4.2 CƠNG ĐOẠN NẤU NƯỚC NHA
4.2.7 Quá trình lắng và làm lạnh dịch nha
4.2.7.1 Mục đích của q trình lắng và làm lạnh nước nha
Dịch đường sau khi đun sơi với hoa houblon cĩ chứa cặn ở dạng huyền phù và cặn
hoa houblon. Cơng đoạn lắng nhằm mục đích loại bỏ cặn làm trong dịch đường. phần
cặn thu được sau khi lắng được Nhà máy bơm qua cùng với bã hèm làm thức ăn gia súc hoặc thải bỏ.
Làm lạnh nước nha là hạ nhiệt độ nước nha về nhiệt độ 6 ÷ 80C thích hợp cho q trình lên men chính từ 7 ÷ 90C. Nước nha phải được làm lạnh nhanh trong mơi trường
kín nhằm tránh sự tạp nhiễm và tạo sự sốc nhiệt để tiêu diệt các vi sinh vật cùng bào tử chịu nhiệt trong dịch đường.
4.2.7.2 Quá trình lắng cặn của nước nha
Nhà máy sử dụng thiết bị lắng xốy Whirpool. Whirpool là thiết bị lắng xốy bằng lực xốy hướng tâm cĩ nhiệm vụ tách cặn h oa và kết tủa polyphenol của hoa
houblon với hợp chất protein cao phân tử trong quá trình đun sơi, lơ lửng trong dịch đường tử đ ược triệt để hơn. Đây là phương pháp tách cặn tốt nhất và rẻ tiền
so với các phương pháp khác. Whirpool là một thùng hình trụ đứng cĩ thể tích tổng 270 hl, đáy phẳng. Dịch đường được bơm vào đường ống cấp dịch vào nồi được
thiết kế tiếp tiếp với than nồi và thu nhỏ đường ống ở đoạn cuối nhằm tăng tốc độ dịng chảy đi vào, giúp quá trình lắng và tập trung cặn bẩn vào tâm được tốt hơn. Dịch đường trong được lấy ra dần từ 2 điểm thốt dịch theo đường ống riêng. Sau khi dịch trong thốt ra hết, tiếp theo phần cặn lắng cũng sẽ được xã ra ngồi theo 2 điểm thốt dịch nhưng theo các đuognừ ống khác.
Nguyên lý hoạt động của whirpool là khi những phân tử rắn khơng tan lơ lửng
trong dịch đường bị xốy trịn, chúng sẽ bị chuyển dịch vào tâm của đáy thiết bị.
Vì vậy khi bơm dịch đường vào thùng tồn bộ khối dịch đường bị xốy trịn, các
mảnh cặn kết tủa trong quá trình đun sơi sẽ dịch chuyển vào trung tâm tập hợp lại
dưới dạng bánh hình cone.
Tốc độ của bơm nạp vào khơng được quá nhanh, dịng xốy tốt nhất cĩ tốc độ là
Ngành Cơng nghệ thực phẩm - Khoa Nơng nghiệp & SHƯD Trang 47
đường, gây ảnh hưởng khĩ khăn cho cơng đoạn lọc bia.
Mật độ và độ đặc của bánh cặn phụ thuộc vào kết tủa của quá trình đun sơi và
thành phần của nguyên liệu. Sử dụng houblon viên khơng những giúp cho việc tạo cặn ít mà q trình bơm dịch đường vào thùng hay tháo cặn ra cũng sẽ dễ
dàng. Thời gian lắng tại whirpool ở nhà máy khoảng 20 phút. Khơng nên kéo dài
hơn để tránh nguy cơ bị oxy hĩa dịch đường và hịa cặn trở lại dịch đường trong.
Trong thời gian lắng nhiệt độ dịch đường sẽ giảm dần từ 1000C cịn khoảng 90 ÷ 950C.
Dịch đường trong, sau khi được rút ra khỏi thùng lắng cịn để lại dưới đáy một
phần cặn đục, gọi là kết tủa nĩng chúng chứa khoảng 75% dịch đường và 25%
cặn rắn. Cặn rắn được tách ra và dịch đường trong được thu hồi lại.
Dịch đường được rút ra từ từ khỏi thiết bị lắng xốy và được bơm trực tiếp qua thiết bị làm lạnh nhanh để hạ nhiệt độ từ 90 ÷ 950C xuống cịn 6 ÷ 80C thích hợp cho quá trình lên men. Sau đĩ dịch đường được bổ sung oxy tinh khiết trước khi chuyển qua khu lên men.
