IV. THIẾT BỊ VÀ MẶT BẰNG LÊN MEN BIA 4.1 Thiết bị và mặt bằng lên men chính
4.1.1 Thiết bị lên men:
Để lên men dịch đường, trong cơng nghiệp sản xuất bia người ta sử dụng các dạng thùng dạng hở hoặc dạng kín được chế tạo từ nhiều lạo vật liệu khác nhau.
Thùng gỗ là loại cổ điển nhất. Hiện nay khơng nước nào sử dụng loại thùng này để sản xuất nữa. Cĩ chăng đâu đĩ hiện tại đâu đĩ vẫn cịn thì đĩ là do người ta giữ lại để làm kỉ niệm hoặc ghi lại dấu ấn như một chứng cứ truyền thống cho nghành cơng nghiệp độc đáo này ở địa phương mình mà thơi.
Betơng cốt thép là vật liệu rất thơng dụng để chế tạo các thùng lên men. Loại hình thùng lên men này rất phổ biến ở thế kỉ XIX. Hiện tại nhiều nhà máy bia trên thế giới vẫn cịn sử dụng hệ thống thiết bị lên men kiểu này. Thùng được xây theo kiểu hình hộp chữ nhật, hoặc hình trịn, hoặc hình lập phương nhưng thơng dụng nhất là loại hình hộp chữ nhật. Thể tích của thùng phụ thuộc vào cơng suất sản xuất của nhà máy, nhưng bình thường thì từ 30 – 120 m3. Chiều sâu của thùng lên men nĩi chung khơng nên vượt quá 2,5 – 3 m. Người ta thường xây từng cặp áp sát nhau, trên đĩ cĩ lối đi để
cơng nhân phục vụ. Số thùng lên men trong một nhà máy khơng cĩ quy định, nhưng thơng thường nếu nhà máy bé thì số thùng bằng số ngày lên men, dung tích mỗi thùng bằng dung tích dịch dườngđược sản xuất trong một ngày. Nếu nhà máy cĩ cơng suất lớn, số thùng lên men cĩ thể là bội số của chu kì lên men.
Trước đây, người ta xây bể dạng hở, vào thời gian muộn hơn thì xây bể dạng hở nhưng phía trên được che kín bằng kính để dễ quan sát q trình lên men.
Phần nổi phí bên ngồi của bể lên men phải ốp gạch tráng men hoặc tráng bằng các loại vật liệu chống ẩm, chống acid khác. Phia trong của bể phải tráng các loại vật loại chống ăn mịn. Trong cơng nghiệp sản xuất bia, các loại vật loại thơng dụng dùng để tráng gồm cĩ: nhựa bia, nhựa ebonite, nhựa tankolit, nhựa eproxyl, nhựa kolbit và các loại khác.
Việc tráng và phủ các lớp nhựa trên mặt thiết bị là cơng việc rất khĩ khăn, tỷ mỷ và phức tạp. Để đảm bảo độ bền của các lớp tráng, cơng việc địi hỏi phải làm đúng quy trình quy phạm của cơng nghệ, theo hướng dẫn của chuyên gia.
Trong mỗi thùng lên men đều cĩ lắp đặt một hệ thống ống “ruột gà” để làm lạnh cục bộ dịch lên men trong quá trình lên men chính. Ống thường được chế tạo bằng đồng hoặc bằng thép khơng gỉ. Đường kính của thùng từ 30 – 50 mm. Độ dài của ống, tức là mặt tải lạnh phải tính tốn thế nào đĩ để bảo đảm tỉ suất khoảng 0,2 – 0,3 m2
diện tích tải lạnh cho 1 m3 dịch lên men. Đường ống dẫn lạnh được uốn gấp khúc khoảng xecpentin. Cĩ thể gấp thành 1, 2 hoặc nhiều xecpenin để đặt ở các vị trí khác nhau ở thùng lên men. Để tiện cho việc thao tác cơng nghệ và vệ sinh, các xecpenin thường đặt sát vào thành của thùng.
Chất tải lạnh dùng để làm lạnh cục bộ dịch lên men, thơng thường là nước lạnh 0,50C.
