BÀI BÁO CÁO THỰC TẬP-Kỹ thuật sản xuất các sản phẩm lên men

Ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn hiện nay ngoài công dụng làm đồuống, rượu-cồn etylic còn có khả năng làm nguyên liệu cho một số ngành kinh tế quan trọng: làm dung môi hữu cơ, nhiên l

ngthien.uneti@moet.edu.vn

LỜI MỞ ĐẦU

Từ xa xưa loài người đã biết sản xuất ra rượu etylic làm đồ uống Ngàynay nghề làm rượu-cồn đang phát triển và chiếm tỷ lệ khá lớn trong các ngànhkinh tế quốc dân

Trong tiến trình hội nhập và phát triển, ngành công nghiệp Việt Namđang tạo ra những bước ngoặt mới làm thay đổi bộ mặt nền hinh tế Côngnghiệp nói chung và công nghiệp sản xuất thực phẩm nói riêng đang từngbước đổi mới về công nghệ để tạo ra những sẩn phẩm có chất lượng tốt nhất,đáp ứng tối đa nhu cầu thị hiếu

Một trong những ngành công nghiệp đang phát triển, đóng góp vàongân sách nhà nước một khoản không nhỏ là ngành sản xuất các sản phẩm lênmen Trong số đó phải kể đến ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn

Ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn hiện nay ngoài công dụng làm đồuống, rượu-cồn etylic còn có khả năng làm nguyên liệu cho một số ngành kinh

tế quan trọng: làm dung môi hữu cơ, nhiên liệu, dùng trong y tế, trong mỹphẩm pha nước hoa, trong dược phẩm để trích ly các hoạt chất sinh học, sảnxuất axit axetic và giấm ăn, sản xuất các loại este có mùi thơm, trong cao sutổng hợp và nhiều hợp chất khác v v….Đặc biệt với khả năng dùng làmnguyên liệu(chất đốt) của cồn tuyệt đối hứa hẹn cho một nghành sản xuấtnhiên liệu với nguyên liệu tái sinh - một viễn cảnh sáng sủa và rộng lớn Maiđây các mỏ dầu và khí đốt trong lòng đất cạn kiệt thì cồn tuyệt đối có lẽ là mộtloại nhiên liệu thích hợp và nguyên liệu để sản xuất cồn có lẽ không bao giờhết hiện nay nhiều hãng ôtô đã thữ nghiệm thành công các mẫu động cơ chạybằng cồn hoạc bằng hỗn hợp cồn xăng Trong tương lai không xa sẻ có nhữngôtô với những động cơ loại này chạy trên đường cúng ta hy vọng chờ xem!Còn đối với ngành công nghệ sinh học nói chung và ngành công nghệ lên men

sẽ cố gắng sản xuất ra các loại cồn thích hợp và giá rẻ có thể cạnh tranh đượcvới xăng dầu và khí đốt Chính vì vậy là một sinh viên khoa thực phẩm việcnghiên cứu và tìm hiểu về ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn, về quy trìnhsản xuất rượu cồn là một nhiệm vụ cần thiết.

Trong đợt thực tập 5 vừa qua với nội dung “ Kỹ thuật sản xuất các sảnphẩm lên men” em được đi tìm hiểu thực tế và làm những người công nhântrực tiếp sản xuất ra rượu cồn tại nhà máy rượu hoa quả Trung Kiên Dưới sựhướng dẫn tận tình của cô Nguyễn Thị Hiền và Anh Tú người trực tiếp quản

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

Dưới đây là bài báo cáo của em sau quá tìm hiểu tại nhà máy Vì đợtthực tập chưa dài kiến thức có hạn nên chắc chắn bài báo cáo còn nhiều thiếusót mong được cô cùng các bạn góp ý thêm

SVTH: Trần Thị Thuỷ

Lớp : thực phẩm 16

MỤC LỤC Tiêu đề Trang

Phần II: Nội dung báo cáo thực tập 14

Chương.I: Tìm hiểu về nhà máy và QT sản xuất của nhà máy 14

B Quy trình công nghệ và thuyết minh quy trình 15

Chương II: Kỹ thuật chế biến dịch lên men 22

I Quá trình chuẩn bị và phối trộn nguyên liệu 22

II Công đoạn nấu và đường hoá nguyên liệu 25 III.Sự biến đổi hoá sinh và các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình 29 IV.Chỉ tiêu chất lượng và phương pháp kiểm tra 41

VI Các sự cố thường gặp và phương pháp khắc phục 42

Chương III Tìm hiểu kỷ thuật lên men 44

I Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men rượu 44

II Nấm men sử dụng trong quá trình lên men của nhà máy 45

IV Sự biến đổi hoá sinh trong quá trình lên men 47

V Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men 52

VI Các chỉ tiêu chất lượng và phương pháp kiểm tra chất lượng 55

VIII Sự cố thường gặp và phương pháp khắc phục 57

Chương IV Tìm hiểu quá trình hoàn thiện sản phẩm. 58

III Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lọc và chưng cất 65

IV Các chỉ tiêu chất lượng và phương pháp kiểm tra chất lượng sản

phẩm

65

VI Các sự cố thường gặp và phương pháp khác phục 67

PHẦN I: SƠ LƯỢC VỀ SẢN XUẤT RƯỢU CỒN

CHƯƠNG I:SƠ LƯỢC VỀ PHÁT SINH, PHÁT TRIỂN CỐN RƯỢU Ở

NƯỚC TA

Ở nước ta nghề nấu rượu thủ công đã có từ ngàn xưa và chưa có tài liệunào cho biết điểm khởi đầu Theo kinh nghiệm cổ truyền, nghề nấu rượu thủcông được thực hiện như sau:

Gạo tẻ hoặc nếp được nấu chín thành cơm, dỡ ra nong sạch, để nguộitiếp đó trộn men giống đã giã nhỏ với số lượng từ 1,5 đến 2,5% so với gạo(thường 1 nắm men cho 1kg gạo) Sau khi trộn đều, cơm được đưa ra rổ rásạch, lót lá chuối, đậy kín bằng lá phía trên rồi phủ vải sạch hoặc bao tải, đặtvào chỗ thoáng mát khi trời nóng hoặc chỗ ấm vào mùa đông Sau 2 đến 3ngày ta nhận được cơm ủ có mùi thơm dễ chịu, ăn ngon, có vị thơm và mềm

Tiếp đó cho cơm ủ vào chum hoặc vại sạch rồi thêm nước với số lượng

2 đến 3 lít cho 1kg gạo đem nấu (tốt nhất là nên dùng nước đun sôi để nguộitới 30oC), khuấy đền và đẻ cho lên men 2,5 đến 3 ngày nữa Nếu men tốt thì

đa số hạt gạo nấu vẫn giữ nguyên dạng bề ngoài nhưng nổi lên trên bề mặtchum vại Dịch lên men này thường được gọi là “cơm hèm” Đổ cơm hèm vàonồi, đậy vung trát kín, chỉ để một lỗ hở thồn với hệ làm lạnh rồi đun cho tớisôi, hơi bay ra ngưng tụ lại ta sẽ thu được rượu

Chất lượng rượu thu được phụ thuộc rất nhiều yếu tố như nguyên liệugạo nếp hay tẻ, cơm nấu khô hoặc nhão, men tốt hay xấu, nhiệt độ ủ và lênmen, cũng như cách tiến hành chưng cất lấy sản phẩm Quan trọng nhất làmen giống – nguyên liệu và cách làm men giống đa dạng Mỗi nơi mỗi vùng

đề có các bài thuốc làm men giống khcas nhau Đồng bào dân tộc còn dùngcác loại lá rừng để đưa vào men giống Tất cả đều làm theo kinh nghiệm “chatruyền con nối”

Nếu thực hiện đúng theo phương pháp cổ truyền thì rượu làm ra phảinói là rất ngon, vị đệm và êm dịu, say mà không cảm thấy xốc hoặc đau đầu

