là đường và detrin bậc thấp bị nấm men hấp thụ để tạo thành rượu, khí CO2 và các sản phẩm phụ khác. Khi đó lượng cơ chất trong dịch hèm sẽ giảm đi một cách mạnh mẽ. Trong giai đoạn đầu nấm men hấp thụ cơ chất để sinh khối tế bào nhưng giai đoạn sau nấm men lại sử dụng cơ chất để thực hiện quá trình lên men tạo ra sản phẩm.
II. 4.9.1.2. Yêu cầu
Phải thực hiện theo yêu cầu kỹ thuật để đảm bảo cho quá trình lên men tốt nhất.
Nấm men phải được chuẩn bị về số lượng và chất lượng cho một mẻ sản xuất. Nấm men phải được nhân giống từ chủng thuần khiết và tái sử dụng tối đa 8 lần.
Môi trường lên men phải đảm bảo vệ sinh, nhiệt độ, pH, áp lực, hàm lượng oxi thích hợp cho quá trình lên men,
Số lượng men giống phải đạt 10 – 20 triệu tế bào / 1lít dịch men.
Khi kết thúc quá trình lên men chính phải xuống quá trình lên men phụ ngay. Tuân thủ nghiêm ngặt về vấn đề vệ sinh trong quá trình lên men. Vệ sinh đường ống dẫn nấm men, van bằng cồn.
II. 4.9.1.3. Phương pháp thực hiện và những biến đổi xảy ra trong quá trình lên men men
Trước khi đi vào lên men chính thì các tank lên men đều được tẩy rửa theo một quy trình riêng nhằm loại bỏ các cặn bẩn và vi sinh vật ra khỏi thiết bị. Sau đó ta mở van cấp lạnh để cấp nhiệt cho tank để đưa về nhiệt độ cấy nấm men(13 – 150C), rồi tiến hành bơm dịch vào tank, tuỳ vào thể tích các tank mà lượng dịch bơm vào tank có sự khác nhau. Dối với nhà máy bia Á Châu sau khi dịch được bơm vào tank có thể tích là 155 hl, sau đó cấy men giống với tỷ lệ là 8- 10%, men giống được chuyền bằng thiết bị đặc biệt, ở đây nấm men trộn đều với dịch đường. Ở giai đoạn đầu thì lượng CO2 thoát ra ít vì tế bào nấm men tập trung vào quá trình sinh trưởng để tăng sinh khối tế bào, đến ngày thứ ba trở đi thì mật độ tế bào nấm men đạt 5 – 7 triệu tế bào/ cm3, khi đó hoạt lực nấm men tăng nhanh , áp suất tăng do đó ta phải mở van thu hồi CO2 và duy trì ở áp suất 0,5 kg/cm2.
Trong quá trình lên men phải thường xuyên kiểm tra các thông số kỹ thuật như : nhiệt độ , áp suất, nồng độ đường, độ nhiễm tạp, nồng độ dịch lên men ... từ đó đưa ra phương pháp xử lý thích hợp. Dịch đường houblon hoá trước khi lên men thường ở 10,50Bx và thời gian lên men 5 – 6 ngày, nhiệt độ lên men là 13 – 150C.
Trong thời gian lên men sẽ có giai đoạn hạ phụ để tiến hành theo dõi độ đường, kiểm tra độ đường 1 – 2 lần/ ngày. Độ đường giảm xuống 2,3 – 2,40Bx thì chuyển sang lên men phụ.
*Trong quá trình lên men xảy ra những biến đổi sau :
Nấm men bất đầu hoạt động bằng việc sử dụng đường và các axitamin để chuyển hoá thành rượu , CO2 và các sản phẩm khác.
Sự hình thành các hợp chất dễ bay hơi rất nhiều, các hợp chất bay hơi được nấm men sinh ra nằm trong bia và cũng ảnh hưởng tới độ bền bọt. Tất cả các hợp chất dễ bay hơi của bia đều được sinh ra trong quá trình lên men, trừ một lượng rất nhỏ là các tinh dầu thơm của hoa hops và chất thơm của malt tạo ra từ phản ứng Melanoidine trong quá trình đun sôi dịch đường. Người ta chia các hợp chất dễ bay hơi sinh ra từ quá trình lên men làm 5 loại như : các rượu bậc cao, các axit dễ bay hơi, các este, các aldehyt và dẫn xuất của nó.
Quá trình kết bông của nấm men : Nấm men kết bông ở giai đoạn lên men, trong sản xuất bia hiện tượng này có một tầm quan trọng khá đáng kể. Bởi vì nếu nấm men kết bông quá nhiều thì nó sẽ không còn tiếp xúc với bia và làm ngừng quá trình lên men, nếu nấm men kết bông không nhiều thì sẽ gây đục, khó lọc và hương vị kém.
