Sản phẩm bia không Độ của Tổng công ty Cổ phần Bia Rượu NGK Sài Gòn - SABECO

ót. Ban đầu dịch nấu được gia nhiệt từ 320C đến khoảng 720C trong 20 phút, sau đó giữ nhiệt trong 10 phút. Trong giai đoạn này, enzyme α - amylase có trong Malt lót sẽ xúc tác dịch hóa sơ bộ tinh bột. Kế đến, nhiệt độ được nâng lên khoảng 830C trong vòng 5 phút và giữ nhiệt trong 10 phút để thực hiện quá trình hồ hóa tinh bột. Trong nồi nấu, cánh khuấy hoạt động liên tục sẽ giúp giảm độ nhớt của dịch nấu, giảm sức căng bề mặt của dịch hồ, tránh hiện tượng vón cục và sự tích tụ nhiệt gây cháy khét, từ đó giúp cho quá trình hồ hóa diễn ra tốt hơn. Sau khi hồ hóa gần hết tinh bột gạo, ta xả nước vào nồi nấu để hạ nhiệt độ về 720C trong 5 phút và giữ nhiệt trong 20 phút. Trong quá trình hạ nhiệt thì Malt lót lần 2 được bổ sung vào nồi (khi nhiệt độ giảm xuống 780C) với lượng khoảng 120 kg/mẻ. Trong thời gian gác nhiệt ở 720C thì enzyme a - amylase trong Malt lót lần 2 sẽ tiếp tục cắt mạch tinh bột đã được hồ hóa, dung dịch giảm độ nhớt dần. Sau khi thực hiện bước gác nhiệt ở 720C lần thứ 2 này, ta đun sôi nồi lên đến 1000C trong 25 phút và giữ nhiệt trong 15phút để diệt vi sinh vật, làm giảm độ nhớt của hỗn dịch giúp bơm qua nồi nấu Malt dễ dàng, đồng thời cũng để dịch hóa khối cháo. Nếu cao quá sẽ tạo phản ứng caramel, gây mùi vị xấu cho sản phẩm, đồng thời cũng làm tốn nhiệt không cần thiết. Nấu Malt Mục đích Thực hiện quá trình đường hóa toàn bộ dịch cháo trong nồi Malt, nhờ sự có mặt của hệ enzym có sẵn trong nguyên liệu, tạo ra dịch đường phục vụ cho quá trình lên men bia. Thiết bị Nồi nấu Malt Giống với nồi nấu gạo nhưng lớn hơn về thể tích. Tiến hành Lượng malt dùng cho mỗi mẻ nấu là 7500kg (chiếm 75%), được phối trộn với 130hl nước. Tổng thời gian nấu khoảng 100 phút. Bột Malt và nước cũng được phối trộn trong bộ phận phối trộn sau đó mới cho vào nồi nấu để tránh vón cục. Khi nhiệt độ nồi Malt khoảng 400C, ta bổ sung CaCl2 vào với lượng khoảng 5 kg, nhằm bổ sung ion Ca2+ vào khối cháo. Ca2+ sẽ tác dụng với muối phosphat trong Malt làm tăng độ acid của hồ Malt giúp cho quá trình thủy phân tạo dịch đường diễn ra thuận lợi hơn, tăng hiệu suất chất hòa tan. 4HPO42- + 3Ca2+ = Ca3(PO4)2 + 2H2PO4- Đặc biệt là tăng tính bền cho - amylase vì Ca2+ tham gia vào quá trình hình thành và ổn định cấu trúc bậc 3 của amylase, duy trì sự tồn tại và hoạt động của enzyme khi bị tác động bởi các tác nhân gây biến tính và tác động của các enzyme gây phân giải protein. Cải thiện quá trình kết lắng của nấm men khi tồn trữ, lắng trong. Hỗn hợp được nâng lên 500C trong 20 phút và giữ trong vòng 0 – 10 phút tùy vào chất lượng của nguyên liệu. Ở đây nhà máy thường giữ trong 1 phút. Đây là điểm dừng đạm hóa tạo điều kiện cho protease hoạt động thủy phân protein thành các polypeptide, peptide và acid amin dùng làm nguồn cung cấp nitơ cho nấm men trong quá trình lên men. Thời gian đạm hóa không nên kéo dài vì nếu protein bị thủy phân triệt để tạo thành các sản phẩm bậc thấp thì sẽ làm giảm độ bền bọt của bia thành phẩm; đồng thời hương vị của bia cũng kém đậm đà. Kết thúc giai đoạn đạm hóa, dịch gạo