Xem mẫu
- Phần 1: Công nghệ sản xuất bia
Chương 1: Kỹ thuật sản xuất malt từ Đại mạch
I.1.1.Sơ đồ sản xuất malt từ đại mạch:
Đại mạch Làm sạch Tạp chất
Hạt sạch
Phân loại loại III
Loại I + II
H2O + khí nén Rửa và sát trùng Chất sát trùng
Nước Ngâm Khí nén
Không khí điều hòa Nẩy mầm
Sấy malt
Tách mầm,rễ mầm,rễ
Malt sạch
Bảo quản
Malt thành phẩm
I.1.2. Làm sạch và phân loại hạt
Đại mạch lúc nhập vào nhà máy còn chứa rất nhiều tạp chất như hạt của các loại
lúa khác, hạt gẫy vỡ, sỏi đá, rác và nhiều tạp chất khác. Vì vậy sau khi nhập xong,
đại mạch phải chuyển đến khu vực xử lý ngay để thực hiện việc làm sạch và phân
loại hạt để sau đó đưa từng loại hạt vào kho bảo quản và sử dụng. Công việc làm
sạch và phân loại hạt được thực hiện một cách nối tiếp qua các thiết bị sau: Quạt
sàng, máy tách kim loại, máy chọn hạt và cuối cùng là máy phân loại. Sơ đồ công
nghệ của làm sạch và phân loại hạt được biểu diễn ở hình sau:
I.1.2. 1.Quạt sàng
Quạt sàng dùng để quạt bụi,thóc lép, rơm, rạ, tạp chất nhẹ, đá, sỏi và nhiều tạp
chất khác có trong khối hạt.
- Bộ phận lám sạch của quạt sàng bao gồm một vít tải để chuyển hạt đến quạt, một
hoặc hai quạt hút và hai hoặc ba sàng rung.
Đại mạch được vít tải đổ vào quạt qua phễu. Ở đây có con quay để điều chỉnh
lượng hạt xuống sàng thứ nhất. Sàng này bé nhất trong ba sàng của quạt và nằm
hơi nghiêng so với hai sàng kia. Sàng thứ nhất có lỗ sàng hình tròn đường kính là
10-12 mm hoặc hình bầu dục dai với kích thước 35x8 mm. Sàng này sẽ giữ lại các
tạp chất lớn như đá, sỏi, que củi, sợi rơm, và cọng lá,... Đồng thời lúc này hệ
thống quạt hút làm việc. Không khí bị hút đi qua lớp hạt và sẽ cuốn theo bụi, các
tạp chất nhe như cỏ, lá, cọng rơm rạ bé,… Và sau đó chúng được lắng xuống phễu
lắng, còn bụi thì theo đường ống, để đi vào xiclon.
Hạt đi qua sàng thứ nhất được đổ xuống sàng thứ hai, có lỗ sàng hình bầu dục với
kích thước 25x4,5 mm. sàng thứ hai sẽ giự lại những tạp chất lớn. Qua sàng thứ
hai hạt được đổ xuống sàng thứ ba. Sàng này có lỗ hình bầu dục kích thước 20x2
mm hoặc hình tròn đường kính 1,5-1 mm. sàng này sẽ giữ lại đại mạch và cho qua
cát, sỏi và các tạp chất có kích thước bé. Các tạp chất và rác bụi được thu gom vào
một thùng chứa riêng. Đại mạch đã được làm sạch sơ bộ được thu gom bằng một
kênh riêng, ở đó chúng sẽ được thổi bằng luồng không khí mạnh và như vậy bụi
và rác nhỏ còn sót lại trong khối hạt được loại trừ nốt. Năng suất của quạ sàng dao
động trong khoảng lớn, từ 1500-10.000 kg/h.
I.1.2. 2.Thiết bị làm sạch bằng từ tính
Máy làm sạch bằng từ tính sẽ loại các mạt sắt ra khỏi khối hạt.Bộ phận chủ yếu
của thiết bị là thanh nam châm vĩnh cửu hoặc cuộn nam châm điện từ (như ở hình
dưới).
Mặt phẳng mà hạt sẽ trượt qua ở máy làm sạchbằng nam châm vĩnh cửu được đặt
ở độ nghiêng 450. Dòng của khối hạt đổ xuống mặt phẳng nghiêng được điều
chỉnh bằng một van hãm. Khi đi qua mặt phẳng nghiêng tất cả các vật chất có từ
tính đều bị giữ lại, còn đại mạch rơi xuống phễu và chuyển ra ngoài. Nam châm
dùng để chế tạo thiết bị phải có mật độ ttừ trường ít nhất là 9.000 Gaus. Chiều
- dày của lớp hạt chảy qua mặt phẳng nghiêng tối đa 5 mm và tốc độ dài của chúng
chỉ nên vào khoảng 0,5 m/s.
I.1.2. 3.Máy chọn hạt
Ở thiết bị quạt sàng ta thấy sàng thứ ba có kích thước là 20x2 mm hoặc Ф = 1-
1,5mm. Với kích thước nhỏ như vậy, những hạt có kích thước bé hoặc hạt gãy,
giập và một số tạp chất khác vẫn bị giữ lại ở sàng thứ ba và thiết bị chọn hạt sẽ
tách chúng ra ngoài.
Bộ phận chủ yếu của máy chọn hạt là một tang quay bằng thépdày. Phía trong đục
lỗ mắt sàng lõm hình bán cầu với đường kính 6,25-10 mm. Số lỗ đục trên 1m2 là
khoảng 23.000-30.000. Tang quay đặt trên hai đầu co giá đỡ với độ dốc 0,07-0,1 m
trên 1m chiều dài và quay với tốc độ 0,3 m/s. Nguyên tắc làm việc của máy chọn
hạt được thể hiện ở hình dưới đây:
Qua cửa đổ đại mạch được chuyển vào tang quay. Khi tang thực hiện chuyển động
quay nó sẽ múc các tạp chất có kích thước bé, hạt gãy, vỡ và những hạt đá sỏi hình
cầu vào các lỗ bán cầu. Các vật thể này sẽ quay theo tang và khi quay đến một độ
cao nhất định chúng sẽ rơi xuống máng hứng. Ở trong máng hứng có trang bị một
vít tải để đẩy các tạp chất này ra ngoài.Ở trong lòng tang quay còn lại la đại mạch
đã được làm sạch. Nhờ có độ nghiêng của tang và chuyển động quay của nó khối
hạt được dồn về phía thấp và đổ ra ngoài.
