Luận văn thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang năng suất 3 triệu lít năm

Luận văn thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang năng suất 3 triệu lít năm

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 LẬP LUẬN KINH TẾ

Ở nước ta, người dân từ lâu đã quen với rượu cao độ từ gạo, nếp (rượu đế) nhưng

với mức sống ngày càng cao nhu cầu thưởng thức rượu vang cũng tăng cao

Theo kết quả điều tra mới đây cửa Viện Chiến lược và Chính sách Y tế cho thấy:

- Nhu cầu tiêu thụ rượu của nước ta ngày càng tăng Hiện tại mức tiêu thụ rượu

bình quân cửa nước ta là 3,9 lí/người/năm, có nghĩa là nước ta tiêu thụ gần 320 triệu lít rượu/năm Trong những năm qua, bình quân GNP/người/năm thường tăng

từ 5+6% song mức tiêu thụ rượu lại tăng từ 8+10%

- Ngành công nghiệp rượu phát triển khá mạnh Tổng sản lượng rượu đạt 120

triệu lí/năm Ngoài ra, rượu nấu thủ công trong cộng đồng ước khoảng hơn 200

triệu lí/năm cùng hàng chục triệu lít rượu ngoại nhập khẩu chính thức và nhập lậu

Vậy lượng rượu nội địa chỉ vừa đáp ứng đủ nhu cầu của trong nước, trong khi đó

phải nhập thêm rượu ngoại Và theo đà tăng mức tiêu thụ rượu 8+10% năm thì việc xây dựng nhà máy sản xuất rượu vang là hợp với xu thế của thị trường

- Các chỉ tiêu sản lượng rượu được xác định trong quy hoạch rượu bia, nước giải

khát vẫn không ngừng gia tăng, dự báo đến năm 2010 sản lượng rượu đạt 300 triệu lít

Hàng năm nước ta phải nhập một lượng vang nho đáng kể trong khi nước ta có

một tiểm năng to lớn về nguyên liệu, đặc biệt ở Ninh Thuận

Dựa vào tiểm năng này, ngày 6/3/2002 Thủ tướng chính phủ đã phê duyệt quy hoạch tổng thể nghành Rượu - Bia - Nước giải khát Việt Nam đến năm 2010 Vì vậy việc sản xuất rượu vang có nhiều điều kiện để phát triển Ta có thể xây dựng các nhà máy sắn xuất rượu vang đáp ứng được các yêu cầu cấp thiết sau:

- Phát huy thế mạnh sẵn có của ngành sản xuất rượu vang của Việt Nam cả về công nghệ cũng như thị phần trong thị trường nội địa và tìm kiếm thị trường xuất

khẩu

- Dem lại khoản thuế nộp cho chính phủ như thuế doanh thu, thuế thu nhập

- Tạo công ăn việc làm cho cán bộ, nhân dân trong vùng góp phần tăng thu

nhập, cải thiện đời sống nhân dân

- Thúc đẩy ngành trông nho, nấu rượu, kinh tế đất nước phát triển

1.2.NHÀ MÁY SẢN XUẤT RƯỢU VANG

1.2.1 Cơ sở lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy

- Gần nguồn cung cấp nguyên liệu hay trong vùng cung cấp nguyên liệu để giảm chi phí vận chuyển, nguyên liệu cung cấp phải đủ, chất lượng tốt và ổn định cho nhà máy hoạt động trước mắt và lâu dài

- Phải đủ diện tích để bố trí xây dựng các công trình hiện hữu đồng thời phải có khẩ năng mở rộng trong tương lai, chiếm ít diện tích canh tác, địa điểm ít bị ô

nhiễm

- Mặt bằng xây dựng nhà máy phải tương đối bằng phẳng, cao ráo, ít bị ngập lụt,

dễ cấp và thoát nước, là nơi có mực nước ngầm đủ sâu để giảm chi phí làm nên

móng và là nơi có địa chất, địa hình ổn định

- Địa điểm xây dựng nhà máy phải gần nguồn điện, nguồn nước, gần các nhà

máy khác để hợp tác nhiều mặt như cơ sở hạ tầng, công trình phúc lợi cho cán bộ, công nhân

