Đề tài Công nghệ sản xuất rượu, bia, nước giải khát

ang bán ngọt: chứa hàm lượng etanol do lên men tự nhiên từ 9-12%v và đường sót từ 3-8%. * Nhóm rượu vang cao độ: là loại vang có hàm lượng etanol cao hơn so với nhóm vang phổ thông. Có thể dùng cồn tinh luyện để nâng cao hàm lượng etanol trong quá trình công nghệ. Nhóm này cũng gồm có hai loại: - Vang nặng: có hàm lượng etanol từ 17-20%v, trong đó etanol tích lũy do lên men không ít hơn 3%v, hàm lượng đường trong sản phẩm từ 1-4%. - Vang khai vị: hàm lượng etanol từ 12-17%v, trong đó etanol tích lũy do lên men không ít hơn 1.2%v. Ngoài ra, tùy thuộc vào hàm lượng đường (độ ngọt) trong rượu khai vị, có thể tồn tại các dạng sau: + Khai vị bán ngọt: với etanol từ 14-16%v và đường từ 5-12%. +Khai vị ngọt: với etanol từ 15-17%v, đường từ 14-20%. + Khai vị rất ngọt: với etanol từ 12-17%v, đường từ 21-35%. 2.1.1 Nhóm vang có gas Có thể chia thành 2 nhóm a. Rượu vang có gas tự nhiên (do lên men tạo ra): Để giữ được gas (CO2) tự nhiên trong sản phẩm, người ta thực hiện quá trình lên men thứ (lên men phụ) trong các thiết bị kín. Kết quả cho ra rượu Champagne với các mức độ chất lượng khác nhau. b. Rượu vang có gas nhân tạo (nạp gas vào sản phẩm): Người ta có thể tạo ra nhiều loại rượu vang khác nhau theo thị hiếu hoặc yêu cầu của khách hàng, thị trường tiêu thụ. Tuy nhiên, nhóm vang có gas tự nhiên thường có độ rượu từ 10-12%v và độ ngọt từ 3-5%, còn nhóm vang gas nhân tạo thường có độ rượu từ 9-12%v, độ ngọt từ 3-8%. 2.2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VANG NHO TRẮNG, CHAMPAGNE VÀ RƯỢU NGUYÊN LIỆU CHO COGNAC 2.2.1 Đặc tính chung của nhóm rượu Đặc tính chung của nhóm rượu này là những giá trị cảm quan như hương vị, màu sắc... thường hài hòa, êm dịu và nhẹ nhàng so với những loại rượu khác. Vì có đặc tính chung như vậy nên việc xác định đúng độ chín kỹ thuật của trái nho là rất quan trọng, đặc biệt không phép nho quá chín sẽ dẫn đến thừa đường lên men và thiếu acid làm cho sản phẩm có độ rượu cao và không có sự hài hòa giữa hương, vị, màu sắc. Đặc biệt, rượu vang nho có dấu hiệu bị oxy hóa sẽ dẫn đến giảm chất lượng. 2.2.2 Giới thiệu quy trình công nghệ Dựa trên sơ đồ quy trình công nghệ, ta có thể chia quá trình sản xuất rượu thành công đoạn lớn như sau: 1. Xử lý nguyên liệu từ chùm trái nho đến dịch nho thô (còn lẫn vỏ và thịt trái nho). 2. Tách riêng nước nho thành từng phần: - Nước dịch nho: xử lý để chuẩn bị lên men thành rượu vang khô. - Bã trái nho: xử lý thu hồi dịch trái nho còn sót lại và chuẩn bị lên men thành rượu vang nguyên liệu. 3. Tiến hành lên men để được hai sản phẩm là rượu vang khô và rượu vang nguyên liệu. Hinh 2.1 Đặc điểm công nghệ riêng biệt của vang nho trắng là: Dịch nước nho phải được tách riêng ra khỏi phần xác (cuống chùm nho, cuống trái nho, hột nho và vỏ nho), sau đó mới tiến hành lên men dịch nước nho, nhờ vậy mà vang nho trắng mới có mùi, vị, màu sắc hài hòa, tinh tế hơn vang đỏ. Cũng chính vì vậy mà vang nho trắng rất nhạy cảm với mùi vị ngoại lai. Mặt khác, nho trắng luôn có hiệu suất rượu vang thấp hơn so với vang đỏ. Để thực hiện quy trình công nghệ sản xuất vang nho trăng ta cần tuân thủ các bước: * Thu hoạch nho chín: Nho trắng phải được thu hoạch đúng thời điểm đạt độ chín kỹ thuật; tại thời điểm này, trong trái nho phải có hàm lượng đường và acid theo một tỷ lệ cân đối và thích hợp nhất cho mục tiêu sản xuất vang nho. Để đảm bảo cho sản phẩm có chất lượng cao, do trong quá trình thu hái nho chín bao giờ cũng có một số chùm nho bị dập, nên việc tách riêng và xử lý quả dập là rất cần thiết. * Tiếp nhận nho chín: Nho chín sau khi thu hoạch phải được vận chuyển nhanh chóng về các nhà máy sản xuất rượu vang. Tại đó, nhân viên tiếp nhận nguyên liệu sẽ tiến hành cân,, phân loại theo từng giống nho, loại nho (nho chín kỹ thuật, nho chín tới, và nho quá chín). Việc tiếp nhận giống nho rất quan trọng, bởi vì có những giống nho chất lượng thấp. Về công nghệ có thể như nhau, nhưng muốn có vang nho chất lượng cao thì cần phải có những giống nho chất lượng cao. Mỗi giống nho riêng biệt sẽ cho ra những sản phẩm vang có hương vị rất riêng biệt và sẽ mang giá trị cảm quan đặc trưng của giống nho đó. Trong trường hợp dùng kết hợp hai hay ba giống nho khác nhau để sản xuất thì nó không còn giữ được cảm quan đặc trưng nhưng hương vị có thể hài hòa hơn. Song song với công việc tiếp nhận nho, cần phải lấy mẫu, ép tách nước nho xác định hàm lượng đường, acid có trong nguyên liệu, ghi nhận và chuyển kết quả cho bước tiếp theo. * Làm dập trái nho: Nho sau khi được tiếp nhận và kiểm tra mẫu, cần được nhanh chóng đưa sang máy xé dập để tránh kéo dài thời gian lưu giữ nơi tiếp nhận nguyên liệu có thể giảm chất lượng do lên men tự phát, nhất là những ngày trời nóng ở khoảng 300C. Tuỳ chấtc vào nguyên liệu nho chín và sản phẩm thuộc loại chất lượng nào, ta sẽ lựa chọn giải pháp xé dập trái nho thích hợp. Vì là nho trắng, nên khi xé dập cần lưu ý tránh tối đa việc băm quá nát các cuống chùm nho và trái nho, hạt nho để hạn chế việc gia tăng chất chát trong dịch nước nho. Điều này sẽ làm giảm chất sản phẩm vang nho. Mặt khác, cũng cần phải lưu ý là phần thịt trái nho phải được xé nhuyễn, vì có như vậy ta mới thu được dịch trái nho. Ngày nay, trong công nghệ sản xuất vang nho, người ta thường sử dụng những máy xé hoặc ép dập rất hiện đại, vừa bảo đảm không làm dập nát những phần gây chát cho dịch nho, đồng thời hiệu suất thu hồi dịch nho rất cao. Sau khi xé dập hoặc ép trái nho, dịch nho cần phải được nhanh chóng tách khỏi bã và ngăn chặn sự lên men tự phát. * Tách cặn nước nho: Dịch nước nho trắng mới ép xong thường khá đục bởi những phần tử bị dập cuống, vỏ, hạt và kể cả phần thịt quả chưa được ép kiệt, cùng với những chất hữu cơ, vô cơ không tan trong nước nho. Thông thường, để loại bỏ những chất cặn trên, khi bơm nước nho vào bồn ta nên bơm bằng đường từ dưới lên cho đến khi đầy (giảm không khí, giảm áp sau này). Khi lên men thì sẽ có hiện tượng tạo thành khí CO2 có xu hướng đi lên trên bề mặt bồn lên men tạo thành lớp bọt, đồng thời nó sẽ kéo theo những phần tử cặn. Ở thời điểm lên men mạnh nhất nó có thể đẩy lớp cặn tràn ra ngoài. Ta gọi trường hợp này là tách cặn tự nhiên. Trong công nghệ sản xuất vang nho trắng