II.4.9.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men
Trong quá trình lên men có rất nhiều các yếu tố ảnh hưởng nhưng có 3 yếu tố gây ảnh hưởng chính là :
- Nhiệt độ lên men : Nhiệt độ lên men càng cao thì nấm men sinh trưởng và phát triển nhanh, quá trình tạo sinh khối ngắn, cường lực lên men cao, thời gian lên men ngắn, sản phẩm phụ sinh ra nhiều, từ đó làm cho nấm men chóng già, dễ thoái hoá. Mặt khác ở nhiệt độ cao tạo điều kiện cho các vi sinh vật khác hoạt động,
mạnh nhất là vi khuẩn lactic làm cho bia bị chua. Nếu nhiệt độ lên men quá thấp làm cho hoạt lực lên men kém, thời gian lên men kéo dài nhưng sản phẩm chính phụ được cân đối làm cho bia có chất lượng cao hơn nhưng dẽ làm nhiễm vi sinh vật làm hư hỏng bia.
Vậy trong thực tế để khắc phục điều đó người ta đã cho lên men ở nhiệt độ 13 – 150C.
- Áp suất lên men : Ảnh hưởng rất lớn tới quá trình, nó sẽ tạo ra một lực khuấy đảo trong dịch lên men làm nấm men di chuyển, tăng khả năng lên men. Nhưng nếu áp suất quá cao nó sẽ làm giảm hoặc đình chỉ hoạt động của nấm men. Vì thế mà áp suất thích hợp nhất cho quá trình lên men chính là 0,5 kg/cm2.
- Mật độ tế bào nấm men : Nếu mật độ tế bào ít thì khả năng nảy chồi của chúng không đạt được mức độ tối đa cần thiết, trong trường hợp đó quá trình lên men bị trì trệ nghĩa là mức độ lên men thấp, thời gian kéo dài, nhưng khi mật độ quá cao thì tỷ lệ số tế bào nảy chồi thấp và tốc độ sinh sản tương đối bé. Khi lượng tế bào nảy chồi ít thì cường độ trao đổi chất của tế bào non càng thấp, gây ra sự cạnh tranh dinh dưỡng làm giảm khả năng tạo cồn. Nên mật độ tế bào thích hợp là 7 – 70 triệu tế bào/cm3 dịch lên men.
Ngoài ra còn có các yếu tố ảnh hưởng khác như : Chủng nấm men, nồng độ chất hoà tan, nồng độ rượu etylic, pH, oxi ...
+ Chủng nấm men : Việc lựa chọn chủng nấm men cho sản xuất dựa vào 3 chỉ tiêu : Năng lực lên men, sự tạo thành sản phẩm chính phụ, khả năng kết tụ.
+ Nồng độ chất hoà tan trong dịch đường có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của nấm men và tốc độ lên men. Từ thực tế sản xuất đã chứng minh được rằng : Dịch đường houblon hoá có nồng độ chất hoà tan 10 – 11,50S thì lên men tốt nhất. + Nồng độ rượu etylic : Nếu nồng độ rượu etylic < 4% không ảnh hưởng đến quá trình lên men, nếu > 4% dẫn đến ức chế quá trình nảy chồi của tế bào nấm men, nếu > 12% làm đình chỉ quá trình lên men
+ pH : pH thích hợp cho quá trình lên men là 5,4 – 5,5. Nếu pH < 5,4 làm cho bia bị chua , bị đục. Nếu pH >5,5 thì lên men tạo ra glyxerin chiếm ưu thế. Trong sản xuất người ta chỉ giới hạn tạo ra một lượng nhất định glyxerin.
+ Oxi : Hàm lượng oxi 6 – 7g/l cho bia có chất lượng cao, vì nó làm trẻ hoá các tế bào nấm men tăng năng lực hoạt động.
II.4.9.1.5. Các sự cố xảy ra trong quá trình lên men - Sự tăng giảm nhiệt độ quá mức giới hạn.
- Áp suất lên men quá cao : là do sự tạo ra nhiều CO2. Do vậy phải mở nhanh van xả khí làm giảm áp suất trong tank.
II.4.10. Lên men phụ và tàng trữ bia non II. 4.10.1. Mục đích của quá trình
Đây là công đoạn cuối cùng có ảnh hưởng lớn tới chất lượng bia thành phẩm, vậy mục đích chính của quá trình là :
Tiếp tục lên men lượng đường còn sót lại, tăng nồng độ cồn cũng như các sản phẩm phụ khác, giảm được sự nhiễm tạp vi sinh vật, giữ lại được một lượng đường làm cho bia có vị ngọt dịu.