- Địa điểm xây dựng nhà máy phải gân nơi đông dân để tuyển lựa nhân công và

thuận lợi trong việc tiêu thụ sản phẩm

- Gần đường giao thông, nhất là đường bộ và đường thuỷ để dễ dàng trong việc

đi lại, vận chuyển nguyên vật liệu và tiêu thụ sản phẩm

- Năng lượng sử dụng cho nhà máy bao gồm: hơi-điện-nước, khối lượng sử dụng

hàng năm khá lớn nên cần đặt nhà máy gần nguồn cung cấp năng lượng để đảm bảo cho việc sản xuất được liên tục, giảm hao phí về đường dây, ống dẫn

- Địa điểm xây dựng nhà máy nằm trong vùng quy hoạch của địa phương đồng

thời phẩi quan tâm đến vấn đề an ninh quốc phòng

- Chọn hướng gió phù hợp để tránh khói bụi do xe cộ qua lại, vì đây là nhà máy

thực phẩm nên việc giữ vệ sinh cho nguyên liệu hay sản phẩm là việc hết sức cần thiết

1.2.2 Địa điểm xây dựng nhà máy

Ta sẽ xây dựng nhà máy sản xuất rượu vang tại cụm công nghiệp Thành Hải thuộc khu công nghiệp Du Long, tỉnh Ninh Thuận

Tỉnh Ninh Thuận thuộc vùng duyên hải Nam trung bộ, phía bắc giáp tỉnh Khánh Hoà, phía nam giáp tỉnh Bình Thuận, phía Tây giáp tỉnh Lâm Đồng và phía đông giáp biển đông Diện tích tự nhiên là 3360 km’, c6 6 don vị hành chính gồm | thi

xã và 5 huyện Thị xã Phan Rang - Tháp Chàm là tỉnh ly, trung tâm chính trị, văn

hoá của tỉnh, cách thành phố Hồ Chí Minh 350 km, cách sân bay Cam Ranh 60 km,

cách thành phố Nha Trang 105 km và cách thành phố Đà Lạt 110 km, thuận tiện cho việc giao lưu, phát triển kinh tế — xã hội

Tỉnh uỷ Ninh Thuận đang kêu gọi các dự án đầu tư vào khu công nghiệp Du

Long, trong đó, có dự án xây dựng nhà máy sản xuất rượu vang

Khu công nghiệp Du Long:

1 Quy mô: diện tích 530 ha, trong đó đất khu công nghiệp 407 ha, đất xây dựng khu dân cư 120 ha

2 Địa điểm: thuộc địa phận 2 xã Tân Hải và Lợi Hải huyện Thuận Bắc, cách

thị xã Phan Rang — Tháp Chàm 20 km về phía nam

3 Tính chất khu công nghiệp: Khu Công nghiệp Du Long là khu công nghiệp

tập trung, ít gây ảnh hưởng đến môi trường, chủ yếu bố trí các nhà máy lắp ráp

điện tử, tin học, các ngành công nghệ cao, lắp ráp ô tô, xe máy, công nghiệp cơ khí

chế tạo máy nông, công nghiệp, công nghiệp vật liệu xây dựng, xí nghiệp chế biến nông lâm thuỷ hải sản, sản xuất hàng tiêu dùng

4 Điều kiện thuận lợi thực hiện dự án:

- Có vị trí địa lý thuận lợi: nằm trên trục đường quốc lộ 1A, đường sắt Bắc Nam,

cách sân bay Cam Ranh 40 km, cảng Ba Ngòi 30 km Trong tương lai sẽ có đường sắt vận chuyển hàng hoá của khu công nghiệp đến cảng biển Ba Ngòi

- Ninh Thuận có điều kiện khí hậu về đất đai phù hợp với quá trình phát triển

của cây nho Nông dân Ninh Thuận đã có kinh nghiệm trồng nho qua nhiễu năm

- Hiện nay diện tích trồng nho của tỉnh có khoảng 2000 ha, sản phẩm chủ yếu là

nho tươi tiêu thụ trên thị trường cả nước Dự kiến sẽ phát triển vùng chuyên canh nho đến năm 2010 lên 3500 ha Ngoài ra, Ninh Thuận còn có nhiều loại hoa quả

nhiệt đới có giá trị kinh tế với diện tích 8000 ha và có thể cho sản phẩm quanh

năm

- Có hệ thống điện quốc gia và hệ thống cấp nước ổn định

- Có khu dân cư với quy mô 120 ha dành cho công nhân khu công nghiệp

- Vị trí xây dựng các công trình có điều kiện địa chất ổn định

- Nguồn lao động chưa có việc làm ở Ninh Thuận còn lớn

- Ninh Thuận có trường dạy nghề để đào tạo kỹ thuật cho người lao động

- Đối với các dự án đầu tư vào các lĩnh vực tỉnh đang ưu đãi đâu tư, ngoài được

hưởng các ưu đãi chung của nhà nước còn được hưởng các ưu đãi riêng của tỉnh Ninh Thuận (Được ban hành theo Quyết định 191/2004/QĐ-UB ngày 30/11/2004 của Uỷ ban nhân dân tỉnh)

