MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
Bảng Tên bảng Trang
1.1. Thành phần hóa học của malt 1
1.2. Thành phần hóa học của potein trong đại mạch 7
3.1. Tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn 22
3.2. Biểu đồ sản xuất của nhà máy 26
3.3. Tổng kết cân bằng vật chất qua các công đoạn 29
4.1. Bảng tổng kết các thiết bị 48
DANH MỤC HÌNH
Hình Tên hình Trang
1.1. Malt vàng và malt đen 2
1.2. Malt đen 2
1.3. Đại mạch 2 hàng và 6 hàng 3
1.4. Cấu tạo hạt đại mạch 4
2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất malt đen 12
2.2. Xilô
2.3. Thiết bị ngâm 16
2.4. Thiết bị sấy dạng tháp
4.1. Xilô chứa nguyên 30
4.2. Máy sàng ống 31
4.3. Máy tách kim loại 31
4.4. Bunke chứa nguyên 32
4.5. Thiết bị ngâm và rửa 33
4.6. Thiết bị chứa H
2
O
2
34
4.7. Máy bơm nước 37
4.8. Máy điều hòa không khí 37
1.1.1. Giới thiệu về malt [1]
1.1.1.1. Đặc điểm
Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu
mạch, thóc, ngô… Sau khi nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất
định với những điều kiện bắt buộc.
Malt là một loại bán thành phẩm nhưng rất giàu chất dinh dưỡng: chứa 16 –
18% các chất thấp phân tử dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn giản, dextrin bậc thấp,
các axit amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt là hệ enzim phong
phú, chủ yếu là proteaza và amylaza.
Thành phần hóa học của malt tính theo chất khô
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của malt
Thành phần Hàm lượng (%)
Tinh bột 60 – 65
Xenlluloza 4 – 6
Saccaroza 3 – 5
Đường khử 2 – 4
Chất béo 2 – 3
Chất khoáng 2,5 – 3
Đạm hòa tan 3
Protit 7 – 9
1.1.1.2. Vai trò
- Malt dùng để chế biến các loại thực phẩm có chất lượng cao như bột dinh dưỡng
cho trẻ em, các loại đồ uống cho người già và phụ nữ mang thai.
- Dùng làm tác nhân dịch hóa trong công nghệ sản xuất rượu cồn từ tinh bột, làm tác
nhân đường hóa trong sản xuất kẹo mạch nha…
- Nhưng có lẽ công dụng lớn nhất của malt là dùng để sản xuất các loại đồ uống có
độ cồn thấp.
1.1.1.3. Đánh giá chất lượng cảm quan của malt
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 6
một lá mầm, họ lúa mì.
Đại mạch được xem là loại cây lương thực được trồng đầu tiên trên thế giới.
theo tác giả Ramage (1987) thì giống đại mạch cổ được sử dụng ở Thổ Nhĩ Kỳ cổ
đại cách đây 3500 – 4000 năm. Sau đó đại mạch lan truyền dần đến Châu Âu, Tây
Á và thung lũng Nile. Đại mạch thích hợp với khí hậu lạnh, không ưa ẩm và khô
nên trồng nhiều ở các vùng ôn đới. Đại mạch là cây lương thực được trồng nhiều
thứ tư trên thế giới sau lúa mì, lúa gạo và ngô. Đại mạch được trồng chủ yếu ở Châu
Âu, Mỹ và Canada.
1.2.1.2. Phân loại
Có nhiều cách để phân loại hạt đại mạch . Dựa vào số hàng xung quanh
cuống hạt đại mạch được chia thành 2 loại:
a. Đại mạch hai hàng
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 7
Đại mach hai hàng được dùng chủ yếu cho công nghiệp sản xuất bia. Dấu
hiệu đặc trưng của chúng là hình dạng của hạt rất cân đối.