Nhiều khách nước ngoài rất thích uống “rượu nút lá chuối khô” của Việt Nam.Rượu cổ truyền nếu được đầu tư và nghiên cứu nghiêm túc sẽ trở thành sảnphẩm đặc thù của Việt Nam, thừa khả năng xếp ngang hàng với các loại rượucủa thế giới như Martin, Whisky, Brandy, Mao Đài, Saké, Vodka v.v…

Có nhiều người sành rượu hỏi chúng tôi: Tại sao rượu cổ truyền hay

“cuốc lủi” chứa nhiều este, aldehyt, tới 500mg/lít nhưng khi uống lại êm dịu

và ngon hơn rượu quốc doanh sản xuất theo phương pháp tiên tiến

Để hiểu rõ vấn đề này chúng ta phải chú ý hai khía cạnh: Thứ nhất, tạisao rượu sản xuất đùng theo phương pháp cổ truyền lại uống ngon Câu hỏinày chưa có đáp án rõ ràng trong hiện tại nhưng theo hiểu biết của mìnhchúng tôi đưa ra suy đoán như sau:

Thứ nhất là rượu cổ truyền khi ủ và lên men có đưa nhiều vị thuốc bắc.Mỗi vị thuốc đều chứa nhiều chất khác nhau, đến nay nghành đông y cũngchưa xác định được hết các chất chứa trong các vị thuốc bắc đó

Thứ hai là các chất do các vị thuốc bắc đưa vào tuy chỉ với số lượng ítnhưng đa số có mùi thơm; giữa các chất đó có phản ứng với nhau ra sao ? tạothêm chất mới gì nữa ? cho tới nay chưa ai biết rõ

Thứ ba là các vị thuốc bắc phần lớn có khả năng kháng khuẩn chúng cótham gia vào quá trình điều khiển tạo ra chất này, hạn chế tạo ra chất kháctrong quá trình lên men hay không ? Este quy định trong TCVN-71 là esteeytlic (axetat etyl), còn aldehyt ta cũng qui theo aldehyt axetic Biết đâu trongrượu thủ công ngoài este và aldehyt kể trên còn tạo ra những este và aldehytthơm khác

Trên đây chỉ là phỏng đoán theo suy nghĩ chủ quan, muốn hiểu rõ vàchính xác cần phải có thời gian và phương tiện để nghiên cứu sâu từng yếu tốrồi tổng hợp lại Nói khác đi cần phải đầu tư nghiên cứu sâu hơn từng khíacạnh của sản xuất rượu cổ truyền

Tại sao rượu quốc doanh uống chưa ngon ? Để trả lời câu hỏi nàychúng ta cần chú ý hai khía cạnh:

Thứ nhất, muốn có rượu ngon trước hết phải có cồn chất lượng cao,cũng như muốn có món ăn ngon ta phải có cá thịt ngon và tươi sống theo kèmtheo rau và các gia vị cần thiết

Cồn của các nhà máy của ta làm ra nói chung chưa đạt TCVN – 71,nhưng bản thân TCVN – 71 về cồn rượu cũng thuộc loại thấp so với các nướctiên tiến trên thế giới Hiện tại trên lãnh thổ Việt Nam chỉ có ba cơ sở làm rađược cồn loại I thỏa mãn TCVN – 71 Đó là Công ty Rượu Bia Đồng XuânPhú Thọ, Hà Nội và Bình Tây Tỷ lệ đạt loại I cũng còn chưa nhiều, riêngRượu Đồng Xuân đạt 70÷80% Ngoài ba cơ sở trên, các cơ sở sản xuất còn lạichỉ làm ra được cồn loại II hoặc thấp hơn và hầu hết là cồn từ rỉ đường Muốn

có cồn tinh khiết, chất lượng cao cần phải có hệ thống chưng luyện tốt vè biết

sử dụng nó Mặt khác nên có thêm cồn sản xuất từ gạo, ngô và sắn

Cồn tốt mới chỉ là điều kiện cần để pha được rượu ngon Tương tự nhưnấu ăn, có cá thịt ngon tươi rồi nhưng người đầu bếp tồi thì món ăn làm racũng chỉ là ăn được mà thôi Vì vậy rượu ngon cũng cần những người hiểubiết về phương pháp và công thức pha chế

Từ trước tới nay nhiều người quan niệm rượu chỉ là cồn pha thêm nước

Về đại thể là như vậy nhưng thực ra không hoàn toàn như thế Trước hết nướcđem pha rượu phải là nước sạch được xử lý để đạt các chỉ tiêu lý hóa và sinhhọc nhất định, nhưng quan trọng hơn cả là muốn có rượu ngon thì phải bổsung các chất điều hương vị phù hợp với từng loại rượu Chất điều hương vị

đó là các chất gì, liều lượng bao nhiêu cho 1 lít; chất gì cho trước chất gì sau.Tất cả đều là những bí quyết riêng cần phải tự tìm hiểu mới có được , làm thử

và rút kinh nghiệm dần Vì trong thực tế chẳng có cơ sở sản xuất nào lại tựđem bí quyết của mình đi phổ biến

Ở nước ta trước đây và hiện nay có một số loại rượu tương đối ngon,được người tiêu dùng trong và ngoài nước ưa chuộng như “Lúa Mới” của HàNội, rượu Nàng Hương của Bình Tây và Hoàng Đế của Thanh Ba Phú Thọ(Công ty Rượu Bia Đồng Xuân) Các loại rượu kể trên chất lượng không thuakém một số loại rượu mạnh ngoại nhập nhưng do tâm lý thích dùng đồ ngoại

mà có người vẫn xem thường rượu của ta Mong rằng khách hàng bình tĩnhuống và suy ngẫm để có thái độ khách quan hơn đối với rượu của ta làm ra

Sản xuất cồn rượu theo kiểu công nghiệp ở nước ta mới chỉ bắt đầu năm

1898 do người Pháp thiết kế và xây dựng Trước cách mạng Tháng Tám ởnước ta có các nhà máy rượu Hà Nội, Hải Dương, Nam Định, Bình Tây, ChợQuán và Cái Rằng Tất cả đều sản xuất từ ngô, gạo và theo phương phápamilo

Theo số liệu chưa đầy đủ, các nhà máy rượu phía Bắc hàng năm sảnxuất ra một số lượng cồn khá lớn; có thể xem cụ thể trong bảng sau:

Bảng 1-1: Sản lượng rượu cồn trước Cánh mạng Tháng Tám

Năm Nam ĐịnhCông suất cồn ở nhà máy 10Hải Dương Hà Nội6 lít Tổng cộng

Đến năm 1960, chúng ta có thêm hai nhà máy cồn từ rỉ đường là ViệtTrì Phú Thọ và Sông Lam Nghệ An Năng suất mỗi nhà máy là 1 triệu lít cồn

qui 100o/năm Trong những năm chống Mỹ cứu nước, các tỉnh và địa phươngxây dựng thêm hàng loạt nhà máy rượu cỡ 1 triệu lit/năm như Lục Ngạn – HàBắc, Hưng Nhân – Thái Bình và Tam Hiệp Phúc Thọ Hà Tây Ngoài ra ở hầuhết các tỉnh đều có xây dựng phân xưởng cồn cỡ nhỏ 100.000 lít/năm nhưQuảng Bình, Sông Con Nghệ An Bá Thước và Hàm Rồng Thanh Hóa, Khánh

Cư Ninh Bình, Vĩnh Trụ Nam Định Trường vừa học vừa làm Hòa Bình, HảiPhòng, Hà Giang và Thanh Ba Phú Thọ Tổng năng suất của tất cả các nhàmáy lớn nhỏ vào khoảng 15 triệu lít năm Sau 1975, chúng ta tiếp quản và xâydựng thêm các nhà máy rỉ đường như Lam Sơn Thanh Hóa, rượu Quảng Ngãi,rượu Bình Dương Bình Tây và một số cơ sở tư nhân khác Nếu cộng tất cảcác cơ sở sản xuất cồn rượu của nước ta ở thời điểm 1980 – 1985 thì hàngnăm ta có thể sản xuất trên 30 triệu lít cồn Có thể nói, thời gian này lượngcồn trong cả nước đạt cao nhất, vừa xuất khẩu vừa tiêu dùng trong nước

