Lên men là giai ñoạn quyết ñịnh ñể chuyển hoá dịch ñường houblon hoá thành bia dưới tác ñộng của nấm men.
Trong giai đoạn này, q trình quan trọng nhất là quá trình chuyển hố đường thành rượu. Tuy nhiên đây lại khơng phải là sản phẩm quyết ñịnh chất lượng của bia mà lại là những sản phẩm có hàm lượng ít nhưng mang những tính chất rất ñặc trưng như các chất tạo màu, mùi, vị, ñộ bền... cho bia. Chất lượng của bia phụ thuộc rất nhiều vào hàm lượng của các chất này và tỷ lệ giữa chúng. Vì vậy mục đích bản chất của q trình lên men là điều khiển hoạt động sống của nấm men theo hướng có lợi cho việc hình thành một sản phẩm bia như mong muốn.
Phương pháp lên men được áp dụng tại cơng ty Cổ phần Bia Hà Nội - Hải Dương là phương pháp lên men chìm và thu hồi CO2.
a. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình lên men.
- Các loại nấm men: chỉ tiêu này ảnh hưởng đến các thơng số của q trình cơng nghệ(tốc ñộ lên men, khả năng sử dụng ñường, khả năng chịu ñiều kiên sản xuất thực tế như õy, nồng ñộ CO2 ) và ñến hương vị của bia.
- Tăng trưởng của nấm men: cùng với nhiệt ñộ và nồng ñộ ñường ban ñầu
quyết ñịnh vận tốc lên men . Phụ thuộc vào tỷ lệ men giống, thời gian cấy
giống, nhiệt ñộ lên men, khơng khí...
- Nhiệt độ lên men: nhiệt độ càng cao, khả năng lên men càng nhanh, lượng diacetyl hình thành càng tăng.
- Ảnh hưởng của áp suất lên men: áp suất làm tăng sự hoà tan CO2 nhưng lại làm giảm sự tăng trưởng của nấm men. Do đó phải sử dụng áp suất phù hợp trong từng giai ñoạn lên men.
b. Quy trình và thiết bị lên men.
Cơng ty có 3 phân xưởng lên men. 1 phân xưởng lên men bia hơi và 2 phân xưởng lên men bia chai.
Phân xưởng lên men bia hơi gồm có 70 tank 12 m3, 5 tank thành phẩm 5 m3 Plv < = 3kg/cm2, 2 tank thành phẩm 10 m3 Plv <= 3kg/cm2, 2tank thành phẩm 20m3 Plv<= 2.5 kg/cm2, 1 tank thành phẩm 30 m3 Plv<= 2 kg/ cm2, 3 tank dùng ñể chứa bọt và bia thu hồi 3m3 Plv<= 2 kg/cm2. 2 phân xưởng bia chai gồm 12 tank 97 m3 và 16 tank 150 m3 và 2 tank thành phẩm 69 m3. Hai loại 97 m3 và 150 m3 có cấu tạo tương tự nhau, chỉ khác nhau về kích thước. Về cấu tạo cơ bản 2 tank này cũng giống tank 12 m3 chỉ khác nhau về vị trí đặt van và điều kiện làm việc như hình vẽ . Q trình lên men được
điều khiển tự động .
Vì thể tích của Tank là lớn hơn rất nhiều so với khối lượng dịch của một mẻ
nấu. Nên ñối với tank 97 m3 sẽ cấp vào 4 mẻ dịch, men sẽ ñược cấp vào
cùng với dịch của mẻ đầu tiên với số lượng được tính tốn đủ cho cả tank và ñối với tank 150 m3 là 6 mẻ, men sẽ ñươc cấp làm 2 lần cùng với dịch của mẻ
ñầu và mẻ thứ 4.
Trong phân xưởng bia hơi sử dụng máy lọc khung bản và ở phân xưởng lên men bia chai sử dụng hệ thống lọc nến và lọc ñĩa.
Tank lên men loại 97 m3 và 150 m3
c. Quá trình lên men
Q trình lên men được thực hiện bằng phương pháp thủ cơng. Các chỉ số
của dịch đường trong q trình lên men đươc theo dõi và kiểm sốt thường
Dịch ñường sau khi làm lạnh nhanh sẽ ñược bơm vào tank cùng với men từ ñáy tank qua van đáy. Kiểm tra tình trạng Tank trước khi cấp dịch. ðặt áp
lực Tank lên men 0.3 Bar trong suốt quá trình nhận dịch. ðặt điều khiển
nhiệt ñộ theo từng loại bia.
Dịch khi ñi vào lên men có : t° = 12 – 12.50C ; 9.8 – 9.9 Bx ; P = 0.3 Bar.
