Đồ án quản lý chất lượng thực phẩm: Xây dựng bộ chỉ tiêu chất lượng cho rượu Vodka

Xây dựng bộ chỉ tiêu chất lượng sản phẩm và bán sản phẩm nhằm giám sát quy trình sản xuât cũng như đưa ra các phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm rượu vodka, đồ án quản lý chất lượng thực phẩm, bộ chỉ tiêu đánh giá chất lượng rượu vodka

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

-

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG

ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG BỘ TIÊU CHÍ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ, GIÁM SÁT QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VODKA

Sinh viên thực hiện :

1 Mai Thị Thúy - 20190582

2 Vũ Hà Thanh - 20190562

3 Lê Phương Thảo - 20190565

Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Tiến Thành

Hà Nội 03/2023

MỤC LỤC

1.1.1 Mức tiêu thụ đồ uống có cồn tại Việt Nam 5

1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng rượu nói chung và sản

2.12 Bảng yêu cầu về một số chỉ tiêu hóa lý của vodka 29

Một trong những ngành công nghiệp đang phát triển hiện nay, đóng góp một phần không nhỏ vào ngân sách nhà nước là ngành sản xuất các sản phẩm lên men Trong số đó, không thể không kể đến ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn Từ thời xưa, con người chúng ta đã biết sản xuất rượu etylic làm đồ uống Cho đến nay, ngành công nghiệp này đang phát triển và chiếm tỷ lệ khá lớn trong các ngành kinh tế quốc dân Để có thể cho ra được những sản phẩm chất lượng nhất, khiến cho người tiêu dùng an tâm khi sử dụng, thì chúng ta cần phải có những quy trình công nghệ tiên tiến Những quy trình này đã và đang được những nhà khoa học nghiên cứu và phát triển để ngày càng hoàn thiện hơn

Dự trên cơ sở là đảm bảo chất lượng cho sản phẩm khi đến tay người tiêu dùng, việc xây dựng và phát triển bộ tiêu chí, phương pháp đánh giá trong sản xuất rượu vodka đang là mối quan tâm lớn của các xí nghiệp sản xuất rượu cồn hiện nay Bởi đây là một trong các yếu tố quyết định đến chất lượng rượu cũng như để đảm bảo cho

sự phát triển bền vững của doanh nghiệp

Trên nền tảng là các chương trình tiên quyết, nhóm chúng em đã tìm hiểu và xây dựng bộ tiêu chí cùng phương pháp đánh giá quy trình sản xuất rượu vodka Dưới

sự chỉ dạy tận tâm của thầy Nguyễn Tiến Thành, người hướng dẫn trực tiếp chúng

em đã có thêm rất nhiều hiểu biết về quá trình sản xuất rượu cồn

Dưới đây là bài báo cáo của nhóm chúng em sau quá trình tìm hiểu Do lượng kiến thức còn hạn chế nên bài báo cáo còn nhiều thiếu sót, chúng em mong rằng sẽ được thầy, cô góp ý thêm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG 1.1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ RƯỢU CỒN

Rượu là đồ uống có cồn thực phẩm, được sản xuất từ quá trình lên men từ một hoặc hỗn hợp của các loại nguyên liệu chủ yếu gồm tinh bột của ngũ cốc, dịch đường của cây, hoa, củ, quả hoặc là đồ uống được pha chế từ cồn thực phẩm Theo công nghệ sản xuất, rượu được phân loại như sau:

- Rượu chưng cất: Loại rượu này dùng những nguyên liệu chứa đường và tinh bột, nhưng sau khi lên men được cất lại Rượu chưng cất là những loại rượu nặng (rượu mạnh) như: Brandy, Whisky, Rum, Vodka, Gin, Tequila

- Rượu lên men thuần túy: Rượu được lên men từ các nguyên liệu có chứa đường

và tinh bột và đều có nồng độ thấp Những điển hình của loại rượu này là: Rượu vang, saké, rượu nếp…

- Rượu pha chế: Đây là thứ rượu lên men hoặc rượu cất có pha thêm đường, hương liệu, dược liệu… mà thành Trong nhóm này có các thứ rượu bổ, rượu sâm, Liqueur, cocktail…