Phụ thuộc vào tư thế của bông, đại mạch hai hàng được chia thành 3 nhóm:
- Bông cúi: Trục bông rất dẻo, gié của hạt dài, sau khi trổ bông và làm đồng thì bông
bắt đầu cúi xuống.
- Bông đứng: Cây to và cứng, bông dày hạt, loại đai mạch này được tồng nhiều ở một
số nước Tây Âu.
- Bông xòe: Có gié rất ngắn, các hạt gần như được đính vuông góc với trục bông.
Loại đại mạch này được trồng nhiều ở Anh, Ailen và Bắc Mỹ.
b. Đại mạch đa hàng
Đại mạch đa hàng được chia làm 2 nhóm: đại mach 6 hàng và đại mạch 4
hàng. Nó được dùng chủ yếu làm thức ăn gia súc và gia cầm. Đại mạch 4 hàng có
thể dùng để sản xuất bia.
Hình 1.3. Đại mạch 2 hàng và 6 hàng
1.2.2. Cấu tạo hạt đại mạch
lăng kính, có thành dày, còn đại mạch đa hàng số lớp tế bào nhiều hơn. Lớp alơron
giàu protein, chất béo, đường, xenlluloza, pentoza, vitamin và chất tro.
Cấu trúc nội nhũ gồm các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy tinh bột, một ít
protein, chất béo, tro và đường.
1.2.2.3. Phôi
Phôi là phần sống của hạt , chiếm 2,5 – 5% so với trọng lượng của hạt. Phôi
có vai trò rất quan trọng trong sự sống của cây và ngay cả trong công nghệ sản xuất
bia.
Quá trình chế biến hạt đại mạch trở thành malt, được đặt nền tảng trên sự nảy
mầm của hạt, tức là sự phát triển của phôi. Trong giai đoạn nảy mầm hệ enzim
trong hạt được hoạt hóa chúng sẽ cắt một phần dinh dưỡng cao phân tử để trở thành
phân tử nhỏ hơn . Một phần các hợp chất thấp phân tử này được chuyển về phôi
nuôi cây non, phần còn lại tồn tại trong hạt để sau này biến thành chất hòa tan của
dịch đường.
Phôi nằm ở phía dưới, gần đế của hạt bao gồm phôi lá, phôi rễ và nằm giữa
chúng là phôi thân.
1.2.3. Thành phần hóa học của đại mạch
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 9
Thành phần hóa học của đại mạch rất phức tạp. Nó phụ thuộc vào giống đại
mạch, điều kiện đát đai, khí hậu, kỹ thuật canh tác và điều kiện bảo quản.
1.2.3.1. Nước
Nước ảnh hưởng lớn đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt. Hàm ẩm cao
sẽ kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt. Hai quá trình này là nhân tố
quan trọng nhất làm hao tổn chất khô. Lượng nước trong hạt cao sẽ tạo điều kiện
thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, đặc biệt là các loại vi khuẩn hoại sinh, gây thối
rửa cho hạt.
Mặt khác, lượng nước quá cao sẽ làm tăng chi phí vận chuyển một cách vô
ích. Hàm ẩm tối đa cho phép khi đưa đại mạch vào bảo quản là 13%.
β-glucan (80 – 90%) và pentozan (10 – 20%) kết hợp nên khung bền vững cho
thành tế bào nội nhũ.
Dưới tác dụng xúc tác của nhóm enzim xitaza, hemixenlluloza bị thủy phân
thành hexoza và petoza. Tất cả các đường này là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng
quan trọng cho nấm men
d. Các hợp chất pectin và các chất dạng keo
Nói là dạng keo vì khi chúng hòa tan vào nước nóng thì tạo thành dung dịch
có độ nhớt cao. Vì có bản chất là hydratcacbon cho nên khi thủy phân sẽ cho ta sản
phẩm là các đường đơn galactoza và xiloza.