hiện nay, ta thường áp dụng những giải pháp kỹ thuật sản xuất cưỡng bức để nâng cao hiệu quả lắng cặn. Trước hết, ta có thể dùng máy ly tâm chuyên dùng để làm trong nước nho nhưng phải hạn chế tối đa sự oxy hóa nước nho, nhưng bằng cách này thì ta không thể loại được những vi sinh vật dại có trong nước nho, do đó, việc dịch nho lên men tự phát có thể xảy ra. Một giải pháp khác cũng phổ biến, hiệu quả hơn là việc sulfit hóa nước nho trước khi lên men. Bằng cách này, nước nho vừa được làm trong, đồng thời còn ngăn chặn được sự lên men tự phát. Việc xử lý nước nho với SO2 thường được kéo dài12-24h và phải tiến hành ngay khi tách nước nho khỏi bã nho. Thường ta dùng từ 15-30g SO2 cho 100lít nước nho. SO2 có thể được nạp dưới dạng lỏng nguyên chất hoặc dưới dạng dung dịch của các muối sulfit. Khi ta tiến hành sulfit hóa nước nho, sau 12-24h thì những phần tử cặn sẽ từ từ lắng xuống đáy bồn, phần dịch nho trong sẽ ở trên lớp cặn. Phần cặn cũng chia thành 2 lớp: lớp cặn nằm trên gồm chủ yếu là các hợp chất pectin; lớp cặn nằm dưới gồm cuống dập, vo và hạt nho. Dịch nho sau khi đã tách cặn được tiến hành lên men vang. Thực nghiệm đã cho thấy, dịch nho tách cặn kỹ thường không cho sản phẩm nho có mùi vị tốt nhất, do đó, tốt nhất nên giữ lại lớp cặn nhẹ của dịch nho trong khi lên men. Ngày nay, cách xử lý cặn tốt nhất là dùng nhiệt độ thấp (4-50C). Nhược điểm của phương pháp này là tốn nhiều năng lượng. * Lên men dịch nước nho: Sau khi đã xử lý cặn dịch nước nho, cần được bơm nhẹ nhàng phần dịch trong sang các bồn lên men (cần chú ý tránh làm xáo trộn lớp cặn dưới đáy bồn). Song song với việc bơm dịch nho sang bồn lên men, cần nạp ngay vào bồn một lượng tanin tinh khiết được hòa tan với nước nóng hoặc nước nho nóng với liều lượng 10g cho 100lít dịch nước nho. Tanin có tác dụng kết tủa những phần protein có trong nước nho giúp rượu vang thành phẩm trong hơn đồng thời chống hiện tượng đục rượu khi bảo quản. Khi xong các bước tanin hóa ta tiến hành cấy men giống thuần vào bồn lên men tỷ lệ 2% so với thể tích dịch nước nho. Quá trình lên men vang nho có thể tiến hành trong các bồn gỗ, bê tông cốt thép, hoặc thùng kim loại. Cần lưu ý quá trình lên men vang nho được tiến hành ở chế độ nhiệt độ càng ổn định càng tốt (tốt nhất là 18-220C), vì vậy, mọi yếu tố khách quan đều nhắm đến mục đích chính là đạt được sự ổn định và tối ưu của nhiệt độ. Thông thường, sau khi tiếp giống nấm men thuần vào bồn lên men khoảng 12h thì xuất hiện những dấu hiệu của đầu tiên của quá trình lên men, đó là những bọt khí CO2 bám trên thành bồn và từ từ hình thành những ốc đảo bọt trên bề mặt nước nho. Các ốc bọt đảo này lớn dần và bao phủ bề mặt. Quá trình lên men mạnh dần ở những giờ tiếp theo. Thông qua việc theo dõi biến động nhiệt độ, lượng CO2 thoát ra, độ dày màu sắc của lớp bọt và nhất là tốc độ giảm dần của hàm lượng đường ta sẽ xác định được thời điểm cực đại của quá trình lên men. Sau đó, quá trình lên men sẽ yếu dần cho đến khi kết thúc quá trình lên men chính (là thời điểm bắt đầu lên men phụ). Một chu kỳ lên men chính vang nho trắng có thể kéo dài từ từ 7-10 ngày. Ở thời kỳ lên men phụ, lượng đường sót tiết tục bị chuyển hóa nhưng rất yếu và chậm chạp. Quá trình lên men phụ thường kéo dài khoảng 2-3 tuần, cũng có thể dài hơn tùy thuộc vào hàm lượng đường ban đầu trong dịch trái nho và hoạt độ của nấm men thuần. Cần lưu ý, việc kéo dài thời gian lên men phụ của vang nho không phải bao giờ cũng cho kết quả tốt hơn, ngược lại đôi khi lượng đường sót lại sẽ là nguồn sống cho vi sinh vật gây hại. Đây chính là nguyên nhân của một số rượu hỏng. Một sản phẩm vang được coi là lên men hoàn toàn khỏe mạnh nếu hàm lượng đường sót ít hơn 1g/lít. * Kiểm soát quá trình lên men: Việc kiểm soát quá trình lên men luôn đặt ra một cách nghiêm ngặt. Trước hết, chế độ kiểm soát phải chặt chẽ, thường xuyên, liên tục. Chế độ kiểm soát phải tiến hành hàng ngày, mỗi ngày 2 lần, vào buổi sáng và buổi chiều bằng phương tiện kiểm tra chuyên dụng là thước đo tỷ trọng có kèm nhiệt kế (đường kế) để theo dõi biến động của hai thông số là lượng đường lên men, nhiệt độ lên men. Kết quả đo được ghi lại trên một phiếu theo dõi cho từng bồn. Căn cứ vào các số liệu đo được của từng phiếu, ta theo dõi và biết được diễn biến trong từng bồn trong suốt thời gian lên men để có thể điều chỉnh, kiểm soát quá trình lên men một cách hiệu quả nhất. Tốt nhất là khống chế nhiệt độ ổn định 18-220C, và tuyệt đối không cho nhiệt độ vượt quá 360C. Song song với việc theo dõi hai thông số đo hàm lượng đường và nhiệt độ ta cần lấy mẫu kiểm tra vi sinh vật (khi cần) để xác định chất lượng của nấm men giống với các thông số: - Tổng lượng tế bào nấm men trong 1ml dịch đang lên men (cùng thời điểm lấy mẫu kiểm tra các thông số khác). - Tỷ lệ tế bào sống trong tổng lượng tế bào đếm được. - Tỷ lệ nấm men đang nẩy chồi trong tổng lượng nấm men sống. - Phát hiện những vi sinh vật dại nhiễm vào dịch đang lên men (nấm men dại, nấm mốc, vi khuẩn...) Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất ta thường dùng phương pháp nhuộm màu với xanh metylen để xác định nhanh số lượng tế bào nấm chết, qua thông số này ta cũng sơ bộ đánh giá được chất lượng và tình trạng nấm men. Việc xác định acid bay hơi cũng có thể cho ta biết tình trạng lên men trong bồn có bình thường hay không. Hàm lượng acid bay hơi cao là là dấu hiệu cho biết trong bồn lên men đã có nguy cơ hư hỏng do vi sinh vật. Trong trường hợp như vậy cần phải tiến hành xử lý ngay bằng cách sulfit hóa bổ sung, sau đó tiến hành bổ sung giống nấm men khỏe vào tiếp tục lên men. * Tách vang nho ra khỏi cặn bùn Khi quá trình lên men phụ (còn gọi là lên men thứ) kết thúc, vang nho trong bồn dần dần chuyển sang trạng thái tĩnh, sự xáo động yếu dần, các phần tử cặn lơ lửng không hòa tan sẽ từ từ kết lắng xuống đấy bồn lên men, hình thành một lớp cặn cặn rất mịn gọi là cặn bùn. Để xác định đúng thời điểm tiến hành tách cặn bùn tốt nhất cần phải biết lượng đường lên men đã được nấm men sử dụng cạn kiệt (bằng cách đo độ đường sót), đồng thời xác định lượng glucogen trong tế bào nấm men còn khoảng 2/3 tổng lượng tế bào (bằng cách nhuộm màu và đếm). Chính thời điểm này tách vang nho ra khỏi cặn bùn là tốt nhất. Mỗi bồn lên men cần được