Vodka là loại rượu mạnh không màu có thể làm từ bất cứ loại ngũ cốc nào Lúc mới chưng cất Vodka đạt đến 95 độ cồn, sau giảm dần còn 40 – 50 độ Vodka không nhất thiết phải qua khâu ủ, nhưng cần xử lý nhằm loại bỏ hương vị và màu sắc để trở thành trong suốt, không mùi (chủ yếu sử dụng than hoạt tính để khử chất độc) Đây là loại rượu dễ bay hơi có thể pha chế với nhiều loại trái cây và các hỗn hợp đồ uống khác

1.1.1 Mức tiêu thụ đồ uống có cồn tại Việt Nam

Mức tiêu thụ rượu bia tính theo lít cồn nguyên chất bình quân đầu người (trên 15 tuổi) mỗi năm tại Việt Nam là 8,3 lít, tương đương với 1 người uống 170 lít bia mỗi năm Trong một cuộc điều tra thực hiện năm 2021 tại Việt Nam trong vòng 30 ngày, có tới 64% nam giới và 10% nữ giới có uống rượu bia

Với mức tiêu thụ lớn như vậy vấn đề an toàn vệ sinh và chất lượng cho ngành sản xuất rượu trở thành mối quan tâm hàng đầu của xã hội bởi vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ của người dân và tương lai là cả một đất nước

1.1.2 Chất lượng sản xuất rượu hiện nay

Tại thị trường Việt Nam, 63% lượng rượu bia tiêu thụ ở Việt Nam vẫn chưa được quản lý, điều này có nghĩa chỉ có 30% thị trường đang nộp thuế (báo cáo của APISWA dẫn khảo sát của WT)

Trong đó, số ít là các công ty sản xuất, kinh doanh rượu nghiêm túc, sản phẩm đảm bảo về an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng; số nhiều là rượu được sản xuất thủ công theo quy mô hộ gia đình và một số cơ sở sản xuất sử dụng sản phẩm chất phụ gia không được phép vào trong sản phẩm rượu Gạo nấu rượu thường không được qua đánh giá, chọn lọc chất lượng Men để nấu rượu chỉ số ít là do người dân tự sản xuất theo truyền thống, số còn lại thì không biết nguồn gốc xuất xứ cũng như không

có nhãn mác Khu vực nấu, dụng cụ chưng cất rượu được làm rất thủ công và không đảm bảo vệ sinh

Rượu sau khi chưng cất đã được giao bán cho các tiệm tạp hóa, quán ăn… hoàn toàn không qua khâu cấp phép, kiểm định chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm nên dẫn đến tình trạng các vụ ngộ độc thực phẩm có liên quan đến rượu chứa methanol vượt ngưỡng cho phép liên tiếp xảy ra

1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng rượu nói chung và sản phẩm Vodka nói riêng

Để 1 sản phẩm rượu được công nhận là chất lượng thì cần xét đến 2 yếu tố “bên trong

và bên ngoài” của sản phẩm Yếu tố “bên trong” đề cập đến mùi, vị của sản phẩm và không được phép chứa bất chất độc gây hại đến sức khỏe con người như: andehyt, methanol, fufural, Yếu tố “bên ngoài” bao gồm giá cả, dịch vụ sử dụng, thiết kế bao bì, nguồn gốc địa lý,

Vodka là loại rượu mạnh, không màu, không mùi, không vị, có độ tinh khiết cao (neutral spirit) do đó cần phải giảm thiểu tối đa các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất đặc trưng này của rượu Trong quá trình sản xuất, có thể kể đến các yếu tố sau làm thay đổi đến chất lượng của vodka:

- Chất lượng của nguyên liệu: hàm lượng tinh bột phải cao, không bị mối mọt

- Men giống phải đạt chất lượng cao, chịu được độ cồn cao, quá trình lên men nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn của từng cơ sở sản xuất

