VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
Bài thuyết trình tiểu luận
Môn: Công nghệ chế biến đồ uống
ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN ETHYLIC Lớp: ĐHTP 12A Tên nhóm: Nhóm 1
GVHD: Nguyễn Đắc Trường
Nguyễn Huỳnh Tú Anh 16014431 Nguyễn Hồng Thắm 16026881 Thành
Trần Ngọc Phương Lam 16015791 Viên Nhóm Thái Hoài Hương 16020601 Nguyễn Thị Kim Thoa 160
Trần Thị Kim Phượng 16024511 Họ và tên MSSV Nhiệm vụ Nguyễn Huỳnh Tú Anh 16014431 Tìm hiểu quá trình Xử lý dịch lên men Thuyết trình 16015791 Tìm hiểu quá trình Xử Trần Ngọc Phương Lam lý và đường hóa Thuyết trình 16026881 Tìm hiểu quá trình Lên Nguyễn Hồng Thắm men dịch đường Thuyết trình 16020601 Tìm hiểu về Sự phát Thái Hoài Hương triển và ứng dụng Thuyết trình 160 Tìm hiểu về Yêu cầu Nguyễn Thị Kim Thoa kỹ thuật Thuyết trình 160 Tìm hiểu về Nguyên liệu và những yêu cầu Trần Thị Kim Phượng kỹ thuật Thuyết trình TRÒ CHƠI CÂU HỎI CÂU 1
Cồn ethylic có thể được điều chế từ: A. Chất bột B. Đường D. Tất cả đều C. Etilen đúng C
âu 2 . Chọn định nghĩa đúng về rượu trong số các định nghĩa sau:
A. Là hỗn hợp rượu với nước trong đó rượu chiếm 45%.
B. Là hỗn hợp rượu với nước trong đó rượu chiếm 45% về khối lượng.
C. Là hỗn hợp rượu với nước trong đó nước chiếm 45% về thể tích.
D. Là hỗn hợp rượu với nước trong đó cứ 100 ml hỗn hợp
có 45 ml rượu nguyên chất
Câu 3: Công thức cấu tạo thu gọn của rượu etylic là: A. CH CH OH 3 - 2- B. B. CH O CH 3- - 3 C. CH OH 3 D. CH O C H 3- - 2 5
Câu 4: Phương pháp điều chế cồn ethylic A. Cô đặc B. Chưng cất C. Bay hơi D. Ly tâm
Câu 5: Tính chất vật lí của rượu ethylic
A. Chất lỏng không màu, nhẹ hơn nước, tan vô hạn trong
nước, hòa tan được nhiều chất iot, benzene,…
B. Chất lỏng màu hồng, nhẹ hơn nước, tan vô hạn trong
nước, hòa tan trong nhiều chất như iot, benzene,…
C. Chất lỏng không màu, không tan trong nước, hòa tan
được nhiều chất như iot, benzene,..
Chất lỏng không màu, nặng hơn nước, tan vô hạn trong
nước, hòa tan trong nhiều chất như iot, benzene,… I. Khái niệm
Etanol còn được biết đến như là rượu
etylic, ancol etylic, rượu ngũ cốc hay
cồn, là một hợp chất hữu có nằm trong
dãy đồng đẳng của rượu metylic, dễ
cháy, không màu, là một trong các rượu
thông thường có trong thành phần của đồ uống chứa cồn. I. Khái niệm
1. Lịch sử hình thành
Etanol đã được con người sử
dụng từ thời tiền sử như là
một thành phần gây cảm giác
say trong đồ uống chứa cồn. Năm 1858, Archibald Scott
Couper đã công bố công thức
cấu trúc của etanol: điều này
làm cho etanol trở thành một
trong các hợp chất hóa học
đầu tiên có sự xác định cấu trúc hóa học.
2. Sơ lược về tình hình sản xuất, sử dụng cồn
etylic trong nước và Thế giới
– Hầu hết các nước trên thế giới đều dùng cồn
để pha chế rượu vaà cho các nhu cầu khác như: y
tế, nhiên liệu và nguyên liệu cho các ngành công nghiệp.
– Tuỳ theo tình hình phát triển của mỗi nước, tỷ
lệ cồn dùng trong các ngành rất đa dạng và khác
nhau. Ở các nước có nền công nghiệp rượu vang
phát triển như Italia, Pháp, Tây ban nha… cồn
được dùng để tăng thêm nồng độ rượu. Một
lượng khá lớn cồn được dùng để pha chế các loại
rượu mạnh, cao độ như Whisky, Martin, Brandy, Napoleon, Rhum….
Rượu vàà các đồ uống có rượu chiếm một vị trí đáng kể trong
công nghiệp thực phẩm. Chúng rất đa dạng tuỳ theo truyền thống và
thị hiếu của ngườitiêu dùng. Có thể chia thành 3 loại chính: rượu
mạnh có nồng độộ̣ trên 30% V, rượu thông thường có nồng độộ̣ từ 15
đến 30 % V và rượu nhẹ có nồng độ dưới 15% V.
Ở nước ta, nghề nấu rượu thủ công
đã có từ ngàn xưa và chưa có tài liệu
nào cho biết chính xác có từ khi nào.