I.1.2. 4.Máy phân loại hạt
Công dụng của thiết bị này là để phân khối hạt thành các lô có cùng độ lớn, tương
ứng với các cấp về chất lượng của hạt.
Bộ phận chính của máy phân loại là một tang quay hình trụ trong đó được lắp các
loại sàng có kích thước lỗ khác nhau. Nếu đại mạch phải phân làm bốn cấp chất
lượng thì trang bị ba sàng có kích thước lỗ sàng như sau:
Sàng 1: Ф = 2,8 mm
Sàng 2: Ф = 2,5 mm
Sàng 3: Ф = 2,2 mm
- Đại mạch nằm trên các sàng tương ứng với loại chất lượng của hạt là loại 1, loại
2, loại 3. Hạt lọt khỏi sàng ba thi la loại bốn. Có nhiều nước, chỉ phân đại mạch
thành ba cấp chất lượng. Trong trường hợp này máy phân loại hạt chỉ sử dụng hệ
thống hai sàng là đủ.
I.1.2.5 Bảo quản đại mạch
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 chât lượng của thành phẩm sau này.
I.1.2.5.1.Yêu cầu của việc bảo quản đại mạch
Một giải pháp công nghệ bảo quản tối ưu càn phải đáp ứng những yêu cầu sau
đây:
- Bảo đảm một cách chắc chắn việc bảo quản 60-70% lượng đại mạch cần
thiết để sản xuất trong một năm của nhà máy.
- Bảo đảm việc thông gio dễ dàng và hiệu quả cho khối hạt
- Bảo đảm nhiệt độ ổn định ở trong khu vực kho và trong khối hạt
- Bảo đảm một cách chắc chắn việc khống chế độ ẩm của khối hạt (không
cho vượt qua 15%)
- Không trộn lẫn các lô hạt khác giống và khác nhau về độ chín.
I.1.2.5.2.Một số quá trình quan trọng trong khối hạt bảo quản
Ở giai đoạn bảo quản, trong hạt đại mạch vẫn tiếp tục xảy ra một loạt quá trình.
Một số trong đó là những quá trình tự nhiên, thể hiện như sự tiếp theo của quá
trình khi hạt chín, còn một số khác la mới phát sinh trong trường hợp bảo quản
không đúng chế độ thích hợp.
Ở đây chỉ xét hai quá trình quan trọng nhất, đó là quá trình hô hấp và quá trình chín
sau thu hoạch.
a.Quá trình hô hấp
- Xét theo quan điểm thực vật thì hạt đại mạch là một hạt giống- Có nghĩa là nó lá
một cơ thể sống và để duy trì sự sống thì phải thực hiện quá trình oxy hóa – khử
trong lòng tế bào tức là quá trình hô hấp.
Quá trình hô hấp xảy ra mọi lúc mọi nơi với mọi trạng thái của hạt. Trong quá
trình hô hấp các chất dinh dưỡng của hạt bị oxy hóa để tạo năng lượng. Một phần
năng lượng đó cung cấp cho tế bào để duy trì sự sống, phần còn lại thì thoát ra môi
trường xung quanh.
Khi chưa tách khỏi cây, hạt hô hấp vẫn tiêu hao chất dinh dưỡng nhưng ở giai
đoạn đó quá trình tổng hợp chất hưu cơ mạnh hơn quá trình tiêu hao cho nên chất
dinh dưỡng ỏe trong hạt vẫn tăng dần. Ngược lại khi hạt đã chín, tách khỏi cây,
quá trình hô hấp vẫn diễn ra và tiêu hao năng lượng nhưng quá trinh tổng hợp chất
hưu cơ không còn nữa, do vậy trong quá trình bảo quản khối lượng chất khô chỉ có
giảm đi.
Khác với động vật, hạt hô hấp cả trong điều kiện co oxy (hiếu khí) và không có
oxy (yếm khí).
Sản phẩm cuối cùng của quá trình hô hấp hiếu khí la khí cacbonic và nước, còn
sản phẩm cuối cùng của quá trinh hô hấp yếm khí là khí cacbonic và rươu êtylic.
Tác nhân của quá trình hô hấp là hệ enzym oxy hóa – khử chứa trong phôi của hạt:
dehydraza và oxydaza. Dehydraza tách hydro ra khỏi chất hưu cơ sau đó oxydaza
oxy hóa tiếp cho đến sản phẩm cuối cùng.
Cường độ hô hấp của hạt phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng quan trọng hơn cả là
độ ẩm của hạt, nhiệt độ của môi trường và chế độ thông gió.
+ Độ ẩm của hạt: Ảnh hưởng rất lớn đến quá trình hô hấp và nhiều quá trình khác,
nó trở thành yếu tố quyết định đến độ bền bảo quản. Nếu độ ẩm của hạt đại
mạch la 11-12% thì quá trình hô hấp là không đáng kể, nếu là 17% thì quá trình hô
hấp sẽ tăng lên 30 lần, nếu là 33% thì quá trình hô hấp sẽ tăng lên 6000 lần.
+Nhiệt độ của khối hạt: Cũng gây ảnh hưởng lớn đến cường độ hô hấp. Ở cùng
những điều kiện như nhau nhưng nếu nhiệt độ cao hơn thì cường độ hô hấp sẽ
- tăng gấp nhiều lần. Năng lượng cực đại do sự hô hấp thải ra đạt được ở vùng
nhiệt độ 45-550C. Khi nhiệt độ vượt qua giới hạn trên thì ở nguyên sinh chất của
tế bào sẽ xảy ra sự phân rã tế bào (quá trình không thuận nghịch).
