Trong quá trình lên men nhiệt độ là thông số quan trọng quyết định đến kết quả của quá trình lên men. Mỗi loại nấm men có một khoảng nhiệt độ hoạt động nhất định nếu ở nhiệt độ cao sẽ thu nhận được các kết quả:
Thời gian lên men nhanh. Mật độ tối da đạt được cao hơn so với ở nhiệt độ thấp. Lên men triệt để hơn nhưng các sản phẩm bậc hai sinh ra nhiều hơn (đặc biệt là diacetyl). Lượng sinh khối tạo ra nhiều hơn nhưng lượng tế bào chết nhiều hơn và tốc độ suy giảm các đặc tính công nghệ nhanh hơn. Kết quả cuối cùng nhận được là các tỷ số giữa các cấu tử trong bia không cân đối, chất lượng của bia giảm (Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Hữu Phúc, 1996). Mỗi loại nấm men đều có một nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển và lên men. Vượt qua giới hạn đó xét ở góc độ chất lượng sản phẩm, sẽ nhận được kết quả không mong muốn.
Hinh 3.4. Đồ thị thể hiện sự thay đổi nhiệt độ (0C) giữa các đời men
Nhận xét: từ kết quả đồ thị ở hình 3.4 cho thấy nhiệt độ của dịch lên men có sự biến động trong quá trình lên men theo hướng giảm dần. Sau 3 ÷ 4 ngày đầu của quá trình lên men nhiệt độ tăng lên 0,5 ÷ 10C (nhiệt độ ngày đầu của dịch lên men nằm trong khoảng 8 ÷ 8,50C tăng dần lên 90C), nguyên nhân của sự tăng nhiệt độ này là do nấm men sử dụng đường tạo ra rượu, CO2 và nhiệt lượng chính nhiệt lượng tạo ra này đã làm tăng nhiệt độ dịch lên men. Nhiệt độ từ ngày 4 đến ngày 8 giảm dần xuống còn 50C, thời gian này là kết thúc quá trình lên men chính hạ nhiệt độ để làm chậm lại quá trình sử dụng dịch đường khống chế quá trình lên men. Quá trình lên men phu nhiệt độ từ -1 ÷ 50C. Khi độ đường
Nhi
ệt độ (
giảm còn 2,75 0P thì hạ nhiệt độ xuống 20C, và khi độ đường giảm còn 2,65 0P thì giảm nhiệt độ xuống 00C. Mục đích của các lần giảm nhiệt độ này là để khống chế lượng đường còn lai trong bia và làm châm quá trình lên men phụ để sinh các sản phẩm phụ giúp cải thiện tính chất của bia. Nguyên nhân dẫn đến có sự khác biệt về thời gian tăng giảm nhiệt độ của các bồn là muốn điều khiển quá trình lên men. Trong thời gian lên nhiệt độ là nhân tố quan trọng để điều khiển quá trình lên men. Là một nhân tố góp phần tạo ra một sản phẩm hoàn thiện. 3.3.2 Sự thay đổi áp suất trong quá trình len men
Áp suất bề mặt của dịch lên men ảnh hưởng đến các quá trình công nghệ. Nó xác định mức độ bảo hòa CO2 trong bia, mà chất này là nhân tố ức chế quá trình lên men, đặc biệt là giai đoạn đầu và giai đoạn logarit. Ở nhiệt độ thường, quá trình lên men bị đình chỉ nếu áp suất trong bồn lên men tăng 1 ÷ 2 kg/cm2. Chính vì thế mà trong sản xuất thực tế người ta ít khi nào cho áp suất tăng quá một kg/cm2. Áp suất lên men còn ảnh hưởng đến lượng sinh khối tạo thành. Trong một giới hạn xác định, nếu áp suất càng cao thì lượng sinh khối tạo thành càng ít, tất nhiên mối tương quan đó không tỷ lệ thuận. Áp suất cũng ảnh hưởng đến trạng thái sinh lý của nấm men. Nếu nấm men chịu được áp lực cao trong giai đoạn lên men thị mức độ suy giảm các đặc tính công nghệ của nó cũng nhanh hơn, số thế hệ nấm nem được tái sử dụng cũng ít hơn. Khi quá trình lên men bước sang thời kì gần kết thúc thì việc tăng áp suất không gây ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men và tiến trình lên men. Ngược lại nó lại hạn chế quá trình oxi hóa, và làm tăng độ bền của bia. Trên cơ sở kết luận này trong giai đoạn đầu của quá trình lên men người ta khống chế ở áp suất 0,2 ÷ 0,5 kg/cm2, còn giai đoạn sau, áp suất duy trì ở mức cao hơn 0,8 ÷ 1 kg/cm2.