Các hợp chất pectin phân bố ở thành tế bào để tạo ra màng trung gian.
e. Saccharit thấp phân tử
Saccharit thấp phân tử hay còn gọi là saccharit đơn giản chủ yếu gồm một số
đường đơn và đường kép, chiếm nhiều nhất trong nhóm này là saccaroza (1,8% chất
khô của hạt) được phân bố nhiều ở phôi 5,5% trọng lượng của bộ phận này.
Lượng glucoza và fructoza trong đại mạch là không đáng kể 0,3 – 0,4%. Các
loại đường đơn giản tuy không
1.2.3.3. Các hợp chất chứa nitơ
Hàm lượng các hợp chất chứa nitơ trong đại mạch khoảng 9 – 11% so với
lượng chất khô của hạt. Phần lớn các hợp chất các hợp chất tồn tại dưới dạng cao
phân tử, dễ hòa tan, có các tính chất khác với nhóm cao phân tử.
a. Protit
Protit trong đại mạch được chia thành hai nhóm là protit đơn giản hay gọi là
protein và protit phức tạp hay gọi là proteit.
- Protein: Là hợp chất chứa nitơ không tan trong nước, kết tủa khi đun sôi, hàm lượng
protein trong đại mạch giảm trong quá trình sản xuất malt bởi chúng bị phân hủy
một phần do enzim . Đại mạch chứa các protein sau:
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của potein trong đại mạch
Thành phần Hàm lượng (%) Tính chất
Glutelin 30
Chỉ tan trong dung dịch kiềm loãng,
PO
3
)
6
. Chúng tập trung ở vỏ và chiếm đến 0,9% chất khô của vỏ. Khi
thủy phân tạo thành inozit và axt phosphoric là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng
cho nấm men.
- Vitamin: Đại mạch chứa các loại vitamin B
1
(chủ yếu ở phần ngoài của hạt), B
2
, B
6
,
C (số lượng rất ít), PP
2
… Ngoài ra còn có tiền vitamin A, E, và nhiều dẫn xuất
vitamin khác. Chúng là nguồn dinh dưỡng cho nấm men phát triển.
- Chất béo và lipoit: Hàm lượng chất béo và lipoit trong hạt đại mạch dao động trong
khoản 2,5 – 3% lượng chất khô của hạt. Chúng tập trung chủ yếu ở phôi và alơron.
1.2.3.5. Enzim
Trong hạt đại mạch chứa một lượng enzim rất phong phú. Chúng được sắp
xếp vào các nhóm khác nhau. Theo khóa phân loại trong hóa sinh học, chúng được
phân thành 2 nhóm chính là hidrolaza và decmolaza.
a. Hydrolaza
Phụ thuộc vào cơ chất bị thủy phân, các enzim xúc tắc được chia thành các
nhóm: cacbonhydraza, proteaza, esteraza.
- Cacbonhydraza
+ Diastaza
Diastaza phân cắt tinh bột thành các sản phẩm dạng đường và dextrin. Đây là
acid amin và amoniac.
+ Proteinaza: Nhóm này thủy phân protein thành albumoza và pepton. Sau đó chúng
tiếp tục bị phân cắt thành các peptid và polupeptid.
+ Peptidaza: Peptidaza bao gồm hai enzyme: dipeptidaza và polypeptidaza. Chúng
tác động lên phân tử các dipeptid và polypeptid để phân cắt chúng thành acid amin.
+ Amidaza: Chức năng chính của enzyme này là cắt nhóm amin khỏi acid amin để tạo
thành acid hữu cơ và giải phóng NH
3.
- Esteraza
Nhóm enzyme này phân cắt mối liên kết este giữa các hợp chất hữu cơ khác
nhau, hoặc giữa các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Nhóm này chia thành 2 nhóm nhỏ:
lipaza và phosphataza.
+ Lipaza: Chúng phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các acid béo
bậc cao. Enzyme này được phân bố chủ yếu ở phôi và lớp alơron.
+ Amilophosphataza: Enzyme này tham gia hỗ trợ quá trình thủy phân tinh bột.