Dịch lên men phải ñược kiểm tra mỗi ca , mỗi ngày. Khi độ đường giảm
xuống cịn 7 Bx , tiếp tục giữ nhiệt ñộở 12 – 12.50C nhưng ñiều chỉnh tăng áp lên 0.6 – 0.7 Bar. Sau khoảng 5 – 7 ngày lên men chính thì độ đường giảm
xuống khoảng 5 Bx. Lúc này giữ nguyên áp suất , cấp thêm cồn lạnh vào áo lạnh ñể hạ nhiệt ñộ của dịch lên men xuống 5 0C sao cho ñảm bảo việc hạ
nhiệt độ diễn ra trong vịng một ngày. 50C là nhiệt độ thích hợp nhất để men lắng xuống đáy Tank. Vì vậy đây là điều kiện thuận lợi nhất ñể rút men sữa. Men sữa ñược rút ra ngồi theo van đáy. Sau đó hạ tiếp nhiệt độ xuống 1 –
20C ñể tiến hành lên men phụ .
Dịch ñược lên men theo 2 giai ñoan: Lên men chính.
Khi tiến hành lên men chính, thành phần chủ yếu của dịch ñường là ñường và dextrin bậc thấp (chất hồ tan ) được nấm men hấp thụ ñể tạo thành rượu
Etylic, khí Cacbonic và các sản phẩm phụ khác Q trình lên men chính chia làm 4 thời kỳ:
- Thời kỳ 1: dịch ñường ñi vào với các thông số: t = 9.5 0C ; 10.50S ; P = 0.3 Bar
Thời kì này nấm men bắt ñầu nhân giống và sinh sản biểu hiện sau 12 -14 h bọt như bong bóng bám xung quanh thùng và bên trên bề mặt dịch lên men. - Thời kỳ 2: ( 1 ngày tiếp ) Quá trình lên men mạnh dần lớp bọt vàng nhạt như kem nổi lên bề mặt dịch lên men, lớp bọt này chứa các thành phần chất phân huỷ của nhựa ñắng hoa Houblon, protein, cặn mịn.
Kết thúc thời kì này dịch lên men đạt 50S - Thời kỳ 3: ( 2 ngày tiếp theo )
Áp suất nâng lên tới 0.6 – 0.7 Bar, nhiệt ñộ giữ ở 12.50 C.
Thời kỳ này ñạt ñược sự lên men ssau nhất , chất khô giảm nhanh nhất , bọt dày , màu sẫm.
Kết thúc thời kỳ này dịch lên men ñạt 2.5 – 2.7 0S. - Thời kỳ 4: ( 2 ngày tiếp theo )
Áp suất tiếp tục nâng lên ñến 0.9 Bar, nhiệt ñộ giữở 12.50 C.
Sự lên men trong thời kỳ này giảm, cuối thời kỳ nồng ñộ dịch lên men ñạt
2.6 -2.7 0S .
Thời gian cho q trình lên men chính là 5 – 7 ngày , sản phẩm của q trình lên men chính gọi là bia non. Mở lạnh trong quá trình này dùng van 5 của Tank ( khoang trên ).
Lên men phụ.
Khi q trình lên men chính kết thúc , bia non được chuyển sang giai ñoạn
lên men phụ và tàng trữ.
ðặc ñiểm của quá trình lên men phụ và tàng trữ là quá trình lên men diễn ra
một cách chậm chạp, tiêu hao một lượng cơ chất khơng đáng kể, tạo ra mùi hương và vị cho bia nhằm ổn ñịnh thành phần và tính chất cảm quan của sản phẩm.
Kết thúc 4 giai đoạn lên men chính giữ ngun áp suất cấp thêm cồn vào áo lạnh ñể hạ nhiệt độ dịch xuống 50C trong vịng một ngày (giai ñoạn này mở
lạnh dùng van 3 và 5 ). Sau khi hạ ñến 50C tiến hành rút men sữa rồi hạ nhiệt
ñộ xuống 20C ( giai ñoạn này mở lạnh dùng van 1và 3). Sau 2 ngày rút men một lần nữa.
Diễn biến trong lên men phụ gồm: - Q trình tiếp tục lên men đường. - Hồ tan CO2 trong bia
- Q trính lắng trong.
- q trình tàng trữ ( ủ chín bia ).
Thời gian cho cả quá trình lên men là khoảng 18 ngày. Sau đó bia sẽ được
chuyển sang lọc.
Máy lọc nến
Cấu tạo chính là thiết bị hình trụ, đáy cơn , đặt thẳng đứng, trong đó có chứa các ống lọc gắn vào các ống gom dịch. Trong máy lọc nến có nhiều cột trợ lọc tạo ra bề mặt lọc rất lớn.