- Các công nghệ máy móc sử dụng trong quá trình chưng cất, lên men, lọc, Ngoài chất lượng về cảm quan, thị hiếu, thì chất lượng an toàn của rượu cũng cần phải chú trọng hàng đầu Trong quá trình lên men rượu, sẽ không tránh khỏi việc hình thành 1 số sản phẩm trung gian không mong muốn như: methanol, aldehyt, rượu cao

phân tử Methanol là một chất độc với liều lượng gây chết người trong khoảng 240ml (20-150g) Methanol khi vào cơ thể sẽ bị đào thải rất chậm và có khả năng tích lũy nếu con người thường xuyên uống rượu có loại độc chất này Trung bình sau từ

30-2 tới 4 tiếng, sau ngộ độc, bệnh nhân có triệu chứng lâm sàng như một người say rượu Thường thì không phát hiện và vài tiếng sau bệnh nhân cứ dần lịm đi.Nếu không phát hiện kịp thời, người ngộ độc methanol sẽ bắt đầu thở nông, thở nhanh, người tím tái, rơi vào hôn mê, co giật, tụt huyết áp và thậm chí ngưng tim, ngưng thở, gây tử vong

Do đó sản phẩm rượu công nghiệp không những phải đảm bảo công nghệ tách các độc tố như methanol ra khỏi sản phẩm để đảm bảo sức khỏe, tính mạng của người tiêu dùng mà còn phải thỏa mãn các chất lượng cảm quan, thị hiếu Do đó cần thiết phải xây dựng bộ chỉ tiêu kiểm soát chất lượng sản phẩm - bán sản phẩm trong sản xuất rượu vodka

1.1.4 Một số thương hiệu rượu Vodka Việt Nam

Nhắc đến rượu Vodka Việt chắc chắn không thể không kể đến các dòng Vodka quốc

dân do hãng Halico sản xuất, mang hương vị êm dịu, đặc trưng của rượu lên men từ gạo Việt Nam điều đã làm nên tên tuổi của các sản phẩm Vodka Hà Nội nhãn xanh, Vodka Men’s, Độ cồn của các sản phẩm Vodka Hà Nội dao động từ 29,5 độ đến 40

độ Mức giá của sản phẩm ở phân khúc bình dân trải từ hơn 60.000 đồng với 1 chai 300ml đến hơn 100.000 đồng cho chai dung tích 700ml

1.1.5 Tổng quan quy trình sản xuất rượu cồn

1.2 CÁC CHƯƠNG TRÌNH TIÊN QUYẾT

1.2.1 Khái niệm

1.2.1.1 Chất lượng thực phẩm

Là một tập hợp những yếu tố khá phức tạp bao gồm: chất lượng dinh dưỡng, chất lượng vệ sinh, chất lượng cảm quan, chất lượng sử dụng hay dịch vụ, chất lượng công nghệ

- Chất lượng dinh dưỡng: là chất lượng tính đến hàm lượng các chất dinh dưỡng chứa trong thực phẩm Về phương diện số lượng là năng lượng tiềm tàng dưới dạng

các hợp chất hoá học chứa trong thực phẩm cung cấp cho quá trình tiêu hoá, năng lượng này có thể được tính bằng calo

- Chất lượng vệ sinh: Là tính không gây độc hại của thực phẩm (hay còn gọi là chất lượng vệ sinh thực phẩm) Đây là một yêu cầu quan trọng bắt buộc đối với thực phẩm

- Chất lượng cảm quan: Là chất lượng được đánh giá bằng mức độ ưa thích của con người trên các tính chất cảm quan dựa trên các giác quan

- Chất lượng sử dụng hoặc dịch vụ: Là phương diện tạo điều kiện cho người tiêu thụ dễ dàng sử dụng sản phẩm nó được thể hiện trên một số yếu tố sau: Khả năng bảo quản, thuận tiện khi sử dụng sản phẩm, phương diện kinh tế, phương diện thương mại, phương diện luật pháp

- Chất lượng công nghệ: Là toàn bộ hoạt động công nghệ chế biến thực phẩm

từ nguyên liệu tới thành phẩm

1.2.1.2 Quản lý chất lượng thực phẩm nói chung

Quản lý chất lượng thực phẩm là tập hợp các yếu tố về hệ thống chất lượng, quản lý chất lượng, đảm bảo chất lượng, kiểm soát chất lượng, kiểm tra chất lượng, đánh giá chất lượng, chỉ tiêu chất lượng, cải tiến chất lượng, các bên liên quan đến chất lượng