từ nồi gạo được bơm vào nồi Malt, nước cũng được thêm vào với lượng là 24hl, cánh khuấy hoạt động liên tục giúp trộn đều dịch Malt và dịch gạo, thời gian hòa trộn khoảng 10 – 15 phút. Lúc này nhiệt độ hỗn hợp khoảng 650C và được giữ ổn định trong 20 phút. Đây là điểm dừng đường hóa, enzyme - amylase sẽ hoạt động mạnh để thủy phân tinh bột thành đường maltose, dextrin. Nhờ cánh khuấy và việc bơm hồ cháo từ nồi gạo từ từ qua nồi Malt nên không bị xảy ra hiện tượng tăng cao nhiệt độ cục bộ trong nồi Malt (> 780C) làm vô hoạt enzyme trong Malt. Tiếp theo, hỗn hợp được nâng lên 750C trong 15 phút, gác nhiệt trong 20 phút. Lúc này -amylase tiếp tục thủy phân tinh bột sót trong hỗn hợp, làm giảm độ nhớt của dịch nấu. Kế đến nhiệt độ của dịch nha lại được nâng lên khoảng 760C chủ yếu là để bù trừ lượng tổn thất nhiệt trong quá trình lọc duy trì nhiệt độ cao, không nhỏ hơn 750C để - amylase tiếp tục thủy phân tinh bột sót, đồng thời làm giảm thêm độ nhớt của dịch nha giúp lọc dễ dàng hơn. Quá trình lọc Thành phần cơ học của cháo Malt sau khi đường hóa kết thúc bao gồm 2 hợp phần: Pha rắn: bao gồm các cấu tử không hòa tan của bột nghiền, được gọi là bã hèm. Pha lỏng: bao gồm nước và các hợp chất thấp phân tử được trích ly từ malt và gạo, được gọi là dịch đường, hoặc nước nha. Mục đích Tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo của tiến trình công nghệ, còn pha rắn – phế liệu, phải loại bỏ ra ngoài Phương pháp thực hiện Để tận thu tối đa lượng chất hòa tan từ bã sang dịch đường, quá trình lọc được tiến hành theo 2 bước: Bước đầu tiên là ép để tách dịch cốt. Bước thứ hai là rửa bã để chiết rút hết tất cả những thành phần dinh dưỡng còn bám lại ở trong đó. Quá trình chiết rút chất hòa tan ở giai đoạn rửa bã dựa trên cơ sở của sự khuếch tán, nghĩa là sự chuyển động phân tử của chúng từ nơi có nồng độ cao đến chỗ có nồng độ thấp. Yêu cầu: dịch đường sau khi lọc và rửa bã phải trong hoàn toàn, nếu không thì sau này bia sẽ có mùi vị khó chịu và kém trong. Thiết bị Máy lọc khung bảng MEURA 2001 Hình 3: Máy lọc khung bản Đặc điểm của máy lọc này là có thể lọc được những dịch bã mịn. Điều này rất hợp lý vì bột nguyên liệu được nghiền bằng máy nghiền búa có kích thước hạt khá nhỏ. Máy lọc này được tự động hoá hoàn toàn, được điều khiển bằng hệ thống máy vi tính. Bộ phận chính của máy lọc ép khung bản là các khung và các bản. Khung và bản đều được chế tạo bằng những hợp chất cao phân tử. Ở 4 góc của khung và bản có các lỗ tròn lớn mà khi ráp các khung và bản lại với nhau, ta được 4 đường ống dẫn dịch cháo vào và dẫn dịch nước nha ra. Khung là hình hộp vuông, rỗng, có bề dày khoảng 7cm, được bọc bằng hai lớp cao su. Ở một cạnh có các ống dẫn khí giúp làm phồng khung lên để ép chặt khối cháo lại. Bản được xếp xen kẽ với khung, có kích thước tương tự như khung nhưng mỏng hơn, khoảng 6cm. Phía trong lòng bản đặc, trên đó có khía rãnh để tạo hướng chảy cho dịch nha. Hai bên là hai tấm lưới lọc. Dịch cháo theo lỗ liên thông tràn vào các khoảng trống giữa khung và bản (gọi là camera). Toàn bộ khung và bản được xếp liên tục, xen kẽ trên giàn máy nhờ có hai tay treo ở