1.2.3 Năng suất nhà máy

Theo yêu cầu của thị trường và thị hiếu của người tiêu dùng nên chúng tôi chọn năng suất nhà máy là 3 triệu lít rượu vang/ năm

Cơ cấu sản phẩm theo chúng tôi để nghị là:

- Rượu vang đỏ: 2 triệu lí/năm, độ côn 13%V (thuộc nhóm vang khô), đường

sót 0,3%

- Rượu vang trắng: 1 triệu lí/năm, độ cồn 13%V (thuộc nhóm vang khô), đường

sót 0,3%

Chương 2: NGUYÊN LIỆU — SAN PHAM

Hiện nay, có nhiều giống nho làm rượu vang, mỗi giống có đặc trưng về màu,

mùi, vị khác nhau Căn cứ điều kiện khí hậu, thời tiết, đất đai và nhu câu tiêu thụ, tỉnh Ninh Thuận chọn trồng 2 loại cơ bẩn sau đây:

- Giống Shiraz: là giống nho làm rượu vang đỏ, thời gian từ trồng đến tạo cành

là 4+6 tháng, từ cắt cành đến thu hoạch khoảng 90 ngày Cây có sức sống mạnh, có

khả năng kháng sâu bệnh cao, chùm trái hình trụ dài, trái nhỏ 2-3g, tròn, màu đỏ

tím, số trái trên chùm nhiễu từ 114+120 trái, năng suất cao 110+120 tạ/ha/vụ, hàm lượng đường 20+25°Brix, cắt cành được 3 vụ (6 tháng) trong một năm

Hình 2.1 Nho giống Shiraz

- Giống Sauvignon Blanc: 14 giéng nho làm rượu vang tring va Champagne, thời gian từ trồng đến tạo cành là 4+6 tháng, từ cắt cành đến thu hoạch khoảng trên

90 ngày Cây có sức sống mạnh, có khả năng kháng sâu bệnh cao, chùm trái hình

trụ, trái nhỏ 2+3g, tròn, màu xanh vàng khi chín, số trái trên chùm nhiều từ 90+120 trái, năng suất từ 70+100 tạ/ha/vụ, hàm lượng đường 20+25”Brix, cắt cành được 3

Bang 2.2: Thành phần hoá học của thịt quả (% khối lượng)

Diện tích trồng nho của tỉnh khoảng 2500 ha, tập trung chủ yếu ở huyện Ninh

Phước, Ninh Hải và thị xã Phan Rang - Tháp Chàm, với nhiều loại giống nho mới

năng suất chất lượng cao, sản lượng hàng năm ổn định từ 60+65 ngàn tấn Nho Ninh Thuận thường được dùng để ăn tươi, làm rượu nho và chế biến các sản phẩm

khác Trái nho là loại trái cây mang lại hiệu quả kinh tế cao, công ăn việc làm cho

người dân tỉnh Ninh Thuận, vì vậy, việc đầu tư chế biến các sản phẩm từ nho tại

Ninh Thuận cũng là lĩnh vực tỉnh đang kêu gọi đầu tư

Đường saccharose là nguyên liệu thường được dùng để bổ sung vào môi trường

lên men nhằm điều chỉnh độ đường đến hàm lượng cần thiết cho quá trình lên men sản xuất rượu vang

Yêu câu của đường bổ sung là đạt các chỉ tiêu về chất lượng: tiêu chuẩn cẩm

quan, tiêu chuẩn hoá lý và tiêu chuẩn vi sinh theo TCVN 6958:2001

Bảng 2.3: Chỉ tiêu cảm quan

Ngoại hình Tinh thé mau trắng, kích thước tương

đối đều, tơi khô, không vón cục

Mùi vị Tinh thé đường hoặc dung dịch đường

trong nước có vị ngọt, không có mùi vị

lạ

Màu sắc Tinh thể trắng, óng ánh, khi pha vào

trong nước cho dung dịch trong suốt

Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m) 0,03

không lớn hơn

Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m) không lớn hơn 0,03

Sự giẩm khối lượng khi say 6 105°C trong 3h, % 0,05

khối lượng (m/m) không lớn hơn

Độ màu, đơn vị [CUMSA, không lớn hơn 30

Dư lượng SO; (ppm) không lớn hơn 7

Uu điểm của nấm men loài Saccharomyces cerevisiae:

1 Khả năng lên men cao: khi ở điều kiện tối ưu nấm men loai Saccharomyces

cerevisiae có thể lên men được 18+20%V etanol

2 Chịu được nhiệt độ thấp: nấm men loài Saccharomyces cerevisiae có khả

năng lên men ở nhiệt độ 4+10C

3 Lên men được dịch nho đã được sunfit hoá: chúng có thể bắt đầu và hoàn thành quá trình lên men ở pH rất thấp

4 Bên vững với etanol: nấm men loài Saccharomyces cerevisiae có thể lên men trong môi trường đã có sẵn 8+12%V etanol

5 Bên vững đối với nổng độ đường cao: loài nấm men này có thể lên men được

trong dịch nha có nông độ đường lớn hơn 30%

2.2 RƯỢU VANG

2.2.1 Giới thiệu

Rượu vang là sản phẩm có hương vị đặc trưng, độ côn nhẹ 10 — 15”, là thức uống

có côn Nếu sử dụng với liều lượng thích hợp rượu vang có tác dụng tốt cho sức

khoẻ, giúp tiêu hoá và có thể chữa được một số bệnh

Nhà máy sẽ sản xuất rượu vang không gas với cơ cấu như sau:

- Rượu vang đỏ: 2 triệu lí/năm, độ côn 13%V (thuộc nhóm vang khô), đường

sót 0,3%

- Rượu vang trắng: 1 triệu lí/năm, độ cồn 13%V (thuộc nhóm vang khô), đường

sót 0,3%

2.2.2 Các chỉ tiêu của sản phẩm rượu vang (TCVN 7045:2002)

Ở Việt Nam, các sản phẩm rượu vang được đánh giá theo TCVN 7045:2002 2.2.2.1 Chỉ tiêu cảm quan

Bảng 2.5: Các chỉ tiêu cảm quan của rượu vang được quy định như sau: TCVN 7045:2002