- Hệ thống chất lượng: là tập hợp tất cả các nhân tố tác động lên chất lượng sản phẩm trong một phạm vi nhất định (nhà máy, quốc gia…).Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm: quản lý tổ chức, thiết bị nhà máy, vệ sinh công nghiệp, tài chính, khách hàng, yếu tố công nghệ, tay nghề công nhân, nguồn nguyên liệu

- Quản lý chất lượng: là tập hợp những hoạt động của chức năng quản lý, xác định chính sách chất lượng, quy định rõ mục đích, trách nhiệm và các biện pháp thực hiện các chính sách đó

- Đảm bảo chất lượng: là toàn bộ các hoạt động có kế hoạch, có hệ thống được tiến hành và được chứng minh là đủ mức cần thiết để tin rằng hàng hoá sẽ thỏa mãn đầy đủ các yêu cầu chất lượng đặt ra

- Kiểm soát chất lượng: là những hoạt động và những kỹ thuật tác nghiệp nhằm đáp ứng yêu cầu chất lượng

- Kiểm tra chất lượng: là những hành động phân tích, đo đếm để đánh giá các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm

- Đánh giá chất lượng: là sự xem xét độc lập và hệ thống được tiến hành nhằm xác định xem xét các hoạt động đảm bảo chất lượng có được thực thi đúng quy định hay không

- Chỉ tiêu chất lượng: Đối với thực phẩm chỉ tiêu chất lượng gồm có 3 chỉ tiêu chính: an toàn thực phẩm, tính khả dụng, tính kinh tế

- Cải tiến chất lượng: là tìm mọi cách thực hiện nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm theo nguyên tắc “sản phẩm sau phải tốt hơn sản phẩm trước và khả năng đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng ngày càng cao”

- Các bên liên quan đến chất lượng: có 3 bên liên quan đến chất lượng

○ Người tiêu dùng : Là người đòi hỏi về chất lượng và giá thành phù hợp với tài chính kinh tế của họ

○ Nhà sản xuất: Đáp ứng nhu cầu của khách hàng nhưng bên cạnh đó phải

có lợi nhuận

○ Nhà nước: Nhiệm vụ của nhà nước là đề ra các yêu cầu, chỉ tiêu tối thiểu phải đạt được và giám sát việc thực hiện của nhà sản xuất và người tiêu dùng

1.2.1.3 Quản lý chất lượng trong nhà máy rượu cồn hiện nay

QCVN 6-3:2010/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với các sản phẩm đồ uống

có cồn - Quy định các chỉ tiêu an toàn thực phẩm và các yêu cầu quản lý đối với cồn thực phẩm được sử dụng để sản xuất đồ uống có cồn và các sản phẩm đồ uống có cồn

Quản lý chất lượng trong nhà máy gắn liền với việc tối ưu hóa quản lý sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm, dịch vụ phục vụ khách hàng và cam kết bảo vệ môi trường, đảm bảo điều kiện làm việc tối ưu cho người lao động

Một số doanh nghiệp sản xuất rượu cồn tại Việt Nam đã được cấp chứng nhận ISO 9001; ISO 22000… về quản lý chất lượng thực phẩm

1.2.2 Chương trình tiên quyết để xây dựng HACCP

1.2.2.1 GMP

- Khái niệm: GMP (Good Manufacturing Practice) là thực hành sản xuất tốt gồm các

biện pháp thao tác thực hành cần tuân thủ nhằm đảm bảo sản xuất ra những sản phẩm đạt yêu cầu về chất lượng, vệ sinh an toàn, đủ dinh dưỡng và không gây thiệt hại về kinh tế cho người tiêu dùng

- Vai trò của GMP: Quy định các yêu cầu về thao tác, vệ sinh chung và biện pháp

ngăn ngừa các yếu tố gây nhiễm xâm nhập vào thực phẩm do điều kiện vệ sinh kém

- Phạm vi của GMP: GMP giúp kiểm soát tất cả những yếu tố liên quan đến chất

lượng sản phẩm trong quá trình sản xuất, từ khâu tiếp nhận nguyên liệu đến thành phẩm cuối cùng GMP được xây dựng và áp dụng cho từng sản phẩm hoặc nhóm sản phẩm cụ thể của từng xí nghiệp dựa trên quy trình chế biến

