Đề tài Công ty trách nhiệm hữu hạn thương mại dịch vụ Tân Hiệp Phát

Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 1 Mục lục I. Tổng quan về nhà máy 5 1. Giới thiệu về công ty 5 1.1. Thông tin chung 5 1.2. Logo của công ty 5 1.3. Định hướng phát triển 6 1.4. Giá trị cốt lõi 6 1.5. Nguồn nhân lực 6 1.6. Các tiêu chuẩn chất lượng 6 2. Lịch sử phát triển của công ty 7 3. Thành tựu đạt được 8 4. Các dòng sản phẩm của công ty 9 5. Hệ thống quản lý trong công ty 11 6. Sơ đồ nhà máy 12 II. Nguyên liệu 14 1. Malt 14 1.1. Vai trò của malt trong quy trình sản xuất bia 14 1.2. Thành phần chính của malt và vai trò của chúng 14 1.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng malt. Phương pháp kiểm tra 15 1.4. Bảo quản malt 16 2. Thế liệu 16 2.1. Mục đích sử dụng thế liệu trong sản xuất bia 16 2.2. Chỉ tiêu của gạo 16 2.3. Bảo quản gạo 17 2.4. Sự khác nhau giữa bia có sử dụng thế liệu và bia không có thế liệu 17 3. Nước 18 3.1. Vai trò của nước trong sản xuất bia 18 3.2. Phương pháp xử lí nước 18 3.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước 20 4. Hoa houblon 22 4.1. Vai trò hoa houblon trong sản xuất bia 22 4.2. Thành phần chính của hoa houblon và tác dụng của chúng 22 4.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng hoa 24 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 2 4.4. Bảo quản houblon 24 5. Nấm men 24 5.1. Vai trò của nấm men trong sản xuất bia 24 5.2. Phân loại nấm men trong sản xuất bia. Đặc điểm của từng loại 24 5.3. Sự khác nhau giữa 2 loại nấm men 25 5.4. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nấm men 26 6. Các nguyên liệu phụ 26 6.1. NaOH 26 6.2. Axit 26 6.3. Muối 27 6.4. Chất chống oxi hóa 28 6.5. Chế phẩm enzym 28 6.6. Chất làm sạch dịch đường 30 6.7. Chất trợ lọc 31 6.8. Maturex L 31 6.9. Caramel 31 III. Qui trình công nghệ 32 1. Tiếp nhận nguyên liệu 33 2. Xử lý nguyên liệu 34 2.1. Mục đích 34 2.2. Biến đổi 34 2.3. Thiết bị 34 2.4. Nguyên lý hoạt động 35 3. Nghiền 36 3.1. Nghiền malt 36 3.2. Nghiền gạo 38 4. Nấu dịch nha 40 4.1. Mục đích 40 4.2. Các biến đổi 41 4.3. Các yếu tố ảnh hưởng 44 4.4. Thiết bị 45 4.5. Thông số công nghệ 47 5. Lọc dịch nha 47 5.1. Mục đích 47 5.2. Các biến đổi 48 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 3 5.3. Các yếu tố ảnh hưởng 48 5.4. Thiết bị 49 6. Houblon hóa 51 6.1. Mục đích 51 6.2. Các biến đổi 52 6.3. Các yếu tố ảnh hưởng 54 6.4. Thiết bị 55 6.5. Thông số công nghệ: 58 7. Lắng 58 7.1. Mục đích 58 7.2. Các yếu tố ảnh hưởng 58 7.3. Thiết bị 58 7.4. Thông số công nghệ 59 8. Làm lạnh nhanh 60 8.1. Mục đích 60 8.2. Các biến đổi 60 8.3. Thiết bị: 60 8.4. Thông số công nghệ 61 9. Bão hòa O2 62 9.1. Mục đích 62 9.2. Thiết bị 62 9.3. Thông số công nghệ 63 10. Lên men bia 63 10.1. Men giống 63 10.2. Lên men chính 68 11. Lên men phụ và ủ bia 73 11.1. Mục đích 73 11.2. Các biến đổi 74 11.3. Thông số công nghệ 74 11.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men 74 11.5. Yêu cầu trong quá trình lên men 75 11.6. Thao tác vận hành 76 11.7. Thiết bị sử dụng 79 12. Quá trình lọc bia 80 12.1. Mục đích 80 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 4 12.2. Yêu cầu của bia sau khi lọc 80 12.3. Phương pháp lọc 80 12.4. Thao tác vận hành 82 13. Bão hoà CO2 86 13.1. Mục đích 86 13.2. Yêu cầu của quá trình 86 13.3. Thông số của quá trình 86 13.4. Thao tác vận hành 86 14. Chiết 86 14.1. Mục đích 86 14.2. Thuyết minh 88 15. Rửa chai 89 15.1. Mục đích 89 15.2. Thao tác thực hiện 89 15.3. Thiết bị 90 16. Soi chai 91 17. Chiết chai – đóng nắp 92 17.1. Mục đích 92 17.2. Nguyên tắc hoạt động 92 17.3. Thiết bị 93 18. Thanh trùng 96 18.1. Mục đích 96 18.2. Các biến đổi trong quá trình thanh trùng 96 18.3. Thiết bị 97 19. Dán nhãn 99 19.1. Mục đích 99 19.2. Thao tác vận hành 99 19.3. Thiết bị 100 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 5 I. Tổng quan về nhà máy 1. Giới thiệu về công ty 1.1. Thông tin chung Tên doanh nghiệp: Công ty TNHH TMDV Tân Hiệp Phát. Người sáng lập: Tiến sĩ Trần Quí Thanh Năm thành lập: 1994 Lĩnh vực hoạt động sản xuất kinh doanh: Bia-Nước giải khát, Sữa-Bao bì Trụ sở: 219 quốc lộ 13, xã Vĩnh Phú, huyện Thuận An, Bình Dương, Việt Nam. Văn phòng liên lạc: 294 Bùi Hữu Nghĩa, phường 2, quận Bình Thạnh. TP. Hồ Chí Minh Địa bàn hoạt động: toàn quốc Diện tích đã xây dựng bao gồm: văn phòng: 6.037 m2, nhà máy (gồm 12 nhà máy): 77.511 m2, kho: 45.552 m2 Tháng 3 năm 2000, Công ty TNHH TM-DV Tân Hiệp Phát là đơn vị đầu tiên trong ngành bia và nước giải khát đạt chứng chỉ hệ thống quản lý chất lượng ISO 9002-1994. 1.2. Logo của công ty - THP: chữ viết tắt của tên công ty Tân Hiệp Phát. - Hai bàn tay: sức mạnh của sinh lực, nghị lực. Hai bàn tay đan vào nhau thể hiện sự đoàn kết. - Hai ngón cái: trở thành tập đoàn Việt Nam cung cấp thức uống số một ở Việt Nam và có tầm cỡ châu Á. - Màu xanh nước biển: thể hiện sự thịnh vượng, trường tồn và hòa bình. - Màu xanh lá cây: thể hiện sự phát triển, ngày càng lớn mạnh và đa dạng. - Nhìn tổng thể logo như một tòa tháp: một tòa tháp đầy sức mạnh, nghị lực và sự vững chắc. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 6 1.3. Định hƣớng phát triển “Hôm nay phải hơn hôm qua nhưng không bằng ngày mai” cùng với phương châm “thỏa mãn cao nhất mọi nhu cầu hiện có và tiềm ẩn của khách hàng. Sứ mệnh Tập đoàn Tân Hiệp Phát sản xuất và kinh doanh các sản phẩm tốt cho sức khỏe người tiêu dùng châu Á với mùi vị thích hợp và tiêu chuẩn quốc tế. Mục tiêu Tạo ra những sản phẩm thức uống tốt nhất, qua các thương hiệu: Number One, Laser, Bến Thành, Gold Bến Thành…đến với người tiêu dùng khắp 64 tỉnh thành ở Việt Nam. Trở thành tập đoàn châu Á trong 3 lĩnh vực kinh doanh chính: ngành thức uống, thực phẩm ăn liền, bao bì nhựa. 1.4. Giá trị cốt lõi - Hôm nay phải hơn hôm qua nhưng không bằng ngày mai. - Tinh thần “không gì là không thể” - Tinh thần định hướng của đại gia đình. Mọi người thương yêu, giúp đỡ nhau. - Cam kết chất lượng theo tiêu chuẩn quốc tế. - Trở thành đối tác đáng tin cậy. - Tinh thần “làm chủ” của doanh nghiệp trong công việc. - Tập đoàn Tân Hiệp Phát phấn đấu là công dân có trách nhiệm vì cộng đồng. 1.5. Nguồn nhân lực Tổng số cán bộ công nhân viên của công ty trên 1000 người, bao gồm các chuyên gia nước ngoài, kỹ sư, chuyên viên, nhân viên và công nhân. Trong đó, có 720 nhân viên được đào tạo chuyên môn nghiệp vụ tại các trường đại học, cao đẳng trên cả nước và 90% có kinh nghiệm làm việc ở các công ty, tập đoàn lớn đang hoạt động tại Việt Nam. Cùng với đội ngũ công nhân viên tham gia vào hoạt động sản xuất, hơn 300 kỹ sư, chuyên viên, nhân viên có trình độ nghiệp vụ, tay nghề cao được chuyên gia nước ngoài huấn luyện thực tế trong quá trình lắp đặt, vận hành các dây chuyền công nghệ. 1.6. Các tiêu chuẩn chất lƣợng Tháng 3/2000: là đơn vị đầu tiên trong ngành bia và nước giải khát đạt chứng chỉ hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001-2000 Tháng 10/2006: đón nhận chứng chỉ chứng nhận đạt chuẩn chất lượng quốc tế ISO và HACCP, là doanh nghiệp đầu tiên đạt được chứng nhận tích hợp ISO và HACCP đầy đủ nhất trong lĩnh vực thực phẩm, bao gồm: Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 7 - Hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001-2000 (1999) - Hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn 14001-2004 (2006) - Hệ thống quản lý vệ sinh an toàn thực phẩm theo thiêu chuẩn HACCP (2006) 2. Lịch sử phát triển của công ty Tiền thân của Công ty TNHH TM - DV Tân Hiệp Phát là xưởng nước giải khát Bến Thành, thành lập vào đầu những năm 1990 Công ty TNHH TMDV Tân Hiệp Phát là thành viên của Hiệp hội rượu bia và nước giải khát Việt Nam. Năm 1994: Hình thành phân xưởng nước giải khát Bến Thành, sản xuất nước ngọt, nước giải khát có gas, hương vị bia. Trong thời gian này Tân Hiệp Phát tung ra thị trường 3 sản phẩm mới đó là bia chai-bia hơi Bến Thành và bia tươi Flash. Năm 1995 hình thành xưởng sản xuất sữa đậu nành dạng chai 220ml để bán lẻ tại chỗ và phân phối cho các đại lý, quán… Năm 1996 đầu tư dây chuyền thiết bị bia tươi hiện đại nhập từ Đức (tự động hóa từ khâu súc rửa đến chiết nạp bia) và cho ra đời bia tươi flash, được đông đảo khách hàng tin dùng. Năm 1999: đổi tên xưởng nước giải khát Bến Thành thành nhà máy nước giải khát Bến Thành, sản xuất các mặt hàng sữa đậu nành, bia chai, bia hơi, bia tươi flash. Năm 2000: bia Bến Thành là đơn vị ngành bia đầu tiên của Việt Nam đạt chứng nhận ISO 9002-1994, do cơ quan quản lý chất lượng quốc tế Det Norske Veritas (Hà Lan) chứng nhận vào ngày 23 tháng 3 năm 2000. Năm 2001: xây dựng nhà máy sản xuất và văn phòng tại 219, quốc lộ 13, xã Vĩnh Phú, huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương. Chuẩn bị chiến dịch quảng cáo “Number One sắp có mặt tại Việt Nam” và chuẩn bị cho ra đời sản phẩm cạnh tranh: nước tăng lực Number One. Sản phẩm này đã đạt kỷ lục, đứng vào Top 5 tên toàn Việt Nam chỉ trong 3 tháng sau khi có mặt trên thị trường. Ngày 15 tháng 6 năm 2002: tung sản phẩm nước tăng lực Number One dưới dạng chai 240ml và lon 330ml tạo một hiện tượng mới trong thị trường nước giải khát trong nước, được khách hàng tin dùng và vinh dự đứng vào hàng topten các sản phẩm nước ngọt, nước giải khát khu vực Đông Nam Á. Tháng 12 năm 2006, nước tăng lực Number One đã phủ khắp thị trường miền Bắc, sản phẩm Number One có mặt ở hầu hết các tỉnh thành trong khắp cả nước. Tháng3/2003: nhà máy được cơ quan quản lý chất lượng quốc tế Det Norske Veritas (Hà Lan) đánh giá đạt tiêu chuẩn ISO tích hợp. Đột phá công nghệ với dây chuyền sản xuất hiện đại vào bậc nhất Đông Nam Á. Tân Hiệp Phát cho ra đời sản phẩm lần đầu tiên có mặt tại Đông Nam Á là “Bia tươi LASER”, mở ra một trang sử mới trong ngành bia Việt Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 8 Nam. Năm 2004: Ban hành sơ đồ tái cấu trúc, cải tổ cơ cấu quản lý nhân sự mới thích nghi với giai đoạn phát triển mở rộng của Công ty TNHH TMDV Tân Hiệp Phát. Sản xuất sữa đậu nành và nước tinh khiết Number One. Sữa Number One đã được khẳng định là một loại sữa có thương hiệu hàng đầu Việt Nam. Năm 2005: Tung sản phẩm mới “Bia Gold - Bến Thành” rất gần gũi với người tiêu dùng. Sản phẩm mang ý nghĩa đồng hành cùng may mắn, sự thành công, sự chia sẻ trong cuộc sống của mọi khách hàng. Năm 2006: Tung sản phẩm mới: Sữa đậu nành (Soya) hộp giấy với 3 loại hương, trà xanh không độ với các hương vị chanh, mật ong và không đường được khách hàng ủng hộ nhiệt tình. Nhập hệ thống sản xuất nắp chai nhựa 48, hệ thống máy thổi chai PET chiết nóng, hệ thống điều khiển dây chuyền Krones, dây chuyền chiết HDPE … nhằm chuẩn bị cho việc tung ra các sản phẩm mới đáp ứng nhu cầu đa dạng phong phú của xã hội. Năm 2007: Tháng 1/2007, đón nhận 3 chứng chỉ tích hợp ISO 9001:2000, ISO 14001:2004 và HACCP do cơ quan quốc tế Det Norske Veritas (Hà Lan) cấp. Cùng thời điểm đó, tiến hành lễ ra mắt sản phẩm Trà Bí Đao không độ; nước cam ép Number One Juice với hương vị ổi, chanh dây, thơm, cam, me,…; nước tăng lực Number One Chino và Trà Barley Không độ. Hiện nay, sau 15 năm hoạt động và phát triển, tập đoàn Tân Hiệp Phát đã sở hữu một cơ ngơi rộng lớn với tổng diện tích 20 hecta, 12 nhà máy đang hoạt động được trang bị đầy đủ dây chuyền sản xuất hiện đại, tổng số nhân viên lên tới 4000 người, sản xuất 48 dòng sản phẩm. Có thể nói, tập đoàn Tân Hiệp Phát là một trong những tập đoàn nước giải khát hàng đầu Việt Nam cả về uy tín lẫn chất lượng. Công ty đã tích cực sử dụng hệ thống sở hữu trí tuệ như một phần thiết yếu trong việc nghiên cứu phát triển sản xuất và các chiến lược phát triển thị trường của mình. Công ty cũng quan tâm tăng cường nhận thức cho các thành viên trong doanh nghiệp về lợi ích của hệ thống sở hữu trí tuệ và có sự phối hợp giữa các phòng ban trong công ty để sử dụng hệ thống này một cách tích cực trong các hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty. 3. Thành tựu đạt đƣợc Nhờ vào dây chuyền công nghệ với các trang thiết bị máy móc hiện đại và nguồn nguyên liệu đều được nhập từ nước Đức, Mỹ, Úc... sản phẩm của nhà máy đã đạt được các thành tích sau: - Huy chương vàng Hội chợ thương mại Quốc tế Cần Thơ ngày 17/07/1996. - Bằng khen Hội chợ Quốc tế hàng công nghiệp Việt Nam - Hà Nội ngày 25/10/1996. - Huy chương vàng Hội chợ Quốc tế Quang Trung 1998, Tp.HCM ngày 22/11/1998. - Huy chương vàng Hội chợ xuân Nha Trang năm 1998, Top 5 hàng Việt Nam được khách hàng ưa chuộng nhất do báo Đại Đoàn Kết tổ chức ngày 8/1/1998 - Giấy chứng nhận hàng Việt Nam chất lượng cao do báo Sài Gòn Tiếp thị tổ chức:  Năm 1999 (GCN số 158/99, ngày 10/03/1999).  