Màu sắc Đặc trưng cho từng loại sản phẩm

Mùi Thơm, đặc trưng của nguyên liệu và của sản phẩm lên

men, không có mùi lạ

Độ 5 - Chất lỏng trong suốt, không vẩn đục, không có vật

trong thể lạ nhỏ, màu hoàn toàn đặc trưng cho sản phẩm

va 4 - Chất lỏng trong suốt, không vẩn đục và có ít vật thể

mau lạ nhỏ, màu hơi kém màu đặc trưng

Mùi 5 - Hoà hợp, hoàn toàn đặc trưng cho sản phẩm

4 - Chưa hoàn toàn hoà hợp, thơm đặc trưng cho sản

phẩm nhưng khó nhận biết

3 - Hơi nồng, thoảng mùi phụ, mùi ít đặc trưng

2 - Không có mùi đặc trưng cho sản phẩm

1 - Mùi etanol rõ rệt, không đặc trưng cho sản phẩm

0 - Có mùi lạ khó chịu của sản phẩm hỏng

VỊ 5 - Hài hoà, dịu, hậu vị tốt, hoàn toàn đặc trưng cho san

2 - Vị lạ, không đặc trưng cho sản phẩm

] - Có vị lạ khó chịu đặc trưng cho sản phẩm hỏng

ST Mức chất Số điểm Yêu cầu tối thiểu về điểm

lượng của hội đồng cảm

4 Loại kém 7/2— I1I,I Mỗi chỉ tiêu 1,§

5 Loại rất kém 4,0-7,1 Mỗi chỉ tiêu 1,0

6 Loại hồng 0-3,9 Mỗi chỉ tiêu < 1,0

2.2.2.2 Chỉ tiêu hoá học

Bảng 2.8: Chỉ tiêu hoá học của rượu vang

3 Hàm lượng axit bay hơi, tính theo axit axetc, <1,5

g/l

5 Hàm lượng xianua và các phức xianua, pg/l <0,1

công bố của nhà sản xuất

2.2.2.3 Giới hạn kim loại năng

Bảng 2.9: Giới hạn hàm lượng kim loại nặng của rượu vang: TCVN 4075:2002

phẩm

3 Coliforms, số vi khuẩn trong Iml sản phẩm 10

4 CI.Perfringens, số vi khuẩn trong Iml sản phẩm 0

6 Tổng số nấm men, nấm mốc, số khuẩn lạc trong Iml sản 10

phẩm

2.2.2.5 Bao gói ghi nhãn bảo quản và vận chuyển

Bao gói: rượu vang phải đựng trong các bao bì kín bằng thuỷ tinh

Ghi nhãn: theo “Quy chế ghi nhãn hàng hoá lưu thông trong nước và hàng hoá

xuất khẩu, nhập khẩu” ban hành theo Quyết định số 178/1999/QĐ-TTG

Bảo quản: rượu vang được bảo quản ở điều kiện bảo đảm an toàn vệ sinh, không

ảnh hưởng đến chất lượng của rượu và tránh ánh nắng trưc tiếp

Vận chuyển: phương tiện vận chuyển rượu vang phải khô, sạch, không có mùi lạ

và không ảnh hưởng đến chất lượng rượu

Chương 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.1 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất rượu vang trắng

Phân loại

Nghiền, xé Hạt, cuống

3.1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất rượu vang đỏ

3.2 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.2.1 Nho (xanh, đồ)

Việc chọn nguyên liệu phải được thực hiện theo đúng yêu cầu kỹ thuật (mục

1.3.1.1.2 b) Nếu không tuân thủ các điều kiện trên thì nước quả sẽ hoá nâu, tăng

60+80 kg để quả không bị vỡ và để nơi thoáng mát Sau đó nho được vận chuyển

đến phân xưởng làm rượu

3.2.3 Rửa

Mục đích: làm sạch các tạp chất, thuốc trừ sâu và một số vi sinh vật bám trên bề mặt quả nho

Tiến hành: nho được xếp lên các băng tải, đi vào máy rửa phun Không khí được

quạt gió thổi vào bôn ngâm nguyên liệu giúp cho nước và nguyên liệu đảo trộn đều làm sạch các tạp chất bám trên quả nho

Giai đoạn này phải được thực hiện nhanh để tránh làm mất các chất hoà tan có trong nho đi vào nước rửa

3.2.4 Nghiền, xé và tách cuống

Mục đích: làm giảm kích thước quả nho, giải phóng dịch nho, loại bổ cuống và hạt ra khỏi dịch

Biến đổi: trong quá trình nghiển xé, tách cuống nhiệt độ của dịch, bã nho tăng

lên do lực ma sát, một số vitamin bị thất thoát Ngoài ra, mật độ các vi sinh vật gây hại cũng tăng lên

Tiến hành: nho sẽ được đưa qua máy nghiền trục vít Trục nghiền xé sẽ đánh tơi nho, tách cuống, hạt ra khỏi phần hỗn hợp dịch bã nho Phần cuống hạt sẽ tiếp tục được trục nghiễển xé đẩy ra ngoài, còn hỗn hợp dịch, bã nho lọt qua các lỗ lưới rồi

được trục vít đẩy ra theo chiều ngược lại

Các yếu tố ảnh hưởng:

- Độ chín của nho nguyên liệu: nho càng chín (đạt độ chín kỹ thuật) thì càng dễ tách cuống hạt, càng được làm tơi và ta càng thu được nhiều dịch nho hơn

- Thời gian tiến hành: quá trình này cần tiến hành nhanh để tránh sự oxy hoá Sau khi nghiền xé, tách cuống dịch nho phải được nhanh chóng tách ra khỏi phần

bã để ngăn chặn quá trình lên men tự phát có thể xảy ra

- Độ nát của cuống, hạt: khi nghiễển xé phải lưu ý tránh việc băm quá nát các

cuống nho và hạt nho để hạn chế việc gia tăng chất chát trong dịch nho Tuy nhiên, thịt nho cần được nghiển kỹ để thu được nhiều dịch nho nhất

3.2.5 Quá trình sunphit hoá lần 1

Mục đích: dịch bã nho sau khi nghiển ép tách cuống lập tức sẽ được sunphit hoá

nhằm tiêu diệt và ức chế vi sinh vật trong nguyên liệu, làm chậm sự oxi hoá, axit

nhẹ dịch nho với bã để hiệu chỉnh pH của dịch nho về pH tối ưu trong quá trình lên men