1.2.2.2 SSOP

- Khái niệm: SSOP (Sanitation Standard Operating Procedure) là quy trình thao tác

vệ sinh chuẩn, là một quy phạm quy định làm vệ sinh và thủ tục kiểm soát vệ sinh tại dây chuyền sản xuất

- Vai trò của SSOP: Giúp chúng ta thực hiện các mục tiêu, thủ tục đề ra trong GMP

Làm giảm mối nguy, từ đó làm giảm số điểm kiểm soát tới hạn trong kế hoạch HACCP, làm cho hiệu quả kế hoạch HACCP tăng lên Cần thiết ngay cả khi chưa thực hiện kế hoạch HACCP

- Phạm vi của SSOP: Các lĩnh vực cần xây dựng:

1) An toàn của nguồn nước

2) An toàn của nước đá

3) Các bề mặt tiếp xúc với sản phẩm

4) Ngăn ngừa sự nhiễm chéo

5) Vệ sinh cá nhân

6) Bảo vệ sản phẩm không bị nhiễm bẩn

7) Sử dụng, bảo quản hóa chất

8) Sức khoẻ công nhân

9) Kiểm soát động vật gây hại

10) Chất thải

11) Thu hồi sản phẩm

Tùy theo mỗi cơ sở sản xuất, chế biến thực phẩm, nội dung của SSOP có thể khác nhau Hoặc phải kiểm soát đầy đủ cả 11 lĩnh vực đảm bảo vệ sinh an toàn như trên hoặc chỉ kiểm soát một số lĩnh vực (ví dụ ở cơ sở không cần sử dụng nước đá hoặc hoá chất…), hoặc phải xây dựng SSOP cho một số lĩnh vực khác

1.2.3 Chương trình HACCP

HACCP (viết tắt của Hazard Analysis and Critical Control Point) là công cụ quản lý mang tính phòng ngừa nhằm đảm bảo an toàn thực phẩm thông qua phân tích và kiểm soát các mối nguy về sinh học, hoá học và vật lý HACCP là hệ thống được xây dựng

để tối thiểu hoá các rủi ro về mối nguy an toàn thực phẩm

HACCP có tính chất hệ thống và có cơ sở khoa học, nó xác định các mối nguy cụ thể

và các biện pháp để kiểm soát chúng nhằm đảm bảo tính an toàn thực phẩm HACCP được áp dụng trong suốt cả chuỗi thực phẩm, từ khâu ban đầu tới khâu tiêu thụ cuối cùng và việc áp dụng đó phải căn cứ vào các chứng cứ khoa học về các mối nguy cho sức khoẻ của con người

Lợi ích khi áp dụng HACCP: doanh nghiệp khi triển khai áp dụng Hệ thống phân tích mối nguy và điểm kiểm soát tới hạn HACCP sẽ đạt được nhiều lợi ích như:

● Giảm tối đa các nguy cơ ngộ độc, kiện cáo, phàn nàn của khách hàng

● Giảm chi phí bán hàng

● Cải tiến phương pháp quản lý cũng như tổng thể hoạt động sản xuất của doanh nghiệp

● Nâng cao độ tin tưởng của khách hàng và hình ảnh của công ty

● Tạo lợi thế cạnh tranh so với những công ty không được chứng nhận

● Đáp ứng yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm của cơ quan chức năng thẩm quyền

● Làm bước đệm quan trọng cho việc áp dụng tiêu chuẩn ISO 22000

● Tạo điều kiện tiên quyết để xuất khẩu vào các thị trường quốc tế Khó khăn khi áp dụng HACCP: để có hiệu quả, HACCP cần phải được xuyên suốt

từ nguồn cung cấp nguyên liệu cho đến tay người tiêu dùng Điều này không phải lúc nào cũng khả thi

● HACCP yêu cầu nhà sản xuất chịu nhiều trách nhiệm hơn Điều này có thể gây ra một vài chống đối hoặc đối phó từ phía nhà sản xuất

