Đồng trong thiết bị chưng cất: vai trò với hợp chất lưu huỳnh

Mùi lưu huỳnh có trước khi bắt đầu chưng

Phần lớn mùi lưu huỳnh đã nằm sẵn trong bỗng (dịch lên men). Thiết bị chưng cất chỉ quyết định bao nhiêu phần đi theo hơi sang rượu.

• Hydro sulfua (H₂S). Một nghiên cứu đăng trên Applied and Environmental Microbiology năm 1995 cho thấy men Saccharomyces cerevisiae thải nhiều H₂S hơn khi dịch lên men thiếu nitơ mà men hấp thu được. Mức thải còn tùy chủng men và nguồn lưu huỳnh có trong dịch.
• Sulfua hữu cơ dễ bay hơi. Ghi chú kỹ thuật về đồng của GS David Thomson nêu ba chất hay gặp trong rượu chưng là DMS, DMDS và DMTS, bắt nguồn từ các axit amin chứa lưu huỳnh (methionin, cystein). Nồng độ cao cho mùi rau luộc, trứng thối, cao su, diêm cháy.
• Ngưỡng ngửi rất thấp. Whisky Magazine mô tả các chất này chỉ ở mức phần tỷ nhưng đủ che các mùi trái cây, ngũ cốc nhẹ hơn.

Vì vậy, muốn ít mùi lưu huỳnh, bạn xử lý từ hai đầu: lên men đủ dinh dưỡng cho men, và cho hơi rượu tiếp xúc đồng đúng chỗ khi chưng.

Đồng xử lý hợp chất lưu huỳnh theo ba cách

GS Thomson thừa nhận cơ chế chi tiết còn chưa rõ hết, nhưng mô tả ba con đường đã được ghi nhận:

Con đường	Điều xảy ra	Hệ quả khi vận hành
Hấp phụ bề mặt	Hợp chất lưu huỳnh bám lên thành đồng	Bề mặt dần "đầy", cần làm mới
Phản ứng hoá học	Chuyển thành chất ít mùi hơn	Cần hơi chạm đồng đủ lâu
Tạo phức	Một phần thành phức không bay hơi, ở lại trong nồi	Theo bã ra ngoài sau mẻ

Cả ba đều cần tiếp xúc trực tiếp. Hơi đi qua một đoạn ống inox rồi mới tới chi tiết đồng nhỏ ở cuối đường thì gần như không được xử lý.

Trạng thái bề mặt cũng quan trọng. Theo Thomson, đồng sáng, chưa bị ăn mòn làm giảm DMTS; còn muối đồng sinh ra khi bề mặt bị ăn mòn có thể làm DMTS tăng trở lại. Đồng còn xúc tác hình thành ester, nên mùi rượu có thể khác đi vài mẻ sau khi vừa đánh sạch thiết bị.

Đặt đồng ở đâu thì có tác dụng

Viện Nghiên cứu Whisky Scotland (SWRI) dùng thiết bị chưng thí nghiệm, thay từng bộ phận bằng đồng hoặc inox để đo bộ phận nào ảnh hưởng nhiều nhất. Kết quả công bố năm 2011 trên Journal of the Institute of Brewing (Harrison và cộng sự) lấy DMTS làm chất chỉ thị và cho thấy vị trí hiệu quả đảo ngược giữa hai lần chưng.

Lần chưng	Bộ phận đồng tác dụng mạnh	Bộ phận đồng tác dụng yếu
Lần 1 (chưng bỗng ra rượu nhạt)	Bộ ngưng tụ	Thân nồi
Lần 2 (chưng lại ra rượu mới)	Thân nồi	Bộ ngưng tụ

SWRI cho biết sau nghiên cứu này, một số cơ sở lắp bộ ngưng tụ đồng và inox hoán đổi được để tạo phong cách rượu khác nhau. Thomson ghi thêm: vùng hiệu quả nhất cũng là vùng bị ăn mòn nhiều hơn, có thể do môi trường hơi chua ở đó; ông nêu đây là giả thuyết.

