
đoạn đầu của lên men chính diaxetyl được tạo nên tương đối nhiều, nhưng quá
trình lên men phụ và tàng trữ diaxetyl giảm đi rõ rệt, lượng diaxetyl quy định
phải nhỏ hơn 0,2 mg/l, đây là cấu tử có ảnh hưởng xấu tới chất lượng của
bia.
- Axit hữu cơ: hàm lượng trung
bình của chúng trong bia khoảng 150 – 200 mg/l. chúng được tạo thành do sự trao
đổi chất của nấm men, vi khuẩn lactic…Một số axit hữu cơ thường có trong bia như
axit axetic, axit photphoric…các axit hữu cơ này rất có giá trị trong việc hình
thành chất lượng của bia.
- Rượu bậc cao: thông thường hàm
lượng rượu bậc cao có trong bia khoảng 50 – 60mg/l và khi tồn tại trong bia sẽ
làm cho bia có hương, vị hơi khó chịu. Các loại rượu bậc cao đều gây ảnh hưởng
xấu tới tính chất cảm giác của bia.
2.2.3.2. Lên men
phụ
Dịch sau khi kết thúc giai
đoạn lên men chính được chuyển sang giai đoạn lên men phụ để hoàn thiện chất
lượng bia (tạo hương và vị đặc trưng). Quá trình lên men này diễn ra chậm, tiêu
hao một lượng đường không đáng kể, bia được lắng trong và bão hòa
CO2. Thời gian lên men từ 14 – 21
ngày hoặc hơn tùy từng loại bia.
Trong thời gian lên men phụ,
nấm men trong bia non tiếp tục lên men lượng đường còn lại để tạo thành
CO2 và các sản phẩm khác.
Đồng thời trong lúc này lượng diaxetyl tạo thành ở giai đoạn lên men chính được
chính nấm men khử và chuyển thành axeton, các chất hữu cơ tác dụng với rượu để
tạo thành các este, tức là ở đây xảy ra các quá trình nhằm ổn định thành phẩm và
tính chất cảm quan của sản phẩm. Qúa trình lên men phụ là quá trình quan trọng
để ổn định thành phần chất lượng của bia (tạo hương vị, tạo bọt và giữ bọt cho
bia) là quá trình khử rượu bậc cao, diaxetyl và andehit đến mức độ cho phép làm
cho bia thơm hơn đồng thời nhiệt độ và áp suất thấp, bọt bia được tạo ra ở dạng
liên kết bền vững, lâu tan và mịn. Khi độ đường giảm xuống còn 2,8 –
30S thì chuyển sang lên men phụ bằng cách đóng van đỉnh, mở 1/3 van
giữa, ½ van đáy, đóng van thu hồi CO2 và hạ nhiệt độ
tank lên men xuống còn 50 (điều chỉnh nhiệt độ ở tủ
điện). Sau 48h hạ nhiệt độ tank lên men xuống 20 và duy
trì nhiệt độ này từ 5 – 7 ngày. Áp suất tank lên men đạt 0,5 – 0,7 atm. Hàng
ngày kiểm tra nhiệt độ, độ trong của bia, áp suất (thời gian lên men phụ 10 – 15
ngày, nhiệt độ 0 – 40C, kết thúc thời gian lên men phụ chuẩn bị đi
lọc thì hạ nhiệt độ tank lên men xuống 0,50 C. Một số
lượng lớn nấm men giống sau khi sử dụng còn thừa lại, nếu không được xử lý có
thể dẫn tới sự thối rữa và gây ô nhiễm môi trường, thường từ 10.000 hl bia một
năm có thể tạo ra 15 –
18 tấn bã men cần được xử lý. Giải pháp tốt nhất đó là tận dụng để làm nguồn
dinh dưỡng giàu vitamin và protein làm thức ăn gia súc, bã men phải được sấy khô
nhanh chóng để bảo quản đồng thời giảm tác động của chúng đối với hệ vi sinh và
hệ thống tiêu hóa của gia súc. Một hướng khác có thể được quan tâm đó là sử dụng
nấm men trong ngành dược phẩm, phần nấm men tốt được tái sử dụng lại cho những
lần lên men kế tiếp nhằm tiết kiệm chi phí và giống. Nấm men dư có hàm lượng hữu
cơ cao, cần được thu hồi càng triệt để càng tốt để tránh COD cao trong nước
thải, COD của nấm men bia là 180.000 – 220.000 mg/l. Nấm men được thu hồi triệt
để không cho xả vào dòng thải đã góp phần làm giảm 360 – 880 g COD/ hl
bia. Bia trong quá trình lên men phụ
có màu vàng
óng.
