II. KỸ THUẬT SẢN XUẤT BIA 4.1 Quy trình công nghệ
4.7 Lắng trong và làm lạnh dịch lên men
4.7.1 Mục đích
- Hạ nhiệt độ của dịch đến nhiệt độ lên men. - Tách cặn cho dịch đường.
- Bão hòa oxy cho dịch lên men.
4.7.2 Các quá trình xảy ra
4.7.2a. Sự hòa tan oxy vào dịch đường
Để bảo đảm sự phát triển bình thường của nấm men thì dịch đường phải chứa oxy với hàm lượng khoảng 6mg/l. Do đó, trong giai đoạn này cần phải bổ sung thêm oxy cho dịch đường.
Sự hòa tan của oxy vào dịch đường phụ thuộc vào nhiệt độ, bề dày lớp dịch, nồng độ và cả sự chuyển động của dịch đường. Độ hòa tan của oxy vào dịch đường tăng khi nhiệt độ và nồng độ của dịch giảm. Còn tốc độ liên kết hóa học của nó lại giảm khi nhiệt độ của dịch giảm. Người ta thấy rằng, ở nhiệt độ lớn hơn 850C lượng oxy chi phí cho các phản ứng này lớn hơn 5 lần so với ở nhiệt độ 450C. Khi nhiệt độ nhỏ hơn 400C các phản ứng này hầu như bị đình chỉ. Vì vậy, chỉ nên tiến hành nạp oxy cho dịch đường ở nhiệt độ thấp.
4.7.2b. Sự tạo thành và kết tủa các cặn
Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, trong dịch đường tạo thành nhiều kết tủa với kích thước khác nhau. Khi dịch đường ở trạng thái tỉnh, các kết tủa này sẽ có chiều hướng rơi xuống đáy thùng theo nguyên lý rơi tự do. Tốc độ rơi của chúng phụ thuộc vào khối lượng riêng của nó.
Khi làm nguội dịch đường đến nhiệt độ 600C thì hầu hết các cặn có kích thước tương đối lớn mà mắt thường có thể trông thấy được (gọi là kết tủa nóng hay cặn thô) đã kết lắng. Tiếp tục hạ nhiệt độ đến nhiệt độ lên men thì các hạt có kích thước bé hơn (gọi là kết tủa lạnh hay cặn mịn) vẫn kết tủa.
Thành phần hóa học của các cặn thô chủ yếu là protein, các hợp chất polyphenol, các hợp chất đắng, các chất khoáng và một lượng không đáng kể các hợp chất khác. Sự có mặt của các loại cặn này trong dịch lên men sẽ gây
xáo trộn ở giai đoạn đầu của quá trình lên men và khi kết lắng sẽ làm cho nấm men bị bẩn. Cho nên về nguyên tắc phải loại chúng ra khỏi dịch đường.
Về thành phần của cặn mịn chưa xác định được chính xác. Nhưng chắc chắn là trong đó chứa rất nhiều các phức chất protein-polyphenol. Khối lượng của các kết tủa mịn khoảng 8÷10g/100l, ít hơn kết tủa nóng 10÷15 lần. Sự ảnh hưởng của chúng đến tiến trình lên men và chất lượng sản phẩm theo các nhà nghiên cứu cũng có ý kiến trái ngược nhau.
4.7.2c. Sự bay hơi nước
Khi làm lạnh dịch đường có một phần nước nhất định bị bốc hơi. Do đó, thể tích của dịch lên men sẽ giảm và nồng độ của nó sẽ tăng. Nồng độ của dịch đường tăng lên nhiều hay ít phụ thuộc vào phương pháp và thiết bị làm lạnh, nó dao động khoảng 0,4÷1,2%.