xác định thời điểm tách cặn bùn một cách riêng rẽ, độc lập. Trước lúc tiến hành tách vang nho ra khỏi cặn bùn, cần kiểm tra xem quá trình kết lắng và tự trong của vang nho đã thực sự kết thúc hay chưa. Điều này thường được thực hiện như sau: Lấy ½ cốc rượu vang từ trong bồn ra, đặt ở nơi có nhiều ánh sáng và nhiệt độ phòng hơi cao hơn nhiệt độ trung bình (khoảng 1-20C), để tự do như vậy trong 48h, sau đó quan sát độ trong, màu sắc và thử mùi, vị của rượu vang. Nếu màu không có những biến đổi đáng kể so với ban đầu thì coi như đã kết thúc quá trình tự lắng và tự trong. Trường hợp ngược lại, vang nho có thể có màu sẫm hơn hoặc nhạt hơn so với ban đầu; mùi vị cũng thay đổi đáng kể, khi đó ta cần phải xử lý rượu vang trước khi tách ra khỏi cặn bùn. Hiện tượng thay đổi màu sắc của vang nho thường xuất phát từ sự kết tủa của các phức sắt. Để loại bỏ nguyên nhân này, ta có thể cho vào bồn lên men acid tartric với liều lượng 50g/100lít rượu vang hoặc acid citric 30g/100lít rượu vang., sau đó tiến hành tách vang ra khỏi cặn bùn. Nếu nguyên nhân xuất phát từ enzymecủa nấm men, thì ta tiến hành sulfit hóa bổ sung 3-5g/100lít rượu vang rồi tách cặn. Vang nho sau khi tách khỏi cặn bùn được bơm vào bồn trữ khác (các bồn này phải được xử lý sạch trước khi tiếp nhận vang nho). Khi bơm vào bồn trữ nên bơm vào phía dưới đáy bồn, càng đầy càng tốt, khi đó khoảng không khí trong bồn là ít nhất (lượng O2 trong bồn là tối thiểu). Điều này giúp giảm thiểu nguy cơ oxy hóa các thành phần của rượu vang, giúp ổn định các giá trị cảm quan. Đối với trái nho trắng, người ta có thể tận thu chất đường còn sót lại trong bã sau khi tách nước nho đồng thời bổ sung đường, nước cho lên men riêng, sản phẩm thu được gọi là vang nguyên liệu dùng cho việc chưng cất rượu cognac. Hơn nữa, cũng từ trái nho trắng, khi có nhu cầu sản xuất rượu Champagne (có gas tự nhiên), thì việc thực hiện quá trình champagne hóa sẽ được làm tiếp theo. Đối với vang nho được tiến hành ở các bồn lớn, để cho champagne có chất lượng tốt ta tiến hành lên men thứ và tách cặn bùn trong điều kiện đặc biệt ở các chai chịu áp lực, hoặc các bồn chịu được áp suất với thời gian kéo dài ở nhiệt độ thấp. 2.2.3 Những quá trình lên men vang nho trắng không bình thường, nguyên nhân gây ra và phương pháp khắc phục Trong điều kiện nhiệt độ lên men thích hợp, ổn định; liều lượng sulfit hóa đầy đủ và men giống thuần tốt thì quá trình lên men xảy ra bình thường và lượng đường có trong nước nho sẽ được lên men triệt để. Song, trong thực tế không ít trường hợp quá trình lên men vang nho diễn biến một cách bình thường, nhưng trong sản phẩm vang nho vẫn còn sót lại một hàm lượng đường lên men đáng kể, là tiền đề dẫn đến sự phát triển của vi sinh vật và hư hỏng rượu sau này. Nguyên nhân thường gặp nhất là sự biến động bất thường của nhiệt độ trong bồn lên men. Nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao trong bồn lên men đều dẫn đến dư thừa đường sót trong rượu vang non. Nhưng phổ biến hơn và nguy hiểm hơn vẫn là do nhiệt độ quá cao. Ta biết rằng khi lên men, đường trong dịch nho chuyển hóa thành etanol và CO2, đồng thời