5. Lắng trong 1 Mục đớch:
7.2 Thuyết minh quy trỡnh 1 Lờn men chớnh.
7.2.1 Lờn men chớnh.
Mục đớch chớnh: chuyển cỏc chất đường và cỏc dextrin cú phõn tử thấp thành rượu ethylic, CO2 và một số sản phẩm khỏc tạo thành bia theo đỳng yờu cầu kỹ thuật và chất lượng sản phẩm.
Cỏc biến đổi của nguyờn liệu
- Sinh học: nấm men sẽ trao đổi chất và sinh trưởng trong dịch nha.
- Húa sinh và húa học: đường lờn men sẽ chuyển húa thành rượu, khớ CO2 và cỏc sản phẩm phụ như: rượu cao phõn tử, acid hữu cơ, este,..
- Húa lý: một số protein bị đụng tụ do pH thay đổi và nhiệt độ thấp, một phần khớ CO2 do nấm men sinh ra sẽ hũa tan vào dịch lờn men.
- Vật lý: cú sự tỏa nhiệt do hoạt động trao đổi chất của nấm men. Lờn men chớnh thực hiện ở 8- 120C.
Cỏc sản phẩm phụ của quỏ trỡnh lờn men chớnh.
- Glyxerin, este: hỡnh thành hương thơm dịu cho bia. - Andehyt: tăng hương cho bia.
- Diaxetyl: là một chất màu vàng cú khả năng kớch thớch rất mạnh lờn hệ thần kinh con người, gõy đau đầu cho người uống, ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bia.
- Cỏc acid hữu cơ: acid succunic, acid axetic.. cú giỏ trị hỡnh thành chất lượng bia
Tank lờn men đó được vệ sinh sạch sẽ: quỏ trỡnh vệ sinh tank xảy ra sau khi kết thỳc quỏ trỡnh lờn men, xả hết bột và bia.
- Thu hồi CO2.
- Trỏng tank bằng xỳt lỏng, mở đỏy tank để bay hết CO2, thời gian: 2,5- 3h. - Trỏng 2- 3 lần bằng nước sạch.
- Chạy tuần hoàn xỳt núng 450 trong 60 phỳt. - Trỏng 2- 3 lần nước sạch.
- Chạy tuần hoàn acid Trymeta. - Trỏng 2- 3 lần nước sạch.
Cấu tạo tank lờn men: hồi lạnh Van chốnh múp thựng lớp ỏo bảo ụn Cip vệ sinh Áo lạnh dịch vào ,ra
- Được chế tạo từ inox, thõn hỡnh trụ đứng, đỏy hỡnh nún, đỉnh hỡnh chúp. Ở giữa thõn và đỏy được chế tạo 2 lớp vỏ để bơm chất tải lạnh đi qua, nhờ cú chất tải lạnh này mà nhiệt độ trong tank lờn men luụn được giữ ổn định. Lớp vỏ dày chịu được ỏp lực 3 bar, cú lớp cỏch nhiệt.
- Thõn và đỏy tank cú 2 lớp, giữa 2 lớp cú 1 lớp bảo ụn để giữ sự truyền nhiệt giữa thiết bị lờn men và mụi trường bờn ngoài.
- Ở giữa thành thiết bị cú lớp bảo ụn cỏch nhiệt là hệ thống làm lạnh. Ngoài ra ở đỉnh tank cú đồng hồ đo ỏp suất, đo nhiệt độ, quả cẩu CIP hướng xuống ống thụng hơi cú van,
- Ở đỏy tank: cú 2 van xả dịch, xả cặn van thu hồi CO2 và van để bơm dịch houblon sau khi lắng trong làm lạnh vào cỏc tank, và lấy dịch ra khỏi tank lờn men để đem đi lọc.
Dịch lờn men sau khi làm lạnh 80C sẽ được bơm vào tank lờn men đó làm vệ sinh. Trờn đường đi của dịch vào tank thỡ bổ sung oxy cho hoạt động của nấm men.
Nấm men được nhõn giống trong thiết bị nhõn giống nấm men đặt gần khu vực lờn men. Ban đầu, thể tớch của men giống là 600 lớt, sau đú nhõn lờn 1400 lớt (thể tớch của tank nhõn giống nấm men làm 2 m3). Nấm men được bơm vào tank lờn men cựng với dịch nha.
