Khi tỷ trọng của bia ngừng giảm nhưng vẫn cao hơn tỷ trọng cuối dự kiến, hãy xác nhận lại phép đo trước khi thay đổi quá trình lên men. Số đo không đổi có thể do lỗi lấy mẫu, quá trình lên men kết thúc chậm hoặc dịch nha đã đạt giới hạn khả năng lên men. Sau khi xác nhận tình trạng đình trệ thực sự, hãy đối chiếu đường cong lên men với tình trạng men, hồ sơ cấy men, lượng oxy được cấp khi cấy và nhiệt độ bia thực tế. Thực hiện các biện pháp khắc phục trong điều kiện kín và vệ sinh: việc chuyển bia không cần thiết và bổ sung oxy muộn có thể gây ra vấn đề mới mà không giải quyết được nguyên nhân ban đầu.

Tại nhà máy bia, hồ sơ mẻ là điểm khởi đầu hữu ích nhất. Tỷ trọng ban đầu, chủng men, lượng men cấy, lịch sử nhiệt độ và các số đo tỷ trọng gần đây cho biết quá trình lên men gặp khó khăn ngay từ đầu hay chậm lại sau giai đoạn hoạt động ban đầu bình thường. Sự khác biệt này quyết định biện pháp can thiệp nào có khả năng hiệu quả.

Xác định xem quá trình lên men có thực sự bị đình trệ hay không

Lấy mẫu đại diện qua điểm lấy mẫu đã được làm sạch và khử trùng. Xả phần vật liệu còn đọng trong van theo quy trình lấy mẫu, sau đó thu đủ lượng bia cần thiết cho thiết bị đo. Loại bỏ carbon dioxide hòa tan trước khi đo bằng tỷ trọng kế, đồng thời đưa mẫu về nhiệt độ hiệu chuẩn của thiết bị hoặc áp dụng hiệu chỉnh phù hợp. Bọt khí bám vào tỷ trọng kế có thể làm thiết bị nổi cao hơn và khiến kết quả sai lệch.

Sau khi quá trình lên men bắt đầu, khúc xạ kế cần được sử dụng đặc biệt thận trọng. Cồn làm thay đổi mối quan hệ giữa chiết suất và nồng độ đường, vì vậy số đo chưa hiệu chỉnh không thể hiện tỷ trọng cuối. Hãy sử dụng phép hiệu chỉnh đã được xác nhận, có tính đến tỷ trọng ban đầu, hoặc xác nhận kết quả bằng phương pháp đo khối lượng riêng phù hợp. Lặp lại cùng một phương pháp không phù hợp chỉ tái tạo sai số.

So sánh các số đo liên tiếp trong khoảng thời gian phù hợp với chủng men, nhiệt độ và giai đoạn lên men. Một kết quả không đổi duy nhất chưa đủ để xác định quá trình bị đình trệ. Gần cuối quá trình lên men, mức thay đổi tỷ trọng nhỏ hơn và dễ bị bỏ sót do độ phân giải của thiết bị. Hoạt động của khóa khí và lớp bọt nhìn thấy được không phải là chỉ dấu thay thế đáng tin cậy: khí hòa tan thoát ra có thể tiếp tục sau khi quá trình tiêu thụ đường chậm lại, trong khi rò rỉ ở thiết bị có thể che giấu quá trình lên men vẫn đang diễn ra.

Tỷ trọng cuối dự kiến phải dựa trên mục tiêu về khả năng lên men thực tế. Ước tính của công thức hoặc khoảng độ lên men của men không chứng minh rằng dịch nha cụ thể này phải kết thúc ở mức đó. Điều kiện đường hóa, thành phần chất chiết và các nguyên liệu đặc biệt đều ảnh hưởng đến lượng đường còn lại sau quá trình lên men bình thường.

Phân biệt sự cố của men với khả năng lên men hạn chế của dịch nha

Thử nghiệm lên men cưỡng bức giúp trả lời câu hỏi cốt lõi: liệu còn chất chiết có thể lên men hay không? Sử dụng mẫu dịch nha được lấy trong điều kiện vệ sinh, tốt nhất là mẫu được giữ lại trước khi lên men, rồi cấy đủ lượng men khỏe mạnh vào mẫu trong điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát nhằm thúc đẩy quá trình lên men hoàn tất. Tuân thủ phương pháp đã được xác nhận và so sánh điểm kết thúc ổn định của mẫu với bồn sản xuất.