Sau đó một loạt các nhà máy sản xuất
rượu từà nguyên liệu tinh bột được
thành lập như ở Hà Nội, Nam Định,
Hải Dương,… Sau này có xây dựng
thêm một số nhà máy sản xuất cồn
rượu từ mật rỉ tận dụng mật rỉ của các nhà máy đường. 3. Ứng dụng
Hiện nay Cồn Ethanol được ứng dụng
khá phổ biến trong đời sống, hoạt động kinh doanh:
– Cồn Ethanol dùng pha chế đồ uống, rượu bia
+ Làm vang quả hỗn hợp, vang cẩm, vang nếp + Sản xuất rượu mạnh
+ Sản xuất rượu phổ thông
– Cồn Etanol dùng để pha chế xăng sinh
học E5, E10, thường tỉ lệ xăng chiếm trên 90%.
– Cồn Ethanol dùng trong ngành vệ sinh công nghiệp, tẩy rửa
– Cồn Ethanol dùng trong ngành thực
phẩm, làm nước ướp gia vị
– Cồn Ethanol dùng trong ngành dược, pha chế dược liệu
– Cồn Ethanol dùng trong ngành in ấn
– Cồn Ethanol dùng trong ngành y tế, sát trùng
– Cồn Ethanol dùng trong ngành mỹ phẩm, sơn móng tay
– Cồn Ethanol dùng trong ngành điện tử, lau vi mạch, bo mạch
– Cồn Ethanol dùng trong sản xuất cồn thạch, cồn khô.
II. Nguyên liệu – Những yêu cầu kỹ thuật
 Nguyên tắc: Bất cứ nguyên liệu nào chứa polysaccharide đều
có thể sử dụng trong công nghệ sản xuất cồn
 Yêu cầu chung của nguyên liệu trong sản xuất theo quy mô công nghiệp:
 Hàm lượng đường hoặc tinh bột cao, hiệu quả kinh tế cao.
 Vùng nguyên liệu tập trung và đủ cho nhu cầu sản xuất.
Hai loại nguyên liệu phổ biến:  Tinh bột  Rỉ mật
1 . Nguyên liệu chứa tinh bột  Sắn:
Thành phần của củ sắn tươi: Tinh bột: 20-34% Protein: 0,8-1,2% Chất béo: 0,3-0,41% Nước: 60-74,2% Celluloza: 1-3,1% Tro: 0,54% Polyphenol: 0,1-0,3% Vitamin: Vitamin thường bị mất
trong quá trình sản xuất. Độc tố: phazeolunatin Phazeolunatin bị thủy
phân thành HCN. Đây là một
chất gây độc cho cơ thể, tuy
nhiên dễ bay hơi và hòa tan
trong nước nên dễ loại bỏ.
Chính vì vậy mà sắn thái lát,
phơi khô giảm đáng kể số lượng HCN có trong đó.
Đồng thời một lượng nhỏ
HCN còn lại không làm ảnh
hưởng đến quá trình lên men trong sản xuất cồn.
Các loại tinh bột khác
- Với các loại hexoza có khả năng lên men được
- Với các polysaccharide cần phải thủy phân thành các đường trước khi lên men
- Tinh bột thường được thủy phân. Tùy vào phương pháp thủy phân
mà ta thu được các sản phẩm khác nhau:
+ Nếu thủy phân tinh bột bằng acid và nhiệt độ ta sẽ thu được
glucoza, tuy nhiên hiệu xuất không cao và gây ô nhiễm môi trường.
+ Nếu dùng amylaza của mầm đại mạch ta sẽ thu được 70-80% là
maltoza và 30-20% là dextran.
+ Nếu dùng amylaza của nấm mốc ta sẽ thu được 80-90% là glucoza
Celluloza dưới tác dụng của acid vô cơ loãng, nhiệt độ và áp suất
cao sẽ bị phân hủy thành glucoza.
Hemicelluloza (bán xơ): dễ bị thuỷ phân hơn celluloza để tạo thành glucoza. 2. Mật rỉ
Ứng dụng của mật rỉ
Mật rỉ được sử dụng trong nhiều sản xuất công nghiệp khác nhau như: + Sản xuất cồn
+ Sản xuất acid acetic, acid citric
+ Sản xuất nấm men bánh mì, nấm men cho chăn nuôi.
+ Sản xuất bột ngọt (mì chính) + Sản xuất glycerin T
hành phần của mật rỉ
• Phụ thuộc vào giống mía, đất đai trồng, điều kiện
canh tác, công nghệ sản xuất đường.
• Thông thường: hàm lượng chất khô chiếm 80-85%. Trong đó:
60% đường với: 35-40% saccharoza 20-25% đường khử
40% chất phi đường, với: 20-32% chất hữu cơ 8-10% chất vô cơ
• Mật rỉ có độ pH từ 6,7-7,2.
• Lúc mới sản xuất pH= 7,2-8,9
• Mật rỉ là môi trường tốt cho vi sinh vật phát triển
trong đó chủ yếu là vi khuẩn lactic và vi khuẩn
acetic. Dưới tác dụng của những vi khuẩn này sau
24h độ chua của mật rỉ tăng lên từ 0,2-. Do đó cần
phải hạn chế và diệt bớt tạp khuẩn.
III. Quy trình sản xuất
Lúc đầu mật rỉ có nồng độ đường cao
Tiền xử lí rỉ đường
nên vi sinh vật chưa phát triển. Trước khi lên
men cần pha loãng mật rỉ làm 2 lần, sau đó
để diệt khuẩn có thể xử lí như sau: - P ha loãng 50% - Cho theo tỉ lệ 0,4-0,6% - Cho fluosilicat natri
- Nguồn nitro theo tỉ lệ 1g (hoặc 0,4-
0,5g ure trong 1 lít dung dịch lên men
- Khuấy đều để yên 1-4h - Lọc tạp chất
- Cho vào thùng chứa giữ nhiệt độ 85- 90 trong 1h
- pH= 4,5-5 tương đương độ chua: 1- 1,5g / lít
1. Xử lý và đường hóa
1.1 Nghiền nguyên liệu
- Nghiền nguyên liệu mục đích nhằm
phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật để
giải phóng các hạt tinh bột khỏi các mô.