Chúng cắt mối liên kết este của acid phosphoric trong phân tử amilopectin. Nhờ có
quá trình này, tinh bột được hồ hóa một cách dễ dàng.
+ Fitaza: Enzyme này phá vỡ mối liên kết este giữa acid phosphoric với inozit, tức là
chúng tham gia thủy phân fitin.
+ Decmolaza (enzyme oxy hóa – khử): Nhóm enzyme decmolaza xúc tác phản ứng
oxy hóa – khử của quá trình hô hấp và phân giải yếm khí gluxit (thực chất là quá
trình lên men rượu), nghĩa là chúng tham gia trực tiếp vào quá trình trao đổi chất
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 13
của tế bào. Nhóm enzyme này đóng vai trò quyết định trong việc hoạt hóa và phát
triển của phôi giai đoạn ươm mầm.
1.2.4. Vai trò hạt đại mạch trong sản xuất malt [4]
Đại mạch là nguồn cung cấp các chất đường, chất đạm, các vitamin và
khoáng chất cần thiết cho nấm men bia hoạt động trong quá trình sản xuất bia.
Đối với đại mạch dùng để sản xuất malt và bia thì việc tạo và giữ được ổn
định một chế độ công nghệ bảo quản thích hợp sẽ có ý nghĩa rất lớn trong việc bảo
toàn chất lượng sản phẩm sau này.
Một giải pháp bảo quản công nghệ tối ưu cần phải đáp ứng đủ các yêu cầu
sau đây:
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 14
- Bảo đảm một cách chắn chắn việc bảo quản 60 - 70% lượng đại mạch cần thiết để
sản xuất trong 1 năm của nhà máy.
- Bảo đảm vệc thông gió dễ dàng và hiệu quả cho kho hạt.
- Bảo đảm nhiệt độ ổn định ở khu vực kho và trong khối hạt.
- Bảo đảm một cách chắc chắn việc khống chế hàm ẩm của khối hạt không vượt quá
15%.
- Không trộn lẫn các lô hạt khác giống và khác nhau về độ chín.
1.3. NƯỚC [3]
Trong nhà máy sản xuất malt thì nước được sử dụng cho nhiều công đoạn
như: rửa, ngâm đại mạch, vệ sinh phân xưởng…
Nước dùng để sản xuất malt trước hết phải trong suốt, không màu, có mùi dễ
chịu, không có vị lạ và chứa các vi sinh vật gây bệnh. Chuẩn độ coli là 300 ml và
chỉ số coli 3.
Nước cần có độ cứng trung bình 5 – 6mg đương lượng/l, có pH = 6,8 – 7,3,
độ oxi hóa không vượt quá 1 – 2 mg/l, hàm lượng cặn khô không vượt quá 600
mg/l.
1.4. CHẤT HỖ TRỢ KỸ THUẬT [3]
Đại mạch khi đưa vào sản xuất trong hạt vẫn còn tồn tại vi sinh vật, vì vậy
trong giai đoạn rửa và ngâm hạt nhà máy sử dụng chất sát trùng để tiêu diệt vi sinh
vật tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn sau.
Để làm sạch hạt người ta thường cho thêm vào nước rữa một số chất như
NaOH với lượng là 0,35kg/ m
vừa làm chất sát trùng vừa kích thích quá trình nảy
mầm của hạt. Qúa trình ngâm hạt sẽ làm tăng hàm lượng nước tự do giúp các chất
dinh dưỡng hòa tan được và chuyển đến mầm, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho
các enzim rơi vào nội nhũ thủy phân các hợp chất cao phân tử thành các chất đơn
giản cho mầm sử dụng cho mầm sử dụng. Tuy nhiên trong quá trình này cần cung
cấp đầy đủ O
2
và thải CO
2
cùng các sản phẩm trao đổi chất. H
2
O
2
là chất giải quyết
vấn đề nhất.
