Quá trình lên men chính (giai đoạn 1 ÷ 12): chuyển hóa đƣờng trong dịch nha thành ethanol và CO2 cùng các sản phẩm phụ. Sản phẩm của quá trình này gọi là bia non.
Quá trình lên men phụ (giai đoạn 13 ÷ 17): nhằm chuyển hóa phần đƣờng còn sót lại sau quá trình lên men chính để tạo thành CO2 và các sản phẩm phụ khác tạo cho bia đạt đƣợc độ chín cần thiết. Ngoài ra quá trình lên men phụ còn góp phần ổn định bọt, hàm lƣợng CO2, tạo hƣơng thơm và độ trong đặc trƣng cho bia thành phẩm.
Bảng 4.3: Thao tác và thông số của quá trình lên men.
STT Thao tác và thông số Mục đích
2 Chạy glycol (-3oC đến -5oC) trong áo lạnh để hạ nhiệt độ tank lên men xuống 100C.
Không làm ảnh hƣởng đến nhiệt độ của bia.
3
Nƣớc nha đƣợc làm lạnh 6 ÷ 8oC và sục oxy đƣợc chuyển vào tank lên men. Cấp cùng lúc bơm mẻ nƣớc nha đầu tiên:
- Nấm men Saccharomyces carlsbergensis (1) (đã qua kiểm tra độ đậm đặc, mật độ tế bào, tỉ lệ chết,…) khoảng 600 ÷ 800 kg.
- Maturex - L 2,6 kg vào mẻ nƣớc nha đầu tiên.
Bắt đầu quá trình lên men chính.
Giúp men thích nghi với môi trƣờng, tăng sinh khối và nâng cao hiệu suất lên men. Rút ngắn thời gian lên men, giảm sự hình thành diacetyl trong quá trình lên men. 4 - Mở van thông áp đỉnh để đẩy không khí trong
tank ra ngoài. Đóng van khi thu hồi CO2.
- 1 giờ sau khi cấp mẻ nƣớc nha đầu tiên, lấy mẫu dịch kiểm tra (mẫu 1 giờ đầy lần 1) hàm lƣợng chất hoà tan, mật độ tế bào, tỉ lệ chết,…
+ Đạt 90 ÷ 100 triệu tế bào/ml đối với tank nhỏ. + Đạt 155 triệu tế bào/ml đối với tank lớn.
Tránh sự nhiễm nấm men dại trong lên men.
Kiểm soát số lƣợng tế bào nấm men đảm bảo cho quá trình lên men. Nếu không đạt thì cấp thêm ở mẻ sau.
5 1 giờ sau khi cấp xong mẻ cuối cùng vào tank, lấy mẫu kiểm soát mật độ và chất lƣợng men giống trƣớc khi tiến hành lên men chính (mẫu 1 giờ đầy lần 2 hay mẫu 1 giờ đầy tank).
Đạt 20 ÷ 30 triệu tế bào/ml.
6 Lƣu ý: Nhiệt độ các mẻ lần lƣợt là tmẻ đầu tiên= 6oC; tmẻ kế= 6,5o
C; 7oC;…; 8o C. Tổng hàm lƣợng chất tan tank 1287 o
P
Thời gian lên men chính 6 ÷ 8 ngày, tlên men= 7 ÷ 9oC và áp suất p= 0 bar.
Tránh tế bào nấm men bị sốc nhiệt, thích nghi dần với môi trƣờng lên men và đảm bảo trao đổi chất diễn ra bình thƣờng không ảnh hƣởng đến chất lƣợng bia.
7 - Giữ áp suất tank lên men 0,2 bar. - Nhiệt độ tank lên men 8,5oC
- Tiến hành kiểm tra độ tinh khiết CO2 sau 24 giờ tính từ khi cấp dịch đầy tank khi đạt 99,8% thì tiến hành thu hồi CO2 (2). Không đạt thì xả bỏ nhƣ khi bắt đầu lên men.
Tạo điều kiện cho nấm men sinh trƣởng và phát triển. Tránh hiện tƣợng áp cao gây ảnh hƣởng đến hoạt động nấm men.
8 Lấy mẫu kiểm tra tốc độ lên men của các tank lên men chính lúc 7 giờ và 19 giờ mỗi ngày.
Kiểm tra lƣợng chất hoà tan (độ đƣờng) để xác định tốc độ lên men và điều chỉnh nhiệt độ lên men cho phù hợp. 9 - Cài áp 0,3 bar khi độ đƣờng giảm còn 3,2 oP
- Khi tổng hàm lƣợng chất tan 3,2 oP thì kết thúc lên men chính, sản phẩm là bia non.
- Hạ nhiệt độ xuống 5oC khi nồng độ đƣờng còn 2,9 oP.
Làm giảm tốc độ ăn đƣờng của nấm men, bão hoà CO2 trong bia và tạo áp lực giúp tăng quá trình kết lắng. Khống chế quá trình lên men và tăng nhanh quá trình kết lắng.
