Thông qua độ lên men triệt để của các tank lên men thì biết được tốc độ lên men của các tank lên men nhanh hay chậm mà có thể điều khiển được quá trình lên men. Nếu tốc độ lên men quá nhanh thì tiến hành giảm nhiệt độ lên men và tăng áp suất sớm để khống chế tốc độ lên men không cho hàm lượng chất hòa tan giảm quá nhanh, làm cho thời gian lên men kết thúc sớm và ảnh hưởng đến chất lượng bia. Nếu tốc độ lên men chậm thì việc hạ nhiệt độ và tăng áp suất diễn ra trễ hơn 1 đến 2 ngày để tạo điều kiện cho nấm men có thể lên men tốt.
Kết quả khảo sát limit tank trên 4 tank lên men (tank 5, 6, 7, 8), cho biết tốc độ lên men khác nhau và cho giá trị limit ở các tank cũng khác nhau được thể hiện qua Bảng 4.3.
Bảng 4.3. Giá trị limit của một số tank lên men
Tank lên men 5 6 7 8
Limit tank (oP) 2,3 2,35 2,4 2,45
Theo dõi sự thay đổi hàm lượng chất hòa tan theo thời gian lên men
Tốc độ lên men của quá trình lên men có thể theo dõi bằng cách xác định sự thay đổi hàm lượng chất hòa tan trong dịch lên men. Hàm lượng các chất hòa tan giảm rất nhanh trong giai đoạn lên men chính và giảm chậm trong giai đoạn lên men phụ. Do có sự tiêu hao cơ chất diễn ra mạnh mẽ, một lượng đường rất lớn chuyển thành rượu etylic và CO2. Sau ngày thứ nhất, hàm lượng chất hòa tan có giảm nhưng chưa nhiều do nấm men làm quen với môi trường mới, điều kiện sống mới nên sinh khối chưa tăng, khi đó thành phần môi trường thay đổi không đáng kể.
Trong 1 – 2 ngày đầu, hàm lượng chất hòa tan giảm chậm, bọt tạo ra nhỏ kín cả bề mặt dịch đường. Nồng độ oxy trong dịch bia giảm nhanh do quá trình hô hấp của nấm men. Giai đoạn này chủ yếu là tăng trưởng về sinh khối của nấm men, đồng thời rượu ethylic cũng được tạo ra nhưng với lượng rất nhỏ. Hàm lượng chất hòa tan giảm nhanh từ ngày thứ 2 – 4 và bắt đầu giảm chậm sau 2 – 3 ngày còn lại.
Qua Hình 4.5 cho thấy tank 5 và tank 6 có hàm lượng đường giảm nhanh hơn so với tank 7 và tank 8. Quá trình lên men chính của tank 5, tank 6 chỉ diễn ra trong 6 ngày là tiến hành hạ nhiệt độ và dằn áp, bắt đầu cho quá trình lên men phụ. Khi đó, quá
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 53
trình lên men chính của tank 8 lại dài hơn kéo dài đến 8 ngày rồi tiến hành hạ nhiệt độ, dằn áp, bắt đầu cho quá trình lên men phụ và duy trì ở nhiệt độ cao, sao cho
nồng độ chất hòa tan cuối cùng khi kết thúc toàn bộ quá trình lên men là 2,35 – 2,4oP (Hình 4.5, 4.6 và 4.7).
Hình 4.5. Đồ thị thể hiện sự thay đổi hàm lượng chất hòa tan theo thời gian lên men
Kiểm soát quá trình lên men thông qua nhiệt độ và áp suất
Qua 2 Hình 4.6, 4.7 cho biết được, giai đoạn lên men chính được cài đặt 7 – 9oC là nhiệt độ thích hợp cho nấm men Saccharomyces carlsbergensis và áp suất ở 0 bar. Bước sang giai đoạn lên men phụ thì nhiệt độ được hạ xuống thấp và tiến hành kiểm soát áp suất để kìm hãm hoạt động của nấm men, theo Hình 4.6 và 4.7, khi bước sang giai đoạn lên men phụ thì có sự khác biệt nhiệt độ giữa các tank lên men. Lý do mà có những tank hạ nhiệt độ xuống thấp nhanh và có tank lại duy trì nhiệt độ lên men phụ cao và trong thời gian dài là do quá trình lên men của các tank khác nhau, hoạt động trao đổi chất của các đời men không giống nhau, đối với đời men trẻ thì quá trình trao đổi chất diễn ra mạnh mẽ hơn so với đời men già.