● Có thể gây ra hiểu lầm rằng HACCP có tác dụng làm giảm bớt việc kiểm tra và làm mất đi sự kiểm soát của luật pháp mặc dù mục đích của HACCP là ngược lại

● Cần thời gian cho công tác đào tạo nhân sự để có hiểu biết về HACCP

● Bất đồng quan điểm về HACCP do nhận thức không giống nhau

Các nguyên tắc cơ bản để hình thành HACCP

Gồm 7 nguyên tắc cơ bản:

Nguyên tắc 1: Phân tích mối nguy và các biện pháp phòng ngừa

Nguyên tắc 2: Xác định các điểm kiểm soát tới hạn (CCP)

Nguyên tắc 3: Thiết lập các ngưỡng tới hạn

Nguyên tắc 4: Giám sát điểm kiểm soát tới hạn

Nguyên tắc 5: Thiết lập các biện pháp khắc phục kịp thời

Nguyên tắc 6: Thiết lập hệ thống kiểm tra đánh giá

Nguyên tắc 7: Thiết lập hồ sơ và tài liệu HACCP

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.1 Tiếp nhận nguyên liệu

Rượu Vodka yêu cầu chung là cồn phải có độ tinh sạch cao nhằm đảm bảo giá trị cảm quan và độ an toàn cho người sử dụng Điều này đòi hỏi ngay từ những nguyên liệu đầu vào đầu tiên cần phải đạt yêu cầu chất lượng, được kiểm tra, bảo quản kĩ càng

2.1.1 Tinh bột

Để sản xuất Vodka, người ta sử dụng cồn tinh luyện từ nguyên liệu có chứa tinh bột

và ở Việt Nam nguồn nguyên liệu được sử dụng chính là gạo Gạo phải đạt yêu cầu

về cảm quan, độ ẩm, hàm lượng tinh bột, bao gói… để đảm bảo chất lượng rượu Sau khi được tuyển chọn, gạo sẽ được tiếp nhận trong các tank inox kín, bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát

2.1.2 Nước

Trong công nghiệp sản xuất rượu, nước được sử dụng để nấu nguyên liệu Nước được

sử dụng sản xuất rượu Vodka có yêu cầu độ cứng không vượt quá 1 mg đương lượng/l

2.1.3 Chế phẩm Enzyme

Chế phẩm enzyme dùng trong nấu và đường hóa tinh bột: Amylase, Glucoamylase, Dextrinase, Protease Cần xác định hoạt độ của chế phẩm enzyme trước khi sử dụng vào sản xuất Các nhà máy hiện nay hầu hết sử dụng chế phẩm enzyme Termamyl của hãng NOVO

2.1.3 Đường

Mục đích sử dụng để hiệu chỉnh vị cho một số loại thương hiệu vodka Các nhà sản xuất thường dùng syrup đường nghịch đảo để phối chế tạo sản phẩm

2.1.4 Phụ gia

Một số phụ gia sử dụng trong sản xuất rượu cồn như:

– Acid citric: hiệu chỉnh vị cho sản phẩm tương tự như đường

– KMnO4: là chất có khả năng tham gia phản ứng oxy hoá khử với một số tạp

chất có trong rượu như nhóm aldehyde và làm giảm hàm lượng của chúng – NaHCO3 được sử dụng để hiệu chỉnh độ kiềm và vị của sản phẩm

2.2 Nghiền nguyên liệu

2.2.1 Mục đích

Phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật, tạo điều kiện giải phóng hạt tinh bột khỏi các

mô, để khi đưa vào nấu ở áp suất và nhiệt độ phù hợp biến tinh bột thành dạng hòa tan

2.2.2 Phương pháp thực hiện

Tại Việt Nam, nguyên liệu là gạo được đưa vào máy nghiền búa Trong quá trình nghiền: các phần nhỏ lọt qua rây được quạt hút và đẩy ra ngoài, phần chưa lọt qua

rây tiếp tục được nghiền nhỏ

Về thiết bị gồm có 2 phần nghiền nhỏ: búa có chiều dày = 2 – 3 mm; nghiền thô: búa

có chiều dày = 6 – 10 mm Tốc độ quay của máy nghiền: 2750 vòng/ phút Năng suất của máy phụ thuộc vào mức độ nghiền và kích thước rây Lỗ rây bé thì năng suất giảm, mặt rây nhanh bị hỏng Năng suất : 200 – 500kg/giờ