Hậu quả của quá trình hô hấp mạnh là sẽ thải một lượng nước đáng kể và giải
phóng một lượng nhiệt khá lớn, chúng sẽ kích thích quá trình hô hấp mạnh hơn
nữa. Hậu quả của các quá trình có tính chất dây chuyền này là khối hạt tự đốt
nóng, tự làm ẩm và còn xảy ra hàng loạt hậu quả khác làm tốn chất khô và làm
hỏng chất lượng của hạt.
+Sự thông gió của khối hạt: Cũng có ảnh hưởng khá mạnh tới cường độ hô hấp,
nó có ý nghĩa hai mặt. Một mặt, sự thông gió đầy đủ sẽ tạo điều kiện cho quá trình
hô hấp hiếu khí, làm giảm chất lượng của hạt như đã nói ở trên. Mặt khác nếu
thông gió không đầy đủ sẽ xảy ra hô hấp yếm khí và sẽ tích lũy một lượng đáng
kể cacbonic và rượu êtylic. Cả hai sản phẩm này đều có khả năng ức chế sự hoạt
hóa của phôi. Với nồng độ lớn chúng có thể làm tê liệt phôi và làm cho hạt mất
khả năng mọc mầm.
Nếu độ ẩm của hạt là 10-12% ở nhiệt độ 300C thì lượng oxy đủ để khối hạt hô
hấp là 1440 ngày, nếu độ ẩm là 33% với nhiệt độ như trên thì lượng oxy chỉ đủ để
khối hạt hô hấp trong vài giờ. Chính vì vậy sự thông gió là cần thiết không những
để loại trừ lượng cacbonic mà còn ngăn ngừa quá trình hô hấp yếm khí. Đó là biện
pháp hưu hiệu để làm giảm độ ẩm và nhiệt độ của khối hạt.
Bảng 1. Ảnh hưởng của độ ẩm hạt và nhiệt độ của môi trường đến cường độ hô
hấp khi bảo quản đại mạch:
Lượng CO2
Lượng oxy Lượng Thời gian
thoát ra từ 1 Tương ứng
Độ ẩm từ 1 kg hạt không khí để hạt sử
Nhiệt kg đại với thể tích
của hấp thụ, có trong 1 dụng hết
độ, C
0
mạch không khí,
hạt, % cm3/ngày kg đại lượng oxy,
mg/ngày cm3
đêm mạch cm3 ngày đêm
đêm
10-12 Phòng 0,35 0,25 10 1440 1440
14-15 Phòng 1,35 0,18 3,50 1440 401
18,4 18,8 8,89 6,43 24,5 1440 58
20,5 30,0 259,0 183,0 296,5 1440 2
- 33 30,0 2000,0 1454,0 3579,5 1440 0,26
Bảng 2. Thời gian tối đa cho phép bảo quản đại mạch
Độ ẩm của Nhiệt độ bảo quản, oC
hạt, % 7 10 15 20 26 30
14 30 30 30 30 23 17
15 30 30 30 21 12 7
16 30 30 21 10 4,5 3
17 30 27 12 4,5 3 2,5
18 30 17 6,5 3,5 2,5 2
19 18 10 4 2,5 2 1,5
20 10 6 3 2 1,5 1
21 6,5 4 2 1 1 -
22 4 2,5 1 - - -
Nhiệt độ bảo quản thấp và độ ẩm hạt thấp là điều kiện cần cho một giải pháp
công nghệ bảo quản thích hợp nhằm bảo toàn các tính chất sinh lý và tính chất
công nghệ của đại mạch.
b.Quá trình chín sau thu hoạch:
Đại mạch nói riêng và các loại hạt hòa thảo nói chung, khi thu hoạch la chúng đạt
đến độ chín kỹ thuật. Trước lúc tách khỏi cây mẹ, trong hạt xảy ra hàng loạt các
quá trinh hết sức phức tạp. Sau khi tách khỏi cây, trong hạt vẫn tiếp tục xảy ra các
quá trình này, nhưng với cường độ bé hơn và giảm dần đến mức tối thiểu và một
số quá trình có thể bị đình chỉ hẳn. Đồng thời với sự giảm cường độ của các quá
trình này, một số tính chất sinh lý và tính chất công nghệ của hạt dần dần được ổn
định và đạt đến mức tối đa. Một số ví dụ sau đây để minh họa điều đó:
- Khi vừa mới thu hoạch thóc có độ nẩy mầm thấp, cơm ít nở và nhiều nhựa,
nhưng cũng chỉ sau vài ba tuần lễ thì độ nẩy mầm bắt đầu tăng, cơm dẻo
hơn, nở hơn và ít nhựa hơn.
- Với lúa mỳ, thời gian bảo quản 1-2 tháng so với khi vừa mới thu hoạch thì ta
thu được bột trắng hơn và độ nở của bánh cũng cao hơn,…
- Nguyên nhân của những hiện tượng trên là cả một quá trình hóa sinh phức tạp diễn
ra trong tế bào của hạt sau thu hoạch. Quá trình này được gọi là quá trình chín sau
thu hoạch.
Trong quá trình chín sau thu hoạch một lượng chất hữu cơ phân tử thấp chuyển
thành hữu cơ phân tử cao như chuyển hóa axit amin thành protein, đường thành tinh
bột, tổng hợp glyxerin và axit béo thành chất béo,…Các quá trình chuyển hóa này
kèm theo sự thoát nước. Nếu độ ẩm của khối hạt thấp thì lượng nươc này ít ảnh
hưởng tới chất lượng hạt, nhưng nếu độ ẩm của khối hạt cao công thêm lượng
nước này và nước thoát ra do hô hấp mạnh của khối hạt và của vi sinh vật thì sẽ
lam cho khối hạt chóng hỏng.
