(Hình của Morton Coutts – Giám đốc kỹ thuật của Dominion – New Zealand Người nhận bằng sáng chế liên quan đến hệ thống lên men liên tục)
Hệ thống lên men liên tục của nhà máy Dominion được mô tả như hình sau:
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống lên men liên tục Dominion
Dịch bia sau đó tiếp tục qua bồn lên men số 1, bồn lên men số 2. Lưu lượng bia ra khỏi bồn số 1 bằng với lưu lượng dịch nha nhận từ nhà nấu. Dịch bia ra khỏi các bồn được kiểm soát ổn định tại độ hòa tan mong muốn. Việc kiểm soát độ hòa tan thực hiện bằng tỷ lệ tái sử dụng men, mức độ sục khí, tỷ lệ dòng bia phối trộn sau bồn lên men 1. Bồn tách men có dạng đáy côn (theo nguyên tắc Cyclone). Men dư được đưa ra khỏi hệ thống từ đây. Bia sau khi đạt độ hòa tan cuối sẽ tiếp tục tàng trữ trong tank lên men theo mẻ.
Bồn đệm đầu vào chỉ chiếm 6% tổng dung tích hệ thống nhằm mục đích kích hoạt nấm men. Dòng bia hồi lưu từ bồn lên men số 1 được phối trộn vào dịch nha để giảm pH về 4,2, độ cồn ~2% và nấm men tiếp tục pha Log của chu kỳ tăng trưởng. pH thấp và hoạt lực nấm men cao đã góp phần hạn chế sự nhiễm vi sinh. Không khí cũng được cấp vào bồn đệm. Mức độ sục khí thể hiện qua tỷ lệ tăng trưởng sinh khối của nấm men và hàm lượng ester hình thành.
Tank lên men số 1 và số 2 có sức chứa lần lượt là 63% và 31% tổng dung tích. Cả hai đều có khuấy trộn và hoạt động liên hoàn dựa trên tỷ trọng bia đầu ra. Bia sau đó đền bồn tách men có dạng đáy côn nhằm thu hồi men lắng. Men dư được xả bỏ nhưng trước đó sẽ dùng nước khử khí để rửa và thu hồi hết chất tan còn sót. Phần bia loãng thu hồi sẽ được dùng để pha với dịch nha đầu vào.
Hệ thống của Coutts cũng được sử dụng tại Công ty bia New Zealand. Hệ thống tương tự cũng lắp đặt cho 4 nhà máy bia khác, trong đó hiện đại nhất là nhà máy Christchurch vào năm 1976. Nhà máy này sử dụng 2 bồn lên men số 1 và số 2 có dung tích 1500hl và 1100hl, công suất hệ thống là 72hl/giờ.
Những ưu điểm và khuyết điểm của hệ thống lên men liên tục:
Ưu điểm:
- Thời gian lên men ngắn, nấm men không có pha lag (bia lager giảm tỷ trọng từ 1.044 đến 1.008 trong 8-12 giờ – Bruens 1966).
- Cải thiện hiệu suất thu hồi chất đắng từ 10-20% (do ít tẩn thất nấm men).
- Dịch bia đồng nhất.
- Hệ thống hoạt động liên tục (ít thời gian ngưng).
- Tiết kiệm chi phí CIP.
- Ít ảnh hưởng đến hương vị bia, nhưng độ bền keo của bia cần được cải thiện.
- Diện tích lắp đặt ít, hệ thống nhỏ gọn.
- Ít tổn thất chất tan.
Khuyến điểm:
- Khó sản xuất nhiều loại bia 1 lúc.
- Profile mùi vị của bia vẫn còn khác biệt với bia hiện tại đang sản xuất bằng công nghệ theo mẻ truyền thống.
- Không thể tăng giảm công suất khi có biến động thị trường.
- Khó duy trì độ tinh khiết của nấm men, nhưng đây lại là yếu tố tiên quyết ảnh hưởng đến chất lượng bia.
- Khi hệ thống bị nhiễm vi sinh thì quy trình xử lý rất phức tạp và tốn chi phí vì phải ngưng hoàn toàn sản xuất, lượng sản phẩm nghi ngờ nhiễm vi sinh lớn.
Người lao động phải làm việc theo hệ thống liên tục 24 giờ/ngày và 7 ngày/tuần.
(1) http://www.businesshistory.auckland.ac.nz/db_breweries/timeline.html
(2) Hệ thống lên men liên tục của Coutts: a. Sơ đồ nguyên lý, b. Sơ đồ hệ thống tại nhà máy Auckland