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 15
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT ĐEN
2.1. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT MALT ĐEN
Ngâm
W=44%, T = 48h
Đại mạch
(w
nl
= 13,5%)
Làm sạch
Sấy
t
0
= 5%
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất malt
2.2. THUYẾT MINH QUY TRÌNH [1]
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 16
2.2.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu chủ yếu được nhập khẩu từ các nước Tây Âu và Australia đã
qua quá trình phân loại và sấy đến độ ẩm thích hợp (W= 12%) nhằm tránh hư hỏng
trong quá trình vận chuyển. Nguyên liệu nhập về được chứa trong các xilô.
2.2.2. Làm sạch
2.2.2.1. Mục đích
Trong quá trình bảo quản và vận chuyển có nhiều tạp chất vô cơ (đất, đá,
sạn, ) và hữu cơ (hạt cỏ dại, hạt của các loại lúa khác…), rác và nhiều tạp chất
khác. Do đó để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sản xuất, và để cho sản phẩm
đạt chất lượng cao, đại mạch cần phải làm sạch tạp chất trước khi đưa vào công
đoạn sau.
2.2.2.2. Cách tiến hành
Đại mạch sau khi nhập về được chuyển đến khu vực xử lý. Tại đây công việc
làm sạch và phân loại được thực hiện một cách nối tiếp qua các thiết bị sau. Đại
mạch được đưa đến máy làm sạch dạng sàng ống có quạt hút để loại bỏ hạt lép, tạp
chất nhẹ, đá, sỏi và nhiều tạp chất khác. Tiếp đến, đại mạch được đưa đến máy tách
kim loại để loại bỏ các mạt sắt ra khỏi khối hạt.
2.2.3. Rửa và sát trùng
2.2.3.1. Mục đích
- Loại bỏ những hạt lép, hạt không đạt tiêu chuẩn, các tạp chất, các mẫu hạt, gãy,
vụn,… mà trong quá trình làm sạch chưa loại bỏ hết.
- Rửa sạch bụi và một số vi sinh vật, côn trùng bám trên bề mặt hạt.
- Sử dụng biện pháp thích hợp để sát trùng khối hạt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá
trình công nghệ tiếp theo.
- Sự hòa tan các chất polyphenol, chất chát, chất màu, ở vỏ hạt vào môi trường.
- Sự thẩm thấu một số ion và muối hòa tan trong nước vào hạt.
- Sự hut nước và trương nở của tế bào.
- Sự hòa tan các hợp chất thấp phân tử trong nội nhủ vào nước.
- Sự vận chuyển các chất hòa tan về phôi.
- Sự hòa tan tất cả enzim có trong hạt vào nước hay sự giải phóng enzim khỏi trạng
thái liên kết thành trạng thái tự do.
- Sự hoạt hóa enzim oxi hóa khử và enzim thủy phân.
- Sự hô hấp của hạt.
- Sự thủy phân các hợp chất cao phân tử.
- Xuất hiện dấu hiệu của sự phát triển cây non ở phôi.
Trong các quá trình trên thì hô hấp của hạt và sự hoạt hóa enzim thủy phân là
hai quá trình quan trọng nhất.
2.2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm hạt
a. Nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tốc độ hút nước của hạt và
ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật trong khối hạt. Trong một giới hạn nhất
định, nếu nhiệt độ của nước ngâm tăng thì tốc đo hút nước của khối hạt cũng hạt
cũng tăng. Nếu lấy chất lượng của malt thành phẩm là mục tiêu tối ưu thì nhiệt độ
ngâm hạt thích hợp nhất là 10 -12
0
C.
- Nếu nhiệt độ thấp hơn 10
0
C, sự phát triển của phôi sẽ bị ức chế.