Vào những năm 1986 – 1987, do đổi mới cơ chế quản lý, nhiều xínghiệp làm ăn thua lổ, sản xuất làm ra tiêu thụ chậm nên hàng loạt phânxưởng nhà máy đem bán thiết bạ mà chủ yếu là đồng để thanh toán nợ nần,nhiều cơ sở sản xuất cồn rượu bị xóa sổ Lúc này các cơ sở sản xuất cồn rượu

do quốc doanh quản lý còn rất ít Ở các tỉnh phía Bắc còn cồn rượu Thanh Ba,Việt Trì, Hà Nội, Vĩnh Trụ, Lam Sơn, Sông Lam và Sông Con Nghệ An Ởcác tỉnh phía Nam có Quảng Ngãi, Huế, Bình Tây, Bình Dương và một số cơ

sỏ nhỏ của tư nhân hoặc hợp tác xã Hai nhà máy lớn nhất là Bình Tây và HàNội chỉ sản xuất cầm chừng, vì không còn thị trường tiêu thụ như trước đây.Thị trường trong nước cũng bị thu hẹp vì rượu quốc doanh không cạnh tranhnổi với rượu thủ công

Tình hình trên đặt ra câu hỏi: Ngành sản xuất cồn rượu Việt Nam nênphát triển theo phương hướng nào ? Trong hội thảo “Dự án chiến lược pháttriển khoa học công nghệ nghành rượu bia nước giải khát”, theo đề nghị của

các chuyên gia đến năm 2005 nước ta nên có khoảng 180 đến 200 triệu lítrượu các loại, tương đương khoảng 50 triệu lít cồn tinh khiết Trong đó cồn từnguyên liệu tinh bột chiếm 30÷40%, số còn lại là cồn từ rỉ đường Cồn tinhbột trước mắt do nhà máy rượu Bình Tây, Hà Nội và Thanh Ba đảm nhiệmnhưng cần hoàn chỉnh công nghệ và thiết bị để có thể sử dụng hết năng suấtthiết kế Đồng thời xây dựng thêm một số nhà máy rượu rỉ đường ở nơi có mật

rỉ Nếu không làm sẽ dẫn đến lãng phí lượng rỉ do các nhà máy đường thải ra

Cồn làm ra sẽ sử dụng ra sao ? Theo chúng ta trước mắt cần đưa vàolàm vang quả hỗn hợp, rượu vang cẩm, vang nếp để phục vụ người tiêu dùngtrong các ngày tết, lễ, hội

Ngoài ra cần sản xuất các loại rượu mạnh như Lúa Mới, Hoàng Đếv.v… để bán trong các khách sạn, đồng thời khai thác thị trường xuất khẩu.Bên cạnh đó cần nghiên cứu làm ra nhiều loại rượu phổ thông khác nhau –chất lượng tốt nhưng giá cả phù hợp với đa số người tiêu dùng Làm đượcđiều này chúng ta không những phục vụ được nhu cầu của nhân dân mà dầndần đẩy lùi được nạn nấu rượu tràn lan cũng như tình trạng nhập lậu rượu hiệnnay

Song song với sản xuất các loại rượu uống chúng ta cần nhanh chóngtriển khai sản xuất rượu acid etylic, acid xitric từ rỉ đường để cung cấp chonhu cầu của ngành cao su và các ngành kinh tế khác Trước mắt có thể phốihợp chương trình năng lượng nghiên cứu sử dụng cồn vào mục đích thay thếchất đốt Điều này sẽ vô cùng có lợi vì cồn cháy sẽ ít ảnh hưởng đến môitrường như dầu hỏa, lại hạn chế được tình trạng phá rừng để lấy củi đốt

Chúng ta cần đổi mới quan niệm “cồn chỉ để pha rượu uống” Trongtương lai không xa nữa, chắc rằng cồn ở nước ta cũng trở thành nguyên liệucho nhiều ngành sản xuất khác như nhiều nước đã và đang làm

Tiện đây chúng tôi cũng xin phép trình bày quan điểm của mình vềuống rượu: rượu etylic nói theo y học là chất độc đối với cơ thể con người.Điều này không ai chối cãi và rất đúng, nhưng chỉ đúng khi uống quá liềulượng cho phép đối với mỗi người.

Nếu mỗi chúng ta thỉnh thoảng hoặc ngày một lần uống vào buổi tốikhông quá 50ml (một chén uống trà) rượu ngâm thuốc bắc thì chúng ta ăn vàngủ cũng tốt hơn Lúc đó rượu sẽ làm tăng sức khỏe, con người cảm thấymạnh khỏe thậm chí minh mẫn hơn Nhưng ai đó lạm dụng uống nhiều rượuvào cơ thể thì thần kinh bị ức chế dễ dẫ đến làm điều xằng bậy và sau đó sẽcảm thấy mệt mỏi Đối với những người này sẽ trở thành độc hại

Chúng ta hãy nhìn vào và học các cụ đông y Phần lớn các cụ đều biếtuống rượu ngâm thuốc Đến lúc tuổi cao 70÷80 tuổi và cao hơn nữa nhưng dacác cụ vẫn hồng hào, bước đi nhanh nhẹn và tinh thần luôn sảng khoái Nhưvậy uống rượu đâu phải là có hại cho sức khỏe Sức khỏe kém và tinh thần bạcnhược chỉ xảy ra đối với những ai tham ăn tục uống và không chịu rèn luyệnthan thể mà thôi

Trên đây là ý kiến của chúng tôi về vấn đề uống rượu Tuy nhiên vớinhững người không biết rượu hoặc khi uống dù chỉ chút ít cũng bị ứng thì tốtnhất nên tránh xa rượu lẫn bia

CHƯƠNG II:TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÁ SỬ DỤNG CỒN RƯỢU TRÊN THẾ GIỚI

Cồn rượu được con người xem là sản phẩm thực phẩm nhưng cũng lại làsản phẩm có nguy cơ độc hại đối với cơ thể con người Tuy nhiên, sản lượngcồn rượu mà thế giới sản xuất ra hàng năm vẫn ngày càng tăng thêm Chưa cótài liệu nào cho phép chúng ta biết rõ số lượng cồn rượu làm ra và việc sửdụng chúng ở tất cả các nước Sau đây là những thông tinmaf chúng tôi biết vànhận được ở một số nước, ở các thời điểm khác nhau xin nêu ra cùng bạn đọctham khảo

Bảng 2-1: Tình hình sản xuất cồn etylic ở một số nước – theo thống kê 1958

Nước sản xuất Lượng cồn sản xuất 10 6 lít Bq đầu người.l/người

Tùy theo tình hình phát triển ở mỗi nước, tỷ lệ cồn dùng trong các ngànhrất đa dạng và khác nhau

Ở các nước có công nghiệp rượu vang phát triển như Italia, Pháp, Tây BanNha, Mônđôva v.v… cồn được dùng để tăng thêm nồng độ rượu Một lượngkhá lớn được dùng để pha chế các loại rượu mạnh, cao độ như Whisky,Martin, Brandy, Napholeon, Rhum v.v…

Trong thời gian 1954 – 1955, ở Nhật chỉ có 19,1% cồn đưa vào pha chếrượu, ở Đan Mạch chỉ có 11,6%, còn ở Bỉ cồn đưa vào pha chế rượu mạnhchiếm tói 39% sản lượng năm Ở Liên Xô (cũ) cồn đưa vào sản xuất các đồuống chiếm tới 40%; 60% còn lại được dùng vào các ngành kinh tế khác

Ở Mỹ cồn được sử dụng rất đa dạng, tỷ lệ sử dụng vào các ngành cũngthay đổi theo từng thời kỳ Tình hình sử dụng cồn ở Mỹ được thể hiện trongbảng sau:

64, 3

11 ,7

89, 0

12 ,8

0, 2

,8

9, 8

31, 4

5, 9

53, 2

7, 6

2

0, 8

16, 5

3, 2

28, 4

4, 0

9

2, 0

31, 2

5,

0, 9

2

10, 0

1, 9

12, 0

1, 7

1

1, 2

21, 3

4,

1, 3

7

1, 8

17, 8

3, 3

31, 1

4, 5

,5

12 ,0

26 0,5

48 ,8

37 8,0

54 ,2

5

2, 3

18, 6

3, 5

20, 0

2, 9

9

3, 0

13, 8

2, 6

12, 0

1, 7

8

3, 0

35, 6

6, 8

57, 1

8, 2

,7

58 ,9

11, 6

53 4,1

10 0

69 7,6

10 0

Riêng rượu mạnh năm 1961 sản lượng ở một số nước như sau:

Trong đóRượu

PHẦN II: NỘI DUNG BÀI BÁO CÁO THỰC TẬP

CHƯƠNG I TÌM HIỂU VỀ CÔNG TY TNHH RƯỢU HOA QUẢ TRUNG

KIÊN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY

A Tìm hiểu về công ty TNHH RƯỢU HOA QUẢ TRUNG KIÊN.