Tiến hành: lượng 210 mg SO;/Iít dịch nho đối với nho trắng và 160 mg SO//lít

dịch nho đối với nho đỏ được cho vào suốt trong quá trình nghiển xé, tách cuống

Hoá chất sử dụng: K;§S;Os dạng rắn được pha thành dung dịch muối 10%

3.2.6 Quá trình xử lý nhiệt:

Mục đích: quá trình xử lý nhiệt chỉ áp dụng cho sản xuất vang đổ nhằm mục đích

trích ly triệt để các chất hoà tan vào dịch nước nho đỏ, đặc biệt là các hợp chất

polyphenol, chất màu có trong nguyên liệu, cải thiện độ trong và chất lượng, giá trị cảm quan của sản phẩm

Biến đổi: Trích ly các chất hoà tan vào trong dịch nho

Tiến hành: đun nóng và giữ nhiệt ở 70C trong 20 phút

Thiết bị: sử dụng bồn hình trụ, đáy bôn được làm bằng thép không gỉ, gia nhiệt bằng hơi nước

3.2.7 Quá trình ép tách bã

Mục đích: quá trình tách, ép bã là quá trình tận thu các chất chiết có trong bã Các biến đổi:

- Các chất hoà tan sẽ bị tách khỏi tế bào để đi vào dịch nho

- Diện tích tiếp xúc với không khí tăng lên, làm tăng khả năng bị oxy hoá của dịch nho Vì vậy, sau khi ép, ta phải tiến hành ngay quá trình sunphit hóa

Tiến hành: hỗn hợp dịch, bã nho sau khi được nghiển xé, tách cuống sẽ được đi qua thiết bị ép Dưới áp lực, dịch nho sẽ bị tách khỏi tế bào chảy qua các lỗ của tấm lưới bên dưới để đi ra ngoài, còn bã nho sẽ được tháo ra sau mỗi mẻ ép

Các yếu tố ảnh hưởng:

- Kích thước nguyên liệu sau khi nghiển xé: nho càng được nghiển xé kỹ, xé tơi thì hiệu suất ép càng cao, dịch nho thu được càng nhiều

3.2.8 Quá trình sunphit hoá lân 2

Mục đích: quá trình sunphit hóa lần 2 có mục đích giống như lần 1, ngoài ra nó

còn mục đích là lắng cặn trước khi lên men

Tiến hành: hỗn hợp dịch nho được bơm qua bổn sunphit hoá Lượng SO; được sử dụng là 210 mg/lít dịch nho đối với nho trắng và 160 mg/lít đối với nho đỏ

Hoá chất sử dụng: K;S;O; dạng rắn được pha thành dung dịch muối 10%

Thời gian tiến hành: 12h

3.2.9 Quá trình tách cặn

Mục đích: tách cặn ra khỏi dịch nho trong, giúp hạn chế việc tắc nghẽn màng lọc trong quá trình lọc, nâng cao chất lượng dịch nho trước khi lên men

Biến đổi: sau 12h sunphit, hóa các chất không hòa tan lơ lửng trong dịch nho bị

tách ra và lắng xuống dưới Phần cặn lắng xuống dưới được chia làm 2 lớp:

- Lớp cặn nhẹ nằm ở trên, chủ yếu là các hợp chất của pectin Lớp cặn nhẹ này

sẽ được giữ lại trong khi lên men để thu được sản phẩm vang có chất lượng cao vì thực nghiệm đã cho thấy dịch nho tách cặn kỹ không cho sản phẩm có hương vị tốt nhất

- Lớp cặn nặng nằm ở dưới gồm cuống dập, vỏ quả nho và hạt nho sẽ bị tách ra

khỏi dịch nho trước khi lên men

Tiến hành: dịch nho được bơm nhẹ nhàng vào bổn lên men, tránh làm xáo động lớp cặn nặng cho đến khi lớp cặn nặng sắp bị hút theo dịch nho

3.2.10 Quá trình nhân giống nấm men

Mục đích: tạo điểu kiện cho nấm men giống phát triển, tăng sinh khối, ổn định

hoạt tính nấm men sau quá trình bảo quản, để chuẩn bị cho quá trình lên men

Biến đổi: trong quá trình nhân giống hoạt tính, sinh khối nấm men tăng lên, hàm lượng các chất dinh dưỡng giảm, nhiệt độ của dung dịch nhân giống tăng lên