Trong quá trình nghiền hạt nhỏ lọt qua
rây được quạt hút và đẩy ra ngoài, phần
lớn ở lại tiếp tục nghiền.
-Hiện nay ở nước ta thường dùng các
loại máy nghiền búa, nghiền nhỏ dùng
búa có chiều dày 2-3mm, nghiền thô
dùng bùa có chiều dày 6-10mm.Tốc độ quay của búa 75-80m/s.
- Với sắn khô khi nấu ở áp suất thường
thì nghiền càng mịn càng tốt. 1.2 Nấu nguyên liệu 1.2.1 Mục đích
Mục đích chủ yếu của việc
nấu nguyên liệu là phá vỡ màng
tế bào của tinh bột để biến chúng
thành dạng hoà tan trong dung
dịch. Quá trình nấu rất quan trọng
trong sản xuất cồn Etylic, các quá
trình kỹ thuật tiếp theo tốt hay
xấu phụ thuộc rất nhiều vào kết quả nấu nguyên liệu.
1.2.2 Các biến đổi hóa lý
1.2.2.1 Sự trương nở và hòa tan tinh bột
- Trương nở là quá trình mà các phân tử hút dung môi để làm tăng thể
tích. Tinh bột chứa amyloza và amylopectin theo tỉ lệ 1:4. Trong hồ
tinh bột amylopectin trương nở, đan chéo nhau, trong đó lẫn vào là các hạt amyloza.
- Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc vào nguyên liệu và kich thước tinh bột.
Đồng thời sự hồ hóa phụ thuộc vào chất điện giải, muối kiềm và trung
tính làm giảm nhiệt độ hồ hóa còn đường làm tăng nhiệt độ hồ hóa.
- Khi tăng nhiệt độ dung dịch bột 30-45ᵒC độ nhớt giảm dần và qua
điểm cực tiểu, sau đó tinh bột bắt đầu trương nở hòa tan dần nên độ
nhớt tăng nhanh và đạt cưc đại.
1.2.2.2 Sự biến đổi tinh bột và đường
-Trong khi nấu một phần nhỏ tinh bột biến thành đường, đường này sẽ
tham gia vào các phản ứng tạo melannoidin, furfunol, caramen. Tuy
nhiên hàm lượng các chất hình thành thấp nên k gây ảnh hưởng quá trình lên men cồn.
- Khi quá trình nấu sơ bộ tăng nhanh đến 50-60ᵒC sẽ hạn chế hoạt động
của amylaza làm giảm quá trình tạo đường vào trước thời gian nấu.
1.2.3. Nấu nguyên liệu
1.2.3.1 Phương pháp nấu gián đoạn - Đặc điểm:
+ Toàn bộ quá trình nấu được thực hiện trong cùng một nồi
+ Nấu được tiến hành trong áp suất và
nhiệt độ cao trong thời gian dài
- Ưu điểm: ít tốn vật liệu, thiết bị và thao tác đơn giản - Nhược điểm:
+ Tốn nhiều hơi do không sử dụng hơi thứ
+ Tổn thất nhiều đường do nấu ở nhiệt độ và áp suất cao + Năng suất thấp
Quá trình nấu được thực hiện như sau:
- Cho nguyên liệu vào nồi, cho toàn bộ nước vào nồi với tỷ lệ 3,5
đến 4lít/kg nguyên liệu tuỳ thuộc vào hàm lượng tinh bột, đậy nắp
kín cho máy khuấy làm việc rồi bắt đầu xông hơi sao cho 45 đến
60 phút thì áp suất trong nồi đạt yêu cầu. Đối với nguyên liệu đã
nghiền thì áp suất đạt yêu cầu khoảng 3 đến 3,5 kg/cm2.
- Lúc đầu cần phải đuổi hết không khí và khí không ngưng ra cho
tới khi thấy có hơi nước bão hoà thoát ra ở van xả. Thời gian nấu
từ 60 đến 70 phút được tính từ khi đã đạt áp suất yêu cầu,nhiệt độ
tương ứng là 135 đến 140 độ C.
- Khi nấu có thể cho thêm axit sunfuric loãng với hàm lượng 2 đến
4kg/tấn nguyên liệu sẽ nấu nhanh chín hơn và chống cho dịch
cháo tinh bột ít hoặc không bị lão hoá. Tuy nhiên nếu cho nhiều
sẽ không có lợi do ăn mòn thiết bị và làm giảm hoạt tính của amylaza.
1.2.3.2 Phương pháp nấu bán liên tục - Đặc điểm:
Nấu trong 3 nồi thành 3 giai đoạn : + Nấu sơ bộ
+ Nấu chín ( làm việc gián đoạn)
+ Nấu chín thêm có dung tích gấp 3 lần
so với nồi nấu chin (làm việc liên tục). - Ưu điểm:
+ Giảm thời gian nấu ở áp suất và nhiệt độ cao
+ Tăng hiệu suất: 7 lít cồn/ tấn tinh bột
+ Tiết kiệm 15-30% lượng hơi - Nhược điểm: + Tốn nhiều thiết bị
+ Nhiệt độ nấu chín cao nên tổn thất đường - Quá trình nấu:
+ Nấu sơ bộ được thực hiện trong thiết bị hình trụ. Lúc đầu cho lượng
nước 40 đến 50 độ C vào cùng với tỷ lệ 3,5 đến 4lít/kg bột khuấy trộn
rồi dùng hơi thứ từ nồi nấu chín thêm để đun dung dịch bột tới 70 đến
85 độ C và duy trì khoảng 50 đến 60 phút sau đó đưa sang nồi nấu chín.
+ Nấu chín tiến hành như trong phương pháp nấu gián đoạn tuy nhiên
áp suất và thời gian nấu ít hơn. áp suất nấu từ 2,8 đến 3,2 kg/cm2,
nhiệt độ 130 đến 135 độ C, thời gian nấu khoảng 60 phút.
+ Dịch cháo sau khi nấu chín được đưa sang nồi nấu chín thêm. Nồi
nấu chín thêm có dung tích gấp 3 lần so với nồi nấu chín,nhưng chỉ
đổ đầy 2/3 nồi phần còn lại chứa hơi. áp suất nấu từ 0,5 đến 0,7
kg/cm2, nhiệt độ 105 đến 106 độ C, thời gian nấu khoảng 50 đến 60
phút. Quá trình nấu chín thêm là quá trình liên tục.
Hiện nay ở nước ta hầu hết đang sử dụng phương pháp này trong
các nhà máy sản xuất cồn lớn do hiệu quả tốt, thao tác vận hành đơn
giản, các thông số công nghệ không yêu cầu chặt chẽ như : kích thước
hạt bột, chất lượng bột…
1.2.3.3 Phương pháp nấu liên tục
- Đặc điểm: Quá trình nấu liên tục cũng
được thực hiện thông qua 3 giai đoạn
thực hiện trong 3 thiết bị khác nhau là :
Nấu sơ bộ, nấu chín và nấu chín
thêm. Thời gian nấu rút ngắn hơn. - Ưu điểm:
+ Tận dụng được nhiều hơi
+ Hiệu suất tăng 5 lít so với nấu bán liên
tục và 12 lít/ tấn tinh bột so với nấu gián đoạn.
+ Nấu nhiệt độ thấp, thời gian ngắn làm giảm đường bị cháy. - Nhược điểm:
+ Nguyên liệu phải nghiền thật nhỏ
+ Điện hơi nước phải ổn định
1.2.4 Đường hóa dịch cháo
- Tinh bột hoà tan trong dịch cháo sau khi
nấu xong chưa thể lên men trực tiếp để
thành rượu được. Để lên men được phải
trải qua quá trình thuỷ phân do tác dụng
của xúc tác amylaza để thành đường. Quá
trình này gọi là đường hoá nó đóng vai trò
quan trọng trong công nghệ sản xuất cồn
Etylic, quyết định phần lớn hiệu suất thu
hồi rượu do giảm bớt hoặc gia tăng đường
và tinh bột còn sót sau khi lên men. Amylaza Sơ đồ chung Làm lạnh Làm lạnh Dịch cháo Nồi chứa Lên men
- Quá trình đường hoá dịch cháo nấu có thể thực hiện gián đoạn hay
liên tục. Tuy nhiên về cơ bản thì nó bao gồm các công đoạn sau: 1 2 3 4 + Làm lạnh + Cho chế + Làm lạnh + Sau đường dịch cháo tới phẩm amylaza dịch đường hoá nhiệt độ nhiệt độ đường
vào dịch cháo hoá tới nhiệt dịch đường là hoá.
và giữ ở nhiệt độ lên men. 30 độ C hàm độ trên trong lượng đường thời gian xác đạt 80 đến định để 100g/l. amylaza chuyển hoá tinh bột thành đường.
1.2.4.1 Đường hóa liên tục( đường hóa liên tục 2 lần) -
Đường hóa liên tục được tiến hành
trong cách thiết bị khác nhau, dịch
cháo và dịch amylase liên tục đi vào
hệ thống, dịch đường liên tục đi vào bộ phận lên men.
- Phương pháp: Dịch cháo được nấu
trong môi trường áp suất thấp(0,2
kg/) nên nhiệt độ nấu chín chỉ còn 58-59ᵒC. - Ưu điểm:
+ Hạn chế lão hóa tinh bột
+ Thời gian đường hóa ngắn 10-15p
+ Dùng áp suất chân không nên hơi
nước sẽ kéo theo metanol, furfurol
và các mùi lạ do đó nâng chất lượng nguyên liệu.
1.2.4.2 Đường hóa gián đoạn
Được thực hiện trong một thiết bị gọi là thùng đường hóa.Thùng
đường hóa gián đoạn có cấu tạo tương tự như đường hóa liên tục lần
1. Chiều cao thùng khoảng 0,5-0,6 so
với đường kính. Bên trong cánh khuấy với tốc độ 50-60 vòng/phút
nhằm giúp quá trình làm lạnh nhanh. a) Phương pháp 1:
Cho 13- 15% dịch amylaza vào, khuấy đều, mở
nước lạnh. Cho cháo vào đến khi hết cháo thì nhiệt
độ là 60ᵒC. Sau đó cho hết dịch amylase còn lại
vào nhiệt độ lúc này là 57-58ᵒC.Ngừng khuấy,
đóng van làm lạnh để yên 10-15p. Sau đó mở nước
lạnh tới nhiệt độ 28-30ᵒC rồi bơm sang hệ thống lên men.