giải phóng nhiệt lượng, nghĩa là khi phân giải 1g mol (180) đường sẽ giải phóng 23.4kCal. Do đó, khi lên men dịch nho với hàm lượng đường 18%, về lý thuyết, sẽ làm dịch nho tăng lên 23.40C (nếu nhiệt lượng được giải phóng bị giữ lại hoàn toàn trong bồn lên men). Nhiệt lượng giải phóng sẽ đạt được cực đại khi quá trình phân giải các chất đường lên men hoàn toàn. Bồn lên men càng lớn thì nhiệt lượng sinh ra càng lớn. Sự phụ thuộc được thống kê trong bảng sau: Bảng 2.1 Sự gia tăng nhiệt độ tùy thuộc và thể tích bồn lên men Thời gian lên men (ngày) Bồn lên men 9000lít Bồn lên men 35 000lít t0C Trọng lượng riêng(g/l) t0C Trọng lượng riêng(g/l) t0C Trọng lượng riêng(g/l) 0 1 2 3 4 5 6 7 16 17 18 22 27 30 29 28 1 083 1 078 1 074 1 050 1 025 1 000 1 000 988 17 16 23 26 33 35 34 33 1084 1064 1050 1043 1022 1005 1000 997 22 27 35 37 36 35 34 34 1084 1060 1030 1020 1020 1010 1005 1000 Ta có thể phòng chống hiện tượng gia tăng nhiệt độ quá cao khi lên men vang nho trắng bằng nhiều cách: - Cách đơn giản, dễ thực hiện và hiệu quả là phải thu hái trái nho vào những giờ có nhiệt độ thấp trong ngày, hoặc hạ bớt nhiệt độ nho mới thu hoạch qua đêm, nếu có kho mát bảo quản thì càng tốt. - Khi tiến hành lên men nên thực hiện trong các bồn có dung tích nhỏ. Tuy nhiên, cách này hạn chế khi gặp những nhà máy vang có công suất lớn. - Ở những vùng có nhiệt độ trung bình cao, thường dùng bồn lên men bằng vật liệu kim loại và mặt ngoài bồn lên men được giải nhiệt bằng nước. - Sulfit hóa dịch nho trước khi lên men để diệt men dại, vi khuẩn sinh nhiệt khác. - Ngày nay, ngành kỹ thuật lạnh đã đạt trình độ cao nên người ta đã ứng dụng công nghệ này để kiểm soát nhiệt độ rất ổn định và tối ưu trong quá trình lên men. 2.3 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VANG NHO ĐỎ Sự khác nhau lớn nhất giữa giữa nho trắng và nho đỏ là ở chỗ: trái nho đỏ các hàm lượng sắc tố đỏ rất cao, đồng thời hàm lượng chất chát (thuộc nhóm polyphenol) trong cuống, vỏ cũng lớn hơn nho trắng từ 5-10 lần. Về mặt công nghệ, người ta sẽ căn cứ trên sự khác biệt này để đưa ra những giải pháp thích hợp, từ đó cho ra những sản phẩm vang nho đỏ phong phú hơn về cảm quan. Một cách tổng thể, công nghệ sản xuất vang nho đỏ được thực hiện qua các bước sau: 1- Thu hái nho: Cần xác định độ chín kỹ thuật (chủ yếu là bằng kinh nghiệm cảm quan, hàm lượng đường khoảng 14-18%), thời điểm hái trong ngày để giữ nho có chất lượng tốt nhất. 2- Tiếp nhận tại nhà máy: Phải phân loại (tốt, quá chín, còn xanh, dập, thối…), giống nho mà nhà máy thường sử dụng để ổn định công nghệ… 3- Xử lý: Có thể xử lý theo nhiều cách: làm dập, xé, nghiền, chà, ép… 4- Lên men hỗn dịch 5- Kiểm tra và kiểm soát quá trình lên men 6- Tách bã ra khỏi dịch nho đã lên men. 7- Ép bã tận thu rượu vang. 8- Tách vang nho ra khỏi cặn bùn. Nói chung, quy trình sản xuất vang nho đỏ tổng quát là như nhau. Song, tùy vào điều kiện cụ thể người ta có thể thêm, bớt hoặc thay đổi một số bước công nghệ cho phù hợp với thực tế. Ngày nay, người ta thường sử dụng quy trình có hoặc không có tận thu chất chát và sắc tố cho rượu