Mục đích: chuyển hĩa hàm lượng đường trong nước nha thành rượu (ethanol), CO2
và một số sản phẩm khác như este, aldehyde, rượu bậc cao,… gĩp phần tạo ra hương vị đặc trưng của bia dưới tác dụng của tế bào nấm men.
Tiến hành lên men chính
Trước khi bơm nước nha vào tank lên men phải tiệt trùng đường ống dẫn nước nha bằng nước nĩng. Đồng thời, trong quá trình bơm phải thơng giĩ để đuổi khơng khí ra ngồi, tránh sự nhiễm dại trong quá trình lên men.
Với bộ phận bên khâu lên men trước khi nước nha được chuyển qua phải vệ sinh thiết bị lên men (Hình 14) bằng hệ thống chạy cip cĩ sử dụng hĩa chất để đảm bảo thật sạch khơng ảnh hưởng xấu đến tiến độ lên men.
Ở quá trình lên men cần lưu ý nhiệt độ của mỗi mẻ trước khi đưa qua tank lên men, đối với mẻ đầu tiên ta làm lạnh đến 6o
C, các mẻ tiếp theo lần lượt 7o
C, 8oC để tế bào nấm men khơng bị sốc nhiệt và giúp nấm men thích
thuận lợi cho tế bào nấm men để quá trình trao đổi chất diễn ra bình thường ít ảnh hưởng đến chất lượng bia.
Quá trình lên men chính kéo dài 5-7 ngày, nhiệt độ 6-8oC, áp suất P=0 bar, khoảng nhiệt độ trên cĩ thể biến thiên vài độ vì trong quá trình sinh trưở nấm men tạo ra một nhiệt lượng 140Kcal/ kg cơ chất. Trong quá trình lên men chính ta phải thường xuyên kiểm tra áp suất cho thích hợp, ở áp suất P=0 bar sẽ khơng ảnh hưởng đến tiến trình lên men, nếu áp suất lớn hơn thì số lượng sinh khối nấm men tạo thành ít.
Hằng ngày tiến hành kiểm tra tốc độ lên men (đo oPlato) thơng qua việc kiểm tra hàm lượng chất hịa tan giảm đi mỗi ngày để xác định tốc độ lên men và điều chỉnh nhiệt độ lên men cho thích hợp, sau đĩ tiến hành xã bỏ cặn men (xác men và các kết tủa lạnh) gây mùi vị xấu cho bia. Độ Plato trước khi lên men là 12,6-13,2o
P, trong quá trình lên men chính độ Plato sẽ giảm do nấm men sử dụng các chất hịa tan để trao đổi chất giúp chúng phát triển sinh khối.
CO2 trong giai đoạn đầu của quá trình lên men chính được kiểm tra cĩ độ tinh khiết 99,7% thu hồi về hệ thống xử lý làm sạch CO2 (độ tinh khiết 100%) đem sử dụng cho cơng đoạn tiếp theo.
Kiểm tra độ Plato khoảng 2,5-2,6 oP thì kết thúc quá trình lên men chính và cho tiến hành điều chỉnh nhiệt độ tank xuống 4–5oC, dằn áp p=0,4-0,6 bar để giữ CO2 lại trong bia bán thành phẩm và cho thu hồi men để tái sử dụng (men thu hồi được bơm về 2 tank chứa men và được tồn trữ ở nhiệt độ 4o
C). Sau 48 giờ thì kết thúc quá trình phát triển sinh khối.
Các giai đoạn trong quá trình lên men chính:
- Giai đoạn tăng trưởng sinh khối: 1÷2 ngày đầu, hàm lượng chất hồ tan giảm, tạo bọt nhỏ kín cả bề mặt dịch đường. Nồng độ oxy trong dịch bia giảm nhanh do quá trình hơ hấp của nấm men. Giai đoạn này chủ yếu là sự tăng số lượng tế bào nấm men đồng thời rượu ethylic cũng được sinh ra trong giai đoạn này nhưng với lượng rất nhỏ.
- Giai đoạn lên men cực đại: mật số tế bào nấm men đã tăng cao, quá trình lên men yếm khí tạo rượu ethylic và CO2 diễn ra nhanh chĩng, chất hồ tan giảm rất nhanh, nhiệt độ tank lên men tăng, kích thước bọt to, thơ.
- Giai đoạn cuối: 2÷3 ngày cuối, tốc độ lên men giảm. Nhiệt độ tank lên men hạ thấp, quá trình kết lắng của nấm men xảy ra. Sau khi kết thúc giai đoạn lên men chính, tiến hành thu hồi nấm men cĩ vịng đời nhỏ hơn 8 và tỉ lệ men chết khơng quá 10%.