Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Bảng 2.4 Các phương pháp ngâm

Bảng 2.4 Các phương pháp ngâm

Tải bản đầy đủ - 0trang

Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 15.000 tấn sản phẩm/năm



Phương

pháp

ngâm



Nguyên tắc



Ưu điểm



Nhược điểm



nước và đảo trộn.

khơng khí Gồm hai cách:

liên tục

- Dòng nước và khơng khí

tách biệt nhau.

- Dùng nước đã bão hòa

khơng khí để đưa vào khối

hạt.



ra một cách liên

tục. Thời gian

để đạt đến hàm

ẩm cần thiết

ngắn. Trạng thái

cơ học và trạng

thái sinh lý của

hạt tốt, bảo đảm

cường lực nảy

mầm của hạt

cao.



Ngâm

phun

nước



Ngâm trong nước từ 12 14h, tháo nước bẩn ra. Dùng

nước được nén với áp lực

cao và phun mạnh qua các

lỗ được đục trong ống.

Nước được phun liên tục và

nước bẩn ở dưới đáy cũng

được tháo ra liên tục.



Đảm bảo cung

cấp oxy liên tục,

đều đặn và giải

phóng

CO2

trong khối hạt.

Lượng nước sử

dụng cho q

trình ngâm thấp

hơn các phương

pháp khác.



Khối hạt ngâm khơng

đồng đều. Yêu cầu hạt

đại mạch phải qua quá

trình rửa sạch trước

khi ngâm.



Ngâm

Q trình phun nước, tháo

phun

nước kết hợp hút khí diễn ra

nước hút liên tục.

khí



Hạt được làm

sạch dễ dàng,

đảm bảo khí

được hút triệt để

nhất và oxy

luôn tiếp xúc

với khối hạt

nhiều nhất.



Việc đầu tư chi phí

q nhiều nên khơng

mang lại hiệu quả kinh

tế cao.



12



Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 15.000 tấn sản phẩm/năm



Dựa vào những ưu nhược điểm nêu trên, phương pháp ngâm hoán vị nước và

khơng khí vừa đảm bảo chế độ thơng khí đầy đủ, mà thời gian hạt hút nước để đạt hàm

ẩm ngắn, dễ thực hiện nên được ưu tiên lựa chọn trong quá trình sản xuất malt vàng

đại mạch.

2.2.1.2. Biến đổi trong q trình ngâm

Hóa lý

Trong q trình ngâm diễn ra sự thẩm thấu và khuếch tán nước cùng với một số

ion và muối hòa tan từ mơi trường ngâm vào bên trong hạt. Sự hòa tan các hợp chất

polyphenol, chất chát, chất màu ở vỏ hạt vào môi trường ngâm. Sự hút nước và trương

nở tế bào.

Hóa học

Nước đóng vai trò là mơi trường để vận chuyển, hòa tan các chất, đồng thời là

môi trường diễn ra các phản ứng hóa học. Sự hòa tan các hợp chất thấp phân tử trong

nội nhũ vào nước. Sự thủy phân các hợp chất hữu cơ cao phân tử và được vận chuyển

về phơi.

Hóa sinh

Giải phóng enzym khỏi trạng thái liên kết thành trạng thái tự do, hoạt hóa hệ

enzym oxy hóa - khử và enzym thủy phân.

Q trình hơ hấp của hạt nhờ xúc tác của hệ enzym oxi hóa - khử theo hai

hướng: hơ hấp hiếu khí xảy ra khi cung cấp đầy đủ oxy và sản phẩm tạo ra là khí

cacbonic, nước và giải phóng năng lượng. Hơ hấp yếm khí xảy ra khi lượng oxy cung

cấp cho hạt khơng đủ và sản phẩm tạo ra là khí cacbonic, rượu etylic và giải phóng

năng lượng. Năng lượng được giải phóng sẽ được cung cấp cho phơi để phát triển. Sự

tích lũy rượu etylic sẽ ức chế hoạt động của phôi.

Hệ enzym thủy phân phân cắt các hợp chất cao phân tử mà chủ yếu là gluxit và

protein thành các hợp chất thấp phân tử như đường, axit amin,… Các hợp chất thấp

phân tử này dần được chuyển về phôi để cung cấp dinh dưỡng cho phơi.

Trong các q trình trên, q trình hơ hấp của hạt và sự hoạt hóa hệ enzym thủy

phân là hai quá trình quan trọng nhất.

2.2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm hạt

Nhiệt độ của nước ngâm

Là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tốc độ hút nước của hạt. Ở một giới

hạn nhất định, nhiệt độ nước ngâm tăng sẽ làm tăng tốc độ hút nước do sự trương nở

của các hệ hữu cơ (protein, tinh bột, xenlulozo) tăng, vận tốc khuếch tán của nước tăng

nhờ sự chuyển động phân tử tăng, độ nhớt của nước giảm.