2.2.3 Các biến đổi trong quá trình nghiền

Biến đổi vật lý là biến đổi quan trọng nhất trong quá trình nghiền, lúc này: Kích thước của nguyên liệu giảm

– Diện tích bề mặt tiếp xúc tăng làm tăng tốc độ của các phản ứng oxy hóa do tiếp xúc với oxy nhiều hơn và các phản ứng được xúc tác bởi enzyme sẽ dễ dàng hơn

– Nhiệt độ của vật liệu sẽ tăng lên do trong quá trình nghiền xuất hiện các lực như lực ma sát

2.3 Nấu nguyên liệu

2.3.1 Mục đích

Phá vỡ màng tế bào của các hạt tinh bột, giúp cho amylaza tiếp xúc được với tinh bột Tạo điều kiện đưa tinh bột về trạng thái hòa tan trong dung dịch

để nấu do đó tốn kém cho thiết bị:

- Nấu sơ bộ được thực hiện trong thiết bị hình trụ Lúc đầu cho lượng nước 40 đến 50

độ C, 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 lắm như: kích thước hạt bột, chất lượng bột…

2.3.3 Yêu cầu bán thành phẩm

Gạo phải được nấu chín thành dịch cháo Hiện nay thường kiểm tra dựa trên kinh nghiệm công nhân vận hành như: cháo chín nếu có mùi thơm nhẹ màu vàng rơm, cánh gián Nếu có màu tối sẫm, mùi khét vị đắng là do cháy, hoặc nếu có màu bợt trắng, mùi ngái thì là chưa chín Lượng bột chưa hòa tan giảm xuống còn khoảng 0,2 – 0,25g/100ml

2.4 Đường hóa dịch cháo (Thủy phân do xúc tác amylase)

2.4.1 Mục đích

Là quá trình dùng enzyme amylase để chuyển hóa tinh bột thành đường dễ lên men (do tinh bột hoà tan trong dịch cháo sau khi nấu xong chưa thể lên men trực tiếp để thành rượu được)

2.4.2 Phương pháp thực hiện

Để lên men được phải trải qua quá trình thuỷ phân do tác dụng của xúc tác amylase

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 Trong quá trình đường hóa thì tác nhân đường hoá đóng một vai trò quan trọng Ở nước ta thường dùng

amylaza thu được từ nuôi cấy nấm mốc hoặc các chế phẩm amylase nhập về Hiện nay dùng các chế phẩm nhập ngoại là chính do chất lượng tốt mà chi phí lại không đắt hơn so với chi phí để tự nuôi cấy, chủ yếu là Termamyl nhập khẩu từ Đan Mạch

Có thể tiến hành đường hóa theo phương pháp liên tục, bao gồm:

- Làm lạnh dịch cháo tới nhiệt độ đường hóa (28 - 32 độ C)

- Cho chế phẩm amylase (termamyl) vào dịch cháo và giữ ở nhiệt độ thích hợp trong thời gian xác định để amylaza chuyển hóa tinh bột thành đường

- Làm lạnh dịch đường hóa tới nhiệt độ lên men (28 - 30 độ C)

2.4.3 Các biến đổi của nguyên liệu

Quá trình thủy phân tinh bột thành đường bao gồm ba giai đoạn: hồ hóa, dịch hóa và đường hóa

- Vật lý và hóa lý: Trong giai đoạn hồ hóa hạt tinh bột sẽ hút nước và trương nở, thể tích hạt tăng, độ nhớt của hỗn hợp cũng tăng lên Trong giai đoạn dịch hóa, cấu trúc hạt tinh bột bị phá vỡ và giải phóng ra các hạt amylase, amylopectin dạng tự do, độ nhớt của hỗn hợp sẽ giảm xuống

- Hóa học và hóa sinh: Nhờ có xúc tác hệ enzyme amylase, tinh bột sẽ bị thủy phân thành đường glucose, maltose và một số oligosaccharide khác Ngoài ra, nếu chúng

ta dịch hóa ở nhiệt độ cao, phản ứng Maillard sẽ xảy ra, một phần đường sẽ bị thủy phân tạo nên các hợp chất làm cho dịch thủy phân bị sẫm màu