Năm 2000 (GCN số 12/00, ngày 27/01/2000). Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 9  Năm 2001 (GCN số 203/01, ngày 15/01/2001). - Được bầu chọn hàng Việt Nam được ưa thích năm 2001 do báo Đại Đoàn Kết tổ chức bình chọn (văn bản số 01/CTBC/D9D9K, ngày 28/02/2001). - Huy chương vàng sản phẩm độc đáo, do Hội Chất lượng Công nghệ và báo Người Lao động tổ chức (BCN số 01/CND9D, ngày 06/05/2000 do văn phòng phát triển thương mại cấp). - Đạt ba giải thưởng chất lượng vàng, vệ sinh an toàn thực phẩm cho ba sản phẩm bia chai, bia tươi, bia lon Export do hội chợ chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm tổ chức ngày 19/01/2001.  Với phương châm: “Hôm nay phải hơn hôm qua nhưng không bằng ngày mai”, nhà máy tiếp tục đầu tư vào hệ thống quản lý bằng điện tử với phần mềm ERP (Enterprise Resources Planning) có thể liên tục cập nhật dữ liệu sản xuất và kinh doanh để đưa ra kế hoạch sản xuất tự động, nhanh chóng và hợp lý nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, mở rộng thị trường, đáp ứng một cách cao nhất nhu cầu ngày càng cao của khách hàng. 4. Các dòng sản phẩm của công ty Nhà máy phát triển theo định hướng: đa dạng hóa sản phẩm đáp ứng nhu cầu đa dạng của thị trường với nhiều loại sản phẩm đóng trong nhiều loại bao bì: chai thủy tinh, lon, hộp giấy, chai nhựa ...  Các sản phẩm chính: - Bia chai và bia lon Bến Thành - Bia tươi đóng chai Laser - Bia hơi - Nước tăng lực Number 1 - Nước giải khát có gas Number 1: Cream Soda, Cam, Cola - Sữa đậu nành chai.  Các sản phẩm trong tƣơng lai: - Sữa đậu nành hoà tan - Nước sữa chua - Nước ép trái cây các loại (Juice) - Trà linh chi, thảo mộc hoà tan  Sản phẩm phụ CO2 thu được trong quá trình lên men chính, một phần được sử dụng cho quá trình lên men phụ, phần còn lại sẽ sử dụng vào sản xuất nước giải khát có gas. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 10  Phế phẩm - Bã hèm: thu được sau khi rửa bã, được bán làm thức ăn gia súc. - Bã nấm men: được dùng để chế biến làm thức ăn gia súc. Hình ảnh về các sản phẩm của nhà máy Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 11 5. Hệ thống quản lý trong công ty Sơ đồ quản lý nhân sự Tổng Giám Đốc Ban KSNB P.Tổng Giám Đốc Ban Trợ lý Ban Dự án GĐ Điều Hành SX GĐ Phát Triển NNL General Sales MGR GĐ Marketing TP XDC B TP Kỹ Thuật TP Mua Hàng GĐ R&D GĐ Hậu Cần GĐ Tài Chính Operation Admin Production Control MGR TP Động Lực TP Bảo Trì Lắp Mới TP QTTB GĐ NM Bao Bì GĐ NM Bia GĐ NM Sữa TP Kế Hoạch TP Tuyển Dụng TP Nhân Sự TP Đào Tạo TP Hành Chánh TP An Ninh TP QC NM Bia TP QC NM Sữa New Channel Development Manager Excutive Secmantery to G&M National Sales MGR Beverage National Sales MGR Acolholic National Key Account Manager Trade Marketing Manager Sales Operation Manager Sales Capability Manager National Modern Trade MGR Category Managers Market Research Manager Communication Manager Marketing Service Manager TP QA TP R&D TP Kế Toán Quản Trị TP Kế Toán Tài Chính Ngân Quỹ TP ICS TP Kho TP Vận Tải Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 12 6. Sơ đồ nhà máy Hiện tại, công ty đang tạo công ăn việc làm ổn định cho 600 nhân viên. Hệ thống phân phối của công ty là 120 đại lý cấp 1/60 tỉnh thành. Phân bố mặt bằng: gồm các khu vực: - Khu văn phòng. - Khu nguyên liệu. - Khu nấu. - Khu lên men. - Dây chuyền chiết chai. - Dây chuyền chiết lon. - Kho bãi. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 13 - Khu sản xuất sữa đậu nành. - Khu sản xuất trà xanh không độ. - Khu sản xuất nước tăng lực. - Khu xử lý nấm men. - Khu sử lý nước công nghiệp. - Khu thu hồi CO2. - Hệ thống làm lạnh. - Khu CIP và lọc. - Phòng bảo vệ. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 14 II. Nguyên liệu Dựa vào quy trình sản xuất và các yêu cầu cần thiết của bia thành phẩm mà Q.C sẽ đưa ra các yêu cầu về nguyên liệu. Đồng thời các tiêu chuẩn về nguyên liệu cũng phải tuân thủ theo quy định của 46/BYT. Các nhà cung cấp nguyên liệu phải đưa C.A về các chỉ tiêu của nguyên liệu, nhân viên Q.C sẽ kiểm tra một số tính chất của nguyên liệu, thường chỉ kiểm tra ngoại quan và một số tính chất hóa lý nhanh của nguyên liệu, còn hầu hết các tính chất còn lại đều theo chỉ tiêu của C.A do nhà cung cấp nguyên liệu đưa. 1. Malt 1.1. Vai trò của malt trong quy trình sản xuất bia Đại mạch được trồng ở nhiều nơi trên thế giới chủ yếu trong vùng khí hậu ôn đới. Có 2 loại đại mạch là Hordeum vulgare (6 hàng) và Hordeum distichon (2 hàng). Trên bông của đại mạch có 6 hàng bông nhưng loại Hordeum distichon chỉ có 2 hàng bông phát triển thành hạt còn loại Hordeum vulgare cả 6 hàng bông đều phát triển thành hạt. Mặc dù cả 6 hàng bông đều có hạt nhưng kích thước hạt quá nhỏ nên đại mạch 6 hàng không được sử dụng để sản xuất malt trong khi đại mạch 2 hàng có kích thước hạt phù hợp cho việc sản xuất Malt. Malt là một trong bốn nguyên liệu chính trong công nghệ sản xuất bia, là thành phần chính làm cơ chất cho nấm men sử dụng tạo C2H5OH, tạo vị ngọt, hàm lượng CO2 và các chất dinh dưỡng có trong bia. 1.2. Thành phần chính của malt và vai trò của chúng Trong thành phần của malt ta chú trọng đến hàm lượng tinh bột, enzym, protein và nước  Tinh bột ( C6H10O5)n Tinh bột có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong công nghệ sản xuất bia. Hàm lượng tinh bột càng cao, hiệu suất thu hồi bia cũng được nâng cao hơn.  Trọng lượng riêng : 1,63  Nhiệt độ hồ hóa : 800C  Amilo : 17 – 24%  Amilopectin : 76 – 83%  Kích thước hạt tinh bột : 2 – 10 hay 20 – 30 m  Protein Trong tinh bột có khoảng 10 – 12% protein. Các sản phẩm thủy phân của protein có ý nghĩa quan trọng cho sự tạo màu bia, sự sinh sản và phát triển của nấm men, sự tạo bọt và giữ bọt của bia Nếu hàm lượng protein lớn hơn 12% trọng lượng chất khô thì giảm chất lượng bia, bọt kém đậm….. Nếu hàm lượng protein nhỏ hơn 10% trọng lượng chất khô thì độ bền sinh học kém, khó bảo quản và dễ hỏng bia… Protein cũng là một trong những nguyên nhân chính làm bia dễ bị đục, kém bền vững. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 15  Enzim Quan trọng nhất là 2 enzim thủy phân tinh bột là α và β-amylase  α-amylase: Tác dụng lên các liên kết α-1,4glucosit ở vị trí bất kì trong phân tử tinh bột nhưng không ở các đầu mạch và không tác dụng lên các liên kết α-1,6glucosit ở các mạch nhánh. Dưới tác dụng của enzim này làm giảm nhanh độ nhớt của dịch và khả năng tạo màu của iode nhưng lại tạo ra chậm các loại đường khử. Do vậy α-amylase là enzim dịch hóa với sản phẩm là hỗn hợp các đường và oligosaccharide bao gồm: maltose glucose, maltotriose. α-amylase thì không có trong hạt đại mạch chín và được sinh ra trong quá trình nảy mầm. α-amylase có pH tối ưu là 5,7; nhiệt độ tối ưu 70- 75oC; nhiệt độ phân hủy 80oC.  β-amylase: Tác dụng lên các liên kết α-1,4glucosit ở gần đầu không khử của chuỗi mạch tinh bột. Nó không tác dụng lên các liên kết α-1,6glucosit và các liên kết α-1,4glucosit ở gần sát điểm phân nhánh. Khi nó tác dụng lên amylose thì sản phẩm là maltose và các dextrin phân nhánh phân tử lượng lớn gọi là các “β-dextrin giới hạn”. Dưới tác dụng của enzim này các đường khử được tạo ra nhanh chóng nhưng độ nhớt và khả năng tạo màu của iode giảm chậm. β-amylase là enzim đường hóa, nó tồn tại dưới 2 dạng trong hạt đại mạch chưa nảy mầm: dạng tự do thì tan còn dạng kia liên kết với phân tử protein không tan bằng các cầu disulfua. Trong quá trình nảy mầm dạng liên kết chuyển sang dạng tự do. Dạng tự do cấu thành từ nhiều isoenzim có điểm đẳng điện khác nhau nhưng có tính chất tương tự nhau. β-amylase có pH tối ưu là 4,7-4,8, nhiệt độ tối ưu 60-65oC; nhiệt độ phân hủy 70oC. 1.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng malt. Phƣơng pháp kiểm tra Sau khi nhập malt về QC sẽ lấy mẫu kiểm tra chất lượng malt với các chỉ tiêu sau:  Màu: màu đặc trưng của malt  Mùi: mùi thơm đặc trưng của malt  Chỉ số khúc xạ: > 78%. Đo bằng máy điều nhiệt  Hoạt lực amylase: > 285% Wk  Độ ẩm: ≤ 4.5%. Đo bằng cân phân tích  pH của dịch wort: 5.5 – 6.5. Đo bằng pH kế  Màu của dịch wort 2.8 – 3.5 EBC. Đo bằng máy đo quang phổ  Hàm lượng protein tổng: 9 - 13%. Đo bằng phương pháp Kjeldahl  Hàm lượng protein hòa tan: ≥ 4.5%  Chỉ số Kolback: 42 - 48% Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 16 1.4. Bảo quản malt Malt được nhập hàng tháng từ nước ngoài và bảo quản trong các cyclo ở nhiệt độ thường (25oC). Trong các cyclo có bộ phận thông gió, bộ phận cảm biến nhiệt, cảm biến độ ẩm để kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm malt trong quá trình bảo quản. Nguyên liệu để trong cyclo có thể bảo quản được trong hai năm. Nhà máy có 4 cyclo chứa malt, mỗi cyclo chứa tối đa 300 tấn malt. 2. Thế liệu 2.1. Mục đích sử dụng thế liệu trong sản xuất bia Thế liệu là các loại ngũ cốc không phải malt (như gạo, ngô, lúa mạch đen, yến mạch, lúa mạch, lúa mì) được sử dụng trong sản xuất bia nhằm mục đích giảm giá thành sản xuất, cải thiện mùi vị của bia và để bảo quản bia được lâu hơn. Nhà máy sử dụng thế liệu là gạo, sản xuất trong nước. Gạo được nhập từ các tỉnh miền tây. 2.2. Chỉ tiêu của gạo Gạo là thế liệu được sử dụng nhiều nhất ở Việt Nam, và thứ 2 ở Hoa Kỳ. Gạo được sử dụng dưới dạng đã tách trấu, cám và mầm. Tuy nhiên trong quá trình loại bỏ các thành phần trên chú ý giảm tỉ lệ hình thành tấm thực tế để giảm giá thành công nghệ chấp nhận tỉ lệ tấm 30%. Do gạo chứa ít chất béo hơn bắp vì thế gạo được sử dụng trong nhiều nhà máy sản xuất bia. Gạo dùng trong sản xuất bia sẽ cho hương thơm và vị trung tính, sản phẩm có màu sáng và trong. Ở nước ta, gạo là nguồn nguyên liệu dồi dào, việc xay nghiền gạo cũng đơn giản hơn, không cần ngâm. Chất lượng của bia dùng thế liệu gạo có thể cần phải cải thiện một số yếu tố như: độ trong; nhiệt độ hồ hóa; độ nhớt của dịch cháo; hương thơm của cháo; hàm lượng chất béo; hàm lượng protein…Gạo bị hư hỏng trong quá trình vận chuyển và tồn trữ cũng là một vấn đề cần quan tâm nhưng với những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong bảo quản điều này không còn là mối lo ngại. Không phải tất cả các loại gạo đều có thể dùng sản xuất bia, do có những lọai gạo có độ nhớt cao khi hồ hóa dẫn đến việc khó khăn khi bơm dịch. Theo các nhà nghiên cứu nếu gạo có thời gian dịch hóa khi đun sôi trong thời gian 15 phút có thể dùng làm thế liệu sản xuất bia. Trong quá trình hồ hóa để tạo điều kiện thuận lợi trong giai đoạn đường hóa và dịch Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 17 hóa gạo người ta thêm vào lượng malt lót từ 5- 10% với mục đích sử dụng lượng enzym có trong malt để làm giảm khối lượng mạch tinh bột.  Hàm lượng glucid ≥ 78%  Màu sắc: màu trắng  Mùi: không có mùi lạ  Độ ẩm: 14-15,5%  Hiệu suất hòa tan: 80-85% 2.3. Bảo quản gạo Gạo được bảo quản trong xilo ở nhiệt độ thường. Nhà máy có 2 xilo gạo, mỗi xilo gạo chứa tối đa 150 tấn. 2.4. Sự khác nhau giữa bia có sử dụng thế liệu và bia không có thế liệu Bia không sử dụng thế liệu Bia sử dụng thế liệu - Giá thành cao - Hàm lượng nitrogen hòa tan nhiều - Chứa nhiều enzim - Hương vị sản phẩm không đa dạng. - Khả năng giữ bọt thấp - Giá thành thấp hơn - Hàm lượng nitrogen hòa tan giảm do protein thấp. - Không chứa hoặc chứa ít enzym - Tăng tính chất và hương vị cho sản phẩm bia, tạo nét đặc trưng cho sản phẩm. - Tăng khả năng giữ bọt Ví dụ: - Độ đường Succrose và Fructose giảm khi tăng tỉ lệ thế liệu.(bắp) - Dùng tỉ lệ thế liệu cao làm tăng mức độ Diacetyl (bắp) - Độ trong, hương thơm của bia tăng, hàm lượng chất béo, hàm lượng protein giảm. (gạo). Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 18 - Giảm lượng nitơ hòa tan và màu của bia, có thể làm tăng khả năng làm ổn định bọt của bia. (lúa mạch). 