hai cạnh bên. Giàn máy bao gồm bộ phận ép thuỷ lực và hai đai dọc, tấm đầu lắp cố định, tấm đuôi có thể chuyển động tịnh tiến. Phía dưới có một máng hứng bã có vít tải để đẩy bã ra ngoài. Tiến hành Trước khi lọc cho chạy nước nóng khoảng 800C nhằm mục đích: Đảm bảo máy lọc không nhiễm vi sinh và các tạp chất lạ. Thử độ kín và nâng nhiệt cho máy, tránh mất nhiệt khi bơm dịch cháo, làm giảm tốc độ lọc vì độ nhớt tăng. Chạy nước nóng cho máy 20–30 phút, sau đó bơm dịch cháo vào. Áp lực lọc được tăng dần đến 20 – 30 KN/m2. Khi hỗn hợp huyền phù đầy khung lọc, khí sẽ thổi vào tấm cao su làm chúng phồng ra tạo áp lực nén chặt khối cháo, khi đó khối cháo trong camera sẽ được lọc qua lớp vải lọc rồi theo các đường rãnh tập trung về van xả dịch. Dịch cốt được lọc trong khung khoảng 25 phút, thu khoảng 185 ± 10hl/mẻ, độ đường khoảng 25 ± 2 Balling. Dịch sau khi lọc được dẫn vào bồn trung gian. Phía dưới gầm máy có máng hứng bã Malt. Dọc theo máng có vis tải để đẩy chúng ra ngoài. Nhiệt độ của dịch nha trong suốt quá trình lọc được giữ ổn định ở khoảng 760C để giảm độ nhớt và tạo điều kiện cho enzyme thủy phân tiếp tục lượng tinh bột còn sót, nếu lọc ở nhiệt độ thấp hơn thì độ nhớt của dịch lọc cao, khó lọc. Sau khi lọc hết dịch đường ban đầu, quá trình rửa bã được tiến hành ngay bằng nước nóng ở 760C. Quá trình diễn ra tương tự như giai đoạn lọc dịch cốt. Nước rửa bã vào cùng với đường dịch cháo đi vào. Không nên dùng nước nóng hơn vì sẽ làm vô hoạt hệ enzyme amylase, tinh bột sót đã được hồ hóa nhưng không được đường hóa sẽ làm đục dịch đường và sản phẩm bia sau cùng sẽ khó trong. Lượng nước rửa bã được tính toán tùy thuộc độ đường của dịch cốt thu được. Khi nồng độ chất hòa tan trong dịch bã giảm xuống mức 0,2 – 0,3% thì quá trình rửa bã kết thúc. Thời gian rửa bã khoảng 20 – 25 phút. Nước rửa bã được nhập chung với dịch cốt ban đầu. Sau khi lọc thì dịch nha được bơm vào bồn trung gian giữ nhiệt ở khoảng 75oC để chờ bơm qua nồi nấu với hoa houblon, trong thời gian khoảng 10 phút. Thể tích bồn chứa là 450hl. Việc giữ dịch nha ở bồn trung gian và duy trì ở nhiệt độ này giúp tạo cơ hội cho enzyme tiếp tục thủy phân tinh bột sót đồng thời ngăn chặn sự xâm nhập của vi sinh vật vào dịch nha. Nếu nhiệt độ dịch đường không được để nguội quá 70oC sẽ tạo điều kiện cho oxy không khí tiếp xúc với dịch đường, xảy ra phản ứng oxy hóa, làm chất lượng dịch đường bị giảm. Quá trình Houblon hóa Mục đích Trích ly các thành phần hữu ích của hoa houblon vào dịch đường ngọt: chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa houblon để biến đổi dịch đường ngọt thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa – đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan của bia sau này. Keo tụ và kết tủa protein vô định hình Mức độ kết tủa protein có ý nghĩa quan trọng đối với chất lượng bia. Những phần tử protein không ổn định còn tồn tại lại trong dịch đường là một trong những nguyên nhân chính gây đục bia. Tăng độ bền keo của dung dịch đường Polyphenol của hoa houblon khi hòa tan vào dịch đường ở nhiệt độ cao sẽ tác dụng với các hợp chất protein cao phân tử để tạo thành