Mục đích:
Chuyển hoá một lượng lớn cơ chất, chủ yếu là đường và các dạng dextrin bậc thấp, được nấm men hấp thụ để thành rượu etylic, khí CO2, và các sản phẩm phụ
Thuyết minh quá trình lên men chính:
Quá trình lên men chính được chia làm các giai đoạn sau
Giai đoạn đầu:Khi dịch đường và men đã được bơm vào tank lên men ở nhiệt độ 90C thì sau 24 giờ nấm men bắt đầu phát triển.Trong giai đoạn này oxy rất cần cho sự phát triển của tế bào nấm men do vậy lượng oxy cần thiết hoà tan vào dịch đường được đảm bảo bằng cách cho tiếp xúc trực tiếp với dịch đường trong thời gian làm lạnh (không khí được vô trùng bằng tia cực tím trước khi bơm vào dịch đường) hoặc cũng có thể sục khí vô trùng sau khi đã gieo men giống vào.Lượng oxy hoà tan vào dịch đường khống chế lưu lượng 60-80 lít/h. Nếu nồng độ thấp hơn thì tốc độ sinh trưởng của nấm men bị hạn chế. Làm chậm quá trình lên men không đảm bảo được hương vị cho bia , còn nếu nồng độ cao hơn thì nhiều sản phẩm bậc hai như diacetyl. Chất này tạo ra với hàm lượng cao không những gây ra tác động mạnh đến hệ thần kinh mà còn làm cho bia có vị đắng, mùi khét. Đặc điểm chính của giai đoạn này là tạo bọt trắng mịn ở xung quanh bề mặt dịch lên men,lúc này CO2 tạo ra nhiều,lại ở nhiệt độ thấp nên chúng hoà tan hết vào dịch lên men.
Nấm men lúc này đang ở giai đoạn nảy chồi và phát triển làm giảm lượng chất hoà tan trong dịch men với tốc độ khoảng 0,2-0,5% mỗi ngày.Giai đoạn này kéo dài từ 24-36h.
Giai đoạn hai: Gọi là giai đoạn tạo bọt thấp. Lúc này lượng CO2 tạo ra nhiều hơn và có xu hướng muốn thoát ra ngoài dưới dạng bọt li ti.Trên mặt bong bóng này hình thành một lớp hấp phụ đơn phân gồm những chất có sức căng bề mặt như protein,chất đắng,polyphenol… làm cho CO2 không thể thoát ra khỏi bề mặt của lớp trên cùng để thoát ra ngoài môi trường mà chúng lại bị hấp phụ với nhau tạo thành bọt.Giai đoạn này lương hoà tan giảm với tốc độ 1% mỗi ngày và kéo dài từ 2-3 ngày.
Giai đoạn ba: Trong giai đoạn này quá trình lên men xảy ra mạnh nhất. Tiêu hao cơ chất với tốc độ 1-1,5% mỗi ngày đêm.Lượng CO2 tạo ra nhiều và một phần thoát ra ngoài nhưng lại được thu hồi để tái sử dụng tiếp.Bọt lúc này xốp và bồng lên cao, bề mặt bọt trắng dần và chuyển sang màu nâu(do xảy ra sự oxy hoá các chất bề mặt làm thay đổi màu lớp bọt ).Giai đoạn nay kéo dài từ 3-4 ngày.
Giai đoạn cuối: Bọt xẹp dần, màu sắc của lớp bọt cũng bị biến đổi,sự tiêu hao chất hoà tan diễn ra chậm khoảng 0,2-0,5% mỗi ngày đêm.Khi thấy hàm lượng chất hoà tan chỉ còn lại 30-35% so với lượng chất chiết ban đầu thì ta dừng quá trình lên men chính lại.Lúc này tế bào nấm men tạo thành những lớp như bong và lắng xuống đáy .Sản phẩm ở giai đoạn này gọi là bia non.
Thời gian lên men chính khoảng 5 – 7 ngày khi độ đường trong bia non còn lại khoảng 2.5 – 2.60P thì ta hạ nhiệt độ để tiến hành quá trình lên men phụ và tàng trữ bia