- Ưu điểm: cháo được dịch hóa
- Nhược điểm: thơi gian dài, làm mất hoạt tính của 13-15% amylaza b) Phương pháp 2:
Cho toàn bộ amylaza vào, bật cánh khuấy, mở nước làm lạnh cho cháo vào với
tốc độ nhanh nhưng phải khống chế nhiệt độ 57-58ᵒC. Cho hết cháo ngừng
khuấy đóng van làm lạnh để yên trong 10-15 phút.Bật cánh khuấy, mở nước
làm lạnh đến 28-30ᵒC rồi bơm sang hệ thống lên men.
- Ưu điểm: k lão hóa tinh bột
- Nhược điểm: Hoạt tính amylaza dễ bị mất nhiều
c) Phương pháp 3
• Cho toàn bộ dịch cháo vào
• Bật cánh khuấy, mở nước làm lạnh đến 70ᵒC
• Cho fluosilicat natri 2% vào để sát trùng
• Cho 5-10% amylaza vào để dịch hóa, làm lạnh 60ᵒC. Cho hết phần amylaza còn lại vào
• Thời gian đường hoa là 4h
• Làm lạnh đến nhiệt độ lên men
- Ưu điểm: hoạt động enzyme giảm không đáng kể - Nhược điểm:
+ Tinh bột bị lão hóa nhiều, dịch đặc, độ nhớt cao làm giảm tốc độ cánh khuấy
+ Một phần hoạt tính của amylaza bị giảm
2. Lên men dịch đường Sau khi đường hóa,
dịch đường được làm lạnh tới 28 – 320C và
được bơm vào thùng lên men (thùng ủ). Đường hexoza (C H O ) dưới tác 6 12 6 dụng của nấm men sẽ chuyển hóa thành rượu ethylic, khí carbonic (2C H OH + 2CO ) và tạo 2 5 2 thành một ít glycerin,
acid succinic và 1 số sản phẩm khác.
Sự lên men rượu là 1 quá
trình sinh học có liên hệ
mật thiết tới hoạt động của tế bào men. 1g men
ướt (có độ ẩm 70-75%) chứa 14 tỷ tế bào. Cơ chế lên men
Đường và các chất dinh dưỡng được hấp thụ qua
bề mặt tế bào rồi thẩm thấu vào bên trong. Tại đó
các enxym sẽ tác dụng qua nhiều giai đoạn trung
gian để tạo ra rượu và CO . Hai chất này khuếch tán 2
và tan nhanh vào môi trường xung quanh (rượu tan
nhanh hơn CO ). Lúc đầu hóa tan hoàn toàn sau tạo 2
thành bọt khí bám quanh tế bào và bọt khí nổi dần
lên bề mặt sau đó các bọt khí vỡ tạo thành tiếng rào
rào (gọi là men ăn). Bọt khí tan tế bào men lại chìm
xuống, tiếp tục háp thụ đường và các chất dinh
dưỡng, lặp lại quá trình trên.
Khi đường và chất dinh dưỡng còn ít các tế bào sẽ
lằng xuống đáy thùng dịch lên men sẽ trong dần.
2.2 Môi trường dinh dưỡng
 Nồng độ đường 15-18%: nếu ít hơn sẽ giảm năng
suất, nhiều hơn sẽ làm áp suất thẩm thấu tăng
quá trình lên men kéo dài và lại đường.
 Nhiệt độ 28-32oC: nếu nhiệt độ cao hơn tạp
khuẩn dễ phát triển do đó tạo nhiều ester và
aldehyd, nếu thấp hơn thì nấm men phát triển chậm
 pH 4,5-5,2: nếu pH cao hơn sẽ làm tổn thất tăng nhanh
hàm lượng nito khoảng 0,35-04 g/l với nguyên liệu
sắn và 0,15-0,2 đối với đường.
2.3 Cấu tạo của nấm men
- Nấm men có cấu tạo đơn bào, sinh sôi bằng cách nảy chồi.
- Nấm men sử dụng trong thùng lên men là lúc
tế bào đang thời kì trưởng thành
Thành phần của nấm men + Nước 75% + chất khô 25% + Protid 30-50% + Glucid 24-40% + Lipid 2-5% + Khoáng 5-11% + Vitamin B , B , Bionin 1 2
Loại nấm men thường dùng là Saccharomyces có 2 loại:
+ Nấm men nổi: thường dùng Saccharomyces
cerevisiae hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc
hình oval với kích thước từ 7 – 10μm.
+ Nấm men nổi: thường dùng Saccharomyces
carlsbergensis hình dạng chủ yếu là hình cầu.
Yêu cầu đối với nấm men trong sản xuất:
 Tốc độ phát triển nhanh.
 Có khả năng lên men đường càng nhanh và càng triệt để càng tốt.
 Có năng lực lên men mạnh biến đường thành rượu
nhanh và an toàn. Đồng thời phải ổn định và chịu
được những biến đổi của canh trường.
2.4. Cơ chế sinh học (Chu trình phân giải tinh bột) Enzym C H O 2 CO + 2 C H OH + Q 6 12 6 2 2 5
Sản phẩm phụ: acid acetic, acid lactic, acid citric,
acid succinic, alcol cao phân tử (0,4-0,5%) bao gồm:
propanol, isobulatanol, có mùi hôi, khó chịu ( tên chung là dầu fusel)
Nguyên liệu tinh bột tạo nhiều dầu fusel hơn rỉ
đường. Lượng dầu fusel tạo thành phụ thuộc vào to,
pH, lượng khí sục vào, giống men và nguyên liệu.