Khi nhiệt độ thấp thì tế bào nấm men hoạt đông chậm bắt đầu kết lắng xuống đáy thiết bị và trên đường lắng kéo theo các hạt huyền phù lơ lửng khác làm cho bia trong hơn, đặc biệt trong giai đoạn này tạo ra những phức chất kết tủa làm cho bia có tính ổn định cao.
Trong giai đoạn này còn có sự khử của aldehyt, khử diaxetyl, rượu bậc cao và tăng một số phản ứng este khác làm cho các cấu tử khác trong bia được hài hoà.
II.4.10.2. Yêu cầu
Phải đảm bảo đúng theo yêu cầu công nghệ. Nhiệt độ tàng trữ, lên men phụ là 2 – 40C Thời gian lên men phụ ít nhất là 10 ngày.
Kết thúc quá trình lên men phụ, hàm lượng đường còn sót dưới 2,50S. II.4.10.3. Diễn biến của quá trình lên men phụ và tàng trữ bia non
Như đã nói quá trình lên men phụ là tiếp tục quá trình lên men chính. Nói cách khác thì lên men phụ là quá trình lão hoá bia non để tăng chất lượng cảm quan cho sản phẩm.
Thời gian tàng trữ và nhiệt độ của môi trường lên men là hai yếu tố quan trọng, đặc biệt nó ảnh hưởng đến chất lượng và độ bền keo của sản phẩm. Trong thời gian
dài và nhiệt độ thấp là những điều kiện quan trọng để thu nhận được bia có chất lượng cao.
Khi bắt đầu chuyển sang lên men phụ thì hạ nhiệt độ của dịch đường houblon hoá xuống 4 – 50C, sau 16 – 24h men lắng xuống thì có thể thu men và hạ nhiệt độ dịch xuống 2 – 40C. Quá trình lên men phụ diễn ra ở nhiệt độ 2 – 40C và kéo dai 10 – 12 ngày. Thời gian của quá trình lên men phụ còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như do thị trường yêu cầu về chất lượng mà thời gian lên men phụ và tàng trữ bia non kéo dài hơn nữa. Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men phụ nhiệt độ giảm xuống rất nhanh nhưng chưa xảy ra sự lắng trong của bia.
Trong quá trình lên men phụ tiêu hao một lượng nhỏ các chất tan nhưng lại góp phần rất quan trọng trong việc hình thành mùi vị và tính chất cảm quan cho bia. Trong quá trình lên men kết thúc, nhiệt độ ở trong và ngoài thiết bị trở lại cân bằng thì các hạt phân tán kích thước nhỏ bắt đầu kết lắng. Do ở điều kiện nhiệt độ thấp, lại tạo thêm một lượng etanol đáng kể, cho nên lúc này hầu hết các nấm men đã được kết lắng. Cũng ở điều kiện này sự kết lắng các hợp chất protein, polyphenol sẽ được tăng cường, kết quả làm cho bia trong hơn. Khi quá trình lên men phụ và tàng trữ bia non kết thúc thì đưa bia đi lọc tinh. Trước khi lọc khoảng 1 – 2 ngày thì hạ nhiệt đọ của bia xuống 0 – 10C.
II. 4.11. Lọc bia
II. 4.11.1. Mục đích của quá trình lọc bia
Trong quá trình lên men phụ và tàng trữ bia non , bia đã được làm trong một cách tự nhiên. Tuy nhiên chưa đạt đến mức độ theo yêu cầu vì trong bia vẫn còn sự hiện diện của một số ít tế bào nấm men, các phân tử protein và các hạt li ti khác tồn tại làm bia giảm chất lượng. Chính vì vậy mà ta phải tiến hành lọc bia sau quá trình lên men phụ nhằm kéo dài thời gian bảo quản khi bia được lưu hành trên thị trường. II. 4.11.2. Yêu cầu
Bia sau khi lọc phải có độ trong đạt yêu cầu kỹ thuật. Trong sáng óng ánh khi cho ánh sáng chiếu qua cốc thuỷ tinh chứa bia. Sự óng ánh rõ ràng không lẫn màu xám.
Bia sau khi lọc phải có độ bền hoá học cao, không được tiếp xúc với không khí. Nhiệt độ lọc từ 1 – 20C , thời gian lọc 1,5 – 2h.
Áp suất lọc đạt 2,5 kg/cm2.