các phức chất dạng màng nhầy. Các phức chất này dễ kết lắng và sẽ kéo theo các phần tử cặn ly ty trong dịch đường kết lắng theo giúp độ bền keo của dịch đường tăng lên và ổn định thành phần sinh học của dịch đường. Tạo bọt và giữ bọt Polyphenol, chất đắng, chất chứa nitơ là chất tạo sức căng bề mặt có hoạt tính rất cao. Nhờ màng căng này, bọt khí CO2 trong bia khó thoát khỏi bề mặt của nó. Những hợp chất này tham gia vào quá trình tạo bọt và là tác nhân chính giữ bọt cho bia. Cô đặc dịch đường đến % chất khô theo yêu cầu. Gia tăng cường độ màu, vô trùng dịch đường, chấm dứt hoạt động của enzym. Tiến hành Dịch đường khi được bơm xuống nồi đun sôi, sẽ gia nhiệt lên 100oC trong khoảng 20 ÷ 25 phút, trong thời gian này tiến hành thêm acid lactic để hiệu chỉnh pH về giá trị mong muốn, từ khoảng 5,6 về khoảng 5,3 ± 1 (do pH tối ưu của quá trình này là 5,2 ÷ 5,5 đồng thời còn nhằm mục đích chỉnh pH về phù hợp với giá trị pH để lên men). Ngoài ra còn tiến hành đo cả nồng độ đường để có những điều chỉnh thích hợp nhằm đạt nồng độ đường mong muốn. Houblon được cho vào 2 bồn chứa bên ngoài (một bồn chứa cao hoa, một bồn chứa viên nén) trước khi đun khoảng 20 phút để hoa houblon có một khoảng thời gian ngâm, giúp cho quá trình trích ly các chất tốt hơn. Khi nhiệt độ dịch đường đạt 940C, dịch đường sẽ được bơm tuần hoàn vào bồn chứa houblon dạng cao khoảng 10 phút để đẩy toàn bộ dịch cao vào nồi đun sôi, sau đó sẽ bơm nước lạnh vào tráng bồn chứa houblon, nước lạnh này cũng sẽ được đẩy qua nồi đun sôi (do dạng cao đậm đặc hơn nên cần thời gian dài để trích ly hết chất tan, còn dạng viên nén thì thơm hơn nên bổ sung lúc gần cuối quá trình chủ yếu để lấy tinh dầu). Trong suốt quá trình đun sôi với houblon nhiệt độ được giữ ở 1000C, thời gian là 70 phút (tính từ lúc sôi). Khoảng 20 phút trước khi kết thúc quá trình đun, bổ sung houblon dạng viên nén tương tự như cách bổ sung houblon dạng cao, bổ sung caramel và ZnCl2. Trước khi quá trình đun kết thúc, dịch nha sẽ được kiểm tra lại nồng độ đường, nếu đạt, khi kết thúc quá trình này dịch nha sẽ được bơm qua APV. Nồng độ dịch đường trước khi đun thường khoảng 12 balling, sau khi đun phải khoảng 13 ± 0,1 balling. Như vậy các thông số cần kiểm soát trong toàn bộ quá trình là nhiệt độ đun, thời gian đun, pH của dịch đường, nồng độ dịch đường. Thiết bị Thiết bị đun sôi Hệ thống nồi có buồng đốt ngoài. Khi dịch bơm từ bồn trung gian xuống sẽ đi qua buồng đốt ngoài trước rồi mới vào nồi. Trong suốt quá trình đun, dịch đường sẽ được bơm tuần hoàn từ trong nồi qua buồng đốt ngoài lại trở lại nồi, dưới đáy nồi có bộ phận giúp dịch đường đối lưu tốt hơn. Quá trình bơm tuần hoàn này cũng có tác dụng đảo trộn đều dịch đường nên không cần cánh khuấy. Hình 4: Thiết bị đun sôi Houblon được chứa trong hai bình chứa riêng ở ngoài, khi lấy houblon sẽ có thêm một đường van khác để dịch đường tuần hoàn qua cả bình houblon. Bình này chỉ là một bình chứa, trên thành gần miệng bình và ở đáy có đường ống để dẫn dịch đường tuần hoàn và một đường ống khác ở phía trên để xả nước lạnh tráng rửa. Buồng đốt ngoài gia nhiệt bằng hơi nước (1,16 