2.5. Các vi khuẩn có hại cho nấm men + Vi khuẩn lactic có tác
dụng lên men đường thành acid lactic, ancal, CO , 2 diacetyl, aceton. + Vi khuẩn acetic lên
men rượu thành acid cetic.
Đây là loại vi khuẩn hiếu
khí rất có hại cho quá trình sản xuất. + Vi khuẩn butyric và
một số loại khác: điều kiện lên men cồn không thích
hợp cho sự phát triển của chúng.
2.6 Nuôi cấy nấm men giống
2.6.1 Nhân giống trong phòng thí nghiệm
Môi trường gồm nước và malt đại mạch nghiền nhỏ theo tỉ lệ 5:1.
+ Giai đoạn 1: to = 48-53oC, thời gian 20-30 phút. Chuyển hóa
protein thành aminoacid dưới tác dụng của proteaza.
+ Giai đoạn 2: to = 60-62oC, thời gian 30 phút. Dưới tác dụng
của amylaza, tinh bột được chuyển hóa thành đường.
+ Giai đoạn 3: to = 70-72oC. quá trình đường hóa xảy ra hoàn toàn.
Sau đó lọc qua vải. rồi dùng acid sulfuric 13-16% điều chỉnh
pH đến 4,5-5. Phân phối vào ống nghiệm 10ml, erlen 250 (90ml),
bình cầ 2000 (900ml). Thanh trùng ở áp suất thêm 0,5-0,7 kg/cm2 trong 30 phút.
2.6.2 Nhân giống trong sản xuất
Dịch đường từ thùng đường hóa chuyển qua có hàm
lượng 60g đường/l sẽ được dùng làm môi trường nhân
giống trong sản xuất công nghiệp.
Nhân giống có thể theo phương pháp gián đoạn, bán liên tục, liên tục.
Chất lượng men giống đạt yêu cầu:
Số tế bào trong 1ml: 100-120 triệu
Số tế bào nảy chồi: 10-15% Độ chua: pH=4
Mức độ nhiễm khuẩn  1
Quy trình nuôi cấy theo các bước sau:
• Dịch đường hóa được cho vào thùng đường hóa
thêm, rồi được duy trì đường hóa tiếp khoảng 1,5- 2h
• Sau đó dùng H SO điểu chỉnh pH 4-3,8 rồi thanh 2 4
trùng ở 85-860C trong 1h bằng hơi nước
• Làm lạnh xuống 30oC rồi đưa xuống 2 thùng nhân
giống nấm men. Cùng lúc đó nấm men tuef thùng
men giống cũng được tháo xuống 2 thùng này.
Lượng dịch đường và nấm men chiếm khoảng 40-
50% thể tích mỗi thùng. Tại đây nấm men phát
triển gián đoạn trong 15-18h.
• Trong quá trình phát triển nhiệt độ được điều
chỉnh bằng cách dội nước lạnh bên ngoài thùng.
• Tại thùng đường hóa thêm người ta tiếp tục cho
dịch đường hóa vào và xử lí như bước 1.
• Sau 15-18h cho dịch đường ở thùng đường hóa
thêm xuống thùng nhân giống nấm men rồi trộn đều.
• Để nấm men phát triển thêm trong 5-8h rồi tháo
50% lượng men ở 2 thùng nhân giống nấm men vào thùng lên men.
• Song song với bước 4 lại cho dịch đường vào
thùng đường hóa thêm và tiến hành như bước 1.
• Và cứ thế tiếp tục. sau mỗi chu kì phải làm vệ sinh sạch thiết bị. 2.7 Tiến hành lên men
2.7.1 Lên men gián đoạn
Quá trình lên men diễn ra trong một thùng, thời gian
lên men đối với tinh bột là 3 ngày còn rỉ đường là 2 ngày.
Đặc điểm thùng lên men:  Thể tích 10-200 m3  Độ dày: 3-10 mm
 Có hệ thống ruột gà làm sạch
 Có nhiệt kế, ống thoát CO2 Quy trình lên men:
- Vệ sinh thùng, ống dẫn, van
- Thanh trùng bằng hơi nước ở 95-100oC trong 50-
60 phút sau đó làm lạnh đến 30oC.
- Lúc này men giống và dịch đường được đổ song song vào.
- Thời gian cho vào khoảng 6-8h thì đầy thùng.
Nhiệt độ lên men nhỏ hơn 33oC
- Quá trình lên men về cuối phải có nhiệt độ là 28oC.
- Kiểm tra chất lượng: cứ 8h lấy mẫu 1 lần
+ Đo độ Brix để đảm bảo lượng đường sót ít nhất
+ Độ chua < 0,8g H SO /l so với dịch lên men 2 4 + Độ cồn 6-9,5% V  Ưu điểm + Thao tác đơn giản
+ Thiết bị dễ vệ sinh, sửa chữa
+ Nếu có sự cố thì chỉ xảy ra trong thùng lên men
đó không ảnh hưởng đến các thùng kc  Nhược điểm
+ Chất lượng lên men không đồng đều
+ Hiệu suất lên men thấp + Thời gian dài
Thùng lên men cấp I (2 thùng) có dung tích bằng 25-30% th 2.7.2 L ùng lêên n men l iê c n t ấp ụIc
I và được đặt phía trên thùng cấp II để tự chảy.
Thùng lên men cấp II có dung tích bằng 30-60% thùng lên
men chính và được đặt cao hơn (ít nhất 1m) do quá trình
lên men chính xảy ra mạnh lượng bọt nhiều. Lên men chính từ 8-10 thùng. Quy trình lên men: Giai đoạn 1:
+ Chuẩn bị men giống trong thùng lên men cấp I trong 3- 4h.