Nhiệt độ thích hợp cho quá trình ngâm hạt là 12 - 14 ᵒC. Ở nhiệt độ thấp hơn

10ᵒC, sự phát triển của phôi sẽ bị ức chế, còn nếu nhiệt độ cao hơn 15 ᵒC sẽ dẫn đến sự

phát triển của vi khuẩn và ở nhiệt độ cao thì tốc độ hút nước của hạt tăng lên, dễ xảy ra

13



Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 15.000 tấn sản phẩm/năm



hiện tượng hạt bị “úng” làm mất khả năng nảy mầm của hạt. Mặt khác, nhiệt độ cao

cũng làm cường độ hô hấp của hạt tăng lên rất nhiều sẽ làm hao hụt lượng lớn chất

khơ.

Độ lớn của hạt

Kích thước của hạt cũng ảnh hưởng đến tốc độ ngâm. Hạt to và dày thì hút

nước chậm hơn hạt bé và mỏng nên cần phải ngâm lâu hơn. Những hạt mà kích thước

đồng đều nhau thì khi ngâm mới đạt độ ẩm như nhau về tốc độ và trong quá trình ươm

mầm cũng đều nhau. Do đó, cần phải phân loại hạt theo kích thước trước khi ngâm.

Hàm lượng protein

Hạt càng chứa nhiều protein thì tốc độ hút nước càng chậm, nguyên nhân là do

protein khó trương nở và khả năng hút nước kém.

Thành phần hóa học của nước ngâm

Ảnh hưởng đến tốc độ hút nước, khả năng hòa tan các chất polyphenol, chất

chát, chất màu của vỏ và cường độ hô hấp của hạt. Các ion kim loại kiềm và kiềm thổ

là những cấu tử thường hay có mặt trong nước, chúng hòa tan một lượng đáng kể các

hợp chất polyphenol, chất đắng và chất chát ở vỏ hạt vào nước. Chính nhờ sự hòa tan

đó mà nước sẽ thấm vào hạt nhanh hơn. Các ion kim loại nặng, đặc biệt là ion sắt, sẽ

cản trở sự hút nước của hạt do chúng tạo ra màng bao phủ bề mặt hạt nên sẽ cản trở sự

xâm nhập của nước vào bên trong, cản trở sự tiếp xúc với oxy, hạn chế sự thốt khí

cacbonic khi hạt hơ hấp.

Sự thơng khí

Khi hạt đại mạch hấp thụ nước, phôi trở nên hoạt động và sử dụng oxy hòa tan

trong nước nhằm mục đích hơ hấp. Trong giai đoạn đầu, oxy hòa tan được sử dụng

nhanh chóng bởi các vật liệu hữu cơ và vi sinh vật trong hạt. Nếu sự thơng khí khơng

diễn ra tốt, q trình lên men diễn ra giải phóng CO2 và rượu etylic. Kiểm sốt các

thơng số kỹ thuật trong quá trình ngâm ảnh hưởng đến tốc độ hòa tan oxy, sản xuất

enzym α amylaza và tốc độ ươm mầm sau này [13].

2.2.1.4. Thông số kỹ thuật trong quá trình ngâm

+ Độ ẩm của đại mạch ban đầu: 13 %.

+ Độ ẩm của đại mạch sau khi ngâm: 42 - 46 %.

+ Hao hụt chất khô do quá trình hơ hấp, hòa tan, tổn thất khác: 1,1 - 2 %.

+ Thời gian ngâm: 2 - 3 ngày.

+ Nhiệt độ nước ngâm: 12 - 14 ᵒC.

+ Hệ số trương nở của hạt đại mạch sau khi ngâm: 1,45 [22].

2.2.2. Ươm mầm

Ươm mầm là công đoạn quan trọng với nhiều q trình sinh lý, hóa sinh, hóa lý

và những q trình đó biến đổi hạt đại mạch thành malt. Những điều kiện thuận lợi

14



Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 15.000 tấn sản phẩm/năm



được tạo ra như nhiệt độ môi trường, độ ẩm của hạt, độ ẩm tương đối của khơng khí,

sự cung cấp đầy đủ oxy, sự giải thốt triệt để lượng khí cacbonic tạo thành sẽ đảm bảo

cho phôi phát triển nhanh. Bộ phận đầu tiên của phôi phát triển là mầm rễ. Để đảm bảo

sự phát triển liên tục của mầm thì phải cung cấp đầy đủ dinh dưỡng và nguồn dinh

dưỡng đó được lấy từ nội nhũ. Hệ enzym thủy phân được hoạt hóa sẽ phân cắt các hợp

chất cao phân tử thành những sản phẩm thấp phân tử dễ hòa tan. Một phần sản phẩm

này được vận chuyển đến phôi để cung cấp cho mầm rễ phát triển, phần còn lại dự trữ

ở nội nhũ. Kết thúc quá trình ươm mầm, hàm lượng các chất dự trữ thấp phân tử này

đạt khoảng từ 15 - 17 % so với chất khơ (trong đại mạch khơ chỉ có khoảng 3 - 4 %),

hàm lượng axit amin tăng sau quá trình ươm mầm, mặc dù sau đó sẽ giảm ở giai đoạn

sấy [16].