Thời gian chín sau thu hoạch phụ thuộc vào độ ẩm của hat, độ ẩm không khí, thành
phần của không khí và nhiệt độ. Nếu như nhiệt độ của hạt thấp, độ ẩm của nó
vừa phải, nhiệt độ không khí tương đối cao thì quá trình chín sau thu hoạch sẽ tiến
triển tốt và nhanh và ngược lại.
Để tăng cường tốc độ chín sau thu hoạch có thể thúc đẩy bằng cách phơi hoặc sấy
trong vòng từ 15-20 ngày thì độ nẩy mầm của hạt đạt giá trị cực đại.
I.1.2.5 3.Vi sinh vật và côn trùng hại kho
Trong bất kỳ một lô hạt nào cũng chứa vô số loại vi sinh vật. Trung bình mỗi gam
hạt đều chứa từ hàng nghìn cho đến hàng triệu tế bào và bào tử. Với số lượng
nhiều như vậy gặp điều kiện thuận lợi chúng phát triển ồ ạt và gây tác hại rất lớn
tới chất lượng và khối lượng của hạt.
a.Vi sinh vật trong khối hạt:
Chủ yếu gồm bốn nhóm: vi khuẩn, nấm mem, nấm mốc và xạ khuẩn chúng tập
trung trên bề mặt của hạt. Vi sinh vật nhiễm vào khối hạt khi chưa thu hoạch (chủ
yếu là ký sinh do cây mắc bệnh hoặc nhờ gió, từ đất, nước theo bụi bám vào), khi
thu hoạch và khi vận chuyển, bảo quản (do bị nhiễm từ đất, nước và từ thân cây).
Trong quá trinh thu hai, vận chuyển có một số hạt tróc vỏ hoặc gãy trong khi độ
- ẩm của hạt còn cao la môi trường tốt để vi sinh vật phát triển. Nấm mốc thường
tập trung ở những hạt gãy, dập, còn vi khuẩn thì tập trung ở những hạt lép.
Tùy vào tác hại và đặc trưng sinh lý, vi sinh vật trong khối hạt được chia ra làm ba
nhóm chính:
-Vi sinh vật hoai sinh gồm chủ yếu la vi khuẩn, nấm men và nấm mốc. Thuộc vi
khuẩn thì có: B.herbicola, B.mesentericus, B.subtilis, B.mycoides, B.proteus, vi
khuẩn lên men lactic và cầu khuẩn. Nấm men thì có: giống Torulla tạo lạc khuẩn
màu hồng và trắng. Nấm mốc thì có họ Mucor như M.racemosus, M.mocedo và
Rhizopus nigricans, thuộc họ Aspergillus thì có A. candidus, A.flavus, và
penicillium.
-Vi sinh vật hại cây trồng chủ yếu là vi khuẩn làm hạt lép như B.translucens,
B.atrofaciens.
-Vi sinh vật gây hại cho người và gia súc như: B.brucella, B.turacens. ngoài ra còn
có uốn ván, gây hoại thư….
Sự phát triển của vi sinh vật trong khối hạt phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng
trong điều kiện bảo quản hạt thì quan trọng nhất là độ ẩm của môi trường và của
hạt, nhiệt độ không khí, mức độ thoáng và trạng thái của vỏ hạt.
Tác hại của vi sinh vật: Chúng làm giảm chất lượng của hạt rồi dần dần dẫn tới
làm hỏng hoàn toàn. Quá trình làm hỏng đó thể hiện qua những biểu hiện sau đây:
+ Làm thay đổi màu sắc của hạt: từ màu vàng rơm sang màu vàng nâu rồi xám
hoặc có chấm đen.
+ Làm giảm hoặc làm mất khả năng nẩy mầm của hạt
+ Làm hạt có mùi hôi, mùi mốc
+ Làm tăng nhiệt độ của khối hạt
+ Rất dễ truyền nhiễm sang người và gia súc.
b.Côn trùng hại kho:
- Côn trùng hại kho là những động vật thuộc nhánh mọt, mạt, bướm, trực tiếp phá
hoại hạt bằng cách ăn hết cả hạt hoặc từng phần của hạt làm hạt không có khả
năng nảy mầm và có mùi hôi.
Hầu như tất cả các loại côn trùng hại kho đều sống ưa nhiệt, vì vậy để ngăn ngừa
và tiêu diệt chúng ta có thể hạ nhiệt độ thấp hoặc phun hóa chất.
• Giải pháp phòng côn trùng hại kho:
- Chọn các dòng đại mạch giống sạch bệnh và có khả năng chống chịu sâu
bệnh.
- Vệ sinh sạch sẽ mặt bằng của kho, các dụng cụ, phương tiện tiếp xúc với
đại mạch
- Giữ đúng qui trình bảo quản và kịp thời điều chỉnh các thông số về nhiệt độ
và độ ẩm.
I.1.3. Ngâm đại mạch
Đại mạch khô với độ ẩm 11-13% sau khi đã được bảo quản ít nhất 6-8 tuần có thể
đưa vào sản xuất malt. Tuy đã được làm sạch và phân loại trước khi đưa vào bảo
quản nhưng trước khi đưa vào dây chuyền sản xuất, đại mạch có thể phải lám
sạch và phân loại thêm một lần nữ, bởi vì thời gian bảo quản dài, những biến đổi
cơ học xay ra đối với hạt không thể nói là không có. Sau khi được làm sạchvà phân
loại lần thứ hai, đậi mạch được đưa vào ngâm nước.
I.1.3.1.Mục đich
-Loại bỏ những hhạt lép, hạt không đạt tiêu chuẩn, các tạp chất, các hạt gãy vụn
mà trong quá trình làm sạch và phân loại chưa loại bỏ ra hết khỏi khối hạt.
