Case Study Donaldson: Bộ Lọc - Yếu Tố Vô Hình Quan Trọng Trong Rượu Vang Cao Cấp

Ngành: Nhà máy sản xuất rượu vang

Vấn đề

Nếu không thực hiện quy trình lọc kép cẩn thận, một loạt vi khuẩn có thể ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng, hương vị, đặc điểm và mùi thơm của rượu vang trong chai.

Giải pháp

Các phần tử lọc LifeTec™ của Donaldson có diện tích màng lọc lớn hơn 20% so với các bộ lọc tương tự và được thiết kế với cấu trúc tam giác chắc chắn để chống xoắn và duy trì nguyên vẹn dưới dòng chảy cao.

Khuyến nghị sử dụng quy trình lọc hai bước

Trong nghệ thuật làm rượu vang, không chỉ những gì nằm trong chai mới quan trọng, mà cả những gì không có trong đó cũng đóng vai trò thiết yếu. Các chuyên gia làm rượu cho biết, sự xâm nhập của vi sinh vật không mong muốn trong quá trình đóng chai cuối cùng có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng. Ví dụ, vi khuẩn acetobacter có thể chuyển hóa rượu thành giấm, và bất kỳ men còn sót lại sau quá trình lên men đều có thể gây tái lên men ở những loại rượu còn đường dư, dẫn đến hiện tượng sủi bọt không mong muốn.

“Nếu một lượng rượu còn đường dư—và bạn không cẩn thận loại bỏ tất cả vi khuẩn, đặc biệt là tế bào men—thì rượu có thể tái lên men trong chai,” Drew Horton, chuyên gia về làm rượu tại Đại học Minnesota và cố vấn cho các nhà máy rượu vang tại khu vực Trung Tây, cho biết. “Điều này là một thảm họa vì nó khiến rượu bị sủi bọt hoặc đục, nút chai bị đẩy lên, hoặc trong kịch bản tệ nhất, chai bắt đầu phát nổ trong cửa hàng.”

Horton khuyến nghị mạnh mẽ các nhà làm rượu nên học cách thực hiện kỹ thuật lọc đúng cách. Trừ khi rượu vang không còn đường dư và nhà máy hoàn toàn vô trùng, ông đề xuất quy trình lọc kép. Theo ông, rất ít nhà máy rượu không áp dụng phương pháp này.

“Nếu nhãn rượu ghi là không lọc, điều đó nghĩa là nhà máy đảm bảo sử dụng trái nho tốt nhất, quy trình xử lý đạt tiêu chuẩn cực kỳ cao, rượu không còn đường dư, và phần lớn axit malic đã được chuyển hóa thành axit lactic,” Horton cho biết. “Khi đó, nhà sản xuất có thể chọn đóng chai mà không cần lọc.”

Quy trình lọc trong ngành công nghiệp trẻ

Các nhà máy rượu vang lâu đời đã quen thuộc với việc lọc. Nhưng ở những khu vực mà ngành công nghiệp này còn non trẻ, các nhà sản xuất nhỏ với ít kinh nghiệm thường phải đối mặt với nhiều thách thức. Horton cho biết, nhiều nhà làm rượu chỉ sử dụng lọc “danh nghĩa” (nominal) mà không nhận thức được sự cần thiết của bước lọc “tuyệt đối” (absolute) thứ hai.

“Nếu rượu không được chuẩn bị và lọc đúng cách khi đóng chai,” ông nói, “một loạt vi khuẩn có thể ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng, hương vị, đặc điểm và mùi thơm của rượu.”

Đường dư và đặc điểm vùng miền

Các loại rượu trắng khô hoặc hơi khô của các nhà máy uy tín thường có lượng đường dư dưới 2%—nhiều loại còn dưới 1%, mức được ngành định nghĩa là “khô.” Trong khi đó, ở các bang phía Bắc với dân cư nông thôn đông đảo, nơi mọi người thường ưa chuộng rượu ngọt hơn, các loại rượu có đường dư từ 3-5% rất phổ biến. Điều này cũng giúp các nhà làm rượu cân bằng độ axit cao trong nho trồng ở những vùng có mùa vụ ngắn.

Đường dư là một thành phần rất quan trọng trong việc pha trộn rượu vang, nhưng bất kỳ men nào còn sót lại sau khi hoàn thành nhiệm vụ của nó vẫn có khả năng tương tác với sản phẩm, ngay cả sau sáu hoặc chín tháng kể từ khi đóng chai.

Đó là lý do tại sao các nhà máy sản xuất rượu cần đặc biệt chú trọng đến việc lọc. Trong suốt năm sản xuất—sau khi rượu đã được ủ trong thùng gỗ sồi và ổn định bằng phương pháp làm lạnh—nhiều nhà làm rượu áp dụng quy trình lọc hai bước theo khuyến nghị của Horton.

• Bước 1: Rượu được lọc theo từng mẻ qua một bộ lọc “sâu” danh nghĩa để loại bỏ từ 95 đến 98% men và các vi sinh vật mục tiêu khác, có kích thước trong khoảng 0,6 đến 0,8 micron.

• Bước 2: Nếu họ bổ sung đường cân bằng, rượu sẽ được lọc lần nữa qua bộ lọc “màng” tuyệt đối cuối cùng. Lớp màng PES (polyethersulfone) mỏng với kích thước lỗ 0,45 micron của bộ lọc này giúp bắt giữ 2 đến 5% tạp chất còn sót lại mà bộ lọc danh nghĩa có thể bỏ qua.