+ Khi đạt yêu cầu tháo giống ở thùng A xuống thùng cấp II.
Sau đó vệ sinh thùng A (thanh trùng, tẩy acid làm lạnh).
Tiếp tục lên men ở thùng A bằng cách lấy 25-30% men
giống tại thùng B trộn tiếp với dịch đường.
+ Lượng men từ thùng B còn lại được cho xuống thùng cấp
II. Sau đó vệ sinh thùng B (thanh trùng, tẩy acid làm lạnh).
+ Tiếp tục lên men ở thùng B bằng cách lấy 25-30% men
giống tại thùng A trộn tiếp với dịch đường.
+ Lượng men từ thùng A còn lại được cho xuống thùng cấp II. + Lặp lại quy trình. Giai đoạn 2:
+ Tại thùng lên men cấp II cho đầy dịch đường, acid
hóa (1-1,25 g/l) để lên men được 5-6% (độ lên men).
+ Sau đó được tháo xuống thùng lên men chính. Giai đoạn 3:
- Tại thùng lên men chính thứ nhất, khi trào đầy sẽ
tràn qua thùng thứ 2, cứ thế tiếp tục.
- Các thùng lên men chình được sử dụng luân phiên
nhau để có thể làm vệ sinh (24-30h/lần).
- Số tế bào ở thùng lên men chính được khống chế nằm
trong khoảng 100-120 triệu/ml
- Thùng lên men chính thứ nhất giữ ở nhiệt độ 25-27oC.
- Thùng lên men chính thứ 2 và thứ 3 giữ ở nhiệt độ 27- 30oC.
- Các thùng lên men chính còn lại giữ ở nhiệt độ 27- 28oC.
- Quy trình kết thúc sau 60-62h. Ưu điểm:  Hiệu suất lên men tăng  Thời gian ngắn nên hạn chế được nhiễm khuẩn  Chất lượng ổn định Nhược điểm:  Khi bị nhiễm khuẩn khó xử lí  Yêu cầu kĩ thuật cao
2.7.3 Lên men cải tiến – Bán liên tục
- Nhiệt độ môi trường 35-37oC (max 40oC).
thông thường chỉ tưới nước lạnh để làm mát.
- Có đặt thêm thiết bị truyền nhiệt kiểu ống
lồng ống, còn quá trình lên men tiến hành như lên men gián đoạn.
- Điểm khác biệt: khi gián đoạn lên men chính
tỏa nhiệt nhiều ta mở các van cho dịch chảy
qua thiết bị làm sạch và cho chảy ngược vào
thùng. Thao tác được kéo dài cho đến khi chất
lượng dịch đạt yêu cầu. 2.8 Vệ sinh Các dung dịch thường
sử dụng để làm vệ sinh
thiết bị: Formalin, Clorua vôi, Fluosilicat natri 1-2%. Ngoài ra cần thanh trùng
bằng hơi nước (100oC trong
30 phút), lượng hơi nước sử dụng khoảng 10- 12kg/m3/thùng. Nếu không dùng hơi
nước có thể đốt lưu huỳnh với hàm lượng
10g/m3/thùng. Khi đốt cần đậy kín thiết bị.
3. Xử lý dịch lên men
- Trong giấm chín có: rượu,
- Trong cồn thô còn có khoảng 50
este, aldehyde và một số
loại tạp chất gồm nhiều nhóm
alcol cao phân tử (đầu fusel),
chứa như: aldehyde, este, alcol cao tinh bột, acid hữu cơ, phân tử, acid hữu cơ. khoáng.
Chưng luyện: (chỉ còn tồn tại ở
các xí nghiệp tư nhân nhỏ) - Thời gian cất: 6-8h
3.1 Chưng luyện gián đoạn - Năng suất thấp - Tồn năng lượng
- Nồng độ không ổn định
Giai đoạn 1: xử lý bằng hóa chất:
+ NaOH (khử acid dùng để tạo muối không bay hơi)
KmnO và NaOH có tác dụng khử 4 aldehyde
+ Cần tính toán lượng hóa chất
đưa vào vừa đủ không dư vì dư thì
cồn cũng sẽ bị oxy hóa theo. Giai đoạn 2: Tinh chế
t0 =80-900C bằng hơi nước  để phản ứng xảy ra
Sau mở van hơi để đi tới bộ phận ngưng tụ. Kết
quả đạt khoảng như sau:
+ 3-5% cồn dầu: nhiều tạp chất
+ 6-12% tiếp theo: nhiều tạp chất
+ 60-80% tiếp theo: sản phẩm chính + 6-12% tiếp theo: loại 2 + 3-5% dầu fusel
Đây là quy trình chưng cất gián đoạn
và tinh luyện liên tục kết hợp lại. Tại đây
thiết bị tinh luyện được đặt các đĩa tiếp
liệu nên ở các mức khác nhau sẽ thu được
sản phẩm khác nhau (dầu fusel ở dưới
đây t0 =101-1050C), các loại khác bốc hơi
ở nhiệt độ thấp hơn nên bay cao hơn do
đó thu nhận được ở đĩa cao hơn.
Giấm chín lên men xong được bơm
vào thùng cất thô, Tại đây được sắp đặt 2
thùng làm việc so le để có thể ổn định
được phần nào nồng độ trước khi đưa vào
3.2 Chưng luyện bán liên
tục (chưng gián đoạn,
tinh thế. Thùng cất thô được cất bằng hơi luyện liên tục)
có áp suất 0.8-1 kg/cm3. Hơi rượu bay lên
được ngưng tụ và đi vào thùng chứa sau
đó liên tục đi vào tháp tinh thể.