bar), dạng ống chùm, dịch đường đi trong ống, hơi đi ngoài ống. Trước đây sử dụng buồng đốt trong, nhưng loại này có ưu điểm là thời gian đun nhanh hơn, nhưng phần ở đáy tiếp xúc trực tiếp vớibộ phận gia nhiệt lâu nên dễ bị khét. Thiết bị có gắn hệ thống cảm biến báo mực chất lỏng trong nồi đun, nhiệt độ trong nồi, kiểm soát nhiệt độ thông qua độ mở của van cấp hơi. Toàn bộ hệ thống thiết bị được điều khiển tự động. Nồi đun có thể tích 650 hl, khi đun dịch đường thường chiếm 630 hl, sau khi kết thúc quá trình đun, dịch nha còn khoảng 600 ÷ 610 lh. Phần 2: Phân xưởng lên men Qui trình công nghệ Sục không khí vô trùng Chiết Xử lý Lắng Làm lạnh nhanh Lên men chính Lên men phụ Lọc ống Thiết bị gia nhiệt T. Bị làm lạnh Bão hòa CO2 Chứa vào tank TBF Pha nước Thu hồi men Xử lý bằng UV Lọc bông gòn Nhân giống Rây Kiểm tra Malturex, antifoam Không khí Malturex, antifoam CO2 Cặn Bia thành phẩm Diatomit Cấy men Men giống Dịch đường Hoblon hóa Thu hồi cồn, CO2 Thiết bị điều chỉnh t0, P Sơ đồ 3: Qui trình công nghệ phân xưởng lên men Lắng Mục đích Nước nha thu được sau quá trình houblon hoá chứa các chất cặn như: tủa protein với tannin, polyphenol, chất đắng…Các chất cặn này không gây ảnh hưởng đáng kể đến vị và độ bền keo của bia mà chỉ gây xáo trộn ở giai đoạn đầu của quá trình lên men và khi kết lắng thì làm cho nấm men rất bẩn. Do đó, ta cần loại chúng ra khỏi dịch đường. Quá trình kết lắng làm trong dịch nha, làm tăng giá trị cảm quan của bia. Thiết bị Thùng lắng cặn bao gồm các bộ phận sau: Thùng bằng inox hình trụ đứng Gờ chắn cặn gắn dưới đáy thùng Cửa sửa chữa Đèn Kính quan sát Ống thoát hơi ra ngoài trời Ống dẫn nước nha từ phân xưởng nấu Ống dẫn nước nha sau khi lắng Ống xả cặn lắng Ống đo mực chất lỏng trong thùng Vòi xịt nước vệ sinh Tiến hành Nước nha được bơm từ phân xưởng nấu vào thùng lắng cặn (trong thời gian khoảng 20 phút) theo phương tiếp tuyến và chảy theo hình xoắn ốc dọc theo thành thiết bị. Sau thời gian khoảng 20 – 30 phút, cặn sẽ lắng hoàn toàn xuống đáy thùng. Khi đó, người ta sẽ mở van tháo dịch nha ở đáy, dịch nha chảy tràn qua gờ và thoát ra ngoài theo đường này. Sau đó, cặn cũng được tháo ra ngoài theo một đường ống khác gắn ở đáy thùng. Làm lạnh nhanh Mục đích Đưa nước nước nha từ nhiệt độ 96 – 980C (sau khi ra khỏi thùng lắng cặn) về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men: Sử dụng men mới: 150C Sử dụng men thu hồi: 80C Cần phải hạ nhanh nhiệt độ dịch đường vì ở vùng nhiệt độ từ 40 – 500C rất dễ tạo cơ hội cho vi sinh vật ưa nhiệt xâm nhập vào dịch đường, gây chua cho dịch đường (như các loại vi khuẩn lactic, acetic..). Thiết bị Thiết bị trao đổi nhiệt Đây là loại thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm (plate heat exchanger), được ứng dụng rộng rãi để thanh trùng hay gia nhiệt/làm lạnh các loại chất lỏng trong công nghệ sữa, thức uống, thực phẩm dạng lỏng hay nhớt. Thiết bị này cũng như hầu hết tất cả các thiết bị trong dây chuyền đều được điều khiển tự động tại bảng điều khiển chung với cả hệ thống trong khu vực APV. Các van được điều chỉnh bằng tay. Hình 5: Thiết bị trao đổi nhiệt Thiết bị trao đổi