II. 4.11.3. Phương pháp thực hiện quá trình lọc
Quá trình lọc bia ở nhà máy bia Á Châu được thực hiện trên máy lọc ống và quá trình này được gọi là lọc tinh. Thiết bị trước khi lọc phải được vệ sinh sạch sẽ. Bia non sau khi lên men được 10 – 12 ngày để lắng hết men rồi được bơm qua đường ống tới máy lọc tinh, ở đây máy lọc có một bơm đẩy và một bơm hút. Bia từ từ tank lên men được dẫn qua đường ống tới thùng lọc và máy lọc. Thùng lọc có hai van, một van để đóng mở bia từ tank lên men vào máy lọc tinh, còn một van để , mở bia ở thân thùng lọc và trữ bia ở trong đó để tuần hoàn.
Bia non được dẫn qua lớp vải lọc, các cặn bẩn được giữ lại bên vách, còn bia trong được thu ở bên kia. Vì các cặn lắng trong bia non hầu hết là cặn mịn, để tăng hiệu suất lọc nhà máy đã sử dụng chất trợ lọc Diatomite, chát này có tác dụng gắn kết các phân tử nhỏ lại với nhau để tạo thành các phân tử có kích thước lớn hơn. Diatomite được đổ vào thùng lọc, cho bia chạy qua thùng lọc rồi vào máy lọc. Trước khi lọc thì điền nước 2 – 40C vào máy lọc, phủ và hoà bột trợ lọc vào. Sau khi đã trộn đều thì cho bia chạy tuần hoàn trong máy lọc.
Quá trình lọc diễn ra đến khi nào thấy bia đã trong thì tiến hành đuổi nước, bắt đầu mở van cho bia chạy từ máy lọc sang tank bão hoà CO2.
II.4.12. Bão hoà CO2
II. 4.12.1. Mục đích của quá trình bão hoà CO2
Trong thực tế công nghệ sản xuất bia lượng CO2 còn tồn tại trong bia là cực kỳ quan trọng. Tuy nhiên không mấy khi CO2 bão hoà vào bia theo phương pháp tự nhiên lại đạt đến nồng độ cần thiết. Chính vì vậy việc bão hào CO2 bổ sung cho bia là một công nghệ không thể bỏ qua. Do điều kiện nhà máy và yếu tố công nghệ nên ở nhà máy bia Á Châu, CO2 được bão hoà vào bia sau khi lọc tinh và trước khi đóng chai.
II.4.12.2. Yêu cầu
Sau khi bão hoà CO2 thì hàm lượng CO2 trong bia thành phẩm phải đạt 3,8 – 5,0 g/l.
II.4.12.3. Phương pháp thực hiện để bão hào CO2
Bia được lọc và chuyển vào tank nạp bổ sung CO2, cùng lúc đó mở van cấp chất tải lạnh để tạo cho bia hạ về nhiệt độ 0 – 10C. Sau khi bia chứa đầy 85 – 90% thể tích tank thì ta tiến hành mở van cấp CO2 từ thiết bị chứa CO2 (balen). CO2 từ balen dưới tác dụng của áp suất cao sẽ đi vào thiết bị và phun vào bia từ dưới đáy thiết bị lên trên, thông qua các lỗ nhỏ trên ống cấp CO2. Phòng KCS sẽ kiểm tra, khi nào đạt đến hàm lượng theo yêu cầu thì ngừng quá trình nạp CO2. Kết thúc quá trình nạp người ta để 1 – 2h saqu đò mới tiêu thụ sản phẩm.
II.4.12.4. Sự cố xảy ra và cách khắc phục
Trong quá trình nạp CO2 đòi hỏi áp suất phải lớn thì các tia CO2 mới đi sâu vào thùng chứa bia được. Tuy nhiên với áp suất như vậy rất dễ gây nguy hiểm cho người công nhân. Do đó trong quá trình nạp CO2 phải luôn theo dõi kiểm tra đồng hồ báo áp lực, nếu kim đồng hồ không hoạt động do bị đóng băng thì ta phải cho nước ấm liên lục vào để kim chạy lại bình thường, đồng thời xả mạnh van cho CO2 thoát đến mức yêu cầu thì dừng lại.
II.4.13. Chiết chai
II.4.13.1. Mục đích của quá trình
Giúp cho các quá trình phân phối, vận chuyển, thanh trùng, bảo quản được thuận lợi, giúp người tiêu dùng dễ sử dụng.
II.4.13.2. Yêu cầu
- Chiết bia phải đáp ứng theo yêu cầu của công nghệ. Bia sau khi chiết không được để ngoài không khí lâu sẽ làm giảm lượng CO2 trong bia.
- Nhiệt độ chiết bia là 1 – 40C, áp suất p = 2 – 2,5 kg/cm2
- Lượng bia chiết vào chai, bom phải đủ thể tích, không bọt quá nhiều, sự tổn