2.2.4. Lọc bia và bão
hòa CO2
* Lọc
bia
Sau khi lên men bia được lọc
để đạt được độ trong theo yêu cầu. Lọc bia được tiến hành bằng thiết bị lọc ống.
Việc lọc bia luôn thực hiện với sự duy trì nhiệt độ lạnh cho bia trước và sau
khi lọc khoảng 1 đến -10 C. Tác nhân quan trọng để lọc
bia là các loại bột trợ lọc (Điatimit).
Công suất lọc bằng bột trợ
lọc, trung bình trong 1 giờ được 500 lít bia qua 1 m2 bề
mặt lọc.
Tiêu hao bột trợ lọc /
1m2 bề mặt lọc khoảng 550 – 1000 g/1000 lít bia thành
phẩm.
+ Sơ đồ lọc:
* Bão hòa
CO2:
Khí
CO2 trong bia là nhờ quá trình lên men rượu. Nấm men
chuyển hóa đường thành rượu etylic và CO2 hòa tan trong
bia, tuy nhiên do các công đoạn sau lên men (nhất là khâu lọc bia)
CO2 bị thất thoát khá nhiều. Vì vậy phải tiến hành nạp
đủ CO2 cần thiết cho bia, việc nạp được tiến hành bằng
cách sục CO2 từ dưới lên nhằm tăng lượng
CO2 hòa tan trong bia đảm bảo chất lượng của bia thành
phẩm trước khi đóng chai, bom.
3. NHU CẦU NGUYÊN LIỆU CHO MỘT MẺ NẤU
CỦA CÔNG TY
3.1. Nhóm nguyên liệu
chính
3.1.1. Malt
Malt: là nguyên liệu
chính để sản xuất bia (chiếm 70%), thường được sử dụng 700 kg malt/l mẻ nấu và
50 kg malt lót. Malt chủ yếu được nhập từ Bỉ hoặc Anh. Mỗi đợt nhập từ 1 – 2
container khoảng 15 – 30 tấn.
+ Thành phần hóa học của malt
đại mạc:
- Tinh bột: 55 – 65% tổng hàm
lượng chất khô.
- Protein: 8 – 12% tổng hàm
lượng chất khô.
- Chất béo: 2,5 – 3% tổng hàm
lượng chất khô.
- Chất khoáng: 2,5 – 3% tổng
hàm lượng chất khô.
- Pentozan: 8 – 9% tổng hàm
lượng chất khô.
- Xenluloza: 4 – 5% tổng hàm
lượng chất khô.
+ Chỉ tiêu đánh giá chất lượng
malt: gồm chỉ tiêu cơ học, lý học và hóa học.
- Màu: có
màu vàng óng như rơm .
- Mùi: có mùi thơm đặc trưng
của malt.
- Vị: ngọt
nhẹ.
- Hình dáng: to tròn, đều
hạt.
- Trạng thái: malt phải xốp và
khô.
- Tạp chất: cỏ
dại 
0,1%.
0,1%.
- Hạt gãy: 0,5% .
0,5% .
- Khối lượng: > 560
g/lít.
- Khối lượng hạt: 28 – 38
g/1000 hạt.
- Hạt có bột xốp: >
98%.
- Thời gian đường hóa: < 15
phút.
- pH: 5,5 –
6,5.
- Polyphenol từ 5 – 8
%.
- Chất đạm toàn phần theo %
chất khô: 11,5%.
- Độ ẩm <
5%.
- Độ hòa tan tính theo chất
khô 76 – 81, 7%.
- Độ mầu của nước nha 0,18 –
0,3 ml (0,1 N dung dịch iot trong 100 ml nước).
3.1.2.
Gạo
Dùng để
thay thế một phần lượng malt (chiếm 30%), giảm giá thành sản phẩm mà chất lượng
không thua kém so với sử dụng malt đại mạch. Mức
tiêu thụ thường là 300 kg gạo/ 1 mẻ nấu. Nhập tại cửa hàng Lương thực -
TN.