nhiệt gồm nhiều tấm kim loại gợn sóng (corrugated meta plate) ghép chặt với nhau tạo thành 4 khu vực trao đổi nhiệt riêng biệt, gọi là 4 vỉ trao đổi nhiệt. Tiến hành Thiết bị được chia làm 4 vùng: Vùng 1: dùng tác nhân giải nhiệt là nước. Sử dụng từ nguồn nước cấp của thành phố. Sau khi trao đổi nhiệt, nhiệt độ của nước tăng từ 300C đến khoảng 720C được bơm vào bồn để tận dụng làm vệ sinh thiết bị, nhiệt độ dịch nha từ 96 - 980C được giải nhiệt từ từ còn 60 - 620C. Vùng 2 và 3: dùng tác nhân giải nhiệt cũng là nước. Sau khi trao đổi nhiệt, nước có nhiệt độ: 470C (vùng 2) và 360C (vùng 3) nên sẽ được giải nhiệt lại bằng 2 tháp giải nhiệt đặt ở ngoài trời trên sân thượng của phân xưởng, sau đó nó được bơm tuần hoàn trở lại để giải nhiệt lại nước nha. Nước nha có nhiệt độ khoảng 37 - 400C (qua vùng 2) và 250C (qua vùng 3). Vùng 4: chất tải lạnh là glyclol được cấp bằng van điều chỉnh lưu lượng một cách tự động. Nhiệt độ dịch nha được làm lạnh xuống nhiệt độ yêu cầu. Sục không khí vô trùng Mục đích Khi đun sôi dịch nha với hoa houblon, hầu như toàn bộ lượng oxy trong dịch nha đã bay ra ngoài theo hơi nước. Do đó, ta phải nạp không khí vô trùng có chứa oxy để nấm men tăng sinh khối. Tiến hành Trên đường ống bơm dịch nha về tank, người ta sẽ sục không khí vô trùng vào thẳng trong đường ống, với nồng độ 8 - 10ppm (8 -10mg/lít dịch nha). Tuy dịch nha được nạp vào tank nhiều lần cho đến khi đủ dung tích nhưng O2 chỉ được sục vào trong lần đầu tiên. Cách xử lý không khí trước khi sục vào dịch nha: không khí được dẫn qua bình lọc bông gòn giữ bụi cơ học rồi khử trùng bằng tia cực tím. Cấy men Mục đích Cung cấp men, chuẩn bị cho quá trình cấy men. Cách tiến hành Cũng trên đường ống bơm dịch nha về tank, người ta sẽ cấy nấm men vào thẳng trong đường ống đồng thời với sục khí, với mật độ 20 – 25 triệu tế bào/ml; và cũng chỉ cấy trong lần nạp dịch nha đầu tiên. Ưu điểm của việc cấy nấm men vào thẳng ống dẫn nước nha: làm cho nấm men phân bố đều vào toàn bộ khối nước nha ban đầu và tạo điều kiện cho chúng sinh trưởng nhanh hơn. Nấm men dùng để cấy có 2 dạng: Nấm men mới Kết thúc giai đoạn nuôi cấy ở phòng thí nghiệm với phương pháp tăng dần thể tích, mẫu nấm men sẽ được cho nhân giống trong điều kiện bán sản xuất: Ban đầu, nấm men giống sẽ được chuyển vào bồn với dung tích 1390 lít. Lượng nấm men trong bồn này sẽ được nhân lên khoảng 500kg. Toàn bộ môi trường và nấm men ở đây sẽ được chuyển sang bồn lớn hơn với dung tích khoảng 7650 lít. Khi nấm men đạt đến mật độ 60.106 tế bào/ml, người ta bổ sung thêm antifoam (chất phá bọt) và chế phẩm Maturex L, rồi tiến hành bơm vào đường ống dẫn nước nha. Dịch nha làm môi trường nuôi cấy nấm men phải được tiệt trùng và làm lạnh tại chỗ (ngay trong bồn lớn) đến 150C. Trong suốt quá trình nhân giống cần tiến hành sục O2 liên tục. Thời gian nhân giống: khoảng 3 ngày. Lượng sử dụng: 800 – 1000 lít/ tank cổ điển. Nấm men thu hồi: cần qua các bước xử lý sau Rây men: Nấm men thu hồi được bơm lên sàng rung bằng từ tính (50 dao động/s). Tấm lưới sẽ giữ lại cặn men chết và các cặn lớn trong quá trình lên men. Nấm men còn sống tan lẫn trong