-Rửa sạch bụi và một số vi sinh vật, côn trùng bám trên hạt, đồng thời có biện
pháp sát trùng toàn bộ khối hạt bằng cách đưa vào nước ngâm các hóa chất hoặc
các chế phẩm cần thiết.
- -Tạo điều kiện để hạt hút thêm một lượng nước tự do sao cho tổng độ ẩm của hạt
đạt 43-45%. Chỉ với độ ẩm cao như vậy, quá trình ươm mầm sau này mới đảm
bảo tiến trình bình thường.
Độ ẩm của hạt sau khi hút nước đủ điều kiện cho mầm phát triển gọi là mức độ
ngâm. Để sản xuất malt vàng mức độ ngâm của đại mạch la 43-45% còn malt đen
là 46-48%.
Mức độ ngâm của hạt là tổng đại số của độ ẩm trước lúc ngâm và lượng nước hút
bổ sung và được tính bằng phần trăm.
I.1.3.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm hạt
a.Nhiệt độ của nước ngâm: là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới tốc độ hút
nước của hạt. Trong một thời gian nhất định, nếu nhiệt độ của nước ngâm tăng thì
tốc độ hút nước của hạt cũng tăng.
Ảnh hưởng của nhiệt độ nước ngâm đến tốc độ hút nước của hạt được minh họa
bằng số liệu ở bảng sau:
Độ ẩm của hạt (%) ở các nhiệt độ khác
Thời gian ngâm, h nhau
o
10 C 15,6oC 21,3oC
0 13,1 13,1 13,1
16 29,5 32,8 31,2
40 36,4 39,3 42,1
68 39,2 42,5 44,9
87 41,4 44,0 46,7
112 43,3 46,2 48,2
Nếu như lấy chất lượng của malt thành phẩm là mục tiêu tối ưu thì nhiệt độ ngâm
hạt thích hợp nhất là 10-12oC. Ở dưới 10oC thì sự phát triển của phôi sẽ bị ức chế,
còn nếu nhiệt độ cao hơn 15oC thì sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển đồng
thời tăng tốc độ hút nước, dễ xảy ra hiện tượng “sũng nước”, phôi bị “ủng” làm
mất khả năng nẩy mầm của hạt.
Trong thời gian ngâm, các phần của hạt hút nước với tốc độ khác nhau. Phôi là vị
trí hút nước mạnh nhất, điều này được thể hiện bằng số liệu ở bảng sau:
- Thời gian ngâm, h 4 8 12 24 48 70
Độ ẩm của phôi, 36,5 62,1 72,9 73,1 73,4 73,4
%
Qua bảng ta thấy chỉ sau 12h ngâm độ ẩm của phôi đã đạt giá trị tới hạn, nếu vượt
mức này phôi sẽ bị “úng” và không có khả năng nảy mầm nữa.
Nhiều tác giả chỉ ra rằng nhiệt độ của nước cao trong suốt thời gian ngâm là điều
bất lợi nhưng nếu chần hạt ở nhiệt độ từ 35-55oC trng một thời gian ngắn thì tỷ lệ
hạt nẩy mầm cao, cây mầm to, khỏe. Dựa trên kết quả nghiên cứu này ở nước ta
đã phổ biến cho bà con nông dân phương pháp ủ thóc giống theo cách “hai sôi ba
lạnh”.
Khi chần hạt để hạn chế sự phát trển của vi sinh vật ta dùng thuốc hóa học để sát
trùng. Trong kỹ thuật hai chất được dùng nhiều cho mục đích nay là KmnO4 và
Ca(OH)2.
b.Độ lớn của hạt: Hạt to hút nước chậm hơn hạt bé.
Ví dụ: Ở cùng một điều kiện như nhau, hạt có kích thước bề dày lớn hơn 2,8 mm
hút nước đến độ ẩm cần thiết 45% cần một thời gian dài hơn so với hạt có bề dày
nằm giữa 2,5 và 2,8 mm là 15 h, còn so với hạt có bề dày nằm giữa 2,2 và 2,5 mm
thì chậm hơn 25-30 h.
Sự liên quan giữa kích thước và độ lớn của hạt với độ ẩm mà chúng hút được có
thể nhìn thấy một cách đầy đủ ở bảng sau:
Kích thước hạt, chiều rộng nhất theo thiết diên ngang, mm Hạt
không
Các chỉ số
2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2,0 phân
loại
Khối lượng
1000 hạt tính
38, 35, 31, 27, 20,
theo chất 46,3 42,6 33,7 23,7 21,3 33
8 0 5 4 0
khô, g
- Mức độ 43, 43, 44, 45, 49,
43,7 43,4 43,7 27,8 48,9 44,6
ngâm, % 6 7 7 6 0
Qua số liệu của bảng giải thích tại sao trước khi đưa vào ngâm phải tiến hành
phân loại và chúng chỉ được ngâm theo lô có cùng kích thước.
c.Hàm lượng protein của hạt: Nói chung hàm lượng protein của hạt càng lớn thì
quá trình hút nước càng chậm. Nguyên nhân là do protein khó trương nở và khả
năng hút nước cũng kém. Thiếu sót này được khắc phục nếu như khối lượng của
vỏ trấu cao.Để chứng minh điều này chúng ta cùng theo dõi bảng dưới đây:
Hàm lượng Khối lượng
Loại đại Độ ẩm của hạt Thời gian
protein trong vỏ trấu
mạch sau khi ngâm, % ngâm, h
hạt, h
A 44,0 57 9,6 8,2
B 44,0 61 12,3 8,1
C 44,3 44 10,4 8,4
D 44,0 69 12,3 8,9
E 44,1 48 13,8 10,2
d.Thành phần hóa học của nước: Các ion kim loại kềm và kiềm thổ là những cấu
tử thường trực ở trong nước. Nếu hàm lượng của chúng cao, sẽ thúc đẩy quá trình
ngâm hạt nhanh hơn, do chúng hòa tan một lượng đáng kể polyphenol, chất đắng
và chất màu của vỏ hạt vào nước.