+ Thành phần
hóa học của gạo.
- Tinh
bột: 70 – 75% chất khô.
- Protit: 7 – 8% chất
khô.
- Chất béo: 1 – 1,5% chất
khô.
- Chất khoáng: 1 – 1,2% chất
khô.
- Xenlulose:
0,5 – 0,8% chất khô.
+ Chỉ tiêu đánh giá chất lượng
gạo:
- Hình thái: trắng, nhẵn bóng,
đều hạt, không lẫn sỏi đá, trấu, không mối mọt, không vón cục.
- Tạp chất: tối đa
0,03%.
- Thóc: tối đa khoảng 15 hạt/
1kg gạo.
- Tạp chất vô cơ: < 0,01%,
cám < 0,01%.
- Mức tấm: <
30%.
- Mức
trắng: 
65%.
65%.
- Gạo đớn hoặc gãy
đôi: 
2 – 3%.
2 – 3%.
- Tấm mẩu: lọt qua lỗ sàng 1,5
mm < 1%.
- Độ hòa tan:
75%.
- Chất có khối lượng hòa tan
ban đầu > 86%.
- Độ ẩm <
13%.
- Không vận chuyển gạo với các
loại hóa chất khác.
3.1.3. Hoa houblon
Là nguyên liệu cơ bản thứ hai
sau malt đại mạch, dùng để tạo hương vị cho bia, làm bia có vị đắng, vị thơm,
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 sản phẩm. Được sử dụng dưới dạng hoa tự
nhiên, hoa viên hoặc cao. Mức tiêu thụ cho một mẻ nấu đối với hoa viên là 2 kg
và đối với cao hoa là 0,5 kg. Hoa được nhập từ Đức hoặc Tiệp, mỗi đợt từ 1 – 2
tạ.
+ Thành phần hóa học của hoa
houblon tính theo % chất khô:
- Độ ẩm: 11 –
12%.
- Xenlulose: 12 –
14%.
- Các chất đắng bao gồm
humulon và lupulon: 18 – 21%.
- Các chất chứa Nitơ: 10 –
21%.
- Este: 
0,4%.
0,4%.
- Tanin: 3%.
3%.
- Những chất trích ly không có
nitơ: 26 – 29%.
- Tro: 5 –
8%.
+ Chỉ
tiêu đánh giá chất lượng hoa: gồm chỉ tiêu cảm quan và hóa học.
- Màu vàng óng
ánh.
- Mùi thơm đặc biệt, dễ bay
hơi, dễ nhận mùi.
- Dánh cánh hoa to
đều.
- Phấn hoa vàng phân bố đều
trong cánh hoa.
- Tạp chất: < 1,5% cành,
lá.
- Resines: >
13%.
- Gesines:
2,9%.
- Đắng: 15 –
21%.
- Tanin: 2,5 –
6%.
- Đạm toàn phần: >
0,5%.
- Độ ẩm: 10 –
12%.
- Tro: 5 –
18%.
- Xenlulose: 12 –
14%.
- Tổng nhựa:
40%.
3.1.4. Nước
Là nguyên liệu cơ bản nhất
không thể thay thế được trong công nghệ sản xuất bia. Trong thành phần hàm lượng
nước chiếm 80 – 90%. Do nhà máy nước TN cung cấp, được sử dụng trong quá trình
nấu, làm lạnh, rửa chai, thanh trùng, làm nguội, tráng và vệ sinh thiết bị, nấu
và rửa bã, vệ sinh nhà xưởng…
Thành phần hóa học chất lượng
của nước ảnh hưởng trực tiếp tới các quá trình công nghệ và chất lượng của bia
thành phẩm. Với một lượng nước được sử dụng rộng rãi như vậy thì việc xử lý nước
để có thành phần và tính chất thích hợp với từng mục đích sử dụng trong sản xuất
bia là điều hết sức cần thiết.
+ Chỉ tiêu nước dùng trong sản
xuất bia.
- Màu sắc:
trong.
- Mùi: không mùi, không vị lạ,
không chứa các chất gây mùi khó chịu như H2S, Cl2,
NH3.
- Nước dùng trong sản xuất bia
phải có độ cứng tạm thời < 7 mg đương lượng/ lít.