1 khái quát chung.

- Tên chính thức : Công ty TNHH Rượu hoa quả Trung Kiên – Thửa số

57 – Cụm Công nghiệp An Xá – TP Nam Định – Tỉnh Nam Định

- Số giấy CNĐKKD và đăng ký thuế : 0712000071

- Ngày cấp : 4 – 5 – 2007

- Người đại diện : Nguyễn Tuấn Tú

- Nơi thường trú : Số 1 Ngõ Ngô Sỹ Liên – Quận Đống Đa – TP Hà Nội

- Ngành nghề kinh doanh : Buôn bán tư liệu sản xuất rượu, nước hoaquả, buôn bán Nông Sản, Lương Thực, Thực Phẩm Công Nghiệp Vận TảiHàng hóa đường bộ Vận chuyển hành khách theo hợp đồng Dịch vụ ăn uống

du lịch

2 Cơ cấu tổ chức công ty

- 1 Giám đốc công ty

- 1 Quản lý điều hành sản xuất

- 3 Nhân viên lò hơi thay ca nhau Là công nhân hợp đồng làm theo thờivụ

- Một số nhân viên phục vụ cho các quá trình Chủ yếu là 1 công nhân chính thức và một công nhân làm theo thời vụ

- 1 bác bảo vệ

Với một ca sản xuất thì cần 2 công nhân phổ thông, 1 người quản lý bao quát tất cả và trực tiếp nấu lên men và chưng cất, một công nhân lò hơi.

3 Các sản phẩm của công ty

- Công ty chuyên sản xuất rượu cồn và xuất đi theo đơn đặt hàng

- Công ty nhập bã rượu cho nhà máy chế biến gia súc

4 Sơ đồ mặt bằng nhà máy

- Thể hiện ở mặt giấy A3

B QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY

I Nguyên liệu dùng để sản xuất.

1 Sắn lát

Nguyên liệu chủ yếu mà công ty sử dụng cho sản xuất rượu cồn là sắnlát, sắn được nhà máy nhập về là sắn đã được thái lát mỏng và phơi khô Đặcđiểm của nguyên liệu sắn này thể hiện:

Sắn là loại củ chứa nhiều tinh bột, củ sắn gồm 3 phần chính: vỏ, thịt củ

và lõi Ngoài ra còn cuống và rễ củ

Vỏ gồm 2 phần : vỏ gỗ ở bên ngoài, cấu tạo chủ yếu là xenluloza, thườngchiếm khoảng 1,5 – 2% khối lượng củ, vỏ cùi cũng cấu tạo từ xenlulozanhưng trong vỏ cùi còn có mủ sắn là các polyphenol của củ sắn nằm ở đây Thịt củ chứa nhiều tinh bột, ít protein và một lượng dầu, lượngpolyphenol ở đây chỉ chiếm khoảng 10 -15%, nhưng các polyphenol gây trởngại khi chế biến, đặc biệt là để sắn chảy mủ sẽ làm cho bột sắn biến màu,thay đổi mùi vị khó ăn trực tiếp khi luộc, khó thoát nước khi sấy hoặc phơikhô sắn lát hoặc sắn bột

Thành phần hóa học của sắn có thể là như sau :

loại nước protit chất béo Gluxit xenlulo Iro

Trong củ sắn có một hợp chất độc là phazeolumatin gồm 2 glucozit:linamarin và lotraustralin Hàm lượng chất này vào khoảng 0,001- 0,04 mg%chứa chủ yếu trong vỏ cùi Bình thường phazeolumatin không độc, nhưng khi

bị thủy phân giải phóng ra HCN, gây độc Khi hàm lượng HCN tới khoảng50-100 mg người ăn sẽ bị ngộ độc, cao hơn có thể dẫn đến tử vong Để tránh

ngộ độc trước khi ăn cần phải ngâm và bĩc vỏ cùi Nhưng khi sắn thái lát phơikhơ giản đáng kể lượng HCN.

Ở nhà máy này sản xuất theo cơng nghiệp nên sắn lát khơ được nghiền nhỏ,phối trộn với nước, nấu thành cháo rồi đem vào đường hĩa

Mỗi nối nấu nhà máy thường sử dụng 1000 kg nguyên liệu

2 Nước

Nước được nhà máy dùng cho sản xuất là nước giếng khoan được bơmtrực tiếp từ dưới lịng đất lên rồi qua hệ thống lọc của nhà máy, sau đĩ dùngcho sản xuất nước này được dùng trực tiếp cho sản xuất Vì chất lượng nước

ở đây cũng tương đối đạt tiêu chuẩn sau khi qua lọc, và nước dùng cho sảnxuất rượu khơng cần yêu cầu cao như nước trong sản xuất bia nên vừa giảmđược chi phí sản xuất Lại phù hợp cho nấm men phát triển cĩ lượng các muốiphù hợp

3 ENZIM

Nhà máy sử dụng enzim hệ enzim amilaza được nhập từ các nhf máy sản

xuất enzim

a - amylaza: SC (enzym dịch hóa) Termamyl 120L

- Tác dụng lên nồi a – 1,4 glucozit ở vị trí bất kỳ, nhưng tập trung vào giữa mạch amyloza và amylopectin

- Dưới tác dụng của enzym, tinh bột chuyển hĩa thành dextrin + maltoza +

1 ít glucoza→ độ nhớt của tinh bột giảm nhanh → a - amylaza cịn được gọi

là enzym dịch hĩa

Nhiệt độ hoạt động của enzym:

- a – amylaza của vi khuẩn hoạt động tốt ở t0 tối ưu = 95– 1000C

pH của mơi trường và t0 tối ưu cũng phụ thuộc vào nhau: t0 tăng  pH tăng

-glucoamylaza GA (Detrozyme)

Enzim glucoamylaza vừa phân giải amiloza và amilopecin nó thuỷ phân mộtcách triệt để hơn vì nó có thể tác dụng phân cắt cả liên kết 1,4 và liên kết 1,6enzim này cũng được lấy từ vi sinh vật

4 Nấm men

Hình ảnh nấm nem saccharomyces cerevisae

Chủng nấm men được nhà máy sử dụng cho sản xuất là chủng Saccharomycescerevisae ( nấm men nổi ) Chủng nấm men này lên men nhanh, ồ ạt, chịuđược nhiệt độ cao 25-350C và trong quá trình lên men thì xác tế bào nấmmen nổi lên cùng khí CO2 Khi kết thúc quá trình lên men, xác tế bào nấmmen tạo thành một lớp trắng xốp

5 Các chất bổ sung.

Trong quá trình sản xuất rượu, để đạt được mục đích mong muốn vềsản phẩm thì phải dùng đến các chất Ngoài ra, còn cho thêm axit sunfric vàodịch để điều chỉnh pH, làm cho nhiệt độ nấu nhanh đạt được Cho thêm chất

phụ gia làm mềm nước, bổ sung thành phần đạm ure để cung cấp nito chonấm men hoạt động trong quá trình lên men…

II Sơ đồ công nghệ sản xuất rượu cồn của nhà máy

Phối trộn Ng.liệu/nước : 1/4

nghiền mịn Nguyên liệu (sắn lát)

350ml enzim SC

III Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ.