vang. a- Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất vang đỏ không trích ly chất màu và chất chát. Hình 2.2 b- Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất vang đỏ có trích ly chất màu và chất chát. Hình 2.3 Ở đây ta xét kỹ hơn bước lên men hỗn dịch nho. Các bồn lên men sau khi tiếp nhận hỗn dịch nho (dịch nho và bã) đầy khoảng 4/5 thể tích bồn lên men, ngay lập tức phải tiến hành sulfit hóa với liều lượng 10-20g/100lít dịch. Ta dùng cách bơm hoàn lưu đến khi dịch nho chuyển sang màu sẩm tối hơn lúc đầu, lúc đó SO2 đã khuếch tán đều trong hỗn dịch nho và nó đã liên kết với các chất màu làm sẩm tối dịch nho. Sử dụng SO2 trong trường hợp này nhằm 2 mục đích: - Ngăn chặn quá trình lên men tự phát. - Thay đổi hàm lượng các chất màu, chất chát trong sản phẩm vang đỏ ở các mức độ khác nhau, từ đó dẫn đến các sản phẩm vang nho có cảm quan khác nhau. Tùy thuộc và liều lượng sulfit hóa mà trích ly được hàm lượng chất chát và chất màu sẽ khác nhau. Bảng 2.2 Hàm lượng SO2 đưa vào dịch nho(mg/l) Trong dịch nho Trong rượu vang sau thời gian Trước lên men Sau lên men 3 tháng 6 tháng 9 tháng 16 tháng Chất màu (mg/l) Tổng chất màu và chất chát (g/l) Chất màu (mg/l) Tổng chất màu và chất chát (g/l) Chất màu (mg/l) Tổng chất màu và chất chát (g/l) Chất màu (mg/l) Tổng chất màu và chất chát (g/l) Chất màu (mg/l) Tổng chất màu và chất chát (g/l) Chất màu (mg/l) Tổng chất màu và chất chát (g/l) 25 50 75 100 150 200 300 0 169 218 256 299 363 249 518 174 0.49 0.62 0.66 0.78 0.72 0.82 0.19 0.4 520 447 491 510 513 624 703 380 0.91 0.84 1.01 1.19 1.02 1.17 1.27 0.92 302 243 367 423 423 478 552 317 0.97 0.93 1.05 1.11 0.89 1.01 1.19 0.95 277 253 287 352 324 353 434 236 0.91 0.85 0.93 1.03 0.84 0.94 0.97 0.79 269 193 264 322 352 328 383 212 0.99 0.99 1.03 1.16 0.78 1.02 1.09 0.82 217 222 223 265 275 - 333 204 0.81 0.75 0.75 0.84 0.71 - 1.04 0.84 Thông thường, ta phải kết hợp giữa sulfit hóa và nhiệt độ để có thể đạt được mục tiêu công nghệ. Thực nghiệm cho thấy điều kiện tối ưu như bảng sau: Bảng 2.3 Nhiệt độ lên men (0C) Hàm lượng SO2 (mg/l) Nhiệt độ lên men (0C) Hàm lượng SO2 (mg/l) 15 16-20 80 100 21-25 ≥26 150 180 Sau khi sulfit hóa khoảng 2h, ta nạp men giống thuần khiết với tỷ lệ khoảng 2% so với thể tích hỗn dịch nho. Lúc đầu, các phần bã nặng hơn nên sẽ chìm xuống đáy bồn hoặc lơ lửng trong dịch nho. Khi quá trình lên men xảy ra thì khí CO2 sinh ra sẽ bám vào các phần tử bã ngày càng nhiều, đến một lúc nào đó sẽ đẩy lớp bã này lên bề mặt ta thường gọi là “nón bã”. Lớp "nón bã" này có phần dưới ngập vào dịch nho, phần trên tiếp xúc với không khí. Điều này dẫn đến hiện tượng hoạt động của nấm ở phần trên bồn lên men thuận lợi hơn, quá trình lên men nhanh hơn ở phần dưới và tất nhiên ở phần này nhiệt độ cũng cao hơn. Vì vậy, để kiểm soát tốt quá trình công nghệ ở giai đoạn này ta cần phải đảo "nón bã" hàng ngày từ 1-3 lần để quá trình lên men đồng đều, đồng thời các chất màu, chất chát trong "nón bã" sẽ được trích ly tốt hơn. Trong thực tế sản xuất, tùy điều kiện mỗi nơi người ta có thể chọn một trong những kiểu lên men sau: 1- Lên men hở với "nón bã" nổi: Hình 2.4 Kiểu lên