- Độ pH: 6,5 –
7.
- Độ cứng vĩnh cửu: 0,4 – 0,7
mg đương lượng/ lít.
- Hàm lượng muối Ca: < 100
mg/l.
- Hàm lượng muối Mg: < 80
mg.
- Hàm lượng CaSO4:
150 – 200 mg/l.
- Hàm lượng muối Cl < 75 –
150 mg/l.
- Các kim loại nặng: không
có.
- Vi
sinh vật: < 100 tế bào/ ml.
- Vi
sinh vật gây bệnh: không có.
3.1.5. Nấm
men
Được
lấy từ Viện công nghệ thực phẩm. Sử
dụng trong quá trình lên men bia, thường sử dụng loại nấm men chìm Saccharomyces
carlsbergensis.
+ Yêu cầu kỹ thuật đối với
giống nấm men để sản xuất bia:
- Nấm men bia phải được nhân
giống từ chủng thuần khiết và một đời men giống có thể sử dụng được 6 – 10 chu
kỳ lên men
- Giống nấm men phải thích ứng
được với những điều kiện như: nhiệt độ, pH, thành phần môi
trường…
- Số lượng men giống ít nhất
phải đạt từ 8 – 10.106 tế bào/ 1
cm3 khi cho vào để lên men dịch đường.
3.2. Nhóm các chất phụ gia
· Bột trợ lọc: Lượng bột trợ lọc
(Diatomit) dùng trong lọc bia còn phụ thuộc vào loại nấm men, loại bia, thời
gian và nhiệt độ lên men.
· NaOH: Dùng vệ sinh thiết bị và
rửa chai. Mức dùng 5 – 10 kg xút 30%/ 1000 lít bia. Mức tiêu thụ xút cao chứng
tỏ việc thu hồi xút từ quá trình vệ sinh kém hoặc quá trình rửa chai có vấn đề.
Nếu nước thải không được trung hòa thì khi mức dùng xút cao dẫn đến Ph của nước
thải rất cao.
· Axit,
H2O2: Mức tiêu thụ phụ thuộc vào hệ thống
CIP.
· CO2: Để sử dụng cho
quá trình bão hòa và chiết chai / keg. Trong quá trình lên men đường được nấm
men chuyển hóa thành etanol và CO2. Có thể thu hồi được 3 – 4 kg từ
lên men 100 lít dịch đường, phụ thuộc vào nồng độ dịch đường. Lượng
CO2 do nồi hơi phát thải do đốt nhiên liệu có thể thu
hồi và sử dụng.
· Enzyme amilaza: tác nhân cho
quá trình nấu cháo, khối lượng sử dụng là 0,2 kg/ 1 mẻ.
· Các hóa chất CaCl2,
CaSO4: được dùng là tác nhân trong quá trình nấu. Khối lượng sử dụng
là 1,5 kg/ 1 mẻ nấu
· Bột trợ lắng whifloc: dùng làm
tác nhân cho quá trình lắng. Cứ 0,1 kg bột trợ lắng cho 7000 lít
bia
· Nhiệt:
phục vụ cho quá trình nấu, đường hóa, nấu hoa, hệ thống vệ sinh và tiệt trùng,
hệ thống rửa chai, thanh trùng bia. Trong đó tiêu thụ nhiệt nhiều nhất là nồi
nấu hoa, chiếm đến 30 – 40% tổng lượng hơi dùng trong nhà
máy.
· Điện: Do điện lực TN cung cấp,
sử dụng cho các khu vực chiết chai, máy lạnh, khí nén, thu hồi CO2,
xử lý nước thải, điều hòa không khí, các khu vực khác như bơm, quạt, điện chiếu
sáng.
· Than: dùng để cấp nhiệt cho
nồi hơi được sử dụng từ 4 – 5 tạ/ 1 ngày từ Khánh Hòa –
TN
· Nguyên liệu đóng gói: Chai,
nút, nắp, nhãn…
3.3. Nhóm nguyên liệu thay
thế
3.3.1. Ngô
Cũng được dùng làm nguyên liệu
thay thế 1 phần malt đại mạch. Ngô có các loại như ngô đá, ngô bột, ngô đường,
ngô nếp…Các loại ngô có thành phần hóa học rất khác nhau.