I.1.3.3.Các quá trình hóa lý, hóa sinh và sinh lý xảy ra
trong hạt khi ngâm:
Trong thời gian ngâm hạt các quá trình sau đây sẽ xảy ra:
-Sự thẩm thấu và khuếch tán của nước vào hạt
-Hòa tan các chất polyphenol, chất chát, chất màu ở vỏ vào môi trường
-Sự thẩm thấu một số muối, ion hòa tan trong nước vào hạt
- -Sự hút nước và trương nở của tế bào
-Sự hòa tan các hợp chất thấp phân tử trong nội nhũ vào nước
-Vận chuyển các chất hòa tan về phôi
-Giải phóng các enzym ở trạng thái liên kết thành trạng thái tự do
-Sự hoạt hóa của enzym oxy hóa – khử và enzym thủy phân
-Sự hô hấp của hạt
-Sự thủy phân các hợp chất hưu cơ cao phân tử
-Dấu hiệu sự phát triển cây non ở phôi
Trong tất cả các quá trình trên thì sự hô hấp và hoạt hóa các enzym là quan trọng
nhất. Vì chúng có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của malt sau này.
I.1.3.4.Các phương pháp ngâm hạt:
Có rất nhiều phương pháp ngâm hạt, tuy nhiên khi chọn một phương pháp nào đó
cần phải đáp ứng những yêu cầu sâu đây:
-Thời gian mà hạt hút nước đến độ ẩm cần thiết là ngắn nhất
-Chế độ thông kí đầy đủ nhất, hạt nguyên ven nhất
-Trạng thái sinh lý và trạng thái cơ học của hạt là tốt nhất
a.Ngâm lỳ trong nước:
Đây là phương pháp rất cổ điển và hiện nay ít được dùng trong phạm vi công
nghiệp. Phương pháp ngâm lỳ trong nước là hạt được ngâm liên tục trong nước
không có thao tác thông khí cho khối hạt. Việc cung cấp oxy cho khối hạt hô hấp
được tiến hành bằng cách thay nước theo định kỳ.
Phương pháp này có nhiều thiếu sót như: Không rửa sạch được đại mạch, việc
cung cấp oxy không đồng đều trong các lớp hạt, không bảo đảm vệ sinh, vi sinh
vật dễ thâm nhập và gây hỏng hạt.
b.Ngâm hoán vị nước – không khí:
Nguyên tắc của phương pháp này là ngâm hạt một thời gian trong nước sau đó tháo
hết nước, để hạt “ngâm khan” không khí một thời gian…sau đó lại ngâm hạt trong
- nước,… cứ thế hoán vị tác nhân ngâm cho đến khi đại mạch hút được lượng nước
cần thiết.
Chú ý khi tháo nước cần vớt bỏ những hạt lép và tạp chất nhẹ nổi lên trên mặt
nước.
Thời gian mỗi lần ngâm nước là 6h , thời gian mỗi lần “ngâm khan” là 4h. Khi hạt
ngâm trong nước yêu cầu là nước ngập hạt ít nhất 0,2 m. Nhiệt độ thich hợp khi sử
dụng phương pháp này là 15-17oC.
c.Ngâm trong dòng liên tục nước – không khí:
Phương pháp này do Nicolai – bulgacov phát minh và được ứng dụng trong sản
xuất. Phương pháp này có thể thực hiện theo hai phương án:
-Hai dòng nước và không khí tách biệt nhau
-Không khí bão hòa vào nước sau đó nước được đưa vào khối hạt
Các thao tác ngâm hạt theo phương pháp này được tiến hành như sau: Cho nước
vào đầy ½ thể tích của thùng ngâm. Đổ đại mạch vào và sục không khí thật mạnh
để hạt được đảo trộn. Sau đó ngừng thổi khí và khối hạt để yên trong 1 h. Tách các
hạt lép và các tạp chất nhẹ, sau đó xả bỏ nước bẩn. Sau khi rửa hạt ta cho nước
vào đầy thùng cho đến khi tràn ra ngoài thì điều chỉnh van nước cho lượng nước
tràn ra khỏi thùng là ít nhất. Cùng với đó ta sục không khí cho đến khi nổi bong
bóng trên bề mặt và điều chỉnh van không khí ở mức độ vừa phải. Quá trinh đó
tiếp diễn trong khoảng thời gian là khoảng từ 40-60 h thì hạt đạt độ ẩm cần thiết.
Nhiệt độ thích hợp là từ 12-17oC.
Bằng phương pháp này hạt sẽ hút oxy một cách nhẹ nhàng và đều đặn, khí
cacbonic được đẩy ra liên tục, tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động sống của
hạt.
d.Ngâm hạt bằng phương pháp phun nước:
Đây là một phương pháp tương đối mới, nó bảo đảm một cách chắc chắn và liên
tục việc cung cấp nước và không khí cho khối hạt và việc giải thoát khí cacbonic
tạo thành trong khối hạt.
- Phương pháp này được thực hiện trên cơ sở là nước được phun vào trong thùng
ngâm khối hạt ( nước đã hút theo không khí) liên tục và van tháo nước của thùng
cũng mở liên tục.
Chú ý trước khi thực hiên phương pháp này cần rửa hạt và loại các hạt lep, các tạp
chất nhẹ.
I.1.4.Ươm mầm đại mạch
Ở giai đoạn ngâm hạt, tất cả các quá trinh sinh lý, hóa sinh, hóa lý…diễn ra trong
hạt với cường độ còn thấp. Nhiều quá trình chỉ phát hiện thấy vết ma không thể
định lượng được. Đến giai đoạn ươm mầm do hạt được đặt trong điều kiện thích
hợp hơn, tất cả các quá trình đó xảy ra một cách mạnh mẽ và đồng đều, kết quả
của qúa trình này là nguyên nhân của quá trình kia, chúng cùng đồng hành, thúc đẩy
lẫn nhau, cộng hưởng lẫn nhau để cuối cùng tạo ra những thay đổi cơ bản về hình
thái của hạt, về cấu trúc bên trong của tế bào và sắp xếp lại tỷ lệ tương quan giữa
các cấu tử trong thành phần cơ học và hóc học của hạt đại mạch. Thực chất của
những quá trình đó đã biến đổi hạt đại mạch thành malt.