men này được thực hiện trong những bồn lên men hở miệng, không có nắp. Đặc điểm kiểu lên men này là ở phần "nón bã" luôn tiếp xúc với không khí, đồng thời nhiệt độ ở đây cũng cao hơn. Đây là điều kiện lý tưởng để các vi khuẩn gây chua xâm nhập. Trong trường hợp này ta phải thường xuyên đảo trộn "nón bã" ít nhất 3 lần một ngày để làm giảm thời gian tiếp xúc của "nón bã" với không khí, tăng cường thời gian ngập của "nón bã" trong dịch để hiệu quả trích ly chất màu và chất chát cao hơn. Kiểu lên men này cho ra rượu vang có hàm lượng acid bay hơi cao và chất lượng rượu không ổn định. 2- Lên men hở với "nón bã" chìm Hình 2.5 Kiểu lên men này cũng sẽ được thực hiện ở những bồn lên men hở miệng nhưng có một nắp lưới cài bên trên có thể điều khiển lên, xuống đến 1/ chiều cao bồn lên men. Sau khi nạp đầy 4/5 bồn hỗn dịch nho, ta cài nắp lưới lên trên tại mực nước dịch nho trong bồn lên men. Nhờ vậy, trong quá trình lên men lớp "nón bã" luôn ngập trong dịch lên men, không tạo cơ hội cho cho vi khuẩn lạ xâm nhập, đồng thời trích ly được chất chát, chất màu nhiều hơn. Kiểu lên men này khắc phục được nhược điểm kiểu lên men thứ nhất nên chất lượng rượu ổn định hơn. 3- Lên men kín với "nón bã" nổi Hình 2.6 Kiểu lên men này được thực hiện bởi những bồn lên men kín miệng, trên miệng có một lỗ nhỏ để nạp hỗn dịch nho và thoát khí CO2 trong quá trình lên men. Kiểu lên men này có thể loại bỏ tối đa sự xâm nhập của không khí vào bồn lên men, song việc kiểm soát quá trình lên men bên trong bồn lại khá phức tạp nên không được áp dụng nhiều. 4- Lên men kín với "nón bã" chìm Hình 2.7 Tương tự như kiểu lên men thứ 3 nhưng trong thùg có nắp lưới điều chỉnh cho "nón bã" ngập trong dịch lên men. 5- Lên men kín, tự động dội tắm cho "nón bã" Hình 2.8 Bồn lên men được thiết kế đặc biệt, gồm có 2 phần A và B, nối giữa hai phần này là lỗ C với đường kính khoảng 60cm. Phần A có dạng hình ly với thể tích bằng 1/7 phần B. Sau khi nạp đầy hỗn dịch nho qua lỗ C, ta sẽ đặt một ống đồng T có đường kính 12cm từ trên cửa C đến đáy bồn. Ống đồng bịt kín đầu dưới nhưng được đục nhiều lỗ nhỏ xung quanh ống. Dịch nho sẽ theo những lỗ nhỏ đi lên trên mặt ống đồng và tự động chảy xuống phần A. Để cho "nón bã" không nổi lên quá phần trên của B, dưới lỗ E ta đặt một lưới chặn "nón bã". Khi xảy ra quá trình lên men ở phần B, áp suất sẽ từ từ tăng lên, sẽ đẩy dịch lên men vào trong ống đồng đi lên phía trên A và tự động hình thành quá trình tắm cho "nón bã", đồng thời làm đồng nhất quá trình lên men ở phần A và B. Dựa trên ý tưởng bồn lên men trên đây, các thế hệ bồn lên men vang nho ngày càng hoàn thiện hơn rất nhiều. Ngày nay, nhiều nhà máy sản xuất vang nho được trang bị những hệ thống bồn lên men liên tục có thể kiểm soát các công đoạn tự động hoàn toàn, nhờ vậy mà năng suất rượu cao và chất lượng ổn định. Ở đây ta tìm hiểu một số thiết bị lên men hiện đại. Hình 2.9 1- Động cơ điện phục vụ cho việc tháo bã; 2- Van phao rượu vang non; 3- Thân bồn; 4- Bơm để hoàn lưu; 5- Ống dẫn hoàn lưu; 6- Cửa nạp liệu; 7- Cơ cấu phun đều dịch nho; 8- Cơ cấu tháo bã; 9- Cửa tháo bã. Bơm 4 có thể có năng suất từ