Khi xử lý sự cố cho chủng men sản xuất, hãy dùng chính chủng đó trong thử nghiệm. Chủng men có độ lên men cao hơn có thể tiêu thụ những loại đường mà men sản xuất không sử dụng được, khiến bồn có vẻ bị đình trệ trong khi thực tế đã đạt giới hạn bình thường. Nếu chỉ có bia đã lên men một phần, thử nghiệm khởi động lại trong phòng thí nghiệm vẫn có thể hữu ích, nhưng cồn và cách xử lý mẫu sẽ ảnh hưởng đến việc diễn giải kết quả.

Nếu dịch nha đã đạt giới hạn khả năng lên men, việc bổ sung men nhiều lần sẽ không loại bỏ được dextrin mà chủng men không thể lên men. Bổ sung enzyme hoặc đổi sang chủng men khác sẽ làm thay đổi quy trình và có thể ảnh hưởng đến độ đậm, hương vị cũng như độ ổn định của bia sau khi đóng gói. Hãy xem những biện pháp này là các thay đổi sản phẩm cần được kiểm soát.

Đối chiếu lịch sử men với đường cong tỷ trọng

Giai đoạn chậm kéo dài ban đầu, sau đó là mức độ lên men yếu, thường hướng đến các nguyên nhân như lượng men sống được cấy không đủ, tình trạng men kém, thiếu oxy khi cấy hoặc nhiệt độ ban đầu không phù hợp. Nếu tỷ trọng giảm tốt lúc đầu rồi đột ngột ngừng, cần chú ý hơn đến các sự kiện làm lạnh, hiện tượng kết bông sớm, áp lực cồn tăng hoặc thay đổi áp suất trong bồn. Những kiểu diễn biến này định hướng việc điều tra nhưng tự chúng không xác định được nguyên nhân.

Lượng men cấy và tình trạng men là hai phép đo khác nhau

Chỉ riêng thể tích huyền phù men không cho biết lượng men đã được đưa vào bồn. Nồng độ tế bào, tỷ lệ tế bào sống và lượng vật chất không phải men đều ảnh hưởng đến lượng men cấy thực tế. Tính lượng tế bào sống được bổ sung dựa trên các đặc tính đã đo của huyền phù, rồi đối chiếu với mục tiêu đã được nhà máy bia xác nhận cho chủng men, độ đậm của dịch nha và điều kiện lên men.

Khả năng sống cho biết tế bào còn sống hay không theo phép thử được sử dụng. Khả năng hoạt động phản ánh năng lực sinh lý của chúng. Men có thể cho thấy khả năng sống ở mức chấp nhận được nhưng vẫn lên men kém sau thời gian bảo quản kéo dài, nhiều lần lên men trong điều kiện căng thẳng hoặc khi dự trữ năng lượng đã cạn kiệt. Xem xét thời điểm thu hoạch men, nhiệt độ bảo quản, thời gian trước khi tái sử dụng và kết quả của mẻ men trước đó. Số thế hệ men là thông tin tham khảo nhưng không thể thay thế những quan sát này.

Dịch nha có độ đậm cao làm tăng áp lực lên men do áp suất thẩm thấu ở giai đoạn đầu và áp lực cồn ở giai đoạn sau. Lượng men cấy hoạt động ổn định trong bia có tỷ trọng thấp hơn có thể hoạt động kém trong mẻ có độ đậm cao hơn. Tương tự, sốc nhiệt khi cấy có thể làm chậm hoạt động ngay cả khi số lượng tế bào sống được tính toán là đủ.

Kiểm tra hiện tượng lắng sớm và các hạn chế về dinh dưỡng

Men có khả năng kết bông cao có thể lắng khỏi trạng thái lơ lửng trước khi quá trình lên men hoàn tất, đặc biệt sau khi làm lạnh. Nếu thiết kế thiết bị và quy trình vận hành cho phép, việc khuấy nhẹ theo một phương pháp khép kín đã được thiết lập có thể đưa men trở lại tiếp xúc với bia. Tránh khuấy trộn tùy tiện, mở bồn hoặc bơm không khí vào. Khuấy lại không thể phục hồi các tế bào đã chết hoặc khiến loại đường không thể lên men trở nên sử dụng được.

Đối với dịch nha có tỷ lệ nguyên liệu phụ trợ cao hoặc có thành phần bất thường, hãy kiểm tra mức độ sẵn có của chất dinh dưỡng cho men. Tổng lượng chất chiết không cho biết liệu lượng nitơ có thể sử dụng và các yếu tố cần thiết khác cho sự phát triển có đủ hay không. Việc bổ sung chất dinh dưỡng cần có lý do rõ ràng, thành phần phù hợp và quy trình định lượng đã được phê duyệt. Bổ sung chất dinh dưỡng muộn không tự động khắc phục được tổn thương đã xảy ra trước đó trong quá trình lên men.