- Nếu cao hơn 15
0
C thì vận tốc chuyển động của nước tăng làm cho độ nhớt của nước
giảm, hệ keo trương nở nên làm tăng tốc độ khuếch tán của nước vào khối hạt nên
hạt hút nước nhiều và nhanh hơn. Nếu lượng nước hút vào quá nhiều dễ xảy ra hiện
pháp thông khí và nhiệt độ của nước ngâm. Trong khi chọn giải pháp công nghệ cho
việc ngâm đại mạch cần đáp ứng các yêu cầu sau:
- Thời gian mà hạt hút nước đến hầm ẩm cần thiết là ngắn nhất;
- Chế độ thông khí đầy đủ nhất, hạt nguyên vẹn nhất;
- Trạng thái cơ học và trạng thái sinh lý tốt nhất đảm bảo cường lực nảy mầm sau này
của hạt cao nhất.
a. Ngâm lì trong nước: Đây là phương pháp rất cổ điển hiện nay ít dùng trong phạm vi
công nghiệp. Hạt được ngâm liên tục trong nước không có thao tác thông khí cho
khối hạt. Việc cung cấp oxi cho khối hạt hô hấp được tiến hành bằng cách thay
nước định kỳ. Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện nhưng không rửa sạch được
đại mạch, việc cung cấp oxi không đồng đều trong các lớp hạt, việc giải thoát khí
CO
2
không triệt để, không đảm bảo vệ sinh, vi sinh vật dễ dàng xâm nhập và gây hư
hỏng hạt.
b. Ngâm hoán vị nước – không khí: Nguyên tắc của phương pháp này là ngâm hật một
thời gian ở trong nước sau đó tháo hết nước, để hạt ngâm khan trong không khs một
thời gian, sau đó lại ngâm hạt trong nước…, cứ như thế hoán vị tác nhân ngâm cho
đến khi đại mạch hút được lượng nước cần thiết.
Phương pháp này không phức tạp, khắc phục được nhược điểm thông khí,
nhiệt thoát được ra ngoài nhưng quá trình ngâm kéo dài. Thời gian ngâm của một
mẻ phụ thuộc vào nhiệt độ của nước và chất lượng của hạt đại mạch. Thời gian
ngập nước khoảng 4,5 giờ, thời gian ngâm không khí khoảng 8 giờ hoặc 12 giờ và
nước ngâm có nhiệt độ 15 – 17
0
C.
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Đồ án Tổng Hợp 19
c. Ngâm trong dòng liên tục nước – không khí: Nước đã được bảo hòa trong không khí
không khí trong 10 phút, sau 1h để yên thì các hạt lép và tạp chất nhẹ sẽ nổi lên trên
mặt nước và được tháo ra ở cửa (9). Nước bẩn được tháo khỏi thùng bằng cách mở
van ở đáy. Sau đó ta cho nước sạch vào cho tới vạch định mức đồng thời cho dung
dịch sát trùng vào và khối hạt được sục đảo bằng khí nén. Sau 2 – 3 giờ nước bẩn
và chất sát trùng được xả khỏi thùng. Một lần nữa ta lại đổ nước đầy thùng. Ngâm
hạt trong 6h và cứ mỗi giờ thì sục khí 5 phút, sau đó khối hạt được ngâm theo chế
độ: ngâm nước 4h, ngâm trong không khí 2,5h và cứ mỗi giờ thì thổi khí nén vào
khối hạt 3÷5 phút. Thời gian ngâm của mẻ là 48h và thay nước 6 lần, nhiệt độ nước
ngâm là 15÷17
0
C, khi hạt đạt đến độ ẩm W= 45% thì quá trình ngâm kết thúc.
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Hình 2.3. Thiết bị ngâm
Đồ án Tổng Hợp 20
Tổn thất trong quá trình ngâm: Khi ngâm đại mạch bị tổn thất một lượng
chất khô là 0,6 – 1,5%. Tổn thất lớn nhất diễn ra trong 6 giờ đầu. Khi ngâm trong
nước có canxi hay kiềm thường malt tạo thành ít bị đắng. Vì vậy, nên sử dụng nước
mềm để ngâm đại mạch.