Hinh 3.5. Đồ thị thể hiện sự thay đổi áp suất giữa các đời men
Áp su ất ( ba r )
Nhận xét: dựa vào hình 3.5 chúng ta thấy được trong thời gian lên men chính áp suất của bồn gần như bằng 0 là do trong quá trình này tạo điều kiện tối ưu cho quá trình lên men chính. Trong quá trình lên men thì CO2 sinh ra làm cho áp suất tăng lên đây là yếu tố làm cản trở quá trình lên men. Nếu trong giai đoạn đầu của quá trình lên men mà nấm men sử dụng mạnh lượng đường làm cho nồng độ đường giảm mạnh thì có thể sử dụng áp suất để khống chế hoạt động của nấm men. Còn nấm men sử dụng đường quá ít thì nên đưa nhiệt độ và áp suất về điều kiện tối ưu cho nấm men hoạt động. Khi nấm men phát triển làm cho độ Plato còn lại 3,2 thì tiến hành dằn áp là 0,3 bar. Khi Plato giảm xuống 3,0 tiến hành dằn áp 1 bar cho đến hết quá trình lên men. Quá trình lên men càng dài thì chất lượng của bia càng được hoàn thiện. Mục đích của các lần dằn áp suất là khống chế tốc độ lên men vì nếu lên men nhanh thì hàm lượng diacetyl cao và các sản phẩm phụ ít làm cho bia không đạt được mong muốn. Nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau về thời gian giảm áp suất là mức độ sử dụng đường của nấm men. Trong thời gian lên men áp suất là nhân tố quan trọng để điều khiển quá trình lên men. Là một nhân tố góp phần tạo ra một sản phẩm hoàn thiện.
3.4 SỰ THAY ĐỔI TỈ LỆ MEN CHẾT TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN CHÍNH
Trong quá trình lên men chính thì nấm men sử dụng chất dinh dưỡng của dịch nha để lên men. Giai đoạn đầu nấm men phát triển rất mạnh do dịch nha là môi trường có đầy đủ chất dinh dưỡng và oxy cho nấm men phát triển. Ở giai đoạn này thì các thông số như nhiệt độ và áp suất cũng được tối ưu hóa cho nấm men phát triển và tăng sinh khối. Sau 3 ngày thì chất dinh dưỡng giảm đáng kể gần 70% lúc này nấm men cạnh tranh chất dinh dưỡng oxy với nhau. Trong quá trình phát triển của nấm men thì nấm men sinh ra một lượng lớn CO2 và các chất sinh ra trong quá trình phát triển của nấm men cũng góp phần ức chế sự phát triển của nấm men. Những nấm men già và yếu cạnh tranh không lại với các nấm men khỏe nên chết đây là nguyên nhân dẫn đến tỷ lệ nấm men chết tăng dần. Tỷ lệ men chết là một trong những chỉ tiêu để xét nấm men có thể sử dụng được nữa hay không. Nếu nấm men có tỷ lệ chết lớn hơn 10% thì nấm men đó không được sử dụng cho mẽ kế tiếp. Nấm men ở các đời về sau thì tỷ lệ men chết càng cao và hoạt lực nấm men càng giảm. Sử dụng nấm men đời thứ 8 thì tỷ lệ men chết không vượt quá 10%. Nếu sử dụng quá đời thứ 8 thì mật số nấm men còn lại quá ít, tỷ lệ chết cao thời gian cân bằng động dài ảnh hưởng đến chất lượng của bia thành phẩm, hay không đồng nhất về mặt sản phẩm nên không được sử dụng cho mẽ tiếp theo.