dịch bia được rửa bằng nước lạnh ngay trên máy sàng lọc trước khi tồn trữ trong các bồn hình trụ. Phòng KCS sẽ tiến hành kiểm tra nấm men, tùy kết quả kiểm tra nấm men có thể được tái sử dụng (nếu tỷ lệ tế bào chết nhỏ hơn 10%) hoặc đem ép thành bánh và bán cho các trại chăn nuôi gia súc. Thông thường một đời nấm men có thể sử dụng lên men 6 – 8 chu kỳ. Lượng nấm men thu hồi khoảng 1500kg/mẻ. Nấm men tái sử dụng được chuyển sang 5 ốp. Khoảng 10 – 20h trước khi sử dụng người ta tiến hành hoạt hóa men. Khi đó, bơm vào một ít nước nha loại tốt, nhiệt độ 6 – 80C để nấm men tiếp xúc với môi trường, làm quen với điều kiện sống mới, chuẩn bị cho việc nảy chồi và phát triển sau này. Bổ sung thêm antifoam và chế phẩm Maturex L. Thời gian tồn trữ: tùy theo năng suất của nhà máy, khi sản xuất nhiều thì vài giờ, khi sản xuất ít thì có thể là 1 ngày. Chế phẩm Maturex L Là chất lỏng màu nâu có tỷ trọng khoảng 1,2g/ml. Bản chất: là enzyme - acetolactate decarboxylase (ALDC). Hoạt tính: 1500 ADU/g. 1 ADU là lượng enzym cần sử dụng, dưới những điều kiện tiêu chuẩn, để chuyển hóa - acetolactate tạo thành 1 μmol acetoin trong một phút. Lượng sử dụng: 0,84l enzym/ 350hl. ALDC hạn chế sự tạo thành diacetyl trong suốt quá trình lên men và giảm thời gian lên men phụ đến mức tối đa, do ALDC chuyển trực tiếp – acetolactate thành acetoin mà không qua chất trung gian là diacetyl. Lên men chính Mục đích Chuyển hóa đường và các dextrin bậc thấp thành etanol, CO2 và một số sản phẩm phụ khác nhờ hoạt động sống của nấm men. C6H12O6 -> 2C2H50H + CO2 + Q Các biến đổi chính Sinh học: sự sinh sản, trao đổi chất của nấm men. Nấm men chuyển hoá phần lớn đường và một ít dextrin bậc thấp thành etanol, CO2 và một số sản phẩm phụ (aldehyde, ester, rượu cao phân tử, acid hữu cơ,…). Hóa sinh: các quá trình trao đổi glucid, trao đổi các hợp chất chứa nitơ, trao đổi lipid. Hoá học: quan trọng nhất là sự tác dụng của acid hữu cơ và rượu tạo ester. Hoá lý: Sự hoà tan CO2 vào dịch nha. Các acid hữu cơ tạo thành làm giảm pH: pH từ 5,3 - 5,6 ở dịch đường ban đầu giảm về pH = 4,2 - 4,6 trong bia non. Do thay đổi các tác nhân kỹ thuật như O2, pH, to sẽ dẫn tới sự keo tụ protein do các protein biến tính dần (mất dần điện tích). Điều này dẫn tới sự thay đổi lớn độ nhớt trong bia non, ảnh hưởng đến sự liên kết và độ mịn của lớp bọt trong bia non. Vật lý: quan trọng nhất là quá trình tỏa nhiệt. Do đó, trong thiết bị lên men phải có hệ thống làm lạnh để điều chỉnh nhiệt độ dịch lên men. Trong suốt quá trình lên men, nồng độ chất khô bị giảm do: Nấm men tiêu tốn một phần để cung cấp năng lượng cho việc phát triển sinh khối. Một số sản phẩm tạo thành là những hợp chất dễ bay hơi. Một phần bị kết lắng. Cách tiến hành Dịch nha được châm vào tank lên men nhiều lần, mỗi lần khoảng 100hl, cách nhau khoảng 4 giờ để tạo điều kiện thích nghi dần cho nấm men. Đồng thời việc châm dịch nha nhiều lần còn giúp pha trộn các mẻ nấu với nhau, làm cho thành phần môi trường lên men ổn định. Bổ sung O2 và nấm men ngay trên đường ống dẫn dịch nha trong lần châm vào tank đầu tiên. Trong quá trình châm dịch nha, nắp của tank phải