Bên cạnh đó, độ lên men triệt để cho biết trước được tốc độ lên men nhanh hay chậm của các tank mà có thể dựa vào đó mà điều khiển và kiểm soát tốc độ lên men cho phù hợp bằng cách hạ nhiệt độ và dằn áp. 0 2 4 6 8 10 12 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Hàm
lượng chất hòa tan
(
o
p
)
Thời gian (Ngày)
T5 F3 T6 F4 T7 F7 T8 F8
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 54
Hình 4.6. Đồ thị thể hiện sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian lên men ở các tank khảo sát
Hình 4.7. Đồ thị thể hiện sự thay đổi áp suất theo thời gian lên men ở các tank khảo sát
Áp suất bề mặt ảnh hưởng đến trạng thái sinh lý của nấm men. Khống chế áp suất ở giai đoạn lên men chính là 0 bar và giai đoạn lên men phụ là 0,2 – 0,6 bar để tạo điều kiện cho quá trình lên men theo chiều hướng có lợi. Áp suất còn ảnh hưởng đến lượng sinh khối của nấm men trong một giới hạn xác định, nếu áp suất lên men càng cao thì lượng sinh khối tạo ra rất ít. Khi kết thúc quá trình lên men chính khi đó áp suất tăng lên từ 0,2 – 0,6 bar là để kìm hãm tốc độ sinh khối của nấm men, giai đoạn này nhằm bão hòa CO2 trong bia làm tăng độ bền bọt cho bia.
Tóm lại, tốc độ lên men và độ lên men triệt để bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Chất lượng nguyên liệu dùng trong sản xuất, nếu chất lượng tốt thì dịch lên men sẽ tốt. Ngược lại, chất lượng nguyên liệu kém sẽ thì cho dịch lên men không tốt. Bên cạnh đó khả năng lên men triệt để cao hay thấp cũng bị ảnh hưởng bởi nấm men. Đời
-2 0 2 4 6 8 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Nhi ệt độ ( o C)
Thời gian (Ngày)
T5 F3 T6 F4 T7 F7 T8 F8 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Áp su ất ( b ar )
Thời gian (Ngày)
T5 F3 T6 F4 T7 F7 T8 F8
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 55
nấm men sử dụng càng trẻ thì cường độ trao đổi chất tốt, khả năng tăng sinh khối nhanh, tỷ lệ nấm men chết thấp khi đó độ lên men triệt để cao cho hiệu suất cao, chất lượng bia tốt. Đối với đời nấm men có đời càng già, tỷ lệ nấm men chết cao, cường độ trao đổi chất thấp, khả nẳng tăng sinh khối kém khả năng lên men triệt để thấp.
Qua độ lên men triệt để cho thấy độ Plato cuối càng thấp thì quá trình trao đổi chất và sử dụng các chất hòa tan trong dịch nha của nấm men được triệt để, ở tank 5 đời nấm men F3 có độ hòa tan triệt để thấp 2,3oP đồng nghĩa là khả năng lên men triệt để cao. Đối với tank 8 đời nấm men F8 có độ hòa tan triệt để cao 2,45oP đồng nghĩa là khả năng lên men triệt để thấp. Tuy nhiên, có thể kiểm soát được thông qua nhiệt độ, áp suất và kéo dài thời gian lên men. Giới hạn tối ưu cho kết thúc quá trình lên men độ hòa tan biểu kiến đạt từ 2,35 – 2,4oP là tốt nhất cho quá trình lên men và thuận lợi cho quá trình lọc.
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 56
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