Thiết bị ảnh hưởng nhiều nhất đến chất lượng của cồn trong quy
trình này là tháp tinh chế. Tháp tinh chế được đun bằng hơi, có
khoảng 16-18 đĩa tiếp liệu. Nhiệt độ đáy tháp phải đạt khoảng 103-
1050C. Sản phẩm chính được lấy ra ở dạng lỏng tại đĩa tiếp liệu cách
đĩa hồi lưu 3 đén 6 đĩa tính từ trên xuống, sau đó được làm lạnh, cho
vào thùng chứa và đưa về kho. Cồn sản phẩm lấy ra tại đây có nồng
độ cồn thấp hơn so với lấy trên đỉnh tháp từ 0.3-0.5% V, tuy nhiên
chứa ít ester và aldehyde hơn, do đó có chất lượng tốt hơn.
Sản phẩm tạo thành gồm:
+ Cồn đầu nhiều tạp chất, tách
riêng. Chỉ dùng để pha vecni,
làm cồn đốt, sát trùng hoặc đem đi xử lý lại. + Cồn sản phẩm + Dầu fusel
3.3 Chưng luyện liên tục Có rất nhiều dạng:
Hệ thống chưng luyện liên tục gồm
 2 tháp gián tiếp - 1 dòng có: 
1. Đáy tháp: phần dưới gồm từ đĩa
3 tháp gián tiếp (Cty rượu Đồng tiếp liệu trở xuống gọi là đoạn Xuân-Phú Thọ) chưng
 3 tháp + 1 tháp fusel bằng 4 tháp 2. Thiết bị đun nóng dùng để đun (nhà máy rượu Hà Nội) nóng hỗn hợp đầu
3. Đỉnh tháp: phần dưới gồm từ đĩa
tiếp liệu trở lên gọi là đoạn luyện
4. Thùng chứa cao vị có tác dụng là
điều áp và điều chỉnh dung lượng
5. Thiết bị ngưng tụ hồi lưu: hơi đi
ngoài ống, nước lạnh đi trong ống
6. Thiết bị làm lạnh để làm lạnh sản
phẩm đỉnh. Trường hợp cần phải
ngưng tụ hơi còn lại thì gọi là thiết bị ngưng tụ làm lạnh
IV. Yêu cầu kĩ thuật 1. Nguyên liệu
+ Nước dùng để pha chế rượu trắng: theo quy định hiện hành
+ Etanol dùng để pha chế rượu trắng: theo TCVN 1052 : 1971.
2. Yêu cầu cảm quan Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1. Màu sắc
Không màu hoặc trắng trong
Đặc trưng cho từng loại sản phẩm , không 2. Mùi có mùi lạ.
Đặc trưng cho từng loại sản phẩm, không 3. Vị có vị lạ. 4. Trạng thái
Dạng lỏng, không vẩn đục, không có cặn
3. Chỉ tiêu hóa học Tên chỉ tiêu Mức
Theo tiêu chuẩn đã được
1. Hàm lượng etanol (cồn) ở 200C, tính theo % (V/V),
công bố của nhà sản xuất
2. Hàm lượng aldehyt, tính bằng miligam aldehyt axetic trong 1 l 50
rượu 1000, không lớn hơn
3. Hàm lượng este, tính bằng miligam este etylaxetat trong1 l
Nhà sản xuất tự công bố
rượu 1000, không lớn hơn
4. Hàm lượng metanol, % thể tích /l etanol 1000, không lớn hơn 0,05
5. Hàm lượng rượu bậc cao
Nhà sản xuất tự công bố
4. Phụ gia thực phẩm
Phụ gia thực phẩm được sử dụng cho rượu trắng : Theo quy định hiện hành. 5. Yêu cầu vệ sinh 5.1 Kim loại nặng
Giới hạn tối đa hàm lượng kim loại nặng trong rượu trắng : Theo Quy định hiện hành. 5.2 Vi sinh vật
Các chỉ tiêu vi sinh vật trong rượu trắng : Theo quy định hiện hành. 6. Phương pháp thử
 Xác định các chỉ tiêu cảm quan của rượu, theo TCVN 8007:2009.
 Xác định hàm lượng etanol, theo TCVN 8008:2009.
 Xác định hàm lượng metanol, theo TCVN 8010:2009.
 Xác định hàm lượng este, theo AOAC 972.07..
 Xác định hàm lượng aldehyt, theo TCVN 8009:2009.
 Xác định hàm lượng rượu bậc cao, theo TCVN 8011:2009.
7. Bao gói, ghi nhãn, bảo quản và vận chuyển 7.1 Bao gói
Rượu trắng phải được đựng trong các chai kín, chuyên dùng cho
thực phẩm và không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. 7.2 Ghi nhãn
Ghi nhãn sản phẩm theo quy định hiện hành và TCVN 7087:2008 ( CODEX STAN 1-2005 ) 7.3 Bảo quản
Bảo quản rượu trắng nơi khô, mát, tránh ánh nắng mặt trời và
không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. 7.4 Vận chuyển
Phương tiện vận chuyển rượu trắng phải khô, sạch, không có mùi
lạ và không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Tài liệu Tham khảo
Giáo trình Công nghệ đồ uống, 2008, Viện Công nghệ Sinh học -
Thực phẩm, Trường Đại học Công nghiệp TPHCM.
CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE
BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM
Document Outline