3.2.11 Làm lạnh

Mục đích: đưa dịch nho đến nhiệt độ tối ưu cho quá trình lên men

Biến đổi: nhiệt độ dịch nho giảm xuống

Tiến hành: dịch nho trước khi lên men sẽ được làm giảm nhiệt độ xuống đến nhiệt độ tối ưu cho quá trình lên men là 18+20°C đối với vang tring va 28+30°C đối với vang đỏ

3.2.12 Quá trình lên men

Mục đích: chuyển đổi lượng đường trong hỗn hợp dịch nho thành cồn, CO; và một số sản phẩm trao đổi chất khác

Tiến hành: sau khi lắng cặn xong, trong quá trình sunphit hóa cần bơm nhẹ

nhàng phần dịch trong qua các bôn lên men để tiến hành lên men, chú ý tránh làm xáo động đến phần cặn Song song với việc bơm dịch nho sang bổn lên men, cần nạp vào bổn lên men ngay một lượng tanin tỉnh khiết với liều lượng 10g tanin cho

100 lít dịch nho Tanin có tác dụng kết tủa những thành phần protein có trong nước nho làm trong dịch nho

Chúng ta sử dụng giống nấm men Søccharomyces cerevisiae với hàm lượng 2% thể tích dịch lên men, lượng nấm men là 100 triệu tế bào/m] dịch nấm men

Nhiệt độ lên men chính là 1§+20°C đối với vang trắng và 28+30°C đối với vang

đỏ, thời gian lên men chính là 10 ngày

Qúa trình lên men được chia làm 3 giai đoạn:

- Bắt đầu: nấm men thích nghỉ với môi trường, sản xuất các enzyme cần thiết để chuyển hoá cơ chất Giai đoạn đầu của quá trình lên men, dịch nho được thông khí nhẹ tạo điều kiện hiếu khí cho nấm men sinh trưởng và phát triển

- Lên men nhanh: Ngay khi nấm men bắt đâu sử dụng cơ chất chuyển hoá thành

cồn, lượng CO; sinh ra sẽ nhanh chóng tạo môi trường yếm khí, ngăn cẩn sự phát

triển của các vi sinh vật hiếu khí không mong muốn như vi khuẩn, nấm mốc Nấm

men chuyển hoá cơ chất thành côn, CO; và các sản phẩm phụ như acid hữu cơ, rượu cao phân tử, andehyt, ketol tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm Trong giai đoạn này, còn xảy ra phản ứng malolactic

- Lên men chậm: các chất ức chế do nấm men thải ra sẽ tích lũy trong môi

trường tác động lên nấm men Quá trình lên men chậm xảy ra

Quá trình lên men kết thúc khi lượng đường sót còn 2g/1

Thiết bị: quá trình lên men có thể tiến hành trong các bổn làm bằng thép không

gỉ Dịch lên men chỉ chiếm tối đa khoảng 80% không gian của thiết bị lên men, để

có đủ một lượng oxy cho giai đoạn đầu quá trình lên men và tránh cho bọt trào ra ngoài

3.2.13 Quá trình tách bã

Mục đích: tách bã, xác nấm men ra khỏi ra khỏi rượu vang non

Tiến hành: khi kết thúc quá trình lên men chính ta tiến hành tách bã Phần bã nằm ở lớp phía trên của rượu non, tách bã bằng cách xả từ từ van ở đáy bồn đồng

thời quan sát mức chất lỏng cũng như lớp bã, khi lớp bã sắp hạ xuống đến van thì ta

đóng van lại

3.2.14 Quá trình tàng trữ

Mục đích: cho quá trình lên men phụ xảy ra, nâng cao chất lượng, ổn định (màu sắc, độ trong, mùi, vị, độ bển keo ) cho sản phẩm

Tiến hành: dịch sau khi lên men được cho qua các thùng gỗ sôi để tàng trữ trong

một thời gian Trong quá trình tàng trữ, rượu vang bị thất thoát do đó ta phải châm

đây theo chu kỳ 1 lẫn/1 tuần Nhiệt độ tàng trữ là 150C

Trong quá trình tàng trữ, một số sản phẩm phụ như aldehyde (aldehyde acetic, điacetyl, acetoin, 2,3-buta-nediol), acid hữu cơ, ester, hợp chất cao phân tử được hình thành Mặt khác, nhiệt độ rượu vang tăng lên, pH giẩm xuống, sự kết tửa cặn làm giảm tỷ trọng rượu vang