3. Nƣớc 3.1. Vai trò của nƣớc trong sản xuất bia Nước là nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng thành phẩm. Trong quá trình sản xuất malt và bia cần một lượng nước rất lớn nhu để ngâm đại mạch trong sản xuất malt, hồ hóa, đường hóa, rửa men, rửa thiết bị, cung cấp cho lò hơi.... Nước tham gia trực tiếp vào quy trình công nghệ (như ngâm đại mạch, nấu malt, lọc dịch nha, lên men, trong công đoạn chiết rót…), tạo nên sản phẩm cuối cùng. Có thể coi nước là nguyên liệu chính để sản xuất bia do trong bia hàm lượng nước chiếm đến 90-92% trọng lượng bia. 3.2. Phƣơng pháp xử lí nƣớc Nhà máy bia Bến Thành phân biệt 2 loại nước:  Nước công nghệ: là loại nước tham gia trực tiếp vào quy trình công nghệ để tạo ra sản phẩm cuối cùng. Nước công nghệ được sử dụng trong các quá trình nấu malt, nấu gạo, rửa bã …  Nước công nghiệp: không trực tiếp có mặt trong thành phần của sản phẩm nhưng cũng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Nước này sữ dụng vào nhiều mục đích khác nhau như: vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà xưởng, thanh trùng… Nguồn nước cung cấp cho sản xuất bia lấy từ các giếng khoan và đem đi xử lý lại. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 19 Quy trình xử lý nƣớc công nghiệp Nước giếng Xử lý làm thoáng Lắng lọc sơ bộ Bơm vào bể trung gian Cột lọc các áp lực Nước công nghiệp Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 20 Quy trình xử lý nƣớc công nghệ 3.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc Chất lượng nước được đánh giá chủ yếu thông qua ba nhóm chỉ tiêu: cảm quan, hóa lý và vi sinh.  Chỉ tiêu cảm quan. Trong công nghệ sản xuất thức uống, nước nguyên liệu phải đạt các yêu cầu sau: trong suốt, không màu, không mùi, không vị. (Ban hành theo quyết định số 23/2004/QĐ-BKHCN ngày 25 tháng 8 năm 2004 của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ) Màu sắc, TCU, không lớn hơn: 15 Độ đục, NTU, không lớn hơn: 2 Mùi, vị: không mùi vị. Lọc than Lọc tinh Xử lý acid yếu Xử lý acid mạnh Nước công nghệ Lọc chân không Nước công nghiệp Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 21  Độ trong suốt (độ đục): Độ trong của nước phụ thuộc vào lượng khoáng bị hoà tan, các hợp chất cơ học, chất hữu cơ và chất keo tụ trong nước. Độ đục của nước thường được xác định bằng cách rót hai mẫu nước có cùng thể tích vào hai ống đong bằng thủy tinh trong suốt, được đặt cạnh nhau và ở phía trước là một nền trắng để quan sát. Một mẫu là mẫu nước cần phân tích, mẫu còn lại là mẫu đối chứng sử dụng nước cất. Người phân tích sẽ quan sát và so sánh hai mẫu rồi ghi nhận xét. Để lượng hóa độ đục của nước, người ta sử dụng đơn vị đo là mgSiO2/l. Người phân tích sẽ bổ sung từ từ bột SiO2 vào ống đong chứa mẫu đối chứng với một hàm lượng xác định sao cho sau khi khuấy đều, độ đục của hai ống đong là tương đương nhau. Từ đó, người ta sẽ tính được số mg bột SiO2 cần bổ sung vào 1l nước để có độ đục tương đương với mẫu nước cần phân tích. Ngoài phương pháp trên, người ta có thể xác định độ đục của nước bằng máy đo độ đục. Độ đục làm giảm khả năng truyền sáng của nước, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp, 1 đơn vị độ đục là sự cản quang gây ra bởi 1 mg SiO2 hòa trong 1 lít nước cất. Độ đục được đo bằng máy đo độ đục (đục kế – turbidimeter). Đơn vị đo độ đục theo các máy do Mỹ sản xuất là NTU (Nephelometric Turbidity Unit)  Độ màu. Độ màu của nước là do các hợp chất màu tan trong nước tạo nên, thường là do chất hữu cơ (chất mùn hữu cơ – acid humic), một số ion vô cơ (sắt…), một số loài thủy sinh vật…Màu sắc mang tính chất cảm quan và gây nên ấn tượng tâm lý cho người sử dụng. Phần lớn nước không màu. Nước cứng có màu xanh nhạt, nước chứa Fe và H2S có màu lục nhạt, nước chứa chất hữu cơ thường có màu vàng nhạt. Ngoài phương pháp cảm quan, người ta có thể xác định độ màu của nước bằng máy so màu.  Mùi Mùi của nước do các hợp chất dễ bay hơi có trong nước tạo nên. Nước ở 20oC ít khi bị phát hiện là có mùi lạ do khả năng bay hơi của các chất ở nhiệt độ này không cao. Thông thường để xem nước có mùi lạ hay không, người ta sẽ gia nhiệt mẫu nước lên 50-60oC. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 22  Vị Vị của nước do các loại muối, các chất khí, các tạp chất trong nước quyết định. Nước tinh khiết được xem là không vị. Theo Rukhlideva và cộng sự (1977) thì hàm lượng muối ăn NaCl trong nước từ 250 mg/l đến 300mg/l sẽ làm cho mẫu nước có vị mặn. Tương tự, nếu hàm lượng MgSO4 trong nước từ 500mg/l và hàm lượng sắt từ 55 mg/l trở lên thì mẫu nước sẽ có vị đắng hoặc chát. Khi nước có chứa cacbonate canxi và cacbonate magie hay acid cacbonic thì nước có vị ngọt dễ chịu.  Chỉ tiêu hóa lý.  pH: 6.8-7.4  Độ cứng tạm thời: 0.7mg/l  Độ cứng vĩnh cửu: 0.4 - 0.7mg/l  Hàm lượng NH3: < 5mg/l  Hàm lượng NO-2 = 0  Hàm lượng chì < 0.1 mg/l  Hàm lượng Fe < 0.3 mg/l  Chỉ tiêu vi sinh.  Hàm lượng vi sinh vật hiếu khí < 100 CFU/1ml H2O  Hàm lượng vi sinh vật kị khí = 0  E.coli < 20 CFU/1l  Coliform = 0 4. Hoa houblon 4.1. Vai trò hoa houblon trong sản xuất bia Hoa houblon là nguyên liệu chính thứ hai trong sản xuất bia, có vai trò:  Cung cấp cho bia vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng.  Tạo sức căng bề mặt giúp giữ bọt bia bền lâu hơn.  Các chất đắng trong hoa góp phần ức chế sự phát triển của vi sinh vật. 4.2. Thành phần chính của hoa houblon và tác dụng của chúng Thành phần của houblon như sau:Thành phần H m l  Nước: 10 – 13%  Tổng chất đắng: 15 – 21%  Tinh dầu: 0.5 - 1.5%  Tanin: 2.5 – 6%  Đường khử: 2%  Pectin: 2%  Acid amin: 0.1%  Chất béo: 3%  Tro : 8% Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 23  Cellulose, lignin và những chất còn lại: 40% Các hợp chất đắng trong hoa Hoa houblon chứa 15 – 21% nhựa đắng (theo % chất khô của hoa). Nhựa trong houblon bao gồm 2 loại: nhựa mềm và nhựa cứng. Nhựa mềm: trong houblon tươi chứa một số lượng nhỏ nhựa mà thành phần chủ yếu của nó là α- acid và β- acid ngoài ra còn chứa một phần nhỏ dedoxy α- acid (là thành phần không đóng vai trò gì trong sản xuất bia chúng sẽ bị nấm men hấp phụ trong quá trình lên men). Nhựa mềm là thành phần có khả năng hòa tan trong dung môi hexane Nhựa cứng: Chiếm 1 tỉ lệ rất nhỏ trong houblon tươi nhưng sẽ tăng trong quá trình tồn trữ. Nó được cho là thành phần nhựa không hòa tan trong dung môi hexane. Tổng nhựa của houblon được xác định bằng tổng của nhựa cứng và nhựa mềm. Đây là thanh phần có thể hòa tan trong dung môi Diethylether và Methanol. Phương pháp xác định phần trăm các loại acid được tiến hành bằng cách độ độ hấp thu của dung dịch trích ly acid từ houblon trong dung môi toluen sau khi pha loãng trong dung dịch metanol kiềm được đo tại 3 bước sóng 275nm; 325nm; 355nm bằng máy quang phổ kế. Công thức tính hàm lượng các acid như sau: %α-Acids = D [_19.07A275 + 73.79A325 – 51.56A355] %β-Acids = D [5.10A275 – 47.59A325 + 55.57A355] Trong đó D là hệ số pha loãng. Pectin Thành phần pectin chiếm một tỉ lệ khiêm tốn trong thành phần houblon và chúng không có vài trò lớn đối với sản phẩm bia, hầu hết chúng được loại bỏ trong quá trình lắng cặn. Tuy nhiên, theo những nghiên cứu cho thấy pectin có trong houblon đóng vai trò ổn định bọt. Với hàm lượng pectin houblon 30 ppm có thể làm cải thiện và gia tăng khả năng ổn định bọt của sản phẩm bia. Tinh dầu dễ bay hơi Tinh dầu chiếm khỏang 0.4-2.5ml/100g sản phẩm tinh dầu chưng cất từ houblon. Trong nguyên liệu thô (chưa qua chưng cất) chứa nhiều tinh dầu hơn so với nguyên liệu đã xử lý nhưng hàm lượng lupulin trong hai dạng không có khác biệt lắm. Thành phần chủ yếu của tinh dầu houblon là terpene. Terpene trong tinh dầu houblon có 3 dạng: monoterpene myrcene; α-humulene; β-caryophyllene. Các dạng này thường hoặc chuyển đổi cho nhau và chiếm đến 80% hàm lượng tinh dầu của houblon. Ngoài ra chúng còn chứa các loại terpene khác như α- ; β-selinene và β-farnesene. Trong số các loại tinh dầu theo các nghiên cứu dường như chỉ có myrcene có tác dụng tích cực đến hương thơm của bia. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 24 4.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng hoa Việc sử dụng houblon phụ thuộc vào nhiều yếu tố và mục đích sử dụng. Dựa vào các yếu tố trên chúng ta quyết định lựa chọn lọai houblon nào tối ưu nhất. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng hoa : Mức độ đắng Độ thơm Bền mùi Bền bọt  Chỉ tiêu về cao hoa  Màu vàng sậm  Mùi thơm đặc trưng của hoa houblon  Hàm lượng α-acid ≥ 30%. Xác định bằng phương pháp chuẩn độ  Chỉ tiêu về hoa viên  Màu xanh ô liu  Mùi thơm đặc trưng của hoa houblon  Hàm lượng α-acid: 8±0,5%  Độ ẩm < 10%  Độ đắng bia 30oBU 4.4. Bảo quản houblon Houblon được nhập từ nước ngoài và Q.C sẽ kiểm tra chất lượng, sau đó houblon sẽ được bảo quản ở container lạnh < 0oC, thời gian bảo quản cao nhất là 1 năm, khi sử dụng houblon sẽ được rã đông. 5. Nấm men 5.1. Vai trò của nấm men trong sản xuất bia Chuyển đường thành C2H5OH và tạo ra các mùi vị đặc trưng cho sản phẩm, tùy vào loại nấm men mà tạo ra các mùi, vị khác nhau. Nhà máy sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae 5.2. Phân loại nấm men trong sản xuất bia. Đặc điểm của từng loại  Phân loại Nấm men trong công nghệ sản xuất bia thường là chủng thuộc giống Sacchromyces, gồm có nấm men chìm và nấm men nổi. Có 2 dạng: nấm men có dạng hình oval hoặc dạng tròn. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 25  Nấm men lên men nổi tên là Saccharomyces cerevisiae dùng trong sản xuất bia ale. Tế bào nấm men mẹ và con sau nảy chồi thường dính lạivới nhau tạo thành như chuỗi các tế bào nấm men còn hình dạng chủ yếu hình cầu hoặc ovan với kích thước 7 – 10µm.  Nấm men lên men chìm tên là Saccharomyces carlsbergensis, lên men ở nhiệt độ thấp dùng trong sản xuất bia lager. Hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi, hình dạng chủ yếu là hình cầu.  Đặc điểm  Saccharomyces cerevisiae: sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ cao, lơ lửng trên bề mặt là chủ yếu. Khả năng lắng yếu nên phải lọc cẩn thận.  Saccharomyces carlsbergensis: sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp. Phân bố ở tầng sâu thiết bị. Dễ kết lắng  dễ tách lớp. Do đó lọc dễ hơn đồng thời tạo điều kiện sử dụng lại giống nấm men. 5.3. Sự khác nhau giữa 2 loại nấm men Khả năng lên men các loại đường trisacarit, ví dụ raffinoza. Trong nấm men chìm có enzym có thể sử dụng hoàn toàn đường raffinoza trong khi đó nấm men nổi chỉ sử dụng được 1/3 đường saccharose. Khả năng tạo bào tử của nấm men chìm lâu hơn và hạn chế hơn nấm men nổi. Quá trình trao đổi chất của nấm men chìm chủ yếu xảy ra trong quá trình lên men, còn của nấm men nổi xảy ra mạnh trong quá trình hô hấp, vì vậy sinh khối nấm men nổi thu được nhiều hơn nấm men chìm. Nấm men chìm còn chia ra 2 loại tuỳ thuộc khả năng kết lắng của nó là nấm men bụi và nấm men kết bông. Nấm men bụi là loài nấm men phân ly mịn trong dịch lên men và lắng từ từ khi kết thúc lên men chính. Nấm men kết bông là loài nấm men có thể kết dính với nhau trong thời gian ngắn khi kết thúc lên men chính và tạo thành khối kết bông lớn nên lắng nhanh xuống đáy thiết bị. Còn loài nấm men nổi không có khả năng này. Nấm men nổi nổi lên bề mặt dịch trong và cuối quá trình lên men chính. Trong khi đó nấm men chìm lắng xuống đáy thiết bị khi kết thúc lên men chính, làm cho bia nhanh trong nhưng khả năng lên men hết đường không bằng nấm men nổi. Như vậy đối với sản xuất bia Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 26 bằng phương pháp lên men nổi, nấm men được tách khỏi bia bằng cách hớt bọt, lên men chìm thì xả cặn ở dưới đáy thiết bị lên men. Nấm men chìm S. carlsbergensis và nấm men nổi S. cerevisiae ngoài các đặc điểm nêu trên, giữa chúng có nhiều đặc điểm sinh hoá khác nhau dựa vào năng lực lên men đường disacarit melibioza của chúng. Ở loài S. carlsbergensis có chứa các gen MEL. Các gen này tạo ra enzym ngoại bào là  - galactosidaza (melibiaza) có khả năng chuyển hoá đường melibioza. Trong khi đó S. cerevisiae không chứa gen MEL do đó không chuyển hoá được đường melibioza. Nấm men chìm lên men ở 4-12oC, nấm men nổi ở 14-25oC. 5.4. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nấm men Khi đưa vào sản xuất tỉ lệ men chết dưới 2%, tỉ lệ nảy chồi lớn hơn 10%. Nấm men đưa vào dịch đường để lên men phải được từ 10-20 triệu tế bào/ml giống. Nấm men có khả năng chuyển hóa các đường đôi, đường đơn giản , các peptid,acid amin, giải phóng ra CO2, rượu êtylic và nhiệt. Nấm men phải thuần chủng. 