Yếu tố làm tăng thời gian tiếp xúc đồng

• Đun nhẹ tay. Whisky Magazine mô tả: chưng chậm thì hơi loãng hơn, ngưng rồi bốc lại nhiều lần trên thành đồng. Đun quá mạnh, một phần hơi tới bộ ngưng tụ mà chưa kịp chạm đồng.
• Đường hơi dài và rộng. Cổ hoặc cột cao, rộng cho nhiều diện tích đồng hơn.
• Kiểu ngưng tụ. Ống chùm tạo màng rượu chảy dọc ống, tiếp xúc nhiều hơn ống xoắn ngâm bể.
• Cỡ thiết bị. Thể tích tăng nhanh hơn diện tích bề mặt, nên Thomson cho rằng hai thiết bị nhỏ cho nhiều tiếp xúc đồng hơn một thiết bị lớn cùng tổng dung tích.

Nếu bạn đang chạy tháp nhiều tầng, đĩa và bộ hồi lưu cũng kéo dài quãng đường hơi; xem thêm bài hồi lưu trong chưng cất.

Bề mặt đồng cũng "đầy" và hao mòn

Lượng hợp chất lưu huỳnh mà một mét vuông đồng giữ được là có hạn. Whisky Magazine dẫn lời một chuyên gia kỹ thuật ngành whisky: khi bề mặt bão hoà, cơ sở mở cửa thiết bị cho không khí vào khoảng 15–20 phút, chừng mỗi tuần một lần, để lớp hợp chất bong ra và theo bã ra ngoài.

Với cơ sở nhỏ, nguyên tắc thực hành là: xả rửa sau mỗi mẻ, để khô thoáng, kiểm tra màu bề mặt đồng định kỳ và ghi lại ngày vệ sinh. Bề mặt loang lổ xanh là dấu hiệu cần làm sạch trước mẻ kế tiếp.

Mặt trái: một phần đồng có thể đi vào rượu

Các nghiên cứu về cachaça (Brazil) ghi nhận đồng trong rượu chủ yếu đến từ lớp gỉ xanh — đồng carbonat bazơ — trên thành thiết bị, bị hơi hơi chua ngưng tụ hoà tan. Bài báo trên tạp chí B.CEPPA (2003) cho biết hàm lượng đồng đi cùng độ chua của dịch cất và cao nhất ở phần đuôi; thiết bị sạch và cắt đuôi đúng điểm giúp giảm đồng. Luật Brazil đặt mức tối đa 5 mg/L đồng trong cachaça.

Bài học kỹ thuật: lợi ích của đồng đi kèm kỷ luật vệ sinh và cắt đuôi. Cơ sở bán rượu nên gửi mẫu xét nghiệm theo quy chuẩn hiện hành thay vì phỏng đoán.

Khi nào nên dùng chi tiết đồng, khi nào không nên trông chờ vào nó

Nên chọn thiết bị có đồng trên đường hơi khi:

• Nguyên liệu, men của bạn hay cho mùi lưu huỳnh và bạn muốn rượu mới sạch mùi hơn.
• Bạn chưng chậm, có người theo dõi và duy trì được lịch vệ sinh bề mặt đồng.
• Bạn muốn cấu hình kiểu thân inox, cột hoặc chỏm bằng đồng — dạng phổ biến ở nhiều tháp chưng cất rượu cỡ hộ và cơ sở.

Không nên trông chờ đồng khi:

• Mùi lạ đến từ bỗng hỏng, lên men quá nhiệt hoặc khê đáy — đồng không sửa được lỗi nguyên liệu.
• Bạn không có thời gian vệ sinh: đồng bám gỉ vừa mất tác dụng vừa tăng nguy cơ đồng hoà vào rượu.
• Bạn kỳ vọng đồng tách methanol. Không thiết bị lọc nào tách được methanol ra khỏi rượu thành phẩm; methanol chỉ giảm bằng khâu cắt phần rượu đầu khi chưng cất và chọn nguyên liệu.

Phần quyết định mua (độ bền, vệ sinh, chi phí) nằm ở bài đồng đỏ hay inox 304. Gửi chúng tôi loại nguyên liệu và số kg mỗi mẻ để được tư vấn cấu hình phù hợp.