Quy trình này đảm bảo chất lượng rượu vang tối ưu và giảm thiểu mọi nguy cơ từ vi sinh vật không mong muốn, mang đến sản phẩm có hương vị và độ trong suốt hoàn hảo.
 

Trong nhiều năm tại châu Âu, các bộ lọc màng của Donaldson, công ty có trụ sở tại Minnesota, đã được sử dụng trong ngành sản xuất rượu vang. Hiện nay, sản phẩm LifeTec Absolute Filter mới của Donaldson đang phục vụ thị trường này và bắt đầu thâm nhập vào ngành sản xuất rượu vang tại Mỹ.

Các phần tử lọc LifeTec có diện tích màng lọc lớn hơn 20% so với các bộ lọc tương đương, với thiết kế tam giác chắc chắn để chống xoắn và duy trì nguyên vẹn dưới dòng chảy cao. Donaldson đã phát triển công nghệ này hợp tác với một số công ty nước giải khát lớn nhất thế giới, các thương hiệu nổi tiếng trong gia đình.

“Các vi sinh vật mục tiêu luôn khác nhau, tùy thuộc vào ứng dụng,” ông Colter Marcks, Kỹ sư trưởng về Lọc Quy trình tại Donaldson, chia sẻ.

“Đối với bia, không hẳn là đảm bảo rằng men được loại bỏ, mà quan trọng là ngăn chặn các sinh vật gây hỏng phát triển. Dung dịch bia rất ngọt và có thể trở thành nguồn thức ăn tốt cho nhiều sinh vật khác nhau, nên việc loại trừ các sinh vật gây ô nhiễm là cực kỳ quan trọng, chỉ để lại những sinh vật mong muốn.”

Bộ lọc LifeTec được thiết kế để loại bỏ các sinh vật chỉ trong một bước lọc. Tuy nhiên, theo Horton, bước tiền lọc nhằm mục đích tiết kiệm chi phí.

“Với lọc danh nghĩa, bạn có thể sử dụng từ 12 đến 80 tấm lọc, tùy thuộc vào khối lượng rượu và tốc độ dòng chảy, và chúng có giá 1 hoặc 2 USD,” ông giải thích. “Trong khi đó, các hộp lọc tuyệt đối có giá 300 USD. Nếu chúng bị tắc thường xuyên, bạn sẽ lãng phí rất nhiều tiền. Giống như bất kỳ công cụ nào, càng giảm tải công việc cho nó, tuổi thọ của nó càng dài.”

Marcks đồng tình rằng hai bước lọc tốt hơn một. “Bộ lọc đầu tiên bắt giữ phần lớn chất ô nhiễm và đảm bảo rằng bộ lọc cuối cùng không bị tắc nghẽn nhanh chóng,” ông cho biết. “Vì bộ lọc màng đắt hơn, bạn nên để phần lớn công việc được thực hiện bởi bộ lọc đầu tiên.”

"Mặc dù việc lọc và kiểm tra hai bước cẩn thận nghe có vẻ rắc rối nhưng thực hiện mà không có nó có thể nhanh chóng tiêu tốn thời gian và chi phí."

Bộ lọc LifeTec được thiết kế để tiết kiệm chi phí lâu dài, theo ông Marcks, nhờ khả năng tái sử dụng và cấu trúc khung chắc chắn có thể chịu được áp lực từ quy trình tiệt trùng bằng hơi nước. Tuy nhiên, Horton khuyến nghị tất cả các bộ lọc màng cần được theo dõi cẩn thận để phát hiện rò rỉ.

“Có thể đẩy rượu sạch qua một bộ lọc màng, nhưng bằng cách nào đó, dù là áp suất hoặc lượng tạp chất trong rượu, màng lọc có thể bị rách,” Horton giải thích. “Bạn phải kiểm tra bộ lọc màng trước và sau khi sử dụng. Nếu thực sự cẩn thận, bạn có thể gửi rượu tới phòng thí nghiệm vi sinh để kiểm tra bằng cách nuôi cấy trên đĩa petri.”

Sau 20 năm làm việc tại các nhà máy rượu vang, Horton cho rằng không nên cắt giảm chi phí cho quy trình lọc. Mặc dù lọc cẩn thận hai bước và kiểm tra có vẻ phức tạp, việc bỏ qua quy trình này có thể nhanh chóng dẫn đến tốn kém thời gian và chi phí.

“Khi bạn làm việc trong một nhà máy rượu, và 200 thùng rượu bị đục hoặc tái lên men, bạn phải gọi thêm một đội ngũ để gỡ từng nút chai, đổ rượu trở lại bể, ổn định lại, lọc lại, và đóng chai lại,” ông hồi tưởng. “Sau khi làm việc đó một lần, bạn sẽ thề rằng sẽ không bao giờ để điều đó xảy ra lần nữa.”

Trong mùa hè tại các nhà máy rượu ở các bang phía Bắc, những người nếm thử rượu có thể ít nghĩ đến quy trình lọc diễn ra phía sau hậu trường. Nhưng các chủ nhà máy biết rằng các bộ lọc quy trình là một phần quan trọng trong thành công của họ, giúp tận dụng tốt nhất trái cây từ vùng khí hậu miền Bắc.