6. Các nguyên liệu phụ 6.1. NaOH Dùng để trung hòa và vệ sinh, tẩy rửa (CIP) Yêu cầu kỹ thuật:  NaOH > 96%  NaCl < 1,5%  Fe2(CO)3 < 0,2% 6.2. Axit Bảng 2.6.2.1. Một số loại axit thường được sử dụng trong sản xuất bia: Tên axit Yêu cầu kỹ thuật Mục đích sử dụng HCl HCl >30% Fe < 0,01% Điều chỉnh pH nước và xử lý men sữa Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 27 SO4 2- < 0,077% H2SO4 d = 1,84 (g/l) 95-98% Điều chỉnh pH nước và xử lý men sữa Axit lactic Điều chỉnh pH dịch hèm trong quá trình nấu và đường hóa HNO3 hoặc HNO2 Vệ sinh, tẩy rửa và sát trùng. H3PO4 Điều chỉnh pH cho nước và vệ sinh tẩy rửa. 6.3. Muối Bảng 2.6.3.1. Một số muối thường dùng trong sản xuất bia: Tên muối Yêu cầu kỹ thuật Mục đích sử dụng Na2CO3 Na2CO3 > 95% NaCl < 1% Fe <0,02% Xử lý bia thành phẩm khi pH của bia quá thấp. NaCl Màu trắng tinh NaCl > 99% H2O ≤ 0,5% Bổ sung vào môi trường và dịch lên men khi cần thiết, kích thích tiêu hóa và ổn định vị của bia. CaCl2 Tinh khiết Bổ sung vào dịch đường hóa để bảo vệ enzym khỏi tác động nhiệt độ. CaSO4 Bổ sung vào nồi malt và nồi hoa để điều chỉnh nước. Na2S Na2S > 63,5% Fe < 0,25% Chất không tan < 1% Khử sắt, khử mùi tanh, màu vàng của sắt. Thường hòa Na2S thành dung dịch 15 0 Baume. ZnCl2 Cung cấp kẽm cần cho sinh trưởng của nấm men. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 28 6.4. Chất chống oxi hóa Bảng 2.6.4.1. Một số chất khử thường dùng: Chất khử Lƣợng chất khử để cố định 1mg O2 (mg) Axit ascorbic 11 Axit D-erythorbic 11 Axit isoascorbic 12,4 Natri ascorbat 13,5 Natri- isoascorbat monohydrat 4 Anhydrit sunfua (SO2) 6,5 Natri hydrogenosunfit 6,81 Canxi hydrogonosunfit 10,88 Natri disunfit 5,94 Kali disunfit 6,94 6.5. Chế phẩm enzym  Amyloglucosidase Tác dụng  Đảm bảo thủy phân 100% liên kết α-1.6 glucosic trong tinh bột.  Hạn chế rủi ro tinh bột suy thoái hình thành. Đặc tính  Dạng chất lỏng mầu nâu.  Mùi : Có mùi lên men thông thường.  Vị: Không có vị gì đặc biệt.  Khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước  Nhiệt độ sử dụng trong khoảng: 40 -65oC  pH sử dụng: 3.0 - 5.5.  Alpha- amylase Tác dụng  Đảm bảo sản xuất bia chất lượng cao từ nguyên liệu thô có tính kinh tế cao. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 29  Giảm thời gian sản xuất bia  Hạn chế rủi ro tinh bột suy thoái hình thành. Đặc tính  Dạng chất lỏng màu nâu.  Khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước.  Nhiệt độ sử dụng trong khoảng: 70 -95oC  pH sử dụng: 5.0 - 7.0.  Beta-Glucanase Tác dụng  Tăng hiệu quả quá trình nấu malt hoặc nguyên liệu thay thế  Giảm độ nhớt cho dịch hèm nhờ khả năng thủy phân beta-glucan  Tăng hiệu quả của quá trình lọc. Đặc tính  Tan hoàn toàn trong nước  Nhiệt độ sử dụng từ 55-65oC  pH sử dụng : 6.5 - 8.  Amyloglucosidase Tác dụng  Đảm bảo thủy phân 100% liên kết α-1,6 glucosidic trong tinh bột.  Hạn chế rủi ro tinh bột suy thoái hình thành. Đặc tính  Dạng chất lỏng mầu nâu.  Mùi : Có mùi lên men thông thường.  Vị: Không có vị gì đặc biệt.  Khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước  Nhiệt độ sử dụng trong khoảng: 40 -65oC  pH sử dụng: 3.0 - 5.5. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 30  α-acetolactate decarboxylase Tác dụng  Dùng để lên men trong quá trình sản xuất bia.  Ngăn chặn sự hình thành diacetyl.  Tăng hiệu quả của quá trình lên men bia.  Giảm thời gian lên men phụ Đặc tính  Tan hòa toàn trong nước, an toàn khi sử dụng trực tiếp.  pH sử dụng tối ưu: 6.0-6.5 .Nhiệt độ sử dụng tối ưu: 35-45oC.  Protease (Papain, pepsin) Tác dụng  Làm tăng hàm lượng Amino acid tự do cần thiết cho quá trình lên men của nấm men trong dịch hèm.  Cải thiện hiệu suất lên men và chất lượng cuối cùng của bia  Cải thiện quá trình thủy phân Protein từ các nguyên liệu casein, đỗ tương, lúa mỳ.  Làm giảm độ nhớt của dịch hèm, cải thiện tốc độ lọc. Đặc tính  Dạng chất lỏng mầu nâu. Tan hoàn toàn trong nước.  Nhiệt độ sử dụng trong khoảng: 40 - 60oC  pH sử dụng: 6.0-8.0  Nhiệt độ 55oC và pH tối ưu: 6.5. 6.6. Chất làm sạch dịch đƣờng Chứa cấu trúc kappa Isomer của carrageenan. Khi thêm vào quá trình sôi của dịch hèm thì cấu trúc kappa carrageenan phản ứng mạnh mẽ với hỗn hợp Protein, đặc biệt là các hạt protein dạng sương mù hoặc dạng mảnh nhỏ trong dịch hèm. Vì vậy nó có tác dụng làm sạch dịch đường. Cải thiện quá trình cắt đứt các liên kết chặt chẽ trong dịch hèm Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 31 Cải thiện hiệu quả và năng cao hiệu suất của nấm men trong quá trình lên men Cải thiện quá trình lọc Cải thiện độ bền keo của bia và làm giảm độ đục bia 6.7. Chất trợ lọc Các chất trợ lọc được sử dụng phổ biến hiện nay là diatomit và peclit.Tại công ty sử dụng bột trợ lọc là kieseguhr (diatonit) Kích thước trung bình của các hạt kieselguhr là vào khoảng 2 - 10m. Khối lượng riêng của chúng: 500 - 600kg/cm2 Tỉ trọng thực là: 2000 - 2200kg/cm3 Độ phân tán của kieselguhr đạt lớn nhất là 92%, khả năng tiếp nhận nước là 5 lần, lớn hơn thể tích của chúng. Do tính phân tán cao của kieseguhr, bột kieselguhr có bề mặt rất lớn và nhẹ. Khả năng tạo bề mặt lớn chính là nguyên nhân tạo nên khả năng hấp thu mạnh của kieselguhr. Chất trợ lọc mà nhà máy đang dùng gồm hai loại: trắng (hạt thô) và đỏ (hạt mịn) với tỉ lệ trắng/đỏ = 9/5. Chất trợ lọc này chỉ dùng một lần, không tái sử dụng. Mức độ phủ bột trên thành ống phụ thuộc vào áp suất đầu vào và đầu ra của thiết bị. Thời gian thay bột lọc phụ thuộc vào năng suất làm việc và thiết bị đầu dò. 6.8. Maturex L Tác dụng rút ngắn thời gian lên men phụ, giảm lượng diacetyl tạo thành trong quá trình lên men chính. 6.9. Caramel Tạo màu cho bia. Caramen dạng bột được pha với nước trước khi cho vào thiết bị lắng, thường sử dụng từ 6.5-6.8oEBC. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 32 III. Qui trình công nghệ Chiết chai CC Thanh trùng Dán nhãn Sản phẩm Làm lạnh, bão hòa O2 Lên men chính Lên men phụ,tàng trữ Phối trộn Malt Sàng Nghiền Phối trộn Nấu Nước CaCl2 Gạo Sàng Nghiền Phối trộn Nấu Nước Malt lót Lọc bã hèm Bã hèm Đun sôi Houblon, ZnCl2, Caramel Lắng Cặn Lọc nến Bão hòa CO2 Tàng trữ Bột trợ lọc O2 Men Nhân giống CO2 Chai Rửa chai CC Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 33 Hình: Dây chuyền nấu bia 1. Tiếp nhận nguyên liệu Malt được nhập từ nước ngoài, gạo được thu mua trong nước. Sau khi vận chuyển vào nhà máy, malt và gạo bảo quản trong các cyclon. Nhà máy 4 cyclon chứa malt (300 tấn/cyclon) và 2 cyclon chứa gạo (150 tấn/cyclon), tất cả đều được trang bị hệ thống thông gió và những đầu dò tự động để kiểm tra điều kiện nhiệt độ, độ ẩm bên trong cyclon. Để có thể nhập liệu và tháo liệu trong cyclon, nhà máy dùng hệ thống gầu tải. Đó là một hệ thống băng tải mà trên đó có gắn các gầu để chứa nguyên liệu. Malt (gạo) đầu tiên được cho vào một hộc nhập liệu. Tại đây, nguyên liệu được tách bụi một phần và bụi được chứa vào cyclon. Hệ thống gầu nhập liệu được bố trí bên ngoài dọc theo cyclon. Malt (gạo) được gầu tải vận chuyển ngược lên đổ vào đỉnh cyclon. Trong mỗi cyclon có hai cảm biến ở đỉnh và đáy. Nhờ vào hai cảm biến này, nhà máy sẽ xác định được lượng nguyên liệu có trong cyclon. Cảm biến đỉnh sẽ báo màu xanh, cảm biến đáy sẽ báo màu đỏ khi không có malt (gạo) tại mỗi vị trí. Và ngược lại, cảm biến đỉnh sẽ báo màu đỏ, cảm biến đáy sẽ báo màu xanh khi có malt (gạo) tại vị trí tương ứng. Malt (gạo) được tháo liệu theo đường ống ở đáy mỗi cyclon. Tại đây có một van tự động để điều chỉnh lượng tháo liệu. Malt (gạo) sau đó cũng được hệ thống gầu tải vận chuyển vào tank chứa trung gian. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 34 2. Xử lý nguyên liệu 2.1. Mục đích - Loại bỏ tạp chất ra khỏi nguyên liệu ( cát, đá, bụi, rơm rác…). - Hệ thống bao gồm: sàng rung, thiết bị tách từ và quạt gió. 2.2. Biến đổi Không có biến đổi đáng kể 2.3. Thiết bị Về cấu tạo, thiết bị sàng malt và gạo giống nhau Hình: Thiết bị sàng rung (1)Mặt sàng nghiêng (2) Mô tơ tạo rung, (3) Tang quay, (4) Nắp thiết bị, (5) Ống thông khí và van điều chỉnh, (6) Nguyên liệu vào, (7) Nguyên liệu ra, (8) Sỏi, đá, (9) Đường ra của sỏi, đá lẫn, Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 35 (10) Đầu cao của máng, (11) Nguyên liệu, (12) Không khí vào. Thiết bị sàng của nhà máy có cấu tạo gồm 03 sàng đặt nghiêng, mỗi sàng nghiêng 150. Hai sàng đầu có đường kính lỗ sàng lớn hơn kích thước hạt malt (gạo) và sàng 03 (sàng dưới cùng) có đường kính lỗ sàng nhỏ hơn kích thước hạt malt (gạo). Ở đầu cao của sàng 01 và 02 (đầu cao của mặt phẳng dốc) là máng thu tạp chất. Đầu dưới của sàng 03 (đầu thấp của mặt phẳng dốc) có máng chứa nguyên liệu sạch, máng này lại thông với ống tháo liệu. Phía trước thiết bị có 2 cửa tháo tạp chất, với cửa trái thông với máng thu tạp chất của sàng 01 còn cửa phải thông với máng thu tạp chất của sàng 02. Phía dưới sàng 03 là máng gom bụi sót. Máng này thông với ống tháo bụi nằm ở đáy thiết bị. Mỗi thiết bị có 6 cửa kính quan sát bên hông. Ở đỉnh của thiết bị là ống thu bụi về cyclon. Bên ngoài thiết bị có hai motor. Một motor tạo chuyển động rung theo phương nghiêng của sàng, motor còn lại tạo chuyển động theo phương đứng. Bảng: Thông số thiết bị của máy sàng rung Gusmer Tên thiết bị Thiết bị sàng Hãng cung cấp Gusmer Độ nghiêng của lƣới sàng 15o±3o Áp suất lọc bụi 4±0.5 kg/cm2 Thông số kiểm soát Áp lọc bụi, dùng áp kế 2.4. Nguyên lý hoạt động Khi hoạt động, từ cyclon chứa trung gian ở tầng trên, nguyên liệu được nhập vào ở phía đỉnh mặt nghiêng của sàng 01. Nhờ có cơ cấu rung lắc, sàng sẽ chịu lực tác dụng đồng thời theo phương nghiêng và phương đứng. Dưới tác dụng rung lắc, những hạt có kích thước nhỏ hơn lỗ sàng 01 và 02 sẽ lần lượt rơi qua 2 sàng này đến sàng 03, chuyển động theo mặt nghiêng sàng 03 đến máng gom và theo ống tháo liệu đến thiết bị tách kim loại. Các thành phần tạp chất trong nguyên liệu sẽ bị giữ lại trên 2 sàng đầu. Trong đó, sàng 01 có nhiệm vụ tách các tạp chất lớn như đá, rơm, giấy vụn, còn sàng 02 dùng tách tạp chất nhỏ hơn. Khi sàng rung lắc, các tạp chất này liên tục bị giật lên, giật xuống rồi bị giật mạnh ngược lên đầu cao của sàng, rơi vào máng thu, theo cửa tháo của mỗi sàng ra ngoài. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 36 Trong quá trình sàng, dưới tác dụng rung lắc của sàng và lực hút của quạt, một phần bụi sẽ tách ra khỏi malt, theo đường ống ở đỉnh thiết bị sàng và đến cyclon chứa bụi. Một lượng bụi khác cũng được tách ra ở đáy sàng 03 và được thu ở phía dưới thiết bị. 3. Nghiền 3.1. Nghiền malt Gồm có nghiền malt chính và nghiền malt lót. Malt từ cyclo chứa (6 cyclo) theo đường ống dẫn được chuyển vào cân sau đó được chuyển xuống thiết bị nghiền, tại đây các hạt malt sẽ được nghiền đến kích thước nhất định nhằm đảm bảo yêu cầu kĩ thuật. 3.1.1. Mục đích Phá vỡ cấu trúc tế bào để tăng bề mặt tiếp xúc của nguyên liệu với nước, tạo điều kiện hồ hoá nhanh, thúc đẩy quá trình đường hoá, tăng khả năng tiếp xúc của enzyme với cơ chất cũng như việc thực hiện quá trình thuỷ phân nhanh, đồng thời thu được chất hòa tan có nồng độ cao nhất. 3.1.2. Nguyên tắc nghiền Do cấu tạo của hạt malt gồm vỏ và nội nhũ. Vỏ gồm: cellulose, lignin, các hợp chất polyphenol, các chất đắng. Cellulose và lignin không tan trong nước, không bị biến đổi dưới tác dụng của enzyme trong malt. Các hợp chất còn lại thì có thể hòa tan vào nước đi vào thành phần dịch đường sẽ làm cho bia có vị đắng chát, khó chịu. Đây là những thành phần không mong muốn trong bia nên không cần phải nghiền mịn malt để tận thu các chất này. Ngoài ra, khi vỏ trấu không bị nát nhiều nó sẽ tạo thành một lớp lọc rất hiệu quả, hỗ trợ tốt cho quá trình lọc. Vì vậy phần vỏ không nên nghiền mịn. Nội nhũ gồm: tinh bột, dextrin, đường, protein và nhiều hợp chất khác. Các thành phần này cung cấp chất hòa tan chủ yếu cho dịch đường nên phần nội nhũ cần được nghiền mịn nhưng nếu quá mịn lại dễ làm tắt lớp lọc về sau. Mặt khác cấu trúc nội nhũ lại không đồng nhất. Trong quá trình ươm mầm, enzyme chưa thủy phân hết nên ở đầu hạt sẽ cứng hơn giữa hạt. Như vậy trên cùng 1 hạt malt, 3 vùng khác nhau yêu cầu 3 mức độ nghiền khác nhau. Không thể đồng thời cùng lúc thỏa mãn cả 3 yêu cầu. Do đó, phải chấp nhận 1 phương án thỏa thuận có xét đến tổng thể cả 3 đối tượng. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 37 3.1.3. Các biến đổi - Kích cỡ hạt giảm, vỏ trấu tách ra khỏi hạt. - Hàm lượng nước trong malt tăng lên, malt trương nở. Do vậy mà các enzyme của malt được hoạt hoá nhẹ nhàng. Nước nóng 52OC là điều kiện thích hợp hoạt hoá enzyme protease. 3.1.4. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình - Lượng tạp chất, kim loại vụn còn sót lại gây nguy hiểm cho cặp trục nghiền. - Thành phần hóa học và cấu trúc hạt nguyên liệu. - Khoảng cách giữa 2 trục nghiền, mức độ song song của 2 trục, tình trạng của các răng khía. 3.1.5. Phƣơng pháp thực hiện Chọn phương pháp nghiền malt là nghiền ướt. Nghiền ướt có tác dụng làm mềm vỏ malt, tránh cho vỏ bị nghiền nát nhiều. Vỏ malt không bị nghiền quá nhỏ sẽ giúp cho quá trình lọc dễ dàng hơn, cũng như giúp giảm bớt ảnh hưởng của các chất đắng và chất chát có trong vỏ malt. Ngoài ra, nhiệt độ nghiền không cao nên không ảnh hưởng nhiều đến hoạt tính enzyme, giúp tạo môi trường pH thích hợp cho dịch đường.  Ƣu điểm: - Vỏ trấu được bảo toàn do đó rút ngắn được thời gian lọc bã khoảng 10 – 20%. - Có thể tăng chiều dày lớp lọc - Phù hợp với thiết bị nồi lọc.  Nhƣợc điểm: - Nghiền không tốt những loại malt kém nhuyễn. - Hoạt lực của enzyme không được kiểm soát trong thùng ngâm. - Thiết bị phức tạp, đầu tư ban đầu lớn. - Khó vệ sinh thiết bị. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 38 3.1.6. Thiết bị  Nguyên lý hoạt động: Theo hình: Malt đã định lượng được đổ vào thùng chứa. Sau đó chuyển tới khoang ngâm. Ở đây, nước nóng 58OC chảy vào khoang tiếp xúc với malt. Hỗn hợp tiếp tục được đưa xuống cặp trục nghiền, hỗn hợp bột nghiền được bơm vào nồi nấu. Sau mỗi mẻ, tất cả các bộ phận tiếp xúc với malt đều được vệ sinh bằng các vòi CIP. Hình: Thiết bị nghiền ướt một cặp trục 3.1.7. Thông số công nghệ - Nhiệt độ malt đầu vào là nhiệt độ thường, đầu ra là 52OC. - Thời gian ngâm ở khoang ngâm là 5 phút. - Khoảng cách giữa 2 trục nghiền là 0.35 – 0.4 mm. 3.2. Nghiền gạo 3.2.1. Mục đích Đưa nguyên liệu từ dạng hạt về dạng bột để dễ dàng thấm nước, tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn chế biến sau này. 3.2.2. Nguyên tắc nghiền Do hạt gạo không qua quá trình ươm mầm nên tinh bột trong gạo chưa bị thủy phân, cấu trúc của hạt tinh bột còn rất cứng. Nên để tăng hiệu suất trích ly thì gạo được nghiền càng mịn càng tốt. 3.2.3. Các biến đổi - Kích cỡ hạt gạo giảm đi. - Hạt gạo được nghiền thành bột mịn. 3.2.4. Các yếu tố ảnh hƣởng - Lượng tạp chất, kim loạ i vụn còn sót lạ i sẽ tạo ra tia lửa, gây hư hỏng cặp trục nghiền. - Thành phần hóa học và cấu trúc hạt nguyên liệu. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 39 - Tình trạng hoạt động của các răng khía. 3.2.5. Phƣơng pháp thực hiện Sử dụng phương pháp nghiền khô.  Ƣu điểm: - Có thể bảo quản trong thời gian dài sau khi nghiền và trước khi nấu. - Nghiền tốt các thế liệu có độ nhuyễn kém. - Dễ vệ sinh. - Hạt có độ mịn tốt.  Nhƣợc điểm: - Bụi nhiều trong quá trình nghiền. 3.2.6. Thiết bị Hình: Thiết bị nghiền búa. (1) Phễu chứa nguyên liệu, (2) Trục phân phối nguyên liệu, (3) Máng trượt, (4) Rô tô, (5) Sàng, (6) Không khí vào, (7) Hạt vào bộ phận nghiền, (8) Búa, (9) Bột nghiền ra, (10) Sàng chống rung. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 40 Hình: Cấu tạo thiết bị nghiền  Nguyên lý hoạt động: Khi hoạt động roto quay, gạo đựoc chuyển xuống, búa đập, hạt bị đập nhỏ ra. Trong buồng nghiền của máy còn có cửa quan sát và van giảm áp. Cấu tạo của máy nghiền gạo gồm một vỏ máy, trên trục thẳng nằm ngang có gắn 6 đĩa, trên mỗi đĩa có gắn 4 búa làm bằng thép không gỉ hướng về 4 phía. Gạo được đưa vào cửa của máy nghiền. Khi trục quay, búa dang thẳng và đập mạnh vào hạt gạo làm cho hạt gạo vỡ ra. Những hạt có kích thước nhỏ hơn hoặc bằng lỗ sàng sẽ lọt sàng ở dưới ra ngoài còn những hạt có kích thước lớn hơn sẽ bị giữ lại để nghiền tiếp. 3.2.7. Thông số công nghệ Gạo phải được xay mịn hơn malt, càng mịn càng tốt. Độ mịn của hạt đồng đều, giảm được thời gian đun sôi và hồ hoá tinh bột được tốt, kích thuớc hạt sau khi nghiền phải: ≤ 20% (tấm lớn), ≥35% (tấm nhỏ) và ≥75% (bột mịn). 4. Nấu dịch nha 4.1. Mục đích - Trích ly các chất chiết từ malt và gạo vào nước. - Góp phần tạo màu cho bia. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 41 - Thủy phân một số chất phân tử lượng lớn thành các chất phân tử lượng nhỏ để cung cấp chất dinh dưỡng cho nấm men phát triển. Quá trình thủy phân này chủ yếu nhờ hệ enzyme có sẵn trong malt, ngoài ra có thể bổ sung thêm một lượng nhỏ chế phẩm enzyme. 4.2. Các biến đổi 4.2.1. Giản đồ nấu – thuyết minh  Thuyết minh: - Gạo sau khi nghiền được đưa vào nồi gạo, cho nước vào nồi, hỗn hợp này chiếm 2/3 nồi. Nâng nhiệt độ lên 52OC, bổ sung malt lót, enzyme, acid lactic, CaCl2. Giữ hỗn hợp ở nhiệt độ này trong 10 phút. - Tăng nhiệt độ lên 72OC, mỗi phút tăng 1 độ. Duy trì nhiệt trong 20 phút. - Gia nhiệt tới 100oC trong 25 phút. Giữ ở nhiệt độ này trong 15 phút. - Khi gạo bắt đầu được nâng nhiệt từ 72oC lên 100oC là lúc bắt đầu hoà bột malt cho xuống nồi nấu, bổ sung acid lactic, CaCl2. Nhiệt độ xuống malt là 52 oC do hoà tan malt cùng nước nóng, duy trì tại nhiệt độ này trong 35 phút. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 42 - Bắt đầu cho hội cháo, nồi gạo được bơm từ từ vào nồi malt, khuấy đảo liên tục. Thời gian hội cháo là 7 phút, nhiệt độ của dịch lúc này là 63oC. Đây là giai đoạn “nghỉ” hình thành maltose. Tổng thời gian duy trì tại nhiệt độ này là 25 phút. - Sau 15 phút giữ nhiệt tại 63oC, một lượng nhỏ (1/4) dịch được bơm sang nồi gạo và gia nhiệt tới nhiệt độ sôi (mất 10 phút để gia nhiệt). - Lượng ¼ sau khi đun sôi được bơm ngược trở lại nồi malt, nâng nhiệt độ của toàn khối dịch lên 75OC, duy trì nhiệt trong 45 phút. - Cuối cùng, toàn bộ khối dịch được gia nhiệt tới 78oC và được bơm sang nồi lọc, chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo. 4.2.2. Diễn biến quá trình nấu  Quá trình nấu gạo: Gạo sau khi nghiền được đưa vào nồi gạo, cho nước vào nồi gạo. Nâng nhiệt độ lên 52oC, bổ sung malt lót (10 – 15%), bổ sung enzyme hỗ trợ quá trình thuỷ phân tinh bột (vì lượng malt lót sử dụng không nhiều), acid lactic để điều chỉnh pH, CaCl2 làm tăng khả năng chịu nhiệt của enzyme amylase. Tăng nhiệt độ lên tới 72oC. Lúc này, tinh bột gạo bắt đầu hút nước để trương nở, làm cho các phân tử tinh bột bị phá vỡ, pH 5.6 – 5.8 là điểu kiện tối ưu cho α – amylase hoạt động. Gia nhiệt từ 72oC tới 100oC trong 25 phút, giữ ở nhiệt độ này trong 15 phút. Tinh bột gạo lúc này được hồ hoá hoàn toàn. Nhiệt độ càng tăng càng làm cho mạch tinh bột yếu đi, giúp cho các quá trình thuỷ phân của enzyme sau này dễ dàng hơn.  Quá trình nấu malt:  Quá trình đạm hoá: Khi gạo bắt đầu được nâng nhiệt từ 72oC lên 100oC là lúc bắt đầu hoà bột malt cho xuống nồi nấu, bổ sung acid lactic để điều chỉnh pH về 5.2 – 5.6, CaCl2 làm tăng khả năng chịu nhiệt của enzyme amylase, bổ sung enzyme để hỗ trợ cho quá trình thuỷ phân tinh bột, vì lượng enzyme trong malt không đủ đáp ứng. Nhiệt độ xuống malt là 52oC do hoà tan malt cùng nước nóng, duy trì tại nhiệt độ này trong 35 phút. Đây là thời gian diễn ra quá trình đạm hoá tại nồi malt. Khi này, các enzyme hemicellulase, protease sẽ thuỷ phân glucan hoặc protein phức tạp bao quanh hạt tinh bột, tạo điều kiên cho enzyme amylase thuỷ phân tinh bột. Sau quá trình đạm hoá, protein bị thuỷ phân thành albumoza, peptone, polypeptide và các acid amin. Các peptid và các acid amin sẽ là nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho nấm men trong giai đoạn lên men còn albumoza, pepton, polypeptide sẽ tham gia vào việc tạo vị, tạo Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 43 bọt và làm bền bọt cho bia. Tuy nhiên, các phân tử protein nếu không được thủy phân hết trong quá trình nấu sẽ là nguyên nhân làm đục bia sau này.  Quá trình đường hoá: Bắt đầu cho hội cháo, nồi gạo được bơm từ từ vào nồi malt, khuấy đảo liên tục. Thời gian hội cháo là 7 phút, nhiệt độ của dịch lúc này là 63oC. Đây là giai đoạn “nghỉ” hình thành maltose. pH được điều chỉnh về 5.4 – 5.6 là điều kiện tối ưu cho enzyme β – amylase hoạt động. Enzyme này bắt đầu cắt liên kết α – 1,4 glycoside của tinh bột trong quá trình dịch hóa từ đầu không khử và cắt hai gốc glucose để tạo thành đường maltose. Tổng thời gian duy trì tại nhiệt độ này là 25 phút nhằm thu được nhiều đường maltose.  Quá trình dextrin hoá: Sau 15 phút duy trì tại hỗn hợp tại nhiệt độ 63oC, một lượng nhỏ (1/4) dịch được bơm sang nồi gạo và gia nhiệt tới nhiệt độ sôi (mất 10 phút để gia nhiệt). Mục đích của quá trình này là nhằm nâng nhiệt độ của toàn khối hỗn hợp sau đó lên 75oC, tăng hiệu suất của quá trình nấu và tiết kiệm năng lượng đun. Lượng malt cho vào lúc ban đầu đã được tính toán để bù trừ lượng enzyme trong ¼ dịch đun sôi bị vô hoạt. Lượng ¼ sau khi đun sôi được bơm ngược trở lại nồi malt, nâng nhiệt độ của toàn khối dịch lên 75oC, duy trì trong 45 phút, cùng với pH 5.6 – 5.8 là điều kiện tối ưu cho quá trình dextrin hoá, tinh bột còn sót sẽ bị thuỷ phân tạo ra các dextrin. Tinh bột nếu không được thuỷ phân hết sẽ gây đục bia thành phẩm. Sự thuỷ phân tinh bột được kiểm tra bằng iod với nguyên tắc dung dịch iod chuyển sang màu xanh ở nhiệt độ phòng khi có mặt tinh bột và dextrin phân tử lượng lớn. Kết thúc đường hoá, toàn bộ khối dịch được gia nhiệt tới 78oC để thuận tiện cho quá trình lọc vì khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm. Nếu nhiệt độ cao trên 800C thì cellulose sẽ bị chuyển về dạng tinh bột làm đục bia và tanin hòa tan sẽ tạo vị đắng chát khó chịu, làm giảm chất lượng bia sau này. Nhiệt độ thấp hơn thì thuận lợi cho vi sinh vật chịu nhiệt phát triển làm ảnh hưởng tới tính an toàn của sản phẩm. 4.2.3. Các biến đổi - Hóa lý: Sự hòa tan và trích ly các chất có phân tử lượng thấp vào nước (đường, acid amin, một số vitamin, khoáng…); sự kết lắng và biến tính protein. - Hóa sinh và hóa học: Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 44  Thủy phân protein: sản phẩm polypeptide và peptide (endoenzyme), acid amin (exo-enzyme).  Thủy phân tinh bột: sản phẩm dextrin, oligosaccharide (α -amylase) và maltose (β -amylase).  Thủy phân hemicellulose: sản phẩm β -glucan mạch ngắn.  Sự tạo thành melanoid: do trong cháo có một lượng đường và acid amin đáng kể, nên ở nhiệt độ cao chúng kết hợp tạo thành melanoid .  Thủy phân một số hợp chất hữu cơ có chứa acid phosphoric: giải phóng acid phosphoric. 4.3. Các yếu tố ảnh hƣởng - Nồng độ enzyme. - Nhiệt độ: Đây là yếu tố quan trọng nhất trong quá trình nấu có ành hưởng đến cường độ và sự hoạt hóa của các enzym thủy phân. Mỗi enzym đều có một nhiệt độ tối ưu riêng tức là ở nhiệt độ đó enzym thể hiện hoạt tính mạnh nhất. Do đó, nếu nhiệt độ không thích hợp sẽ ức chế hoạt động của chúng. Từ đó thời gian nấu bị kéo dài, làm hao tốn nguyên liệu và ảnh hưởng đến chất lượng của bia. - pH: Cũng ảnh hưởng đến hoạt lực của enzym. Độ pH của môi trường thấp thường làm chậm quá trình hoạt hóa của enzym, giảm hiệu suất chất hòa tan, dịch đường bị đục và khó lọc làm cho bia thành phẩm sẫm màu và có vị đắng khó chịu. - Nồng độ cơ chất: dịch cháo càng loãng, lượng đường tạo ra càng nhiều, đặc biệt là nhóm đường thấp phân tử, có khả năng lên men được. Khi dịch cháo đặc, lượng đường maltose thu được nhiều hơn so với dịch cháo loãng. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 45 Bảng: Các enzyme tham gia xúc tác chuyển hoá cơ chất trong quá trình nấu dịch nha 4.4. Thiết bị Hình: Thiết bị nấu (1) Ống thoát hơi, (2) Nắp trên thiết bị, (3) CIP, (4) Đèn, (5) Cửa quan sát, (6) Thân thiết bị, (7) Lớp cách nhiệt, (8) Thang, (9) Cánh khuấy, (10) Ống dẫn hơi nóng, (11) Đường dịch vào và đường thoát dịch, (12) Motor. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 46 Hình: Cánh khuấy trong nồi nấu Bảng: Thông số của nồi nấu Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 47  Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu sau khi nghiền được hoà trộn với nước và bơm vào nồi nấu thông qua cửa số (11). Tại đây, cánh khuấy (9) được truyền động từ motor quay (12) sẽ khuấy đảo nguyên liệu chậm và liên tục. Hơi nóng truyền theo các đường ống số (10) để gia nhiệt cho nồi nấu. Các phụ gia được bổ sung qua cửa số (5). Nồi nấu làm bằng thép không gỉ, bao bọc bởi các lớp cách nhiệt (7). Nồi có thiết bị tự động ngắt để điều chỉnh nhiệt độ. Sau mỗi mẻ nấu, vòi phun CIP xịt rửa toàn bộ nồi. Ngoài ra, bên trong thiết bị có lắp thang để nhân viên có thể làm vệ sinh hoặc kiểm tra máy. 4.5. Thông số công nghệ - Nhiệt độ nấu: Theo giản đồ - pH nấu: 5.5 - Lượng nước và nguyên liệu sử dụng:  Tỉ lệ malt - nước: 1:3  Tỉ lệ gạo - nước: 1:3 5. Lọc dịch nha Hỗn hợp sau khi đường hóa bao gồm 2 pha: - Pha lỏng chứa đựng toàn bộ những chất hòa tan. - Pha rắn (bã) chứa rất ít chất hòa tan. 5.1. Mục đích Lọc là quá trình tách pha lỏng ra khỏi pha rắn, tức là tách dịch đường ra khỏi bã. Để thu kiệt chất hòa tan từ bã sang dịch đường, quá trình lọc sẽ tiến hành theo hai bước là lọc để tách dịch đường và rửa bã. Nhiệt độ của dịch nha trong suốt quá trình lọc được giữ ổn định khoảng 76oC để giảm độ nhớt và tạo điều kiện cho enzyme thủy phân tiếp tục lượng tinh bột còn sót, nếu lọc ở nhiệt độ thấp hơn thì độ nhớt của dịch lọc cao hơn, khó lọc. Rửa bã bằng nước nóng 75 – 78oC để thu kiệt chất hòa tan còn sót trong bã. Không nên dùng nước nóng hơn vì sẽ vô hoạt enzyme amylase, tinh bột sót đã được hồ hóa nhưng không được đường hóa, dẫn đến dịch đường bị đục và sau này bia khó trong hơn. Lọc lắng cho hiệu suất chiết lớn nhất, dịch đường sau khi lọc trong và có chất lượng cao. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 48 5.2. Các biến đổi Những phần tử nặng nhất và những hạt tấm có kích thước lớn sẽ kết lắng đầu tiên và tạo thành lớp mỏng trên đáy sàng gọi là lớp "bùn dưới". Kết lắng tiếp theo là phần tử chính của pha rắn, gồm chủ yếu là vỏ trấu và các phần tử nhẹ hơn kích thước lớn, tạo thành lớp kết lắng rất dày là bộ phận chính của lớp lọc phụ. Cuối cùng là một lớp kết lắng mỏng gồm các phần tử nhẹ nhất kích thước bé nhất, gọi là lớp "bùn trên". Và phía trên lớp lọc phụ là pha lỏng (dịch đường). 5.3. Các yếu tố ảnh hƣởng - Mức độ nghiền malt:  Malt được nghiền đúng kỹ thuật thì phần bã trấu sẽ tạo ra một lớp trợ lọc xốp.  Malt nghiền quá mịn sẽ dẫn đến tình trạng tắc các mao dẫn, giảm tốc độ lọc. - Độ nhuyễn của malt:  Malt có độ nhuyễn kém ( mức độ đường hóa không triệt để) chứa nhiều hạt dạng bột và nhiều hạt dạng keo tạo lớp bùn dính trên tấm lọc, giảm tốc độ lọc. - Áp suất lọc: Áp suất lọc tăng thì tốc độ lọc cũng tăng, nhưng nếu áp suất lọc tăng quá cao sẽ phá vỡ cấu trúc của lớp lọc phụ và làm giảm tốc độ lọc. - Độ nhớt: Độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ của dịch. Nếu dịch đường chứa nhiều carbohydrate dạng polyme hoặc các hợp chất keo thì độ nhớt tăng lên đáng kể làm giảm tốc độ lọc. - Nhiệt độ: Nhiệt độ lọc tăng thì tốc độ lọc cũng tăng do độ nhớt của dịch cháo giảm. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ lọc quá cao thì sẽ xảy ra hiện tượng biến tính và kết tủa protein, tạo thành kết tủa dẻo gây cản trở cho quá trình lọc. Đồng thời một số chất đắng, chất chát hòa vào dịch đường gây ảnh hưởng đến chất lượng của bia. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình lọc là 76oC. - pH của dịch đường: Tốc độ lọc và dịch trong của dịch đường cũng phụ thuộc vào độ chua, pH tối ưu cho quá trình lọc là 5.5 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 49 - Cách bố trí các phân tử của pha rắn lên bề mặt lọc: được điều chỉnh nhờ chuyển động quay liên tục của cánh khuấy để cào đều bã malt trên đáy lọc cánh khuấy (hệ thống dao). - Thành phần của nước rửa bã: Có thể gây ra độ đục cho bia nếu chứa quá nhiều chất khoáng đặc biệt là SiO2. 5.4. Thiết bị Hình: Cấu tạo thiết bị lọc dịch nha (Lauter tun) (1) Đường ống nhập liệu, (2) Van nhập liệu, (3) Cánh khuấy cào bã, (4) Dao cào bã, (5) Vị trí thấp nhất của dao khi cào bã, (6) Mô tơ nâng/ hạ cánh khuấy, (7) Ông thu dịch lọc, (8) Thùng chứa dịch lọc, Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 50 (9) Ống thoát dịch, đưa vào bơm, (10) Nước rửa, (11) Đầu CIP, (12) Van xả bã, (13) Thùng chứa bã, (14) Lớp cách nhiệt, (15) Cửa quan sát, (16) Đèn Hình: Bên trong thiết bị lọc dịch nha Giống như các thiết bị lên khác, nồi lọc lauter được làm từ thép không gỉ, có dạng hình trụ, đáy phẳng, nắp được nối liền với ống thông hơi có van điều chỉnh và có lớp cách nhiệt bao bên ngoài. Bên trong cách đáy khoảng 10 – 15mm có một đáy giả làm bằng đồng, dày khoảng 3.5 – 4.5 mm, đáy giả này gồm nhiều mảnh nhỏ ghép lại hình thành một lớp đáy có rãnh từ 20 – 30 mm và rộng 0.4 – 0.7mm. Đáy giả còn được thiết kế hở một lỗ tròn để tháo bã malt, lỗ này có cửa đóng chặt. Trên đáy chính có nhiều ống nhỏ thu dịch lọc, các đường ống này được phân bố đều trên đáy chính, đường kính ống từ 25 - 45 mm. Ở bên trong nồi lọc là bộ phận khuấy và cào bã, bộ phận này gắn với trục xoay thẳng đứng nối liền với mô tơ điện. Bộ phận khuấy có nhiều dao, loại hình zic zắc, và có nhiều răng. Trên 2 cánh tay đòn của cánh khuấy là 2 ống dẫn nước có lỗ con tạo nên vòi nước hoa sen, vòi này dùng rửa Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 51 bã. Trục xoay có thể điểu chỉnh các lưỡi dao cào lên xuống cao thấp tuỳ giai đoạn trong quá trình lọc. Bảng: thông số thiết bị lọc dịch nha Tên thiết bị Thiết bị lọc Lauter Hãng sản xuất Huppmann Thể tích 48 m3 Thời gian lọc 2 – 3 h Nhiệt độ dịch đƣờng sau lọc 73 -75oC Kích thƣớc ( DxH) 9700 x 10050 mm  Nguyên lý hoạt động: Dịch sau nấu được bơm vào trong nồi lọc thông qua đường ống kín bên dưới thiết bị (1). Ống nhập liệu (1) và thoát liệu (9) là hai đường ống khác nhau. Bên trong nồi lọc có hệ thống cánh khuấy tạo áp suất thẩm thấu. Dịch lọc thu được theo các ống thu dịch lọc (7) về thùng chứa (8). Từ thùng chứa (8), dịch được đưa tới ống số (9) và bơm vào nồi cô hoa. Tại những lần lọc đầu tiên, dịch lọc có độ đục không đạt yêu cầu (trong thùng chứa (8) có thiết bị đo độ đục), vì thế, dịch lọc từ những lần lọc đầu tiên sẽ theo bốn ống tuần hoàn quay về nồi lọc. 6. Houblon hóa Hoa houblon được rã đông từ trước và cho vào 2 tank nhỏ. Tank thứ I chứa 1/3 viên và toàn bộ hoa cao, tank thứ II chứa toàn bộ lượng hoa viên còn lại. Dịch đường từ nồi houblon hóa, được bơm sang tank I, tuần hoàn nhiều lần, thời gian khoảng 35 phút. Sau đó, dịch tiếp tục bơm sang tank II, tuần hoàn trong thời gian khoảng 30 phút. Sau cùng ZnCl2 được bổ sung vào nhằm kích thích nấm men sinh trưởng, giảm sự thoái hóa của nấm men. Không bổ sung caramel, ZnCl2 vào các giai đoạn trước vì sẽ làm tổn hao nguyên liệu và không ổn định chất lượng bia. 6.1. Mục đích - Chiết chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa N từ hoa houblon vào dịch đường, đồng phân hóa một số chất đắng, tạo cho dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa houblon. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 52 - Vô hoạt enzyme, kết tủa protein kém bền nhiệt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần của dịch đường. - Điều chỉnh nồng độ chất khô của dịch đường. - Thanh trùng dịch đường, góp phần tiêu diệt VSV cho dịch đường trước khi lên men. - Tách một số hợp chất dễ bay hơi ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia. - Hình thành một số hợp chất có lợi cho bia thành phẩm như: melanoidin. Làm bay hơi bớt nước, giảm độ chua để đưa dịch đường về nồng độ và pH thích hợp (khoảng pH thích hợp là 5 – 5.2) cho quá trình lên men. 6.2. Các biến đổi 6.2.1. Biến đổi vật lý - Sự tăng nhiệt độ của dịch nha từ 78oC lên 100oC dẫn đến một số hệ quả sau:  Nồng độ chất khô trong dịch đường tăng lên do có một lượng nước bị bốc hơi ở nhiệt độ cao (10 - 15%), do đó thể tích của dịch đường cũng giảm và có sự thay đổi về tỉ trọng.  Độ nhớt dịch đường cũng giảm. 6.2.2. Biến đổi hóa lý - Sự trích ly các cấu tử hoa Houblon: Các chất hoà tan trong hoa houblon được trích ly vào dịch đường nấu: Các acid đắng vốn không tan trong nước, song trong quá trình houblon hoá, chúng bị đồng phân hoá tạo thành các hợp chất tan tốt hơn rất nhiều và có độ đắng hơn nhiều. Thông thường, chỉ 1/3 hàm lượng α-acid đắng bị đồng phân hoá, song như thế cũng đủ tạo cho bia thành phẩm vị đắng và hương thơm dịu từ các chế phẩm hoa houblon. - Sự hình thành hệ keo: Polyphenol, chất đắng và các hợp chất chứa nitơ trong hoa houblon là những chất tạo sức căng bề mặt có hoạt tính rất cao, vì thế chúng có khả năng giữ các bọt khí CO2 trên bề mặt và góp phần tạo bọt cho bia, tăng gi trị cảm quan. Polyphenol của hoa houblon khi hòa tan vào d ịch đường ở nhiệt độ cao sẽ tác dụng với các protein để tạo thành các phức chất dạng màng nhầy. Các phức chất này rất Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 53 dễ kết lắng và khó kết lắng theo các cặn trong dịch đường, do đó tăng độ bền keo và ổn định các thành phần hoá sinh của dịch đường. - Sự biến tính của một số protein - Sự bốc hơi của nước và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (tinh dầu, acid hữu cơ). 6.2.3. Biến đổi hóa học - Phản ứng đồng phân hóa các acid đắng: Trong quá trình houblon hóa có xảy ra các phản ứng đồng phân hoá các thành phần acid đắng và làm cho chúng tan tốt hơn trong dịch đường. Hình: Sự thủy phân các acid đắng trong quá trình đun sôi hoa - Các phản ứng thủy phân chất đắng: Tạo ra các sản phẩm thấp như acid acetic, isobutandehyde… và các acid đắng. Các acid đắng tuy có phân tử lượng thấp hơn nhưng có độ đắng hơn nhiều so với các hợp chất ban đầu. - Phản ứng Maillard: Xảy ra giữa các đường khử và các nhóm amin tạo ra sản phẩm melanoidin, làm tăng độ màu của dịch đường và bia thành phẩm. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 54 - Sự giảm nhẹ pH của dịch đường: Sự giảm pH từ 5,4 - 5,5 về 5,2 do nước bay hơi và sự trích ly acid đắng từ Houblon. 6.2.4. Biến đổi hóa sinh Ở nhiệt độ đun sôi 100oC, hầu như tất cả các enzyme trong dịch đường bị vô hoạt hoàn toàn. 6.2.5. Biến đổi sinh học Hầu như các vi sinh vật đều bị tiêu diệt. Trước khi lên men, không có bất kì quá trình thanh trùng hay tiệt trùng nào, do trong quá trình nấu và đun sôi với hoa houblon, nhiệt độ đun đủ cao để tiêu diệt hầu hết các vi sinh vật dại. 6.2.6. Biến đổi cảm quan Xảy ra các biến đổi về màu, mùi, vị của dịch đường, tăng độ bền bọt và bền keo, góp phần tăng hương vị và giá trị cảm quan của bia thành phẩm. 6.3. Các yếu tố ảnh hƣởng - Nhiệt độ: Nhiệt độ cao thì sự trích ly càng tốt, nhưng nhiệt độ quá cao sẽ ảnh hưởng lớn đến màu sắc, có thể gây tối màu, giảm giá trị cảm quan cho thành phẩm, đồng thời làm thúc đẩy các phản ứng phụ không mong muốn xảy ra (sự phân hủy đường, hàm lượng các acid amin và vitamin...). - Thời gian nấu: Thời gian nấu càng dài thì lượng chất đắng trích ly được càng nhiều, vị bia càng đậm, song nếu quá dài sẽ làm bia sậm màu và độ balling sau nấu cao, không thích hợp cho quá trình lên men sau này. - pH của dịch đường: pH càng cao thì quá trình đồng phân hóa xảy ra càng tốt, nhưng pH thấp làm cho các chất đắng hòa tan tốt hơn. Độ đắng đạt được khi đun sôi ở pH thấp sẽ dịu và tốt hơn, pH thấp cũng làm cho dịch đường ít màu sậm hơn. pH tốt nhất để tạo phức protein- polyphenol là 5,2. - Lượng protein khả kết trong dịch đường: Lượng này càng cao thì lượng chất đắng tham gia phản ứng kết tủa càng nhiều. Ngoài ra còn một số yếu tố ảnh hưởng khác như thành phần hóa học của nước, nồng độ chất hòa tan của dịch đường, đặc điểm chủng, giống hoa, tỉ lệ cao hoa và viên. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 55 6.4. Thiết bị (1) Đường dịch vào, (2) Đường dịch ra, (3) Hệ thống cấp nhiệt bên trong ( ống gia nhiệt), (4) Nắp phân tán dịch, (5) Thành của thiết bị, (6) Vỏ áo thiết bị, (7) Lớp cách nhiệt, (8) Đường dịch wort dẫn ra nồi hoa, (9) Hoa houblon vào, (10) Cửa kính quan sát, (11) Đèn báo, (12) Vòi phun CIP, (13) Hơi nóng vào, (14) Xả nước ngưng, (15) Đường cung cấp nước CIP Hình: Cấu tạo thiết bị Houblon hóa ( Stromboli) Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 56 (1) Dòng dịch đường phun lên, (2) Đầu phun, (3) Nắp phân tán dịch, (4) Đường dịch ra, (5) Đáy thiết bị đun hoa Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 57 Bảng: Thông số thiết bị Tên thiết bị Thiết bị đun sôi dịch đƣờng với hoa houblon Hãng sản xuất Ningbo Lehui Food Nachinery Thể tích 48m3 Năng suất 720 hl/ mẻ Kích thƣớc (D x H) 5300 x 8580  Ưu điểm: - Giá thành đầu tư thấp hơn, không bảo trì, không bảo ôn. - Không yêu cầu thêm năng lượng điện. - Không thêm bức xạ nhiệt. - Có thể thay đổi nhiệt độ sôi và bay hơi. - Có thể sử dụng áp suất hơi bão hoà thấp. - Dịch đường sôi không tạo bọt và không cần rút không khí. - Nồi nấu không cần cấp nhiệt bên ngoài, cũng không cần cánh khuấy.  