2.75 3.5 3.8 4.33 5 6.75 4.7 5.7 4 3.2 2.3 1.75 5 4 3.5 6.2 2.8 3.4 3.7 4.2 4.75 6.4 7.25 0 1 2 3 4 5 6 7 8 3 4 5 6 7 8 8h đầy ngày 1 ngày 2 ngày 3 ngày 4
Hình 3.6. Biểu đồ thể hiên tỷ lên men chết trong quá trình lên men chính
Nhận xét: dựa vào hình 3.6 ta nhìn thấy được rằng tỷ lệ nấm men chết qua các đời đều tăng. Nhưng nấm men sử dụng đến đời thứ 8 thì tỷ lệ men chết không vượt quá 10%. Nấm men ở đời thứ 3 và đời thứ 4 tỷ lệ nấm men chết chênh lệch không nhiều. Nhưng nếu so sánh đời men thứ 3 và đời men thứ 8 thì ta thấy sự chênh lệch này lớn. Khi xét trong điều kiện khác đời men thì ta nhìn thấy được rằng qua các ngày thì tỷ lệ chết của nấm men cũng có sự thay đổi và sự thay đổi này ở các bồn là tương tự nhau nhưng ở mức độ khác nhau ta lấy ví dụ điển hình là bồn thứ nhất ở ngày thứ nhất tỷ lệ men chết là thấp nhất 1,9% đến ngày thứ hai là 2,4% và ngày thứ ba tăng lên 2,9%. Đến ngày thứ tư thì tỷ lệ chết của nấm men tăng cao nhất 3.4%. Bồn thứ 8 thì ở ngày thứ hai tỷ lệ men chết là thấp nhất 5% đến ngày thứ ba 6,2% và ngày thứ tư thì tăng lên 7,5% qua các ngày đều tăng. Nếu đem so sánh 3,4% và 7,5% thì ta thấy có sự khác biệt lớn một điểm đáng chú ý khác là 7,52% lại gần giới hạn 10%. Khi tỷ lệ chết cao thì điển ra quá trình phân hủy các chất dinh dưỡng làm cho bia có mùi lạ. Không chỉ điều nay mà còn ảnh hưởng đến các sản phẩm chính phụ làm cho sản phẩm bia không đạt yêu cầu hay không đồng nhất về mặt sản phẩm…để đảm bảo cho quá trình lên men đạt yêu cầu thì công ty chỉ sử dụng nấm men đến đời thứ 8.
Ph ần trăm nấm me n ch ết (%) Chúthích Đời men
21.05 19 19.5 18 17.3 16.2 10.4 9.29 3.3 15.5 14.53 15.6 14.5 17.3 11.28 11.52 12.3 6.25 6.2 4.19 14.3 3.5 3.2 2.5 1.5 0.8 0.5 0 5 10 15 20 25 3 4 5 6 7 8 8h đầy ngày 1 ngày 2 ngày 3 ngày 4
3.5 SỰ THAY ĐỔI TỈ LỆ NẢY CHỒI TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN CHÍNH
Trong quá trình lên men chính thì nấm men sử dụng chất dinh dưỡng của dịch nha để lên men. Giai đoạn đầu nấm men phát triển rất mạnh do dịch nha là môi trường có đầy đủ chất dinh dưỡng và oxy cho nấm men phát triển. Ở giai đoạn này thì các thông số như nhiệt độ và áp suất cũng được tối ưu hóa cho nấm men phát triển và tăng sinh khối. Sau 3 ngày thì chất dinh dưỡng giảm đáng kể gần 70% lúc này nấm men cạnh tranh chất dinh dưỡng oxy với nhau.
Trong quá trình phát triển của nấm men thì nấm men sinh ra một lượng lớn CO2 và các chất sinh ra trong quá trình phát triển của nấm men cũng góp phần ức chế sự phát triển của nấm men. Đây là nguyên nhân mà tỷ lệ nảy chồi của nấm men giảm liên tục trong suốt quá trình lên men chính. Ở ngày thứ tư thì tỷ lệ nảy chồi của nấm men là thấp nhất. Khi sử dụng nấm men các đời càng về sau thì tỷ lệ nảy chồi, hoạt lực nấm men càng yếu. Các sản phẩm chính phụ không đồng đều ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm.