được mở để đẩy hết không khí còn trong tank ra ngoài và để quá trình châm dễ dàng hơn. Khi châm đầy dịch nha thì đóng nắp lại, bắt đầu quá trình lên men và thu hồi CO2 sinh ra khi lên men. Nhiệt độ bắt đầu lên men đối với men thu hồi là 80C và men mới là 150C. Công nhân lập bảng theo dõi nhiệt độ, độ đường hàng ngày. Thời gian lên men tính từ sau khi cấy giống vào dịch nha. Đối với tank cổ điển, mẫu được kiểm tra sau 3 ngày lên men. Đối với tank outdoor, mẫu được kiểm tra mỗi ngày. Quá trình lên men chính được phân xưởng lên men kiểm soát chủ yếu bằng hàm lượng đường sót và nhiệt độ. Ngoài ra, các thông số khác như pH, độ trong, lượng sinh khối tế bào nấm men, khả năng kết lắng, độ lên men, hàm lượng CO2, vi sinh vật lạ… cũng được kiểm tra ở phòng kỹ thuật nhằm điều khiển quá trình lên men cũng như xác định thời điểm kết thúc quá trình lên men chính. Thời gian lên men chính: 5 – 7 ngày (đối với men thu hồi, còn đối với men mới thì lâu hơn). Khi quá trình lên men chính kết thúc – độ đường sót còn khoảng 2,8 - 3,20Plato, bọt đã xẹp hết, xung quanh bồn có màu nâu xám – ta hạ nhiệt độ bồn xuống khoảng 20C để nấm men lắng xuống cùng các thành phần keo tụ của protein, tanin, nhựa đắng hoa houblon,… và chuẩn bị tháo bia non. Đầu tiên ta mở cửa có gắn kính quan sát ở bồn lên men, nối đường ống tháo bia non sang tank lên men phụ. Nhờ có code gắn ở đáy bồn lên men, bia non được tháo đến mức quy định mà không lẫn sinh khối nấm men. Bia non chảy tự nhiên xuống tank lên men phụ mà không dùng bơm để tiết kiệm năng lượng và tránh làm xáo trộn CO2. Sau khi tháo hết bia non, tháo code và dùng cào để khuấy trộn nấm men cùng với một ít lượng dịch còn sót để thuận tiện cho quá trình thu hồi hết nấm men. Khuấy nhiều lần cho tế bào rời nhau và phân bố đều trong dịch. Dùng bơm hút hết lượng nấm men này, cho chảy theo đường ống qua máy rây. Các giai đoạn chủ yếu trong quá trình lên men chính Giai đoạn 1: gồm 2 ngày đầu tiên Nấm men sẽ nảy chồi, phát triển mạnh dần và sinh khối đạt cực đại ở cuối ngày thứ hai. Sự giảm dần nồng độ chất hoà tan trong dung dịch đường (giảm 0,3 - 0,5%). Nhiệt độ tăng dần (tăng 0,50C). Xuất hiện nhiều bóng khí to, thô bám xung quanh thùng, và ở cuối ngày thứ 2 có thể tạo ra một lớp bọt mỏng gồm nhiều bóng khí CO2 ở trên bề mặt môi trường lên men (bọt nhỏ, mịn và trắng). Giai đoạn 2: gồm 2 ngày kế tiếp Quá trình lên men bắt đầu chuyển từ lên men hiếu khí (để tăng sinh khối nấm men) sang kiểu lên men kỵ khí (để tạo ra C2H5OH và CO2). Bọt khí xuất hiện nhiều và nhanh hơn, bóng khí khô và mịn hơn (bọt dềnh cao thành cục, đầu tiên màu trắng sau ngã sang màu hơi nâu). Sự giảm mạnh nồng độ chất hòa tan trong dung dịch đang lên men (giảm 2 - 2,5%). Nhiệt độ tăng nhanh hơn (tăng 1 - 1,50C). Do đó, người ta tăng lưu lượng glycol để giữ nhiệt độ theo yêu cầu. Giai đoạn 3: gồm 2 - 3 ngày tiếp theo, sự lên men xảy ra mãnh liệt nhất. Sự giảm nhanh nồng độ chất hoà tan Sự tăng rất nhanh của nhiệt độ. Tích lũy nhiều diaxetyl nhất. Khí CO2 thoát ra cũng nhiều nhất (bọt cao đến mức cực đại, tạo mảng lớn, kích thước bọt to thô bắt đầu ngả xám, cuối giai đọan này bọt