Kiểm tra lượng oxy khi cấy mà không sục khí vào bia thành phẩm

Men sử dụng oxy để tổng hợp các thành phần màng tế bào cần thiết cho quá trình phát triển và khả năng chịu đựng căng thẳng. Thiếu oxy ở giai đoạn đầu có thể hạn chế sự phát triển khỏe mạnh của tế bào, đặc biệt khi men tái sử dụng có lượng dự trữ thấp hoặc dịch nha gây áp lực đáng kể. Bằng chứng cần xem xét là lượng oxy được đưa vào dịch nha khi cấy men, chứ không phải hình ảnh bọt khí trong kính quan sát.

Kiểm tra lưu lượng oxy, lưu lượng dịch nha, điều kiện tiếp xúc, tình trạng của đá sục và vị trí cũng như thời điểm đo oxy hòa tan. Chỉ báo nguồn khí không chứng minh rằng quá trình truyền oxy diễn ra hiệu quả. Đá sục bị bám bẩn, lưu lượng dịch nha thay đổi và khả năng trộn kém có thể dẫn đến kết quả không ổn định ngay cả khi cài đặt bộ điều áp khí không thay đổi.

Đo oxy hòa tan bằng thiết bị đã hiệu chuẩn tại điểm lấy mẫu và giai đoạn quy trình xác định. So sánh kết quả với mục tiêu đã được xác nhận cho chủng men và dịch nha. Không có một mức oxy mục tiêu nào phù hợp với mọi quá trình lên men. Cách chuẩn bị men cũng rất quan trọng: một số sản phẩm men khô có hướng dẫn cấy khác với hướng dẫn dành cho men lỏng thu hồi.

Bằng chứng về tình trạng thiếu oxy khi cấy không phải là chỉ dẫn sục oxy vào bia ở giai đoạn muộn. Sau khi quá trình lên men đã hình thành, tiếp xúc với oxy có thể làm giảm độ ổn định hương vị, và men bị căng thẳng có thể không phản ứng như mong muốn. Chỉ bổ sung oxy muộn trong khuôn khổ quy trình phục hồi đã được xác nhận và quy định cụ thể theo từng giai đoạn. Khi quá trình lên men đình trệ muộn, biện pháp phù hợp hơn thường là điều chỉnh nhiệt độ hoặc bổ sung men hoạt tính đã được chuẩn bị đúng cách.

Kiểm tra nhiệt độ bia, quá trình làm lạnh và áp suất

Khi đường cong lên men thay đổi bất ngờ, hãy đo nhiệt độ thực tế của bia độc lập với màn hình bộ điều khiển. Bộ điều khiển có thể hiển thị nhiệt độ cài đặt trong khi bia vẫn lạnh hơn, còn đầu dò bị lỗi có thể làm sai lệch cả màn hình lẫn hệ thống làm lạnh. Đối chiếu số đo với thiết bị tham chiếu đã hiệu chuẩn bằng phương pháp đo vệ sinh được phê duyệt.

Kiểm tra xu hướng nhiệt độ vào khoảng thời gian tỷ trọng bắt đầu không đổi. Van làm lạnh bị để mở, thay đổi nhiệt độ cài đặt hoặc lệnh làm lạnh nhanh được kích hoạt sớm đều có thể khiến men lắng khỏi trạng thái lơ lửng. Vị trí đầu dò và sự phân tầng nhiệt cũng rất quan trọng: một số đo tại chỗ có thể không đại diện cho toàn bộ bồn.

Khi bia thấp hơn phạm vi hoạt động của chủng men, hãy tăng nhiệt độ từ từ trong giới hạn của hồ sơ lên men đã được xác nhận. Tăng nhiệt vượt quá phạm vi đó để ép quá trình hoạt động có thể gây ra vấn đề về hương vị và làm men thêm căng thẳng. Nếu bia đã đủ ấm và men bị tổn hại nghiêm trọng, việc tăng nhiệt thêm sẽ mang lại rất ít lợi ích.