I.1.4.1.Mục đích:
Ươm hạt trong công nghiệp sản xuất bia nhằm hai mục đích chính:
-Chuyển đổi trạng thái của hệ enzym có trong hạt đại mạch từ trạng thái “nghỉ”
sang trạng thái “hoạt động”, tích lũy chúng về khối lượng và tăng cường hoạt lực
của chúng.
-Tạo và duy trì điều kiện thuận lợi để hệ enzym thủy phân sau khi đã được giải
phóng khỏi trạng thái liên kết, đồng thời với việc tăng trưởng về khối lượng và
cường lực xúc tác, chúng sẽ phân cắt một lượng đáng kể ( khoảng 12% khối lượng
khô) các chất dinh dưỡng cao phân tử thành các sản phẩm thấp phân tử, đồng thời
chúng phá vỡ thành tế bào , làm cho hạt mềm ra, tao nên nhiều sự biến đổi cơ lý và
hóa học trong thành phần của hạt đại mạch.
I.1.4.2.Diễn biến của quá trình nảy mầm:
- Nảy mầm trong công nghiệp sản xuất bia là hình thức nảy mầm nhân tạo. Hậu
quả của sự nảy mầm sẽ kéo theo hao tổn chất dinh dưỡng trong hạt.
Những điều kiện thuân lợi được con người tạo ra như nhiệt độ môi trường, độ ẩm
của hạt, độ ẩm tương đối của không khí, sự cung cấp đầy đủ oxy, và sự giải thoát
triệt để lượng cacbonic tạo thành sẽ đảm bảo một cách chắc chắn cho phôi phát
triển nhanh. Bộ phận đầu tiên của phôi phát triển là mầm rễ. Khi rễ dài và khỏe,
vỏ nức thì rễ chiu ra ngoài còn lá mầm và thân mầm thì phát triển dưới vỏ. Để bảo
đảm cho sự phát triển liên tục của mầm thì nó phải được tiếp nhận chất dinh
dưỡng. Nguồn dinh dưỡng này được lấy từ nội nhũ. Ở đây chúng tồn tại dưới
dạng cao phân tử. Hệ enzym thủy phân đã được hoạt hóa sẽ phân cắt các hợp chất
này thành những sản phẩm thấp phân dễ hòa tan. Một phần của sản phẩm này sẽ
được chuyển về phôi để cung cấp cho cây non sinh trưởng, phần còn lại được giữ
ở nội nhũ. Khi qua trình ươm mầm kết thúc, hàm lượng các chất dự trữ thấp phân
tử này đạt tới 15-17% (trong khi đại mạch khô chỉ có khoảng 3-4%) so với chất
khô.
Như vậy ta có thể hình dung ra rằng, trong giai đoạn ươm mầm, ở trong hạt đại
mạch xảy ra hai quá trình song song với nhau, đó là quá trình phân giải chất hưu cơ
thấp phân tử để tạo ra năng lượng cung cấp cho hoạt động sống của tế bào đồng
thời thực hiện quá trình sinh tổng hợp tế bào cây non. Quá trình này xảy ra ở phôi.
Quá trình thứ hai là phân cắt các hợp chất cao phân tử như protein, tinh bột thành
các hợp chất thấp phân tử dễ hòa tan. Quá trinh này diễn ra ở những phần còn lại
của hạt.
I.1.4.3.Phương pháp ươm mầm và hệ thống malxarei:
Trong khi giải pháp thiết bị cho khâu ươm mầm là rất đa dạng và phong phú: chúng
khác nhau ở cấu tạo bề ngoài, nguyên tắc làm việc, có những hệ thống 100% thao
tác bằng phương pháp thủ công, có những hệ thống 100% tự động hóa, thao tác
bằng người máy, bằng chương trình ,…thì giải pháp công nghệ chỉ có hai hướng
cơ bản: Có thông gió hay không có thông gió cưỡng bức cho khối hạt để cung cấp
- oxy cho chúng và giải thoát cacbonic ra ngoài. Căn cứ trên hai hướng này của giải
pháp công nghệ, các phương pháp ươm mầm được phân làm hai nhóm chính: Ươm
mầm thông gió và ươm mầm không thông gió ( phương pháp cổ điển).
a.Ươm mầm không thông gió:
Ươm mầm không thông gió là phương pháp malt hóa cổ điển nhất. Theo phương
pháp này thì hạt đại mạch được nảy mầm trong các “thiết bị”- mà thực chất chỉ là
những sàn ươm được xây dựng đơn giản. Sàn ươm có thể được xây ngầm, bán
ngầm hoặc nổi lên mặt đất, có thể xây dựng một tầng hoặc nhiều tầng. Mặt sàn
ươm phải nhẵn để dễ rửa, có độ nghiêng từ 5-10% để dễ thoát nước. Phía cuối
của sàn được trang bị băng tải hoặc vít tải để chuyển dịch malt tươi từ sàn lên lò
sấy. Hệ thông thiết bị vận chuyển phải được đặt thấp hơn so với sàn ươm. Nhiệt
độ trong khu vực ươm mầm phải giữ ở khoảng 10-12oC, độ ẩm tương đối của
không khí không dưới 90%. Để đảm bảo sự thông thoáng cho không gian ươm
mầm xung quanh tường nhà ươm mầm người ta xây dựng các mương cấp thoát khí
tự nhiên. Tuy nhiên quá trinh thông gió có hiệu quả về mùa lạnh khi nhiệt độ trong
phòng cao hơn nhiệt độ bên ngoài. Còn về mùa nóng khi nhiệt độ bên ngoài cao
hơn nhiệt độ trong phòng thì thông gió tự nhiên sẽ ít hiệu quả hơn. Trong trường
hợp này người ta phải bổ sung bằng các phương pháp nhân tạo.
