Hệ thống lên men liên tục (continuous fermentation – CF) là một chuỗi liên hoàn các thiết bị nhằm mục đích lên men, thu hồi CO2, cấp men, thu hồi men một cách đồng thời. Dịch nha lạnh được nạp vào 1 đầu liên tục với vận tốc ổn định, bia bán thành phẩm đã lên men ra ở một đầu khác cũng với lưu lượng ổn định. Khác với hệ thống lên men gián đoạn là dịch nha được nạp đầy tank lên men rồi lên men, chuyển bia đi lọc. Sau đó, tank lên men được CIP và lên men mẻ mới. Hệ thống lên men liên tục được khởi động và sản xuất liên tục nhiều tháng.
Có nhiều thiết kế hệ thống CF khác nhau. Hệ thống CF được chia thành hệ thống mở cho phép lấy nấm men ra khỏi hệ thống và hệ thống kín giữ lại nấm men trong hệ thống càng nhiều càng tốt. Tuy nhiên, thực tế sẽ rất khó nếu không muốn nói là không thể để duy trì một hệ thống hoàn toàn khép kín mà nấm men được giữ ổn định sinh khối, hoạt lực cho quá trình lên men liên tục dài ngày.
Hệ thống lên men liên tục được ra đời khi tất cả các loại bia được sản xuất bằng phương pháp lên men theo mẻ. Vì vậy, hệ thống lên men liên tục cần phải làm ra được loại bia tương tự như các loại bia hiện có trên thị trường. Tức là, người tiêu dùng có cùng một cảm nhận về vị, mùi, cảm giác khi uống giống như bia lên men theo mẻ. Như vậy, hệ thống liên men liên tục cần phải được thiết kế dựa trên các chức năng hiện có của hệ thống lên men gián đoạn như: sục khí, cấy men, lên men chính, khử VDK, lắng/tách men. Hình sau, là hệ thống lên men liên tục của Bass năm 1970, đây là bồn đa chức năng cao khoảng 8,5m với thời gian lên men bia Ale đến độ đường mong muốn chỉ có 3-4 giờ.
Nguyên lý hệ thống lên men liên tục của Bass – 1970
Với tháp lên men của Bass thì bia (đã bổ sung Oxy) được nạp vào đáy tháp, tại đây tập trung nấm men ở mật độ cao, dịch nha giàu dưỡng chất và oxy nhanh chóng được nấm men hấp thụ và giảm tỷ trọng. Trong phần thân trụ của tháp có lắp các tấm ngăn kim loại để hạn chế sự khuếch tán nấm men đi lên. Dịch nha di chuyển từ dưới lên trên, tại phần trên cùng của tháp có phểu lắng tách men. Tuy nhiên, bia bán thành phẩm ra khỏi tháp vẫn chứa khoảng 0,5% nấm men.
Có hai yếu tố làm hệ thống liên tục lên men nhanh hơn tank lên men theo mẻ là:
(1) nấm men luôn ở trạng thái sẵn sàng tức là không có pha là như đối với tank lên men,
(2) mật độ nấm men luôn được duy trì ở mức cao.
Hình từ Boulton and Quain, 2001
Brewing yeast and fermentation – Chris Boulton và Davis Quain – trang 318.
Ưu và nhược điểm của hệ thống lên men liên tục:
| Ưu điểm | Nhược điểm |
| Tốc độ chuyển hóa dịch nha thành bia nhanh | Thiếu linh động khi sản xuất nhiều loại bia khác nhau |
Hiệu suất lên men cao:
|
Không thể tùy ý tăng công suất lên men hoặc giảm công suất lên men |
| Số lượng thiết bị ít và hiệu quả sử dụng cao | Chi phí chế tạo cao do tính phức tạp |
| Đồng nhất chất lượng bia | Yêu cầu trình độ và kỹ năng cao của nhân viên vận hành |
| Giảm thất thoát bia | Thời gian khởi động lâu |
| Tần suất CIP thấp hơn | Sẽ rất phức tạp khi bị nhiễm vi sinh |
| Giảm sử dụng hóa chất CIP/khử trùng | Yêu cầu chủng nấm men thích hợp |
| Yêu cầu công suất hệ thống nấu phải tương thích. |
Mọi quan tâm và câu hỏi vui lòng liên hệ Trần Hoàng Nam (hoangnam2511@gmail.com)