2.2.5. Ươm mầm
2.2.5.1. Mục đích
Là khâu cực kỳ quan trọng trong sản xuất malt, quá trình ngâm và sấy sẽ
quyết định đến chất lượng malt sau này.
Mục đích của quá trình ươm mầm là:
- Chuyển đổi trạng thái của hệ enzim có trong hạt đại mạch từ trạng thái không hoạt
động sang trạng thái hoạt động, tích lũy chúng về khối lượng và tăng cường năng
lực xúc tác của chúng.
- Tạo điều kiện thuận lợi cho enzim thủy phân một phần các chất có trong hạt từ dạng
phức tạp sang dạng đơn giản.
2.2.5.2. Các quá trình xảy ra trong qua trình ươm
c. Tỷ lệ oxi và cacbonic
Cường độ hô hấp và quá trình sinh hóa xảy ra khi ươm mầm phụ thuộc vào
mức độ thông khí, tức là phụ thuộc vào tỷ lệ CO
2
và O
2
. Để thu được malt có chất
lượng tốt cần phải giữ hàm lượng CO
2
trong không khí không vượt quá 20%. Nếu
thiếu O
2
hạt sẽ hô hấp yếm khí tạo ra CO
2
và rượu làm ức chế quá trình nảy mầm
nên quá trình tích lũy enzim chậm. Nếu CO
2
nhiều khi không thông khí thì hạt cũng
hô hấp yếm khí làm ức chế quá trình nảy mầm và hạt bắt đầu tự phân.
d. Thời gian ươm mầm
Các loại hạt khác nhau có thời gian ươm mầm khác nhau, thời gian thích hợp
đối với các loại malt là 6 – 9 ngày. Nếu dài hơn thì hàm lượng chất khô giảm, còn
nếu thời gian ngắn thì quá trình tích lũy enzim ít.
2.2.5.4. Phương pháp thực hiện
Có nhiều phương pháp ươm mầm khác nhau:
- Ươm mầm không thông gió
- Ươm mầm thông gió trong catset
- Ươm mầm thông gió trong tang quay
- Ươm mầm bán liên tục theo nguyên tắc luống di động
Nhà máy lượng chọn phương pháp ươm mầm trong catset để sản xuất malt
Malt tươi có độ ẩm cao nên không thể mang đi bảo quản, mặt khác mùi vị và
thành phần hóa học của malt tươi không thích hợp cho việc sản xuất bia, nước giải
khát,… như trong malt tươi không có chất màu, chất thơm nên dễ làm giảm chất
lượng của thành phẩm nên phải tiến hành sấy malt.
2.2.6.2. Các quá trình xảy ra trong khi sấy malt
Các quá trình xảy ra khi sấy malt: ta chia quá trình sấy malt thành ba pha:
sinh lý, enzim và hóa học. [4, tr 61]
- Pha sinh lý: Thời kì này kéo dài từ lúc bắt đầu sấy cho đến khi nhiệt độ đạt 45
0
C
nước sẽ bốc hơi và hàm ẩm giảm còn 30%. Đặc điểm của giai đoạn này là rễ và lá
mầm vẫn phát triển. Quá trình này được xem là quá trình diễn ra khá mạnh.
- Pha enzim: Nhiệt độ giai đoạn này khoảng 45 – 70
0
C và hàm ẩm còn 10%. Đặc
điểm của giai đoạn này là hoạt động sống của hạt bị ức chế rất mạnh, sự phát triển
của rễ và mầm bị ngưng lại. Trong thời kì này, dưới tác dụng của enzim amylaza
một ít tinh bột được đường hóa. Dưới tác dụng của enzim proteaza một số protein
bị thủy phân và khi độ ẩm của hạt còn 15% thì các quá trình này bị đình chỉ.