Đại mạch trước khi đem vào ươm cần được rửa qua bằng nước sạch, hạt phải đạt
độ ẩm tiêu chuẩn (đối với malt vàng là 42-43%, đối với malt đen là 45-47%).
Để đảm bảo độ thông thoáng cho khối hạt ươm ta phải thường xuyên đảo trộn.
Việc đảo trộn có thể tiến hành bằng phương pháp thủ công với sự giúp đỡ của
xiẻng bàng gỗ. Cũng có thể cơ giới hóa công việc này bằng một công cụ linh
động- đó là maltomobil – được biểu diễn ở hình bên dưới.
Số lần đảo trộn khối hạt trong một ngày phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: Cường
độ ươm mầm, mức độ tự bốc nóng của khối hạt, mức độ thủy phân của nội nhũ,
nhiệt độ không khí ở phòng ươm, độ ẩm của hạt và của không khí….
- Quá trình ươm mầm của đại mạch có thể chia làm hai giai đoạn: Giai đoạn đầu có
thể kéo dài 3-4 ngày và giai đoạn cuối 3-4 ngày. Ở giai đoạn đầu nhiệt độ của khối
hạt tăng mạnh, lượng cacbonic thải ra nhiều, nhiệt độ tối đa cho phép là 18oC. Để
hạ nhiệt độ của khối hạt ta phải đảo trộn 3-4 lần/ngày. Ở giai đoạn cuối cường
độ thủy phân mạnh, năng lượng vẫn tảo ra nhưng không bằng giai đoạn đầu, trong
1-2 ngày đầu của giai đoạn này thực hiên đảo trộn 3-4 lần/ngày, hai ngày cuối thì
chỉ cần 1-2 lần/ngày. Chú ý chiều dày của lớp hạt chỉ nên để khoảng 15-20 cm.
Bảng 4. Chế độ lý tưởng ươm mầm malt vàng:
Chiều cao của Nhiệt độ tối đa, oC Số lần đảo
Ngày ươm
luông hạt, cm Trong nhà ươm Trong khối hạt trong ngày
Thứ nhất 30-35 12 12-14 2
Thứ hai 15-20 12 14-17 2-3
Thứ ba 15-20 12 15-18 3-4
Thứ tư 12-15 12 17-18 3-4
Thứ năm 10-12 12 15-16 3
Thứ sáu 10 12 15 2
Bảng 5. Chế độ lý tưởng ươm mầm malt đen:
Chiều cao của Nhiệt độ khối Số lần đảo
Ngày ươm
luống cm hạt, oC trong ngày
Thứ nhất 25-40 13-16 2
Thứ hai 20-25 17-18 2-3
Thứ ba 15-20 18-19 4
Thứ tư 10-15 19-20 4
Thứ năm 10-15 20-22 2-3
Thứ sáu 10-15 16-18 2
Thứ bảy 10-15 16-17 2
b.Ươm mầm thông gió trong catset:
Nguyên lý của phương pháp ươm mầm thông gió là trong quá trình ươm mầm ta
tiến hành cho thổi không khí có nhiệt độ và độ ẩm tương đối, trùng lặp với điều
- kiện của phòng ươm xuyên qua khối hạt. Việc thổi không khí như vậy có mục
đich như sau:
- Cung cấp oxy cho khối hạt
- Điều chỉnh nhiệt độ cho khối hạt
- Giải thoát cacbonic khỏi khối hạt.
Chú ý: Nhiệt độ của không khí thổi vào khối hạt phải thấp hơn nhiệt độ phòng
ươm 1-2oC, có như thế thì khi không khí xuyên qua, do lực cản của khối hạt nó sẽ
nóng lên bằng nhiệt độ của phòng ươm là cùng. Để đảm bảo đúng các thông số kỹ
thuật không khí thổi vào phòng ươm phải được sử lý bởi buồng sử lý không khí
(thể hiên ở hình dưới).
Thiết bị ươm mầm dạng catset:
Thiết bị ươm mầm dạng catset là một hình hộp chữ nhật, được chế tạo bằng thép
thông thường hoặc băng inox. Chiều dài 10-20 m, rộng 3-6 m,cao 1,8-2,5 m. Tỷ lên
giưa chiều dài và chiều rộng là 5:1 hoặc 6:1. Trong một catset nếu chiều cao của
lớp hạt là 0,6 m thì có thể ươm được 10-12 tấn đại mạch. Cấu tạo của catset có
thể khác nhau phụ thuộc vào nguyên tắc thổi khí. Nếu thổi từ trên xuống thì catset
phải là kin, còn không khí được thổi từ dưới lên thì catset phải là hở. Trong thực tế
sản xuất, loại catset hở là được dùng rộng rãi nhất. Catset hở có hai đáy, đáy dưới
cách đáy trên 0,6 m. Đáy dưới gọi là đáy thật, đáy trên gọi là đáy giả. Gọi là thật vì
nó kín, còn gọi là giả vì nó không kín mà được đục lỗ sàng. Diện tích phần đục lỗ
chiếm khoảng 15-20% so với diện tích đáy. Lỗ mắt sàng có hình tròn với đường
kính Ф= 1,5-2,0 mm. Hình dáng của lỗ phải là hình nón cụt để dễ thoát nước. Cấu
tạo của catset được thể hiện ở hình dưới đây:
I.1.5.Sấy malt tươi
Giai đoạn cuối cùng của malt hóa là sấy malt tươi. Ở giai đoạn này tính chất công
nghệ của malt được hình thành và ở chừng mực nào đó nó quyết định tính chất
cảm quan của sản phẩm.
nguon tai.lieu . vn