2.4.4 Yếu tố ảnh hưởng quá trình đường hóa

Hiệu suất của quá trình đường hóa chủ yếu phụ thuộc vào trạng thái hoạt động của enzym và các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái hoạt động của enzyme bao gồm: nhiệt độ, pH tối ưu, nồng độ cơ chất

2.4.5 Chỉ tiêu chất lượng dịch đường hóa

Sau đường hóa nhiệt độ dịch đường là 30 độ C hàm lượng đường đạt 80 đến 100g/l Nồng độ chất hòa tan của dịch đường (%): Trong 100g dung dịch lọc có bao nhiêu gram chất hòa tan (glu, mal, sac, dex, protid, )

D = (p/P).100%

với p là hàm lượng đường trong dịch đường; P là hàm lượng chất hòa tan nói chung

Độ chua dịch đường: Biểu diễn theo lượng H2SO4 chứa trong 1L hoặc số ml NaOH 1N cần để trung hòa hết axit tự do trong 20ml dịch (1 độ chua = 2,45g H2SO4/l)

2.5 Lên men dịch đường

2 Ở (3) hoặc (4) nấm men phát triển gián đoạn kéo dài khoảng 15-18 h Nhiệt được điều chỉnh bằng dội nước lạnh từ bên ngoài thùng Song song với đó thùng (1) tiếp tục lấy dịch đường hóa và xử lý như trên Sau 15- 18 h, chia dịch men giống chứa đều ở (3) và (4) rồi chia dịch đường ở (1) vào (3), (4) để men phát triển thêm 5 - 8h rồi tháo 50% lượng men giống vào thùng lên men Cho tiếp dịch đường

từ (1) vào rồi lặp lại các bước

- Lên men: Tiến hành vệ sinh thùng, ống, van, dẫn Thanh trùng bằng hơi nước ở 95

- 100 độ C trong 50 - 60 phút sau đó làm lạnh đến 30 độ C Quá trình lên men có thể được thực hiện gián đoạn: men giống và dịch đường lúc đầu được bơm song song với nhau vào thùng, lượng men giống chiếm khoảng 10% so với thể tích thùng lên men, nhưng dịch đường không bơm đầy thùng ngay mà thời gian đổ đầy một thùng lên men kéo dài từ 68 giờ để hạn chế sự phát triển của tạp khuẩn Thời gian lên men là 3 ngày Lên men gián đoạn có ưu điểm là dễ làm, khi nhiễm tạp khuẩn dễ sử lý tuy nhiên năng suất thu được từ 1m3 thiết bị

2.5.4 Các biến đổi

- Sinh học: xảy ra sự trao đổi chất và sinh trưởng của nấm men giống

- Hóa sinh và hóa học: Đường lên men sẽ chuyển thành ethanol, CO2 và hình thành hàng trăm hợp chất hóa học khác nhau là những sản phẩm trung gian và sản phẩm phụ của quá trình lên men rượu Chúng được chia thành bốn nhóm chính: aldehyde

và ketone, rượu, acid hữu cơ và ester

- Vật lý: Nhiệt độ canh trường tăng lên do một phần năng lượng từ quá trình trao đổi chất của nấm men được thải ra ngoài dưới dạng nhiệt năng

- Hóa lý: Một phần khí carbon dioxide được nấm men sinh ra sẽ hòa tan vào canh trường, một số hợp chất keo bị kết tủa do sự thay đổi pH

2.5.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men (nấm men)

- Nhiệt độ: Nhiệt độ tối ưu với nấm men Saccharomyces từ 28 đến 30 độ C Bắt đầu lên men ở nhiệt độ thấp thì khả năng lên men sẽ cao và kéo dài hơn Mặt khác nếu làm lạnh dịch đường đến 20 - 22 độ C sẽ hạn chế sự phát triển của tạp khuẩn Sau

8 - 10 giờ nhiệt độ lên men tăng lên 28 - 30 độ C do đó cần làm lạnh để ổn định