1 Cân và nghiền nguyên liệu

Cân 1000kg sắn lát khô đem nghiền mịn bằng máy nghiền búa Sau đóđược vít tải đổ vào thùng phối trộn

2 Phối trộn

Đầu tiên là 4000 lít nước không quá 450C được cho vào nồi, bật cánhkhuấy cho hoạt động, rồi từ từ cho bột đã nghiền ở trên vào khuấy đảo trong

dịch hoá nâng t 0 lên 90 0 C giữ 30 phút nâng t o lên 100 o C giữ 60 phút

Đường hóa

Lên men

Chưng cất

Tinh chế Lọc

500 g nấm men khô

2 kg đạm ure

25ml H2SO4/175ml

enzim GA

Bã rượu

Rượu thành phẩm

cồn đầu dầu fusel

15 - 20 phút để trộn đều hỗn hợp.Tỷ lệ nước và nguyên liệu là 1: 4( 4000 lítnước cho 1000 kg nguyên liệu ) cho 350ml enzim SC vào rồi bật bơm bơmdịch qua nồi nấu số 1.

3 Quá trình nấu (dịch hoá, đường hoá)

Sắn và nước được phối trộn ở nồi phối trộn rồi bơm sang nồi nấu 1 Nồinấu sau khi được vệ sinh sạch sẽ ta bật cánh khuấy rồi từ bơm dịch vào bơmđược một lượng dịch cần thiết thì bắt đầu cấp hơi nóng vào nồi nấu số 1 Saukhi bơm đủ lượng dịch thì tăng cường cấp nhiệt đến lúc đạt 900C thì giữ trong

30 phút rồi tiếp tục nâng nhiệt lên 1000C giữ ở nhiệt độ này trong vòng 1tiếng sau 1 tiếng ta mở nước làm mát vào giàn làm mát mở van đáy của nồi số

1 bật bơm để bơm dịch từ nồi 1 sang giàn làm mát hạ nhiệt độ của khối dịchxuống 90oC ta cho 50ml enzim SC vào cứ tiếp tục hạ nhiệt độ xuống đến 75oCcho 2 kg đạm ure vào hạ nhiệt độ xuống 650C cho 200ml H2SO4 đã pha loãng( pha 25 ml axit sunfuric đặc vào 175ml nước cất)vào khi nhiệt độ hạ xuống58-60oC cho 500ml enzim GA vào khi đầu ra ở giàn làm mát đạt 30-320C thìđóng van vào nồi 1 mở van cho chuyền dịch sang tăng lên men số 1 ta cũngtiến hành làm tương tự ở nồi nấu số 2 như nồi nấu 1 và làm cùng lúc sau khibơm dịch sang nồi 1 kết thúc thì tiếp tục phối trộn và bơm dịch vào nồi nấu 2rồi làm tương tư như nồi 1 và cũng bơm dịch sang tăng lên men 1

4 Lên men

Tănk lên men số một sau khi được vệ sinh sạch sẽ và thanh trùng (thanhtrùng băng cách cho hơi nóng vào nâng nhiệt độ lên 100oC và giữ ở nhiệt độnày trong vòng một tiếng rồi mở van đáy tháo nước ngưng ) ta bơm dịch vào

khi bơm kết thúc nồi nấu 1 thì cho 500g nấm nem saccharomyces cerevisae

khô vào tăng 1 sau đó một giờ sau khi đã đường hoá xong ở nồi nấu 2 thì bơmdịch qua tăng 1 Như vậy cứ mỗi tăng lên men chứa được 2 nồi nấu tổng là

2000kg bột sắn và 8000l nước Ta cũng làm tương tự với 7 tănk lên men cònlại Thời gian lên men thường kéo dài từ 72 – 80 giờ Trong thời gian nàyngười ta tạo mọi điều kiện thích hợp về nhiệt độ 30-320C, pH ,…cũng nhưlượng nấm men thích hợp, khắc phục những sự cố để quá trình lên men xảy

ra thuận lợi, sao cho hàm lượng cồn được tạo ra nhiều nhất sau 24 đến 30 giờlên men thì tăng cường lạnh nhanh vì trong giâi đoạn nay nấm men phát triểnmạnh sinh nhiệt nhiều làm tăng nhiệt độ nhanh có lúc lên tới 36-370C

5 Lọc

Sau 72- 80 giờ lên men độ đường giảm xuống 00Bx và qua thời gian ổnđịnh chất lượng cồn thì bắt đầu bơm dịch lên men đi lọc Ở đây dùng máy lọckhung bản gồm 36 khung và 36 bản cùng với 37 tấm vải lọc, Sau khi lọc táchriêng phần bã, lấy phần nước được gọi là dịch dấm chín có thể bơm trở vềtank lên men để chứa dịch vừa để ổn định chất lượng giấm vừa chờ lọc xôngtất cả 8 tank rồi mới bắt đầu bơm dịch dấm đi chưng cất Còn bã được tách rathì sử dung làm thức ăn gia súc

6 Chưng cất – tinh chế

Ở đây nhà máy sữ dụng hệ thống chưng cất 4 tháp Tháp 1 là tháp thôđến tháp thứ 2 là tháp an tháp thứ 3 là tháp tinh và tháp cuối cung là tháp làmsạch, tháp 1,2,3 được đun bằng hơi nóng trực tiếp còn tháp 4 đun nóng bănghơi nóng gián tiếp Bắt đầu quá trình chưng cất ta bơm một lượng nước vàothùng cao vị để tiến hành rữa tháp cho lượng nước cất được ra ngoài và ngữixem đến lúc hết mùi thì bắt đầu bơm dịch dấm vào thùng cao vị và tiến hànhchưng cất qua 4 tháp chưng cất và tinh luyện ta tách được cồn đầu( cồn y tế ) tại tháp an [lượng cồn đầu lấy ra cứ 12 tấn nguyên liệu thì tách 215lít cồnđầu( lấy ra 3-5% cồn đầu so với nguyên liệu) ] và tách dầu fusel tại đáy tháptinh và lấy cồn thành phẩm ra tại tháp làm sạch trước lúc lấy cồn thành phẩm

ra thì có hệ thống kiểm tra nếu cồn đạt tiêu chuẩn 96o thì mở van xuống hầm

chứa nếu không đạt thì cho hồi lưu về tháp tinh Kết thúc quá trình chưng cấtcồn thành phẩm được chứa trong hầm chứa để khỏi thất thoát và ổn định chấtlượng Cồn đầu được chưng cất lại lần 2 thu hồi tiếp cồn thành phẩm và lượngcồn đầu sau chưng cất lần 2 sẻ được làm chất tải lạnh vào thiết bị làm lạnh ởgiai đoạn lên men.

CHƯƠNG II KỸ THUẬT CHUẨN BỊ DỊCH LÊN MEN

Quá trình chế biến dịch đường.