- Công suất lọc : 15000 lít/h
- Số cột lọc : 121
- Với diện tích bề mặt lọc : 22,58 m2 - Dung tích tank trộn bột trợ lọc: 1108 lít
- Áp suất: max 9 bar
- Tổng lượng bột trợ lọc max: 325 kg
- Hòa trộn bột trợ lọc: 1/6 ( 1kg / 6 lít nước)
Nguyên lí lọc : Bia và bột trợ lọc ñược bơm vào thiết bị theo ñường từ dưới
lên, bột sẽ ñược phủ xung quanh các cột lọc, bia chưa lọc sẽ ñi qua lớp bột
trợ lọc này và ñi vào trong ống gom ( ở tâm của cột lọc) sau khi ñã ñược tách các kết tủa và cặn . Bia trong theo ống gom dẫn lên phía trên và đi ra ngồi.
1. Máy lọc ñĩa :
( Hấp phụ các thành phần gây kết tủa trong bia bằng PVPP) Sơ ñồ lọc đĩa
Cấu tạo chính của máy gồm vỏ trụ, có chứa trục rỗng trên ñó gắn nhiều trên ñĩa, trên bề mặt ñĩa có các rãnh hoặc ñục lỗ là bề mặt phủ bột PVPP.
+ Tổng số ñĩa: 25
+ Diện tích lọc: 18,75 m2
+ ðĩa cuối : 2 đĩa diện tích : 0,8 m2 + Kích thước lỗ lọc : 55
+ Dung tích thiết bị lọc : 2,11 + Áp suất làm việc : 6 bar
+ Tốc ñộ phủ : 15 m2 /h
+ Tank chứa PVPP : 1,890 m3
+ Max. PVPP : 148 kg
+ Hòa trộn PVPP : 1/10 ( 1 kg PVPP/ 10 l nước)
Nguyên lí : Bia và bột PVPP ñược bơm vào máy từ trên xuống. Bột PVPP sẽ phủ bên trên các ñĩa, bia trong ñược hấp thụ qua các lớp PVPP, ñi vào bên trong các ñĩa và ñược gom vào ñường dẫn giữa trục để đi ra ngồi.
Lưu ý khi vận hành hệ thống lọc :
-
Trước khi vận hành : kiểm tra áp suất khí nén đảm bảo 6 bar
-
Kiểm tra hệ thống ñiện, CO2 cấp phải ñảm bảo
-
Nhiệt ñộ bia trước lọc : 0 – 2 °C
-
Hệ lọc KGF phải ñược ñiền ñầy nước trước khi vận hành
-
Tank chứa PVPP ln được khuấy và gia nhiệt ở nhiệt độ 78°C
-
Kiểm tra hệ thống đường ống lọc thơng suốt, hệ thống van ở trạng thái
Máy lọc khung bản
1. Cấu tạo:
- Máy lọc khung bản có cấu tạo như hình vẽ
- Máy bao gồm các khung và bản dày ñược làm từ thép inox
- Vật liệu lọc là những tấm lọc
- Các khung bản ñược ép với nhau nhờ trục vít mẹ
2. Ngun lý hoạt động:
Máy lọc gồm các khung và bản ñược ngăn với nhau bằng các tấm giấy lọc phủ cả 2 phía của bản. Khi các tấm bản được ép khoảng 200 bar thì đạt
được độ khít kĩ thuật, khoảng trống giữa các khung là nơi chứa huyền phù
bột trợ lọc và bìa cần lọc. Lớp áo bột trợ lọc sẽ ñược phủ ñều trên bề mặt giấy trợ lọc, bia lên men ñược lọc trong và ñi qua các tấm bản, vào ñường
gom và ñược dẫn tới tank thành phẩm.
- Các tấm giấy lọc phải ñược lắp ñúng chiều : bề mặt nhẵn ñược lắp về phía khung, bề mặt phẳng ñược hướng vè phía bản. Nếu đặt khơng
đúng hướng các sợi nhỏ và hạt nhỏ bột trợ lọc sẽ ñi vào dịch lọc làm
giàm độ xốp dẫn tới lọc bí.
- Ln theo dõi cốc lọc để kiểm tra ñộ trong kỹ thuật, nếu thấy nhiều bọt thì phải xả hết bọt, nếu khơng trong thì dừng lọc và tuần hoàn lại máy lọc hoặc làm lại lớp lọc.
Trong q trình lọc ln theo dõi sự chênh lệch áp ñầu vào và áp ñầu ra nếu q 3 kg/cm2 thì dừng lọc, lấy đất trợ lọc ra và tạo lớp lọc mới.