Nhựa bia là một hỗn hợp bao gồm 70 – 90% nhựa thơng, 2 – 6% paraffin, 2 – 5% dầu béo thực vật và một ít sáp hoặc hắc ín. Nhiệt độ nĩng chảy của nhựa bia là 500C, cịn nhiệt độ sơi là 1700C.
Ebonit là loại nhựa hữu cơ, được sử dụng với dạng tấm cĩ kích thướt lớn, độ dầy 10 – 12 mm. Các tấm được dán xuống đáy và thành thùng. Khoảng hở giữa hai tấm được hàn kín bằng ebonit nĩng chảy.
Tancolit là loại nhựa hữu cơ cĩ thơng dụng khá phổ biến. Nĩ bao gồm hai loại : abit và gebit. Loại thứ nhất bao gồm 80% parafin và 20% serezin, cịn loại thứ hai bao gồm 45% hắc ín, 40% paraffin, 12% serezin và 3% nhựa thơng. Nếu để tráng các loại thùng bêtong cốt thép thì phải dùng hỗn hợp của hai loại nĩi trên.
Eproxyl là loại nhựa hữu cơ sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Hầu hết các trang thiết bị chứa, đựng trong nghành thực phẩm đểu cĩ thể dùng eproxyl để chống ăn mịn. Giá thành tráng eproxyl tương đối rẻ hơn đối với các vật liệu khác.
Thùng lên men bằng bêtơng hoặc bêtơng cốt thép cĩ ưu điểm là hệ số truyền nhiệt thấp, giá thành rẻ và chất lượng của bia khi len men trong các thiết bị đĩ thì khơng hề thua kém các loại thiết bị khác. Nhược điểm của loại thùng này là thao tác vất vả, đặc biệt là khi thu hoạch men kết lắng, sau khi bơm bia non đi lên men phụ và tàng trữ. Cơng việc vệ sinh, chống nhiễm khuẩn cũng phải thực hiện nghiêm túc và vất vả hơn. Bên cạnh đĩ khả năng cơ khí hĩa và tự động hĩa các thao tác cũng khĩ khăn hơn so với các loại thùng kim loại. Hiện tại trên thế giới cĩ khoảng ¼ tổng lượng bia hằng năm là đang được lên men trong các thùng bêtơng cốt thép.
Kim loại là loại vật liệu đa năng dùng để chế tạo nhiều loại thiết bị, trong đĩ cĩ loại thiết bị lên men cho nghành sản xuất các sản phẩm lên men. Các kim loại thơng dụng trong sản xuất bia là thép khơng gỉ, thép thường CT3, đồng, nhơm và nhiều loại
hợp kim khác. Để chế tạo thiết bị lên men, kim loại cĩ chất lượng cao nhất là thép khơng gỉ. Thép thường CT3 cĩ thể dùng để chế tạo thùng lên men chính và lên men phụ, nhưng để tránh sự ăn mịn, gây cho bia cĩ mùi tanh, phía trong của thùng phải phủ các vật liệu tráng như đã nĩi ở trên.
Thùng lên men chính bằng kim loại cĩ thân hình trụ, đáy hình cơn, tư thế đứng. Kích thướt của thùng này phụ thuộc vào cơng suất của nhà máy. Thùng lên men phụ
cĩ dạng hình trụ, xếp nằm ngang, tựa lên đế là các bệ bêtơng cốt thép. Các thùng lên men phụ cĩ thể xếp chồng lên nhau tạo thành hai hoặc ba lớp.
Tùy thuộc vào từng thời kì phát triển của cơng nghệ mà tính năng của thùng lên men thay đổi theo. Ở thời kì lên men hở cịn thịnh hành thì thùng lên men dùng để chỉ một cơng cụ để chứa, khơng hơn khơng kém. Đến thời kì lên men chính được ứng dụng rộng rãi thì tính năng cơng nghệ của chúng cũng được đề cao hơn. Đến thời kì sản xuất bia theo cơng nghệ lên men một pha, lên men gia tốc, hoặc lên men liên tục thì thiết bị lên men hồn tồn mang đặc thù của thiết bị cơng nghệ: nĩ chi phối tiến trình cơng nghệ và ảnh hưởng trực tiếp ở mức độ cao đến chất lượng của sản phẩm.