I Quá trình chuẩn bị và phối trộn nguyên liệu

Mỗi mẻ trong một nồi nấu, nhà máy chuẩn bị 1000 kg sắn lát, 4000 lítnước và một số chất phụ gia để cho vào Đầu tiên dùng hơi nóng để thanhtrùng nồi phối trộn Bơm nước 40 - 450C vào nồi phối trộn và cho cánhkhuấy hoạt động Sắn lát được nghiền từ máy nghiền, qua vít tải đổ vào nồiphối trộn Tỷ lệ sắn lát nghiền mịn là 70%, và nghiền hạt là 30% Sỡ dĩ khôngnghiền mịn hết toàn bộ sắn lát là vì lớp hạt sau này có kích thước lớn sẽ tạomàng lọc cho quá trình lọc trong dịch được dễ dàng

Mục đích của quá trình nghiền nhằm phá vỡ cấu trúc màng tế bào thựcvật, tạo điều kiện giải phóng các hạt tinh bột khỏi các mô, biến tinh bột thànhdạng hòa tan

- Thiết bị nghiền và phối trộn:

1 Máy nghiền nguyên liệu :

a Cấu tạo của máy nghiền búa như sau : gồm 6 thanh búa gắn vào rôtođược gắn cùng động cơ quay và phía dưới có lớp sàng.và máy nghiền cũngđược làm bằng inox không gỉ với công suất 1000kg sắn lát nghiền trong 2giờ

6 Hai tấm sang ghi xoay được

7 Hai tấm sàng ghi kéo ra được

Vít tải Gầu tải

Mô tơ

Thùng chứa sắn lát

Thùng chứa bột Thiết bị chặn khí

Vòi định mức

Đ òng dẫn bột

Vòi dẫn dịch Cửa sắn vào

b Nguyờn lý hoạt động của mỏy nghiền :

Sắn lỏt được nạp vào cửa nạp liệu vào cilo 1, nhờ gầu tải đưa lờn xilo 2 và

được vớt tải 1 đưa sang theo trọng lực trượt theo mỏng vào vựng va đập của

bỳa đang quay với tốc độ cao Sau va đập, sắn bị vỡ thành nhiều mảnh và bay

với gúc phản chiếu khoảnh 900, tạo thành một vựng đập nghiền Khi bay, cỏc

mảnh vỡ đập vào cỏc tấm lút (được gắn vào cỏc tấm phản hồi) trờn thành vở

mỏy, bật ngược trở lại đầu bỳa để nghiền tiếp, cứ như vậy cho đến khi đủ nhỏ

lọt qua mẳt sang xuống dưới lại nhờ mỏy thổi khớ thổi lờn xilo 3 cuối cung là

bột sắn được vớt tải 2 đưa từ xilo 3 xuống thựng phối trộn đú là quỏ trỡnh đi

của sắn cũn thao tỏc vận hành mỏy nghiền là: đầu tiờn cho sắn vào xilo 1 bật

động cơ của gầu tải sau đó lại bật thêm động cơ của vít tải 1 và động cơ máynghiền (điều chỉnh tốc độ nghiền trên 1000 vòng/phút) cùng lúc đó máy thổikhí cũng được hoạt động vì vậy ta bật luôn nút động cơ chặn khí Lúc nghiềngần xong 1 tấn nguyên liệu thì bắt đầu mở vít tải 2 cho xuống thùng phối trộn

từ từ khi nghiền kết thúc tắt động cơ thì bắt đầu tắt từ gầu tải rồi tắt vít tải tắtmáy nghiền…

Sự cố xảy ra nếu vận hành không đúng cách là: bật gầu tải cho sắn vàoxilo 2 đầy quá mức mà không bật máy nghiền và vít tải một vì vậy sắn sẻkhông vào xilo 2 được mà quay trở lại và được giữ trong gầu tải dần khiến tắcngẽn động cơ để khắc phục sự cố này nhiều lúc phải tắt tất cả máy rùi mở gầutải lấy sắn ra hết, và có lúc quên không bật động cơ nghiền mà bật vít tải 1 sẻkhiến tắc không hoạt động được vì quá nhiều sắn xuống làm ngẹt không quaynổi động cơ lúc này phải tắt các động cơ lại và mở máy nghiền ra lấy bớt sắn

ra Còn nếu quên không bật động cơ chặn khí thì sẻ khiến thất thoát bột sắn vàbụi nhiều lúc này chỉ cần bật vít tải lên là được

a Cấu tạo nồi phối trộn nguyên liệu :

Thiết bị được làm bằng inox không gỉ với thể tích 5 khối

1.Mô tơ cánh khuấy 2 Đường bột vào

3 Đường nước vào 4 Cánh khuấy

5 Ống dẫn dịch ra 6 Chân thiết bị

7 máy bơm dịch 8 Cửa quan sát

b Nguyên lý hoạt động : Lấy đủ 4000lít nước vào thùng qua đường ống

3 sau đó bật cánh khuấy rồi từ từ cho bột sắn vào thùng qua đương ống 2 Saukhi phối trộn xong bật bơm dịch đi qua đường ống 5 bơm sang nồi nấu

Thời gian phối trộn nguyên liệu từ 15 đến 20 phút

Sự cố xảy ra trong phối trộn:

- Đường ống dẫn bột nghiền bị tắc, phải mở ra để thông

- Cánh khuấy quay không đạt tốc độ, phải kiểm tra lại mô tơ cánh khuấy vàlượng nước cho vào phối trộn bột, có thể đường ống dẫn nước bị tắc làmlượng nước chảy vào chưa đạt Vì không có thiết bị để báo lượng nước đưavào đủ hay chưa nên lúc mở nước vào cần để ý ống thuỷ tránh hiện tượnglượng nước vào quá nhiều

II Công đoạn nấu và đường hóa nguyên liệu:

1 mục đích của quá trình nấu và đường hoá nguyên liệu

Mục đích của quá trình nấu nguyên liệu: Nhằm phá vỡ màng tế bào

của tinh bột, tạo điều kiện giúp cho amylaza tiếp xúc với tinh bột nhằm biếnchúng thành trạng thái hòa tan trong dung dịch

Phương pháp nấu nguyên liệu của nhà máy sử dụng là nấu gián đoạn

Mục đích của quá trình đường hóa : Chuyển tinh bột hòa tan thành

dịch đường dưới xúc tác của hệ enzym amylaza

Phương pháp đường hóa nguyên liệu mà nhà máy sử dụng là đường hóa giánđoạn

2 Cơ sở lý thuyết của quá trình nấu và đường hóa

Phương trình đường hóa : Tinh bột + nước   đường

Trước kia người ta hay sử dụng axit HCl hoặc H2 SO4 để thủy phân nhưnggiá thành cao và hiệu suất thu hồi sản phẩm cũng thấp, sau đó người ta sửdụng amylaza từ thóc mầm ( hoặc malt đại mạch ) nhưng ngày nay sử dụngamylaza từ nguồn nuôi cấy các chủng vi sinh vật và cụ thể là từ nấm mốc Enzym và các axit đều có khả năng phân cắt các mối liên kết glucozit trongphân tử amyloza và amylopectin

α- amylaza tác dụng lên các α-1,4 glucozit ở bất kỳ vị trí nào, giữa mạchamyloza và amylopectin và có cả khả năng phân cắt các đường dextrin caophân tử và enzym này gọi là enzym dịch hóa và sản phẩm do enzym này làđường dextrin, glucoza và maltoza

β-amylaza phân cắt các liên kết 1,4 glucozit nhưng bắt đầu từ mạch không cónhóm khử và cắt 2 phân tử đường glucoza và sản phẩm tạo thành chủ yếu làcác đường maltoza vì vậy gọi là các enzym đường hóa

β-amylaza cắt hoàn toàn mạch amyloza tạo thành các đường maltoza, cònvới mạch amylopectin chỉ cắt được 50-55%

Glucoamylaza cắt được cả α-1,6 glucozit và biến 100% tinh bột thành đườngglucoza (α- amylaza và β-amylaza không cắt được nối α-1,6 glucozit) Đặcbiệt enzym này có nhiều trong các chủng nấm mốc A.pergillus , A.usami ,A.wamori.