Nhược điểm: - Khó làm sạch nồi nấu. - Nếu hơi quá nóng thì dịch đường sẽ bị quá nhiệt bởi tốc độ dịch chảy trong ống chậm. - Nếu dịch đường đun quá nhiệt thì sẽ bị sẫm màu và mùi không đạt yêu cầu.  Nguyên lý hoạt động: Dịch từ nồi lọc được bơm vào nồi cô hoa qua đường ống số (1) Bộ phận trao đổi nhiệt bên trong dạng ống chùm, dịch đường đi qua ống, hơi nóng đi xung quanh các ống. Vì thế, hơi dần nguội đi và ngưng tụ lại, thoát ra ngoài qua đường số (14). Dịch đường sau khi qua ống được gia nhiệt lên và phân tán rộng ra ngoài nhờ một tấm chắn phía trên (4), cấu trúc này tránh tạo bọt. Dịch đường tuần hoàn tốt trong nồi đun và bộ phận trao đổi nhiệt nhờ bơm, bơm được lắp bên dưới đáy và bên trên các ống chùm, để bơm và hút dịch, tạo một vòng tuần hoàn liên tục. Cuối quá trình, dịch được rút ra qua ống số (2) Loại thiết bị này giúp giảm thời gian đun sôi và giảm sự bốc hơi, dịch đường sôi không tạo bọt và không cần rút không khí. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 58 6.5. Thông số công nghệ: - Nhiệt độ hơi nóng sử dụng: 110OC - Nhiệt độ dịch đường vào: 70 – 75 OC - Nhiệt độ dịch đường ra: 98 – 99OC - Lượng hoa cao sử dụng 5kg, hoa viên 5kg - Tổng thời gian cô hoa: 50 – 60 phút 7. Lắng 7.1. Mục đích Nước nha thu được sau quá trình houblon hóa chứa hỗn hợp các chất cặn như xác hoa houblon, tủa protein, polyphenol, chất đắng,… Sự có mặt của chúng trong dịch đường không gây ảnh hưởng đáng kể đến vị và độ bền keo của bia mà chúng gây xáo trộn ban đầu cho quá trình lên men và khi kết lắng thì chúng làm cho nấm men rất bẩn. Do đó ta cần loại chúng ra khỏi dịch đường. Quá trình kết lắng làm trong dịch nha, làm tăng giá trị cảm quan của bia. 7.2. Các yếu tố ảnh hƣởng - Chất lượng malt - Phương pháp nấu - Vị trí các thiết bị, nhất là khoảng cách giữa thiết bị đun hoa và thùng lắng, khoảng cách càng ngắn càng ít cản trở việc bơm. 7.3. Thiết bị (1) Ống thoát hơi, (2) Nắp trên, (3) Xả nước ngưng, (4) CIP, (5) Đèn, (6) Cửa quan sát và lối ra vào vệ sinh, (7), Thân thiết bị, (8) Lớp cách nhiệt, (9) Đáy thiết bị với dốc nghiêng 5O, (10) Vòi phun CIP vệ sinh đáy, (11) Đường dịch vào, (12) Lối thoát dịch Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 59 Hình: Thùng lắng xoáy tâm (Whirlpool) Bảng: Thông số của thiết bị lắng xoáy tâm Tên thiết bị Thiết bị lắng xoáy tâm (Whirlpool) Một mẻ 600 hl Thời gian lắng 20 – 30 phút Nhiệt độ dịch nha vào 100oC Lƣu lƣợng dòng nhập liệu 63 m3/6.1 phút  Nguyên lý hoạt động: Thiết bị có đáy hơi nghiêng so với mặt phẳng ngang (1O), dịch được bơm vào theo phương tiếp tuyến với thành thùng. Vị trí dịch vào (11) ở 1/3 chiều cao thùng tính từ dưới đáy lên. Khối dịch quay bên trong không gian của thùng và đầy dần lên. Cặn tập hợp lại ở giữa. Dịch trong sẽ được lấy ra ngoài theo đường thoát dịch (12). Cặn dễ dàng được loại bỏ. 7.4. Thông số công nghệ - Nhiệt độ dịch đầu vào: 98OC - Nhiệt độ dịch đầu ra: 90OC - Thể tích dịch thu được: 600 hl/mẻ - Thời gian lắng: 30 phút - pH sau lắng: 5.4 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 60 8. Làm lạnh nhanh 8.1. Mục đích Hạ nhiệt độ của dịch đường từ 90oC xuống 8oC là nhiệt độ thích hợp cho nấm men chìm hoạt động. Tránh cho dịch đường bị lây nhiễm các vi sinh vật như vi khuẩn lactic, axetic làm chua dịch đường. Đảm bảo lượng oxy hòa tan cần thiết cho sự phát triển của nấm men ở giai đoạn đầu của quá trình lên men. 8.2. Các biến đổi Khi bắt đầu làm lạnh, nhiệt độ dịch thể còn cao, trong dịch đường xảy ra các quá trình oxy hoá các hợp chất hữu cơ như maltose, glucose, fructose, chất đắng, các hợp chất chứa nitơ, tanin, nhựa hoa houblon…. Mỗi giờ, một lít dịch đường có thể dùng hết 6.4mg oxy cho quá trình oxy hoá. Hậu quả của quá trình oxy hoá là dịch đường thẫm hơn, hương thơm và vị đắng của hoa houblon giảm. Nhiệt độ dịch đường giảm đồng nghĩa với tốc độ oxy hoá cũng giảm dần, đến 45OC thì quá trình oxy hoá ngưng hoàn toàn. Dưới tác dụng của việc làm lạnh nhanh, ở nhiệt độ 8oC, các cặn mịn được hình thành, ta gọi là các kết tủa lạnh làm giảm độ bền keo của dịch. Đó là các protein khó kết lắng bị đông tụ ở nhiệt độ thấp, các protein tạo phức với polyphenol. 8.3. Thiết bị: Hình: cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 61  Cấu tạo: Thiết bị làm lạnh nhanh được cấu tạo từ những tấm bản mỏng làm bằng thép không rỉ, gấp sóng. Các tấm bản có hình chữ nhật, có bốn tai ở bốn góc. Trên mỗi tai có đục lỗ hình tròn. Các lỗ trên bản có lắp ron ngăn dòng tương ứng. Với cấu tạo của từng bản như vậy, khi lắp chúng lên khung thiết bị thì sẽ tạo thành bốn đường dẫn: dịch đường vào thiết bị, dịch đường ra khỏi thiết bị, tác nhân lạnh vào thiết bị, tác nhân lạnh ra khỏi thiết bị.  Nguyên lý hoạt động: Hình: Nguyên lý làm lạnh của thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng Dịch đường nóng được bơm vào một trong hai đường dẫn phía trên, còn khi ra khỏi thiết bị thì theo đường dẫn dưới, ngược phía. Tác nhân lạnh đi vào đường dẫn còn lại ở phía trên, ngược chiều với dịch đường và đi ra theo đường dẫn dưới, ngược phía. Dịch bắt đầu được làm lạnh nhờ nước lạnh 4OC. Nước sau khi trao đổi nhiệt có nhiệt độ là 80OC. Nước được thu hồi sử dụng trong giai đoạn nấu hoặc làm nước rửa bã. 8.4. Thông số công nghệ - Nhiệt độ nước vào: 4OC - Nhiệt độ nước ra: 80OC - Tác nhân làm lạnh: NH3 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 62 - Nhiệt độ dịch vào: 90OC - Nhiệt độ dịch ra: 8OC - pH = 5,5 – 5,8. - Thời gian làm lạnh 1 mẻ: 30 phút 9. Bão hòa O2 9.1. Mục đích Tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men tăng sinh khối trước khi bước vào giai đoạn lên men. 9.2. Thiết bị  Thiết bị được làm bằng thép không gỉ, lắp trên đường dịch nha.  Cấu tạo giống ống Ventury: tiết diện ống thay đổi nhằm thay đổi vận tốc cũng như chế độ chảy của dòng giúp sự xáo trộn và hoà tan khí. Hình: Quy trình nạp oxi vào dịch nha  Nguyên lý hoạt động:  Dịch nha được làm lạnh xuống 8oC có độ hoà tan O2 cao, do đó ta tiến hành bão hoà O2 sau khi đã trao đổi nhiệt. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 63  Dòng dịch nha được dẫn theo đường ống: ban đầu dịch chảy trong ống dẫn, sau đó được dẫn qua một ống có tiết diện lớn hơn gấp đôi bên trong lõi có một ống trụ đặc (đường kính bằng đường kính ống dẫn), cuối cùng trở về với tiết diện ống dẫn bình thường.  Dòng O2 vô trùng được tiếp theo phương vuông góc với ống dẫn tạo đoạn có tiết diện lớn. Do tiết diện dòng chảy lớn đột ngột, dòng chảy bị phân tán, va đập vào trục giữa và giảm vận tốc. Chế độ chảy rối làm cho sự hoà trộn O2 triệt để hơn. 9.3. Thông số công nghệ  Nhiệt độ làm việc: 8oC.  Độ bão hoà O2: 8 mg/l. 10. Lên men bia 10.1. Men giống Chọn giống nấm men thích hợp cho quá trình lên men. Ở nhà máy sử dụng loại nấm men Saccharomyces Cerevisiae. a. Yêu cầu: Yêu cầu chất lượng của nấm men sử dụng trong lên men bia:  Độ thuần khiết, không có vi sinh vật lạ.  Số lượng tế bào từ 10.106 đến 20.106 tế bào / 1ml dịch lên men  Tỷ lệ của tế bào chết ≤ 5%.  Tỉ lệ tế bào nảy chồi 15– 20%  Nấm men có khả năng chuyển hóa các đường đơn, đường đôi, các peptid, acid amin giải phóng CO2, rượu etylic và các sản phẩm khác kèm theo sự tỏa nhiêt.  Đặc tính di truyền ổn định. b. Các giai đoạn sinh trƣởng của tế bào nấm men: Phát triển nấm men trong quá trình lên men chính: Có 4 pha trong suốt quá trình lên men  Pha thích nghi (từ 12- 24 giờ): trong giai đoạn này nấm men làm quen với môi trường dinh dưỡng mới, chúng sử dụng oxy nhiều để hô hấp và glycogen được tạo thành trong tế bào nấm men. Lượng glycogen này là tác nhân kích họat men sử dụng glucose để tổng hợp sản phẩm.  Pha sinh trưởng: là giai đọan nấm men phát triển mạnh nhất đạt mật độ cực đại, quá trình lên men cũng đạt độ cực đại (bắt đầu sau khi mật độ đã đạt cực đại). Trong giai đoạn này glycogen cũng được tổng hợp nhằm giúp tế bào đối phó với tình trạng cạn kiệt dưỡng chất. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 64  Pha cân bằng: ngừng sinh sản và lên men.  Pha suy vong: Các tế bào kết cụm lại với nhau và chìm xuống đáy thiết bị (giống nấm men chìm), tốc độ phát triển chậm lại. Lưu ý nấm men tăng sinh khối trong suốt quá trình lên men, chúng chỉ chậm lại ở cuối quá trình lên men chính. Trong suốt quá trình lên men nhiệt độ là yếu tố chủ đạo, việc duy trì nhiệt độ lên men chính từ 8 – 100C giúp tạo ra sản phẩm mong muốn. Khoảng nhiệt độ trên có thể biến thiên vài độ vì trong quá trình sinh trưởng nấm men tạo ra một nhiệt lượng 140 kcal/ kg cơ chất. Trong 6 - 10 giờ đầu tiên nấm men sử dụng lượng oxy hòa tan trong dịch nha (không có dấu hiệu sử dụng glucose), sau 12 giờ dấu hiệu lên men bắt đầu được phát hiện bởi các bọt khí CO2 tạo thành lớp bọt mỏng trên bề mặt. Nấm men nảy chồi trong vòng 24 giờ, lúc này nhiệt độ tăng lên nếu không được kiểm sóat. Trong khỏang thời gian từ 24 - 48 giờ tốc độ sinh sản và đồng hóa đường đạt cực đại, CO2 cũng được tạo ra nhiều trong giai đọan này. c. Nhân giống Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 65 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 66 Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 67 Sơ đồ nguyên lý thiết bị nhân giống nấm men Sơ đồ qui trình nhân giống tại nhà xưởng d. Cấp men giống Sau khi nhân giống trong phòng thí nghiệm, men giống sẽ được đem cấp cho phân xưởng. Ở nhà máy, men được dự trữ ở dạng lỏng trong 7 tank: 2 tank chứa men giống, 4 tank chứa men có thể tái sử dụng vá 1 tank chứa bã men (men chết). Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 68 Dịch nha trước khi vào thiết bị lên men, sẽ được cấp giống thông qua thiết bị lưu trữ giống bằng bơm hoặc van. Lượng men cung cấp cho mỗi mẻ là 500 kg. Mật độ và chất lượng giống được kiểm soát bằng kỹ thuật đếm men sau khi bơm dịch nha vào thiết bị lên men. 10.2. Lên men chính 10.2.1. Mục đích Trong quá trình lên men, nấm men sẽ chuyển hóa cơ chất trong dịch nha nhằm phục vụ nhu cầu tăng sinh khối và tạo sản phẩm chuyển hóa. Các loại đường, dextrin có phân tử lượng thấp sẽ được chuyển thành rượu etylic, CO2 và một số sản phẩm có trong bia thành phẩm nhằm định hương và vị của bia. 10.2.2. Các biến đổi  Biến đổi sinh học: Các biến đổi sinh học trong quá trình lên men chính chủ yếu là sự sinh trưởng và trao đổi chất của nấm men: Giai đoạn sinh trưởng hiếu khí (hô hấp): Đây là giai đoạn đầu của quá trình lên men chính, nấm men sẽ sử dụng đường có trong dịch nha làm cơ chất và oxy hòa tan để sinh trưởng và tăng sinh khối. Lượng sinh khối tạo thành trong giai đoạn này rất lớn, tốc độ trao đổi chất là cực đại. Vì vậy, giai đoạn này có thể được xem như một cấp nhân giống cuối cùng trước khi tiến hành quá trình lên men ethanol. Song song với sự sinh trưởng của nấm men là sự giảm hàm lượng chất khô và oxy trong dịch nha. Khi oxy trong môi trường được sử dụng hết thì sự sinh trưởng nấm men sẽ chuyển dần từ hiếu khí sang kỵ khí. Giai đoạn sinh trưởng kỵ khí (lên men): Trong giai đoạn này nấm men tiếp tục sinh trưởng nhưng trong điều kiện không có oxy. Tốc độ sinh trưởng lúc này chậm hơn rất nhiều so với giai đoạn trên. Lượng chất khô trong dịch nha tiếp tục giảm kèm theo hàm lượng ethanol tăng lên. Đường cong sinh trưởng của nấm men trong giai đoạn này được biễu diễn trong đồ thị 3.1 dưới đây. Nhà máy tính toán ngày lấy mẫu dựa vào hàm lượng chất khô SG. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 69 ĐỒ THỊ : Sự thay đổi nhiệt độ (t), độ pH, hàm lƣợng chất khô (SG, kg/m3), hàm lượng dầu fusel (fa, mg/L) và các ester hữu cơ (e, mg/L) trong quá trình lên men chính theo ngày (2).  