Hao phí trong q trình ươm mầm chiếm khoảng 10 - 12 % tính theo chất khơ.

Trong số đó, khoảng 6 - 7 % dành cho hô hấp của hạt và 4 - 5 % cho rễ mầm. Theo

thực nghiệm, lượng O2 hấp thụ của 100g chất khô đại mạch được thể hiện trong bảng

sau.

Malt trong công nghiệp sản xuất bia được chia thành hai loại: malt vàng và malt

đen. Malt vàng dùng để sản xuất các loại bia vàng và malt đen dùng để sản xuất các

loại bia đen. Đặc điểm nổi bật nhất của malt vàng là có màu vàng sáng, có vị ngọt nhẹ

và hương thơm dịu. Do đó, khi sản xuất malt vàng, điều cần thiết là phải tạo điều kiện

để tích lũy được hoạt lực enzym thật cao, đặc biệt là enzym amylaza, còn hàm lượng

axit amin thì mức độ vừa phải và hàm lượng đạm hòa tan chỉ cần đạt mức độ đủ khơng

cần cao. Quá trình ươm mầm được tiến hành ở nhiệt độ 13 – 18 ᵒC và phải có chế độ

thơng gió thật tốt. Thời gian ươm mầm kéo dài 6 – 8 ngày đêm.

Bảng 2.5 Lượng O2 hấp thụ qua từng ngày trong giai đoạn ươm mầm [3].

Giai đoạn ươm mầm

Ngày thứ nhất

Ngày thứ hai

Ngày thứ ba

Ngày thứ tư

Ngày thứ năm



Lượng O2 hấp thụ (ml /100g chất khô)

860

960

1080

1260

965



2.2.2.1. Đặc điểm của các phương pháp ươm mầm

Bảng 2.6 Các phương pháp ươm mầm [15]

Phương pháp

Ươm mầm



Nguyên tắc



Ưu điểm



- Trong quá trình ươm mầm có



Năng suất



15



Nhược điểm

Đối với catset thì



Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 15.000 tấn sản phẩm/năm



Phương pháp



Ngun tắc



Ưu điểm



Nhược điểm



thơng gió

thổi khơng khí điều hòa vào khối

trong catset

hạt đang ươm mầm.

hoặc tang quay - Có thể ươm mầm trong catset,

trong thùng quay.



cao, đồng

đều. Tiết

kiệm thời

gian



nhân

cơng.



khó kiểm sốt các

thơng số nhiệt độ.

Đối với tang quay

thì chi phí vận

hành và thiết bị

phức tạp.



Ươm mầm

khơng thơng

gió (cổ điển)



Đơn giản,

dễ thực

hiện, tốn ít

chi phí.



Thủ cơng, tốn thời

gian và nhân công

trong việc đảo

trộn. Năng suất

thấp, chất lượng

không đồng đều.



Hạt sẽ được nảy mầm trong

những sàn ươm được xây ngầm,

bán ngầm hay xây nổi trên mặt

đất, xung quanh được xây kín,

sàn nhẵn và hơi nghiêng về một

phía có mương dẫn nước thốt.



Phương pháp ươm mầm có thơng gió trong tang quay đem lại sản phẩm đồng

đều, năng suất cao, tiết kiệm thời gian cũng như là nhân công và dễ kiểm sốt các

thơng số nhiệt độ nên được ưu tiên lựa chọn trong quá trình sản xuất malt vàng đại

mạch.

2.2.2.2 Biến đổi trong quá trình ươm mầm

Sự biến đổi về hình thái

Bên ngồi, mầm và rễ bắt đầu xuất hiện từ từ, khi rễ dài và khỏe, vỏ nứt và rễ

chui ra ngồi còn lá mầm và thân mầm thì phát triển dưới vỏ. Bên trong, dưới tác dụng

của các enzym có sẵn trong hạt hoặc mới được tạo thành khi nảy mầm như xitaza,

proteinaza, pectinaza… thành tế bào bị thủy phân và hòa tan. Nhờ đó, các enzym thủy

phân có thể tiến sâu vào các tế bào của hạt để thủy phân các chất có trong hạt.

Hóa sinh

Trong hạt đại mạch chưa nảy mầm thì các hệ enzym thủy phân khơng có hoặc

có rất ít và bị hấp phụ bởi các cấu trúc nguyên sinh chất của tế bào nên ở trạng thái

khơng hoạt động. Trong q trình nảy mầm, các enzym có sẵn được giải phóng và hoạt

hóa, đồng thời có một số enzym mới được tạo thành và tích lũy. Chính vì thế, sau khi

nảy mầm thì số lượng và hoạt lực enzym tăng lên rất nhiều. Hệ enzym thủy phân phân

cắt các hợp chất cao phân tử thành các hợp chất thấp phân tử dễ hòa tan. Hệ enzym

được tích lũy nhanh về khối lượng và tăng nhanh về hoạt lực, đặc biệt là enzym xitaza,

amylaza và proteaza.



16



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Bảng 2.4 Các phương pháp ngâm

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×