3 Tiến hành

Trước khi bơm dịch vào nấu, nồi nấu được vệ sinh sạch sẽ và thanh trùngbằng hơi nước nóng Đầu tiên bật cánh khuấy hoạt động, sau đó lượng dịch từnồi phối trộn được bơm vào nồi nấu và cấp hơi Lúc này cho vào 350 ml SC( chế phẩm enzym amylaza, thủy phân tinh bột ở mối α-1,4 glucozit trongphân tử amyloza và amylopectin) đồng thời cấp hơi cho nồi nấu đạt nhiệt độdần lên 90 - 930C và giữ trong vòng 30 phút Sau đó tiếp tục mở hơi tăngnhiệt độ lên 1000C và giữ trong 1 giờ Đây là giai đoạn đun sôi để thủy phânhoàn toàn một số cấu tử có kích thước lớn, đồng thời ở nhiệt độ này sẽ tiêudiệt các tạp khuẩn có hại cho quá trình lên men sau này Sau 1 giờ mở nướclàm mát vào giàn làm mát, mở van đáy nồi nấu bật bơm cho dịch qua giàn làmmát Khi nhiệt độ dịch giảm xuống 90 - 930C, cho thêm 50 ml SC.Tiếp tụclàm lạnh xuống 70 -750C và cho vào 2 kg đạm ure ( cung cấp thành phầndinh dưỡng cho nấm men sinh khối sau này ) Làm lạnh tiếp xuống 600C vàcho vào 500 ml GA (enzyme phân cắt liên kết α-1,6 glucozit) Sau đó dùnggiấy đo pH kiểm tra độ pH, cho thêm axit H3PO4 hoặc axit H2 SO4 để điềuchỉnh pH về khoảng 4,8 – 5,2 là được Khi nhiệt độ đầu ra làm mát đạt 30 - 32

0C thì mở van bơm vào thùng lên men, đóng van nồi nấu vào kết thúc quátrình đường hóa

4 Thiết bị nấu và đường hóa nguyên liệu, thiết bị làm mát.

Vì ở nhà máy này công suất còn nhỏ nên quá trình nấu và đường hóa đượcthực hiện trong nồi nấu 1 lớp được cấp nhiệt trực tiếp bằng hơi nóng từ lò hơi

Cấu tạo của nồi nấu thể hiện ở hình vẽ sau : quá trình dịch hoá và đường hoáđược tiến hành trên 1 thiêt bị nấu và giàn làm mát.

- Chú thích :

1 mô tơ cánh khuấy 2 đường vào của dịch sau phối trộn.

3 đường dịch hồi lưu sau khi làm mát.

4 cánh khuấy 5 van đáy đường dẫn dịch qua giàn làm mát.

6 chân thiết bị 7 đường bổ sung nước nóng từ giàn làm mát.

8 cửa quan sát 9 đường cấp hơi nóng

10 nhiệt kế

4

5 6

10

Nồi nấu nguyên liệu

nồi nấu được làm bằng chất liệu chống ghỉ với thể tích 6 khối

- An toàn thông số kỹ thuật khi sử dụng nồi nấu : Kích cỡ của cánhkhuấy, vận tốc quay phải phù hợp với đường kính của thiết bị và vận tốc biêncủa nó không vượt quá 3,8m/s, nếu không sẽ sinh lực kéo khi chuyển động

xoáy tác động đến thành phần dịch nấu Hệ thống cấp nhiệt cho thiết bị cũngrất quan trọng Cần điều chỉnh nhiệt phù hợp.

Thiết bị làm mát là một giàn làm mát với cấu tạo theo kiểu ống lồng ốngtổng chiều dài của các ống trong giàn làm mát là 120 m giàn làm mát cũngđược làm từ inox không rỉ chịu nhiệt tốt

III Sự biến đổi sinh hóa và các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình

1 Sự biến đổi sinh hóa trong quá trình nấu và đường hóa nguyên liệu

a Biến đổi trong quá trình nấu ( dịch hóa )

Trong quá trình nấu ta thấy rằng, khi đun tinh bột với nước lên 400C, hạttinh bột bắt đầu trương nở Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ, thể tích của hạt tinh bộttiếp tục tăng, mối liên kết giữa các phần tử của hạt tinh bột yếu dần và tới mộtmức nào đó thì các phần tử tinh bột được tan ra dung dịch Hiện tượng tan racủa tinh bột này gọi là hiện tượng hồ hóa Trong quá trình nấu, do tiến hành ởnhiệt độ cao và môi trường axit yếu nên xảy ra một số biến đổi phụ sau :

Khi đun nguyên liệu với nước sẽ xảy ra các hiện tượng trương nở, hòa tancác chất kết dính giữa tế bào, dẫn đến làm giảm độ bền cơ học của nguyênliệu Khi nấu hạt nguyên ở nhiệt độ 120 – 135 0C các chất pectin sẽ trương

nở và hòa tan sau 20 – 25 phút, tiếp đó là tinh bột và pentoza Nếu tiếp tụctăng nhiệt độ đến 145 -1550C thì thành tế bào sẽ bị phá vỡ, các hạt tinh bột sẽtách ra và hòa tan vào dung dịch

 Sự trương nở và hòa tan tinh bột

Trương nở là tính chất của những cao phân tử rắn có khả năng hút dung môi

để làm tăng thể tích Nhưng khác với sự hút nước đơn giản của vật thể xốp, sựtrương nở của các chất ( tinh bột, pectin, protein ) trong nguyên liệu luôn kèmtheo các hiện tượng hiệu ứng nhiệt, co thể tích và giảm độ bay hơi so với dungmôi nguyên chất

Hơn 50% chất khô của hạt và khoai sắn là tinh bột Đây là chất chủ yếu đểtạo ra sản phẩm cồn etylic trong quá trình sản xuất, vì thế sự trương nở và hòatan tinh bột có ý nghĩa thực tiễn trong công nghệ sản xuất rượu

Cấu tạo mạch tinh bột gồm amyloza và amylocpectin :

Oh H

H H Oh

Ch2oh

O H

Oh H

H H Oh

Ch2oh

O H

Oh H

H H Oh

Ch2oh

O H

Oh H

H H Oh

H H Oh

Ch2oh

O H Oh H

H H Oh

Ch2o

O H Oh H

H H Oh

Ch2oh

O H Oh H

H H Oh

Ch2oh

H -1,4

O

-1,6-O H Oh H

H H Oh

Ch2oh

O H Ho H

Amylopectin cũng cấu tạo từ những gốc glucoza, nhưng ngoài các nối α-1,4,trong phân tử amylopectin các gốc glucoza còn nối nới nhau bởi các nối α-1,6glucozit Tuỳ theo loại nguyên liệu, số gốc glucoza trong phân tử amylopectin

có thể từ 600 – 6000 tương đương với phân tử lượng 96120 – 961200

Trong dung dịch hạt tinh bột tương tự có những lỗ thẩm thấu, trong đóamylopectin đóng vai trò của màng bán thấm Khi tăng nhiệt độ thì áp suấtthẩm thấu và độ trương nở sẽ tăng, hạt tinh bột sẽ hút nước khoảng 25 đến 30lần nhiều hơn so với thể tích hạt Amyloza dễ hòa tan trong nước nóng và bắtđầu khuếch tán ra môi trường xung quanh Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ giới hạnxác định thì dưới tác dụng của lực thẩm thấu các hạt tinh bột sẽ hút nước vàtăng thể tích, có thể từ 50 -100 lần Do đó liên kết giữa các phân tử sẽ yếu dần

đi và bị đứt, lúc đó hạt tinh bột sẽ được giải phóng và xảy ra hiện tượng hồhóa Trong dịch hồ tinh bột, các mạch amylopectin trương nở, đan chéo nhau

và giống như mạng lưới không gian ba chiều chứa đày lỗ nhỏ chứa nhiềuamyloza

Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc vào nhiên liệu và kích thước của hạt tinhbột Những hạt lớn bao giờ cũng hồ hóa và trương nở ở nhiệt độ cao hơn sovới những hạt bé cùng loại Nhưng tinh bột của bất kỳ nguyên liệu nào cũng

gồm một hỗn hợp chứa nhiều hạt có kích thước khác nhau, nên trong thực tếluôn tồn tại một khoảng nhiệt độ hồ hóa Ví dụ tinh bột khoai tây có nhiệt độ

hồ hóa trong khoảng 55 - 560C, tinh bột gạo 65 - 850C, tinh bột ngô 50

-1150C, tinh bột sắn 61 - 680C, tinh bột đại mạch 50 - 800C v.v…

Nhiệt độ hồ hóa còn phụ thuộc vào các chất điện giải trong dung dịch.Các muối kiềm và muối trung tính làm giảm nhiệt độ hồ hóa, còn các chấtđường làm tăng nhiệt độ hồ hóa Nhiệt độ hồ hóa cũng phụ thuộc nồng độ tinhbột và tốc độ tăng nhiệt tuy không nhiều