+ Thành phần hóa học cơ bản
của ngô gồm:
- Tinh bột:
65%.
- Protit: 7 –
11%.
- Chất béo: 4,5 –
5%.
- Penrozan: 6 –
7%.
- Xơ: 2 – 3%.
- Chất khoáng: 1,5 –
2%.
- Đường (chủ yếu là đường
Saccaroza): 1,5%.
Đặc điểm
cơ bản của ngô là phôi rất lớn 9 – 12% khối lượng hạt, trong phôi hàm lượng chất
béo lại quá cao 23 – 45%. Vì hàm lượng chất béo trong bia khá lớn dễ bị oxy hóa
gây mùi vị xấu do đó làm giảm chất lượng của bia thành phẩm. Cho nên khi dùng
ngô làm nguyên liệu thay thế để có hiệu quả phải tách bỏ phôi và vỏ trước lúc
đưa vào chế biến dịch đường.
3.3.2. Tiểu mạch
Về hình dáng bên ngoài và cấu
trúc thì gần giống hạt đại mạch, có điểm khác dễ nhìn thấy là tiểu mạch không có
lớp vỏ trấu. Mặt khác lớp vỏ hạt trong cùng liên kết với nội nhũ chặt hơn so với
đại mạch.
+ Thành phần hóa học hạt tiểu
mạch.
- Tinh bột: 60 – 65%.
- Saccharoza: 2,5 – 3%.
- Glucoza và Maltoza: 2%.
- Protein: 12 – 13%.
- Chất béo: 1,5 – 2%.
- Xenluloza: 2,5 – 3%.
- Chất khoáng: 1,5 – 2%.
Tuy nhiên tiểu mạch ít được sử
dụng để sản xuất bia do khi bột tiểu mạch tiếp xúc với nước thì protein của
chúng dễ dàng tham gia quá trình hydrat hóa để tạo thành phức chất keo tụ. Phức
chất này có đặc điểm là rất dai và dẻo có thể kéo thành sợi một cách dễ dàng,
chúng thường được dùng để sản xuất mì sợi, bánh mì, bánh qui…
3.3.3. Đường mía và đường củ cải
Là loại nguyên liệu chất lượng
cao, dùng để thay thế một phần malt đại mạch. Thông thường thì 2 loại đường này
được đưa vào sử dụng ở dạng hạt sau khi đã tinh chế, với hàm lượng đường tinh
khiết không dưới 98%. Lượng saccharoza đưa vào thay thế không nên vượt quá 20%
so với chất lượng khô đã được trích ly từ malt vào dịch đường.
3.3.4. Đường thủy phân
Nhận được bằng cách thủy phân
tinh bột khoai tây hoặc tinh bột ngô bằng axit, sau đó trung hòa, lọc và cô chân
không đến 77 – 84% chất khô. Ngoài glucoza (63 – 75%) còn có dextrin bậc thấp (3
– 16%), tro và một số thành phần khác. Lượng đường thủy phân dùng thay thế malt
đại mạch thông thường là 10 – 15% thì không gây ảnh hưởng xấu đến quá trình lên
men bia.
3.3.5. Đường invertaza (hỗn hợp Glucoza và
Fructoza)
Nhận được bằng cách thủy phân
dung dịch 80% đường củ cải bằng axit, sau đó trung hòa, lọc. Hỗn hợp thu được là
30 – 40% đương nghịch đảo, 20 – 30% nước, 30 – 35% sacchroza, 3 – 5% chất tro và
một số thành phần khác. Loại đường này chỉ được sử dụng trong sản xuất bia đen
với mục đích tăng cường độ màu của bia sản phẩm.
3.3.6. Xiro tinh bột
Nhận được bằng cách thủy phân
tinh bột khoai tây hoặc tinh bột ngô bằng axit, sau đó trung hòa, lọc. Qúa trình
thủy phân không cho tiếp diễn tới cùng sẽ cho một hỗn hợp gồm 35 – 45% dextrin,
32 – 40% glucoza, 15 – 20% nước, 1 – 1,5% tro và một số thành phần khác. Tỷ lệ
xiro tinh bột thay thế malt là 10 – 15% sẻ không gây ảnh hưởng xấu đến tiến
trình lên men và chất lượng bia sản phẩm.
0 nhận xét:
Đăng nhận xét