Cần phân biệt cặn kết tủa ở đáy thùng lắng gọi là “kết tủa nĩng”. Cặn kết tủa khi dịch
đường hạ nhiệt để lên men gọi là “kết tủa lạnh”.
4.2.7.3 Thành phần kết tủa nĩng
Cặn kết tủa nĩng gồm những phân tử cĩ kích cỡ từ 30 ÷ 80 m, chúng nặng hơn
dịch đường thơng thường sẽ lắng tốt do tác dụng của dịng xốy hướng tâm, chúng được gom lại giữa và hình thành một khối nhão hình coid.
Theo Schild, Endes và Spregh thành phần của chúng, tính theo chất khơ như sau: 50 ÷ 60% protein, 16 ÷ 20% nhựa houblon, 20 ÷ 30% các chất hữu cơ khác (đáng kể
nhất là phlobaphene do tanin oxy hĩa) và 3 ÷ 30% chất tro.
Kết tủa nĩng hấp thu rất mạnh kim loại sắt như sắt, đồng và các kim loại khác. Các
kim loại này ở nồng độ cao sẽ gây độc hại cho nấm men và cũng là yếu tố gây
đục cho bia thành phẩm, “kết tủa nĩng” gây ảnh hưởng đến tốc độ lên men.
4.2.7.4 Thành phần kết tủa lạnh
Gồm những phức chất giữa protein và tanin. Theo Hartong thì lượng tanin kết tủa vào khoảng 20%, các protein trong phức chất là những sản phẩm thủy phân của globulin. Kết tủa lạnh gồm những phân tử rất nhỏ khoảng 0,5m nên rất khĩ lắng, nĩ thường
ở dạng lơ lửng trong dịch đường và cĩ đặc tính là hay kết dính vào những thành phần
khác. Ví dụ: nấm men, bọt khí…
dịch đường, nấm men sẽ khĩ khăn trong việc hấp thu dinh dưỡng làm quá trình
lên men chậm lại. Nĩ là sản phẩm thủy phân của globulin và đặc biệt là β–
globulin rất khơng bền vững, là nguyên nhân trực tiếp gây đục bia. Nĩ cịn là
nguồn gốc sinh ra các rượu bậc cao, H2S gây cho bia cĩ mùi khĩ chịu.
Cĩ nhiều phương pháp để tách kết tủa lạnh nhưng khơng phương pháp nào loại
hồn tồn và ở mức độ từ 40 ÷ 60 mg/l trong dịch đường là tốt nhất. Lên men với
dịch đường đã tách tốt kết tủa lạnh, bia sẽ cho mùi vị dịu và dễ chịu hơn. Tính
ổn định keo cũng sẽ tốt hơn.
Thành phần kết tủa lạnh trong dịch đường cũng giống như thành phần của bia bị kết
tủa khi ngâm lạnh. Để ngăn ngừa, người ta loại nĩ ở khâu lên men phụ bằng cách kéo dài thời gian, để các keo tiếp tục kết tủa sâu hơn với các chất tanin. Cũng cĩ thể
loại nĩ bằng các chất hấp phụ hoặc tiếp tục phân hủy bằng những enzyme thủy phân protein.
4.2.7.5 Làm lạnh nước nha
Nấm men cĩ thể hoạt động tốt và lên men cho bia chất lượng tốt ở nhiệt độ thấp,
nên dịch đường cần được làm lạnh ở khoảng 6 ÷ 80C trước khi chuyển qua khu lên men. Điều quan tâm khi hạ nhiệt độ dịch đường là phải tránh sự nhiễm khuẩn,
dịch đường bị nhiễm sẽ làm giảm chất lượng của bia hay hư hỏng hoàn tồn tank lên
men.
Thời điểm quan trọng nhất là khi nhiệt độ giảm từ 400C xuống 200C là khoảng nhiệt
độ rất thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật gây hại. Do đĩ cần phải làm lạnh
nhanh trong hệ thống kín để tránh tái nhiễm và tạo sự sốc nhiệt để tiêu diệt hay ức chế hoạt động của vi sinh vật gây hại. Mặt khác quá trình làm lạnh cũng để hịa tan
lượng khơng khí được tốt hơn, đảm bảo nhu cầu oxy cho nấm men.
Trong quá trình hạ nhiệt phải đảm bảo các yếu tố sau: Dịch đường cần phải đảm bảo vơ trùng.
Dịch đường phải trong và được loại bỏ các kết tủa nĩng.
Đảm bảo loại trừ ít nhất một phần kết tủa lạnh để các keo khơng cịn lơ lửng
trong bia non.
Cung cấp oxy từ 8 ÷ 10 mgO2/ 1 lít dịch đường. Lưu lượng giĩ: 150 l/phút