Biến đổi vật lí: Các biến đổi vật lý diễn ra trong quá trình lên men thường đi kèm với sự trao đổi chất của nấm men bao gồm sự thay đổi nhiệt độ và áp suất bề mặt dịch lên men. Nhiệt độ lên men Trong quá trình lên men nhiệt độ tank lên men tăng dần do quá trình trao đổi chất của nấm men. Do đó, để đảm bảo quá trình lên men ổn định và dễ kiểm soát ta thường điều chỉnh nhiệt độ trong suốt quá trình lên men một các tự động. Việc điều chỉnh nhiệt độ của quá trình lên men thường áp dụng theo các giai đoạn như sau: o Giai đoạn lên men chính: 8 – 100 C. o Giai đoạn lên men phụ: 40C. o Giai đoạn ủ chín bia: 0 – 20C Áp suất dịch lên men: Áp suất dịch lên men tăng dần do sự tạo thành khí CO2 từ sự chuyển hóa đường glucose  Biến đổi hóa sinh: Sự trao đổi glucid: Sự trao đổi glucid diễn ra ở tế bào nấm men chủ yếu bao gồm: - Sự thủy phân các loại đường disaccharide, trisaccharide, ... thành glucose dưới xúc tác của một số enzyme tương ứng như maltose, invertase, melibiase, ... - Sự chuyển hóa đường glucose theo các con đường khác nhau như : Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 70 o Con đường đường phân EMP. o Chu trình Crebs. o Chuyển hóa acid pyruvic thành acetaldehyde rồi thành ethanol và các sản phẩm phụ khác trong điều kiện kỵ khí. - Sự tổng hợp vật chất tế bào từ glucose thành glycogen cũng có thể xảy ra ở đầu quá trình sinh trưởng. Sự trao đổi lipid: Trong quá trình sinh trưởng và phát triển hiếu khí thường kèm theo quá trình tổng hợp các acid béo và sterol ở nấm men. Các chất này là thành phần quan trọng trong màng tế bào nấm men Sự trao đổi các hợp chất nitơ: Các hợp chất nitơ có trong dịch nha bao gồm: các phân đoạn của protein (các polypeptide, peptid, pepton, acid amin), các muối amoni, các purine, nucleotide... Trong số các hợp chất này thì các muối amoni vô cơ và acid amin sẽ được nấm men sử dụng như nguồn cung cấp nitơ phục vụ cho quá trình sinh trưởng và trao đổi chất. Cần lưu ý rằng nấm men không sử dụng được các muối nitrite và nitrate, thậm chí hai loại muối này còn là tác nhân gây độc và kìm hãm sự sinh trưởng của nấm men. Theo nghiên cứu, người ta thấy rằng các chủng nấm men bia thuộc loài Saccharomyces cerevisiae không có khả năng tổng hợp các protease ngoại bào,vì vậy chúng không có khả năng sử dụng protein làm cơ chất.  Biến đổi hóa học: Sự thay đổi hàm lượng chất khô: Nấm men sử dụng đường trong dịch nha để tăng sinh khối và lên men ethanol, do đó nồng độ chất khô trong dịch lên men sẽ giảm dần. Người ta dựa vào sự thay đổi Balling làm thông số điều khiển quá trình lên men. Độ balling trước quá trình lên men là 13oballing. Đường glucose và fructose được chuyển hóa trước tiên, khi hàm lượng glucose nhỏ lại là lúc nấm men tổng hợp enzyme để sử dụng đường maltose và đường maltotriose. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 71 ĐỒ THỊ : Đồ thị chuyển hóa các loại đƣờng trong dịch nha theo ngày (2) Sự thay đổi pH: Sự thay đổi pH và năng lực đệm pH của dịch nha trước và sau quá trình lên men là 5,4 - 5,6 và 4,4 - 4,5. Hiện tượng giảm đột ngột pH của quá trình lên men có thể được giải thích bởi một số nguyên nhân sau: - Sự tạo thành các acid hữu cơ trong suốt quá trình lên men. - Sự chuyển vận các ion H+ qua màng tế bào. - Sự thay đổi tính đệm của môi trường. Sự thay đổi tính đệm cũng được giải thích bởi sự tạo thành CO2, các acid hữu cơ (tương ứng với pH đệm là 4,27 - 5,67), sự hấp thu các loại muối phosphate (tương ứng với pH đệm là 5,67 – 7,07) bởi nấm men. Sự thay đổi hàm lượng chất khoáng: Do nấm men đã sử dụng một số kim loại cần cho sự sinh trưởng và phát triển của nấm men như Ca2+, Fe2+, Mn2+, Co2+, K+, Ni2+, Zn2+. Kim loại nặng ở dạng ion đóng vai trò như một co- enzyme trong tế bào nấm men phục vụ cho quá trình tăng trưởng của tế bào. Dịch nha là nguồn Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 72 cung cấp các thành phần khoáng cần thiết cho nấm men, chắc chắn hàm lượng Ca2+, Zn2+ trong dịch nha sẽ không đáp ứng nhu cầu của nấm men vì vậy cần bổ sung các kim loại này vào dịch nha (hàm lượng Zn2+ khoảng 0,3 ppm). Các nghiên cứu cho thấy rằng ở nồng độ 1ppm Zn2+ ức chế sự phát triển của nấm men. Sự tạo thành các ester: Các ester được tạo thành chủ yếu vào cuối giai đoạn lên men chính nhờ phản ứng ester hóa giữa các alcol (chủ yếu là ethanol) và acid carboxylic trong d ịch lên men. Chúng bao gồm các loại ester dễ bay hơi như ethylacetate với hàm lượng khoảng 15 - 20 mg/L và loại khó bay hơi với hàm lượng 40 - 50 mg/L. Các hợp chất ester góp phần tạo nên hương đặc trưng cho bia thành phẩm. Tuy nhiên, nếu hàm lượng của chúng vượt quá giới hạn cho phép có thể gây ra mùi vị lạ. Sự tạo thành các hợp chất carbonyl Hợp chất carbonyl trong bia rất đa dạng và phong phú. Phần lớn các hợp chất này là sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi chất ở nấm men bao gồm các aldehyde, keton, ketoacid... Trong đó, acetaldehyde và diacetyl là hai thành phần quan trọng nhất ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của bia thành phẩm. Acetaldehyde được hình thành từ phản ứng decarboxyl hóa acid pyruvic. Acetaldehyde được tạo thành nhiều trong điều kiện lên men kỵ khí. Hàm lượng của acetaldehyde trong bia non chiếm từ 20 đến 40 mg/l và sẽ giảm dần đến 8 đến 10 mg/L trong bia đã qua quá trình ủ chín Diacetyl là sản phẩm phụ từ con đường sinh tổng hợp valine ở nấm men. Khi đó, acid pyruvic tạo thành từ con đường EMP sẽ chuyển hóa thành acid acetolactic. Acid acetolactic sau đó sẽ bị decarboxyl hóa thành acetoin. Acetoin tiếp tục bị oxy hóa hoặc khử thành diacetyl hoặc 2,3 - butadiol. Sự hình thành diacetyl và 2,3 -butadiol tùy thuộc và thế oxy hóa khử của môi trường. Thế oxy hóa khử càng thấp thì sản phẩm chủ yếu là 2,3 - butadiol và acetoin. Trong trường hợp thế oxy hóa khử cao, nghĩa là trong điều kiện hiếu khí thì hàm lượng diacetyl được hình thành nhiều nhất. Diacetyl hàm lượng cao có thể gây cho bia có mùi bơ oxy hóa khó chịu. Do đó, trong sản xuất bia, người ta thường kiểm soát hàm lượng diacetyl trong bia không được vượt quá 0,1 ppm.  Biến đổi hóa lý Sự hòa tan khí CO2: Độ hòa tan của CO2 trong dịch lên men thấp hơn trong nước. Hàm lượng CO2 hòa tan tăng cùng với lượng ethanol trong dịch lên men và giảm khi hàm lượng chất hòa tan tăng. CO2 hòa tan tồn tại trong dịch lên men chủ yếu ở dạng liên kết với một số thành phần như protein và các ester. Sự hình thành bọt. Bọt được tạo thành trong quá trình lên men chính bởi sự giải phóng các khí ở dạng không liên kết đặc biệt là CO2. CO2 được tạo thành ở giai đoạn cuối quá trình lên men và có xu hướng thoát ra khỏi dịch lên men lên phía trên mặt thoáng. Tuy nhiên, do dịch nha có bản chất là hệ keo gồm các hợp chất có tính hoạt động bề mặt như protein, polyphenol, chất đắng..., các chất này tạo nên Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 73 một lớp hấp phụ đơn phân trên bề mặt các bóng khí nên khó có thể thoát ra khỏi các bóng khí này mà bị giữ lại tạo thành bọt. Sự thay đổi thế oxy hóa khử. Thế oxy hóa khử (rH) của dịch lên men có liên quan mật thiết đến hàm lượng oxy hòa tan trong dung dịch. Đầu quá trình lên men, hàm lượng oxy là tối đa. Oxy lúc này ở trạng thái bão hòa và hàm lượng có thể lên đến 7 - 9 mg/l dịch nha ứng với rH = 20 - 30. Sau đó, hàm lượng oxy giảm nhanh do sự hô hấp của tế bào nấm men. Nấm men sử dụng oxy chủ yếu để tổng hợp năng lượng và gia tăng sinh khối. Như vậy, thế oxy hóa khử sẽ giảm dần trong quá trình lên men và khi bia non được hình thành thì giá trị rH đạt được là 10. 10.2.3. Thông số công nghệ Nồng độ dịch nha trước lên men: 10 – 12 độ Plato. Nồng độ chất khô giảm từ 0.5 – 1.5 độ plato/ ngày. pH dịch nha trước lên men: 5.2 – 5.4 Mật độ tế bào nấm men trong dịch lên men: 12-20 triệu tế bào/ ml dịch Nhiệt độ lên men chính: 5 – 100C Áp suất: 0 bar Thời gian lên men: 1800 phút Nồng độ CO2 trong dịch lên men khi kết thúc quá trình: 0.35% Độ lên men: 85% 11. Lên men phụ và ủ bia 11.1. Mục đích Lên men lượng đường còn lại, bão hòa carbodioxyde cho bia tươi, ổn định hương vị, độ trong sản phẩm. Ở giai đoạn lên men phụ các quá trình xảy ra hoàn toàn giống giai đoạn lên men chính nhưng với tốc độ chậm hơn do hầu hết nấm men đã kết lắng và nhiệt độ thấp khoảng 0 – 20C. Lên men phụ nhằm chuyển hóa hết phần đường có khả năng lên men còn sót lại trong bia non. Ở giai đoạn này xảy ra các quá trình nhằm ổn định thành phần và tính chất cảm quan của sản phẩm như hàm lượng diacetyl giảm, các axit hữu cơ tác dụng với rượu tạo thành ester. Nhiệt độ và thời gian lên men phụ là hai yếu tố quan trọng nhất ở giai đoạn này. Nhiệt độ thấp và thời gian dài là những điều kiện quan trọng nhất để thu nhận được bia có độ bền keo và chất lượng cao. Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 74 11.2. Các biến đổi  Hóa học: Trong quá trình lên men phụ xảy ra quá trình oxy hóa khử một số thành phần của bia như: aldehyde, acid, các loại rượu, các chất màu, diaxetyl…, đồng thời giữa chúng có sự tương hỗ về mặt hoá học, góp phần tạo nên thành phần và hương vị của bia. Trong quá trình này một số tế bào nấm men bị chết và tự phân bởi các enzyme protease có sẵn trong bản thân các tế bào nấm men. Sản phẩm tự phân là các peptid, acidamin, và một vài thành phần của acid nucleid. Các enzyme chủ yếu là nhóm enzyme peptidase và protease. Chính các sản phẩm tự phân này có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của bia. Trong suốt quá trình hình thành, CO2 dư nổi lên bề mặt dịch lên men góp phần đẩy O2 ra làm giảm rH (lượng oxy hòa tan) kết quả làm hạn chế các vi sinh vật hiếu khí phát triển đây là nguyên nhân làm giảm chất lượng bia. Quá trình "chín bia" là quá trình làm mất mùi vị bã hèm, vị ngọt sẽ mất khi đã lên men hết lượng chất khô còn lại. Vị đắng gắt sẽ dần mất hết do sự tác dụng tương hỗ giữa các protein và tanin hình thành nên các phức chất kết tủa. Vị cay tê sẽ biến mất dần và nấm men sẽ lắng xuống đáy khi quá trình lên men phụ kết thúc.  Hóa lý: Sự kết tủa protein Sự lắng trong bia Bão hòa CO2 cho bia. 11.3. Thông số công nghệ Dịch trước khi lên men phụ có nồng độ đường: 40 P Nồng độ đường kiểm tra để kết thúc quá trình ủ bia: 2,20 P pH dịch nha trước lên men: 4.5 Nhiệt độ lên men phụ: 0 – 50C Nhiệt độ ủ bia: 0- 20C. Áp suất trong tank: 1 bar Thời gian lên men phụ: 1200 phút. Tổng thời gian lên men+ ủ bia: 30- 45 ngày. 11.4. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình lên men  Nhiệt độ (yếu tố quan trọng nhất). Việc duy trì nhiệt độ lên men chính từ 7- 14oC giúp tạo ra sản phẩm mong muốn. Do vậy, cần có hệ thống ổn định nhiệt nhằm duy trì nhiệt độ tối ưu.  pH. pH của dịch lên men sẽ giảm và đạt đến mức tối thiểu 3,8 - 4,4 do hình thành các acid hữu cơ. Việc giảm pH có tác động tích cực đến bảo quản vì mức pH thấp sẽ hạn chế sự lây nhiễm của nhiều vi sinh vật khác, đồng thời pH thấp tạo điều kiện cho protein đông tụ và kết lắng một phần Báo cáo thực tập GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 75 tế bào nấm men. pH của dịch nha trước khi tiến hành lên men khoảng 5,0 - 5,4, pH này được lựa chọn nhằm tạo điều kiện thuận lợi ban đầu ưu tiên cho nấm men.  Ion kim loại. Kim loại nặng như là kẽm ở dạng ion kẽm II đóng vai trò như một co-enzyme trong tế bào nấm men phục vụ cho quá trình tăng trưởng của tế bào. Chắc chắn hàm lượng Zn2+ trong dịch nha sẽ không đáp ứng nhu cầu của nấm men, vì vậy cần bổ sung kim loại này vào dịch nha.  Chủng, số lượng tế bào nấm men sử dụng sẽ ảnh hưởng đến: o Tốc độ và mức độ lên men. o Hàm lượng sản phẩm bậc hai tạo thành. o Tốc độ và khả năng kết lắng. o Mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật (tức là mức độ thoái hóa). o Khả năng chống chịu khi bị tấn công. Trước khi cho nấm men vào tank phải kiểm tra các chỉ tiêu sau:  Độ thuần khiết không có vi sinh vật lạ.  Số lượng tế bào từ 10.106 đến 20.106 tế bào / 1ml dịch lên men  Tỷ lệ của tế bào chết ≤ 5%.  Tỉ lệ tế bào nảy chồi 15– 20%.  Lượng oxy hòa tan trong dịch nha. Do nấm men tăng sinh khối suốt cả quá trình lên men, chúng chỉ chậm lại ở cuối quá trình lên men chính, cho nên lượng oxy hòa tan trong dịch nha cần thiết cho nấm men hô hấp là trong pha thích nghi (từ 12- 24 giờ). Trong giai đoạn này, nấm men làm quen với môi trường dinh dưỡng mới, chúng sử dụng oxy nhiều để hô hấp và glycogen được tạo thành trong tế bào nấm men. Oxy đủ để nấm men tăng sinh khối (8- 10 mg/l)  Nồng độ của dịch nha. Nồng độ của dịch nha nếu lên đến 20% thì nấm men không phát triển được vì áp suất của môi trường vượt quá khả năng thẩm thấu của tế bào. Dịch nha khi vào thiết bị lên men có tổng chất rắn hòa tan (độ plato) tính theo đường Saccharose 10 - 12 độ. 11.5. Yêu