Sự phụ thuộc của độ nhớt tinh bột sắn vào nhiệt độ

 Những biến đổi của hemixenluloza, xenluloza và pectin

Trong quá trình nấu nguyên liệu, ở điều kiện môi trường axit yếu, xenlulozakhông bị thủy phân Hemixenluloza cấu tạo chủ yếu từ pentoza có bị thủyphân ít nhiều Sự thủy phân này bắt đầu từ khi chuẩn bị dịch bột do tác dụngcủa xitaza chứa trong nguyên liệu và được tiếp tục trong quá trình nấu do tácdụng của ion Hvà nhiệt độ cao Kết quả là tạo ra một lượng nhỏ dextrin vàcác hợp chất có phân tử thấp, kể cả đường 5 cacbon arabinoza và kxiloza Bịthủy phân nhiều hơn cả là các chất pectin este của axit polygalacturovic :

Oh H

O Cooch3

Hoh

Oh H

H

Oh H

O Cooh

+ ch3oh

este của polygalacturovic axit pectic ancol metylic

Giáo sư Climofski và các cộng sự đã chứng minh rằng, hàm lượng ancolmetylic tỷ lệ thuận với nhiệt độ nấu Trong điều kiện nấu của sản xuất rượu,hàm lượng ancol metylic trong dịch cháo khoai tây vào khoảng 0,004 –0,005% và gấp nhiều lần so với trong dịch cháo nấu từ các loại hạt(0,00035%) Đây cũng là nguyên nhân chủ yếu tạo ra ancol metylic trong sảnxuất cồn từ nguyên liệu tinh bột

 Những biến đổi của tinh bột và đường

Khi nấu có một lượng nhỏ tinh bột biến thành đường và dextrin do tác dụngcủa amylaza chứa trong nguyên liệu Theo số liệu của Askinudi, ở nhiệt độ 55

0C amylaza tác dụng lên tinh bột rất yếu Sau 15 phút hàm lượng chất khửchỉ chiếm 0,25% so với khối lượng chất hòa tan trong dịch bột, ở nhiệt độ 60

0C tăng đến 0,8% trong dịch bột kiều mạch và 8% trong dịch bột tiểu mạch

Sự có mặt của các chất đường trong dịch bột chưa nấu là điều không mongmuốn vì sẽ gây tổn thất khi đun đến nhiệt độ cao Do đó khi nấu sơ bộ người

ta tăng nhanh nhiệt độ trong giới hạn 50 - 600C nhằm rút ngắn thời gian đểhạn chế hoạt động của amylaza Ngoài tác dụng của amylaza, khi nấu tinh bộtcòn chịu tác dụng của ion H và cũng tạo dextrin và maltoza nhưng với mộtlượng rất ít và chỉ khoảng 0,066 – 0,073% Đường chứa trong nguyên liệu chủyếu là saccaroza, glucoza, fructoza và một ít maltoza được tạo thành trongthời gian nấu Ở nhiệt độ cao các đường sẽ bị phân hủy và mất nước để tạothành caramen, furfurol, oxymetyl furfurol và melanoidin Mức độ tạo thànhcác chất được xếp theo thứ tự :

Tạo melanoidin > furfurol > caramen

Mức độ thủy phân của đường phụ thuộc vào nhiệt độ và pH Thực nghiệmcho biết đường glucoza bị phân hủy ít nhất ở pH = 3,4 fructoza ở pH = 3,6 cònarabinoza ở pH = 2,8 Do đó muốn giảm tổn thất đường có sẵn trong nguyênliệu ở giai đoạn nấu thì nên khống chế pH = 3,5

1 2 3

Ảnh hưởng của pH tới mức độ phân hủy đường ở điều kiện nấu gián đoạn

1 Fructoza ; 2 Arabinoza ; 3.Glucoza

Ở điều kiện trên glucoza sẽ bị phân hủy khoảng 5%, còn fructoza bịphân hủy tới 26% Nếu tăng pH tới 6,5 thì sự phân hủy sẽ là 80% đối vớiglucoza và 90% đối với fructoza Trong điều kiện nấu của sản xuất rượu pH=5

có khoảng 11% glucoza và 30% fructoza bị phân hủy Theo mức độ bị phânhủy thì : Fructoza > Arabinoza > Glucoza

Đối với saccaroza và maltoza, sự phân hủy chỉ xảy ra sau khi đã bị thủyphân Ở pH = 2,5 sacacroza bị thủy phân hoàn toàn, còn ở pH = 6,5 chỉkhoảng 50% được thủy phân Phân hủy đường hoàn nguyên (hỗn hợp glucoza

và fructoza) bắt đàu từ pH = 2 và giảm tới 5% ở pH = 3,5, sau đó lại tăng tới18% ở pH = 5

Tổn thất đường trong thời gian nấu bao gồm tạo caramen, furfurol,oxymetyl furfurol và melanoidin

Phản ứng tạo caramen là do đường saccaroza nóng chảy và mất nước gây ra.Caramen là chất kìm hãm đối với quá trình lên men rượu

Sự tạo thành furfurol và oxymetyl furfurol cũng do đường mất nước Quátrình xảy ra qua nhiều giai đoạn và cuối cùng mỗi phần tử đường đơn sẽ mất

đi ba phân tử nước

Đối với đường pentoza, sản phẩm tạo thành là furfurol :

Hc

C - cho O

-3h2o Ch2oh(choh)3cho

Đối với đường 6 cacbon ( hexoza ) sản phẩm tạo thành là metyl furfurol :

OhH2c

Hc Ch

C - cho O

-3h2o Ch2oh(choh)3cho

Do không bền nên oxymetyl furfurol dễ bị biến đổi tiếp theo để tạo thànhancol metylic và axit levulinovic :

C6H6O3 + H2 O   HCOOH + CH3-C=O-CH2 - CH2 COOH Một phần oxymetyl furfurol sẽ trùng hợp và tạo ra chất màu

Sự tạo thành melanoidin là kết quả củ phản ứng oxy hóa khử giữa đường vàcác axit amin cũng như các sản phẩm trung gian của quá trình thủy phânprotit Quá trình tạo thành melanoidin rất phức tạp nhưng có thể chia thành 3giai đoạn

Sản phẩm của giai đoạn đầu không có màu và không hấp thụ tia cực tím.Giai đoạn này gồm 2 phản ứng : ngưng tụ giữa axit amin và đường, tiếp theo

là chuyển nhóm

Giai đoạn 2 tạo sản phẩm trung gian, màu vàng hấp thụ các tia cực tím vàbao gồn 3 phản ứng : đường bị mất nước, đường bị phân hủy và phân hủy cáchợp chất amin

Giai đoạn cuối gồm 2 phản ứng: ngưng tụ andehit và trùng hợp giữa andehitvới hợp chất amin

Tốc độ của phản ứng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như nhiệt độ, pH, thờigian cũng như nồng độ, tính chất của các đường và tính chất của axit amin

Chất đường Khả năng tạo

melanoidin đơn vị

Chất đường Khả năng tạo

melanoidin đơn vịGlucoza

Fructoza

Maltoza

Galactoza

1,01,21,42,0

KxilozaArabinozaFurfurolMetylglyoxan

5,56,715,030,0 Bảng thể hiện khả năng tạo melanoidin của các đường và axit amin

Đối với axit amin thì glycol có phản ứng mạnh nhất, sau đó lần lượt đếnalanin, phenylamin, valin, loxin, metiomin, axit glutamic, xistin, tirozin v.v…Nói chung cùng với sự tăng khối lượng phân tử của axit amin, khả năng phảnứng với các đường của chúng sẽ bị giảm

 Biến đổi của protit và các chất khác

Climofski và Cônôvalôp đã nghiên cứu biế đổi của protit trong thời gian nấu

và thấy rằng, khi tăng nhiệt độ tới 1000C, độ hòa tan của protit bị giảm do