Khi dịch lờn men được bơm xong thỡ bắt đầu quỏ trỡnh lờn men chớnh, khi đú nhiệt độ của dịch khoảng 100C và điều chỉnh van chất tải lạnh cung cấp cho 3 vựng lạnh của tank lờn men và giữ nhiệt độ của tank. Diễn biến của quỏ trỡnh:
- Thời kỳ 1: (12- 24 giờ) sau 8h bơm dịch lờn men vào tank ta xả cặn và đo độ đường. Đõy là giai đoạn phỏt triển của nấm men, thực chất là quỏ trỡnh sinh khối, hàm lượng chất tan ở giai đoạn này giảm 0,3- 0,5%. Nấm men hấp thụ CO2, chất kớch thớch sinh trưởng quỏ trỡnh trao đổi chất mạnh mẽ nờn số lượng tế bào tăng lờn nhanh trong giai đoạn lờn men chớnh. Sau 1 đến 2 ngày men dậy biểu hiện là sẽ tạo bọt trắng mịn ở xung quanh bề
mặt dịch lờn men, lỳc này CO2 tạo ra nhiều, lại ở nhiệt độ thấp nờn chỳng hũa tan hết vào dịch lờn men.
- Thời kỳ 2: (24- 48 giờ): quỏ trỡnh lờn men mạnh dần lờn, bọt dày và nhiều hơn, lớp bọt này cú màu vàng, nổi lờn bề mặt của dịch đường. Lớp bọt này chứa cỏc chất phõn hủy của resin cú trong houblon, protein và cặn mịn. Lỳc này lượng CO2 tạo ra nhiều và cú xu hướng muốn thoỏt ra ngoài dưới dạng bột li ti.
- Thời kỳ 3: (72- 120 giờ): đạt độ lờn men cao nhất. Tốc độ lờn men tăng nờn hàm lượng chất tan giảm nhanh, pH cũng giảm nhanh từ 5,2 xuống 4. Độ đường giảm từ 110Bx xuống cũn 20Bx. Trong quỏ trỡnh lờn men xảy ra phản ứng chuyển đường thành rượu và CO2, tỏa ra một lượng nhiệt lớn làm tăng nhiệt độ dịch lờn men. Hàm lượng chất hũa tan giảm 2,5- 3%. Thời kỳ 4: sự lờn men giảm dần, trờn bề mặt dịch lờn men xuất hiện một lớp chất màu của resin. Khi cỏc chất hũa tan đó chuyển húa thành rượu etylic và CO2 đạt 90% thỡ quỏ trỡnh lờn men chớnh coi như kết thỳc. Hạ nhiệt độ dịch lờn men. Bọt xẹp dần, màu sắc của lớp bọt thay đổi. khi lượng chất hũa tan chỉ cũn 30- 35% so với chất chiết thỡ dừng quỏ trỡnh lờn men chớnh lại. lỳc này tế bào nấm men tạo thành những lớp như bong và lắng xuống đỏy.
Những hiện tượng khụng bỡnh thường khi lờn men chớnh và biện phỏp khắc phục:
• Bọt phõn bố khụng đồng đều do nấm men phõn bố khụng đều, bị kết lắng. biện phỏp khắc phục là khuấy đảo lại dịch lờn men hoặc chuyển từ thựng nọ sang thựng kia.
• Đỡnh trễ sự lờn men do dịch lờn men bị nhiễm khuẩn (đường ống, vệ sinh
tank và men giống). biện phỏp khắc phục: hạ nhiệt lờn men, tăng cường
men giống cú hoạt lực cao, lờn men cấp 2- 3 ngày sau đú hạ nhiệt xuống
-10C cho tang trữ, thụng thường rất khú khắc phục.
• Lờn men tạo song do lượng kết lắng quỏ nhiều, cặn chứa protein, hiện tượng này khụng ảnh hưởng đến chất lượng quỏ trỡnh và sản phẩm.
• Thụng thường quỏ trỡnh lờn men chớnh kết thỳc khi 60- 65% lượng chất hũa tan ban đầu bị tiờu hao.