- Pha hóa học: Nhiệt độ từ 70 – 105
0
C và độ ẩm giảm xuống dưới 4%. Đặc điểm của
những phản ứng xảy ra ở giai đoạn này là sự tạo thành các chất thơm, vị đặc trưng,
các chất màu và sự biến tính protein. Khi nhiệt độ tăng quá 75
0
C quá trình enzim sẽ
đình chỉ hoạt động. Sự tạo thành các hợp chất màu và cho được
tạo thành chủ yếu ở vùng nhiệt độ 100 – 105
0
C. Các chất này
- Thiết bị:
Việc tách mầm rễ malt được tiến hành bằng thiết bị chuyên dùng, gọi là máy
đập rễ. Đây là một thùng quay hình trụ, bộ phận chính của máy đập rễ là một tang
quay đục lỗ, mắt sàng với kích thước lỗ sàng dài 25mm, rộng 1,5mm. Phía trong
tang quay theo chiều dọc, lắp một trục quay được, trên trục có gắn các mái chèo
hình vát (gọi là xa quay). Chiều quay của xa ngược với chiều quay của tang ngoài
và tốc độ quay cũng nhanh hơn.
- Nguyên tắc hoạt động:
Sau khi sấy malt khô được đổ vào tang quay nhờ vít tải thì xa và tang bắt
đầu quay. Nhờ chuyển động ngược chiều và chuyển động quay của xa, cả khối hạt
cũng quay theo. Khi khối hạt quay chúng tạo ra ma sát và nhờ có bộ phận mái chèo
“gạt” các lớp hạt cho nên rễ malt bị đứt khỏi hạt một cách dễ dàng. Rễ lọt qua mặt
sàng của tang quay và rơi xuống máng hứng phía dưới và nhờ vít tải chúng được
đẩy ra ngoài. Còn malt sạch sau khi tách mầm rễ sẽ được dồn về một phía và cũng
đỗ xuống máng và được chuyển ra ngoài nhờ cùng một hệ thống vít tải. Bụi và các
loại vỏ cùng tạp chất nhẹ phát sinh trong thời gian tách mầm rễ thì được hút ra
ngoài nhờ quạt hút và đưa đến xyclon để lọc.
2.2.8. Bảo quản malt
SVTH: Nguyễn Thị Yến
Hình 2.4. Thiết bị sấy dạng tháp
Đồ án Tổng Hợp 24
Sau khi tách mầm rễ xong thì malt thành phẩm được bảo quản trong các xilô
rồi đóng bao để tiêu thụ. Trong thời gian bảo quản, hạt sẽ hút nước đến hàm ẩm 5 –
6%. Với hàm ẩm này, vỏ của hạt sẽ mềm và dẻo, lúc nghiền không bị nát, tạo lớp
màng lọc lý tưởng cho quá trình lọc bã malt. Cũng do hạt hút thêm nước, thể tích
của chúng sẽ tăng lên, đồng thời trong lúc này ở trong hạt xảy ra một số quá trình
như sau:
- Hoạt lực amylaza và proteaza tăng
- Hàm lượng đạm hòa tan tăng nhưng không đáng kể
kg/m
3
3.1.3. Mức hao hụt của nguyên liệu qua từng giai đoạn
Bảng 3.1. Tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn
(Hao hụt tính theo phần trăm chất khô của nguyên liệu ở công đoạn trước đó)
Công đoạn Làm sạch Rửa và ngâm Nảy mầm Sấy Tách mầm, rễ
Hao hụt (%) 3 2 11,5 1,7 4,3
3.2. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
3.2.1. Tính cân bằng vật chất cho 1000 kg nguyên liệu
3.2.1.1. Khối lượng vật chất khô trong nguyên liệu (m
NL
)
m
NL
=
100
)100(
1000
bđ
w
−
×
=
865
100
)5,13100(
1000
=
−
×
)3100(865
=
−×
(kg)
b. Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch
970
)5,13100(
10005,839
)100(
100
=
−
×
=
−
×
=
bd
LS
LS
w
m
M
(kg)
c. Thể tích nguyên liệu sau khi làm sạch
SVTH: Nguyễn Thị Yến