Cần lưu ý đến áp suất khi nhiệt độ có vẻ bình thường. Carbon dioxide hòa tan tăng và áp suất lên men cao có thể ức chế hoạt động của men; mức độ nhạy cảm tùy thuộc vào chủng men và điều kiện. Kiểm tra thời điểm sử dụng van điều áp lên men, lịch sử áp suất trong bồn và hoạt động của đường thoát khí. Mọi điều chỉnh áp suất phải tuân thủ quy trình vận hành của thiết bị; giảm áp đột ngột có thể gây sủi bọt mạnh và thất thoát sản phẩm.

Chọn biện pháp phục hồi dựa trên bằng chứng

Thực hiện biện pháp can thiệp tối thiểu có căn cứ, ghi lại và dành đủ thời gian để quan sát phản ứng có ý nghĩa. Thay đổi nhiệt độ, khuấy lại men, bổ sung chất dinh dưỡng và cấy men lại cùng lúc sẽ khiến kết quả khó diễn giải và làm phức tạp việc phòng ngừa trong tương lai.

1. Khôi phục điều kiện lên men đã bị xáo trộn. Khắc phục sự cố làm lạnh ngoài ý muốn hoặc sai lệch áp suất trong giới hạn quy trình đã thiết lập, sau đó theo dõi xu hướng tỷ trọng và nhiệt độ.
2. Nếu men sống đã lắng sớm và vẫn còn chất chiết có thể lên men, hãy sử dụng phương pháp khuấy lại khép kín đã được nhà máy bia phê duyệt. Đánh giá xem tỷ trọng có tiếp tục giảm trước khi lặp lại biện pháp can thiệp hay không.
3. Chuẩn bị khởi động lại quá trình lên men bằng men theo quy trình kiểm soát khi quần thể men ban đầu không thể hoàn tất quá trình. Chọn giống men khỏe mạnh, tương thích và tạo điều kiện cho quá trình lên men hoạt động theo quy trình chuẩn bị đã được xác nhận trước khi đưa men vào bia bị đình trệ.

Men được bổ sung để khởi động lại phải hoạt động trong môi trường có cồn, ít chất dinh dưỡng hơn và cân bằng đường khác với dịch nha tươi. Chỉ bổ sung thêm huyền phù men đã bảo quản có thể khiến sự cố lặp lại. Việc chuẩn bị cần tính đến nồng độ cồn trong bồn, nhiệt độ, lượng đường còn có thể lên men và khả năng tương thích của chủng men. Quy trình thích nghi theo từng giai đoạn có thể giảm mức thay đổi đột ngột của điều kiện.

Đảm bảo việc bổ sung và chuyển bia được thực hiện vệ sinh, đồng thời hạn chế tối đa lượng oxy xâm nhập. Nếu hương vị, mùi thơm, kết quả soi kính hiển vi hoặc diễn biến lên men cho thấy có thể bị nhiễm bẩn, hãy điều tra trước khi phối trộn hoặc chuyển mẻ qua thiết bị dùng chung. Vấn đề tỷ trọng đi kèm độ axit bất thường hoặc những thay đổi khác cần được xử lý khác với trường hợp lên men chậm nhưng bia vẫn sạch.

Xác nhận quá trình phục hồi trước khi làm lạnh hoặc đóng gói

Chỉ riêng việc khí thoát ra trở lại không chứng minh quá trình đã phục hồi. Xác nhận xu hướng tỷ trọng giảm bằng cùng một phương pháp đo đáng tin cậy, sau đó xác định điểm kết thúc ổn định phù hợp với khả năng lên men của dịch nha. Ghi lại biện pháp can thiệp và phản ứng sau đó để mẻ tiếp theo có thể khắc phục điểm yếu ban đầu của quy trình.

Mức độ lên men hoàn tất cũng không chứng minh bia đã sẵn sàng về hương vị. Men vẫn cần điều kiện phù hợp để hoàn thiện bia, bao gồm việc giảm các sản phẩm phụ của quá trình lên men như diacetyl. Hoàn tất các bước ủ chín và kiểm tra xuất xưởng thông thường của nhà máy bia trước khi làm lạnh hoặc loại bỏ men.

Lượng chất chiết còn có thể lên men đặc biệt quan trọng trước khi đóng gói. Bia có vẻ ổn định vì men đang lạnh hoặc không hoạt động có thể lên men trở lại sau khi ấm lên hoặc khi một quần thể men khác xâm nhập vào sản phẩm. Vì vậy, quyết định xuất xưởng phải dựa trên bằng chứng về việc quá trình lên men đã hoàn tất và các biện pháp kiểm soát độ ổn định áp dụng; mọi tình trạng đình trệ chưa được giải quyết phải được giữ ngoài lịch đóng gói thông thường.