10 Sau 24 ÷ 48 giờ kết thúc lên men chính (ngày thứ 8 ÷ 9 khi vừa bƣớc sang lên men phụ) khi độ đƣờng 2,85 oP tiến hành cài áp 0,8 bar đến cuối quá trình lên men.
Bão hoà CO2 trong bia, tăng tốc độ kết lắng.
11 Thu hồi men để tái dử dụng với yêu cầu sau: - Nấm men thu hồi không quá đời thứ 8, tỉ lệ chết 10%.
- Nấm men thu hồi bảo quản 10oC (tốt nhất 2 ÷ 5oC), tồn trữ < 48 giờ.
Tiến hành thu hồi nấm men để tái sử dụng.
Sau 48 giờ nấm men kết thúc quá trình tăng sinh khối nên việc tái sử dụng hạn chế ở 48 giờ (3).
12 Sau 6 giờ tính từ lúc dịch đầy tank tiến hành xả bã (các cặn, nấm men chết, tanin,các thành phần keo tụ của protein, bã hoa còn sót lại sau quá trình đun dịch nha ) 1 ngày/1 lần.
Làm bia trong hơn, hỗ trợ cho quá trình lọc bia.
13 Hạ nhiệt độ tank lên men từ 5o
C xuống 2oC khi độ đƣờng là 2,65 oP hoặc ngày thứ 14.
Tiến hành xả bã 2 ngày/1 lần.
Kiềm hãm tốc độ ăn đƣờng của nấm men, đảm bảo độ đƣờng là 2,6 oP khi kết thúc quá trình lên men.
14 Hạ tiếp nhiệt độ từ 2oC xuống 0oC khi độ đƣờng là 2,6 oP hoặc ngày thứ 16.
Tiến hành xả bã 1 ngày/1 lần.
Ức chế hoạt động của nấm men. Kéo dài thời gian lên men. Làm trong bia.
15 Giữ nhiệt độ 00C đến khi kết thúc quá trình lên men.
Tổng hàm lƣợng các chất hoà tan là 2,6 o P
Ức chế hoàn toàn hoạt động của nấm men, kết lắng dần xuống đáy tank kéo theo nhựa hoa houblon còn sót lại cùng các kết tủa lạnh.
16 Xả cặn tank lên men 1 ngày/ 1 lần. Tránh gây ảnh hƣởng đến chất lƣợng bia, hổ trợ quá trình lọc dễ dàng.
17 Lấy mẫu kiểm tra: hàm lƣợng chất hoà tan, độ cồn, CO2, nhiệt độ, pH,…thƣờng xuyên.
Một ngày trƣớc khi cấp bia đi lọc, tiến hành kiểm tra lại các chỉ tiêu trên.
Đảm bảo sự ổn định của dịch men.
Theo dõi dịch men để tránh ảnh hƣởng đến chất lƣợng bia sau lọc.
(1) Nấm men Saccharomyces carlsbergensis: đời 4 đến đời 8, tỉ lệ men chết 10%, nhiệt độ trữ 10oC, tốt nhất là 2 ÷ 5oC, thời gian trữ 48 giờ.
(2) CO2 thu hồi sẽ dẫn qua hệ thống bẫy bọt để loại bỏ các cặn bẩn sau đó đƣợc chuyển qua thiết bị hóa lỏng, khi cần cấp cho bộ phân sản xuất thì tiến hành hóa hơi. Quá trình thu hồi CO2 đƣợc thực hiện trong suốt quá trình lên men.
(3) Khoảng 10 ÷ 20 giờ trƣớc khi sử dụng men ta tiến hành hoạt hóa nấm men. Khi đó, bơm vào 1 ít nƣớc nha 6 ÷ 8oC để nấm men tiếp xúc với môi trƣờng, làm quen với điều kiện sống mới, chuẩn bị cho việc nảy chồi và phát triển sau này. Đồng thời bổ sung thêm 1 ít chế phẩm Maturex - L.
Bảng 4.4: Yêu cầu chất lƣợng bia lên men phụ
STT Chỉ tiêu Yêu cầu Giá trị mong muốn
1 Độ hòa tan biểu kiến (0P) 2,5 ÷ 2,9 2,7 2 Độ hòa tan nguyên thủy (0P) 12,6 ÷13,3 13,0 3 Độ cồn ở 200C (%v/v) 5,3 ÷ 5,8 5,5
4 pH 4,0 ÷ 4,4 4,2
5 Độ chua (ml NaOH 0,1N/10ml bia) 1,3 ÷ 1,8 1,6
6 Hàm lƣợng CO2 5,0 ÷ 6,0 5,5
7 Diacetyl (mg/l) 0,11 0,11
8 Độ đắng (BU) 21,8 ÷ 27,0 24,0
9 Độ trong (%Neph) 1500 1000
10 Độ màu (0EBC) 7 ÷ 8 7,5