Hình 3.7. Biểu đồ thể hiên tỷ lên nảy chồi trong quá trình lên men chính
Nhận xét: dựa vào hình 3.7 ta nhìn thấy tỷ lệ nảy chồi của nấm men qua các đời đều giảm. Qua các đời liên tiếp thì tỷ lệ nảy chồi chênh lệch không nhiều nếu so sánh đời men thứ ba và đời men thứ tám thì ta thấy có sự khác biệt lớn. Đây cũng là nguyên nhân mà công ty cho phép sử dụng đến đời men thứ 8. Nếu sử dụng hơn có thể làm chất lượng sản phẩm không đạt yêu cầu hay không đồng nhất về mặt sản phẩm. Khi xét trong điều kiện khác đời men thì các bồn đều có kết quả tăng giảm qua các ngày là tương tự nhau chỉ khác về mức độ. Xét bồn thứ nhất thì tỷ lệ nảy chồi của ngày thứ nhất là cao nhất ở 8h đầy 21.05% qua các ngày tiếp theo thì giảm đần đến ngày thứ 2 còn 17,3% và ngày thứ 3 giảm
Ph ần trăm nấm me n nả y chồi (%) Chúthích Đời men
còn 14,3% đến ngày thứ 4 là tỷ lệ nảy chồi giảm còn thấp nhất 3,5%. Xét bồn thứ tám thì tỷ lệ nảy chồi của 8h đầy bồn là cao nhất 16,2% qua các ngày tiếp theo thì giảm đần đến ngày thứ 2 còn 11,52% và ngày thứ 3 giảm xuống 4,19%,
đến ngày thứ 4 là tỷ lệ nảy chồi giảm còn thấp nhất 0,5%. Khi so sánh tank1 và tank8 thì tỷ lệ nảy chồi có sự khác biệt lớn. Bồn thứ 2, 3, 4 thì quá trình thay đổi ti lệ nảy chồi của nấm men cũng tương tự như bồn thứ nhất tỷ lệ phần trăm chết chênh lệch không quá lớn. Khi nấm men ở các đời trẻ thì hoạt lực mạnh tỷ lệ nảy chồi cao dẫn đến tốc độ lên men nhanh. Khi các đời men về sau thì khả năng nảy chồi giảm đần. Khi so sánh đời thứ nhất và đời thứ 8 thi tỷ lệ phầm trăm nảy chồi chênh lệch ở mức cao. Nếu sử dụng quá đời thứ 8 thì có thể các chỉ tiêu về nấm men không đạt yêu cầu. Vì vậy công ty chỉ sử dụng nấm men đến đời thứ 8.
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Nhà máy bia Sài Gòn – Tây Đô nằm ở khu công nghiệp Trà Nóc, có vị trí địa lý thuận lợi tiếp giáp với quốc lộ 91A thuận tiện cho việc vận chuyển sản phẩm. Nhà máy sử dụng công nghệ sản xuất bia hiện đại nên sản phẩm bia luôn đạt chất lượng cao, nhà máy có một đội ngũ cán bộ và công nhân viên nhiệt tình, vui vẻ, vững vàng kiến thức và thao tác vận hành thiết bị luôn đạt hiệu quả cao trong sản xuất.
Sử dụng dây chuyền sản xuất khép kín nên tránh được sự nhiễm vi sinh vật từ bên ngoài vào gây ảnh hưởng đến quá trình sản xuất và chất lượng bia thành phẩm.
Công ty còn cung cấp nhiều dụng cụ thiết bị hiện đại để kiểm tra các chỉ tiêu trong quá trình sản xuất chính xác hơn.
Công ty luôn thực hiện hệ thống vệ sinh sạch sẽ các thiết bị sau mỗi ngày, và công ty tham gia hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001:2000 Quá trình lên men là quá trình hết sức phức tạp và có rất nhiều phản ứng xảy ra. Cũng có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men, nhưng trong phạm vi khảo sát của luận văn thì các yếu tố như độ đường, nhiệt độ, áp suất, mật số nấm men, đời men, tỷ lệ nấm men chết, tỷ lệ nấm men nảy chồi trong quá trình lên men. Nhiệt độ, áp suất có ý nghĩa rất quan trọng trong việc điều chỉnh tốc độ của quá trình lên men còn mật số nấm men, đời men, tỷ lệ nấm men chết, tỷ lệ nấm men nảy chồi góp phần làm tăng hiệu suất lên men và làm tăng chất lượng của bia thành phẩm.
Do thời gian thực tập có hạn nên em có thể khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men như độ đường, nhiệt độ, áp suất, mật số nấm men, đời men, tỷ lệ nấm men chết, tỷ lệ nấm men nảy chồi. Với những yếu tố đó thì chưa khái quát hết các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men. Mong các bạn khóa thực tập sau sẽ làm thêm các phần còn lại như O2, CO2, các hợp chất sinh trong quá trình lên men.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2009, Bài giảng công nghệ sản xuất rượu, bia và nước giải khát, Trường Đại học Cần Thơ.
Hồ Sưởng, 1992, Công nghệ sản xuất bia, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
Hoàng Đình Hòa, 1998, Công nghệ sản xuất Malt và Bia, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
Nguyễn Đức Lượng, 1996, Công nghệ vi sinh vật, Nhà xuất bản Đại học bách khoa TPHCM
Nguyễn Thị Hiền, Lê Thanh Mai, Lê Thị Lan Chi, Nguyễn Tiến Thành, Lê Việt Thắng, 2009, Khoa học – công nghệ Malt và Bia, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
Tài liệu Công ty cổ phần Bia – Nước giải khát Sài Gòn – Tây Đô.
Trần Minh Tâm, 2000, Công nghệ vi sinh ứng dụng, Nhà xuất bản Nông nghiệp