Thời gian: | nam

3.2.16 Quá trình rửa chai

Mục đích: rửa chai nhằm loại được hầu hết các vi sinh vật và những loại vật chất

có thể có trong chai như mảnh chai, cát đất

Tiến hành: thao tác trên máy rửa chai như sau: chai được đưa vào các ngăn của băng tải theo từng hàng, băng tải sẽ chuyển chai đi trong máy rửa qua các buồng rửa khác nhau với thời gian lưu đủ để chai được tẩy sạch (trong thời gian di chuyển

chai được dốc ngược và luôn luôn được phun nước rửa vào bên trong), chai được

rửa theo các bước chính qua các bể như sau:

1 Chai được rửa sơ bộ bằng nước ấm 30C

2 Chai được băng tải chuyển ngược đầu để dốc hết nước trong chai ra

3 Chai được tiếp tục đưa vào bể nước ấm 55C

4 Chai được đốc ngược đầu để loại hết nước trong chai ra ngoài

5 Chai được chuyển vào bể chứa dung dịch kiểm 1,5%, ở nhiệt độ 60°C

6 Chai được chuyển đi trong bể dung dịch kiểm 60°C, cũng bằng thời gian ngâm chai trong bể và sau đó được dốc ngược để tháo hết dịch trong chai ra, đồng

thời chai cũng được phun dung dịch kiểm

7 Lập lại bước 5 và 6 nhưng ở 80°C

§ Chai được rửa bằng nước sạch ở 60°C và được dốc ngược để tháo sạch nước

trong chai

9 Chai được rửa sạch trong bể nước 50C và được đốc ngược để tháo nước

10 Cuối cùng chai được rửa bằng nước sạch ở 30°C có nông độ clorine 2ppm và làm ráo

3.2.17 Quá trình chiết chai và đóng nắp

Mục đích: hoàn thiện sản phẩm, tăng thời gian bảo quản, đễ dàng vận chuyển và

tiêu thụ

Tiến hành: rượu vang và chai đã được rửa sẽ được cho vào thiết bị chiết chai

Quá trình chiết được thực hiện ở nhiệt độ phòng Sau đó chai được kiểm tra thể tích trước khi ra khỏi máy chiết và đi vào máy đóng nắp

Chương 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT

4.1 LICH LAM VIEC CUA CAC PHAN XƯỞNG TRONG NHÀ MÁY

Dựa vào quy trình công nghệ ta có thể chia phân xưởng sản xuất của nhà máy

thành 4 phân xưởng chính: phân xưởng sơ chế (từ phân loại cho đến chuẩn bị dịch lên men), phân xưởng lên men, phân xưởng tàng trữ, phân xưởng chiết rót và hoàn thiện sản phẩm

Đối với nguồn nguyên liệu nho ở Ninh Thuận, ta có thể thu hoạch vào các đợt chính:

Vụ xuân hè: từ tháng 4 đến tháng 5

Vu thu đông: từ tháng 8 đến tháng 9

Vụ đông xuân: từ tháng 12 đến tháng | nim sau

Do đó, ta có thể xếp lịch làm việc như sau:

Một năm làm việc 6 tháng: 1, 4, 5, 8, 9, 12

Một tháng làm việc: 30 ngày

Một ngày làm 1 mẻ vang trắng và một mẻ vang đỏ

Chỉ tiết lịch làm việc của mỗi phân xưởng sẽ được trình bày trong chương 7

4.2 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO 100 KG NGUYÊN LIỆU

4.2.1 Cân bằng vật chất cho rượu vang trắng

Nguyên liệu ban đầu có khối lượng: G = 100 kg

- Tổn thất trong quá trình phân loại: 1% khối lượng

Lượng nguyên liệu còn lại sau phân loại:

G, = G.(1-0,01) = 99 kg

Lượng nguyên liệu tiêu hao trong quá trình phân loại:

G, =1kg

- Tổn thất trong quá trình rửa: 0,5% khối lượng

Lượng nguyên liệu còn lại sau khi rửa:

G;= G¡.(1-0,005) = 98,505 kg

Lượng nguyên liệu tiêu hao trong quá trình rửa:

G;: = G¡.0,005 = 0,495 kg

- Cuống hạt chiếm 7% khối lượng bị tách ra trong quá trình nghiển xé

Lượng nguyên liệu còn lại sau khi nghiển xé:

G; = G;.(1-0,07) = 91,61 kg

Lượng cuống, hạt bị tách ra:

G;: = G).0,07 = 6,895 kg

- Tổn thất trong quá trình sunphit hoá lần 1: 0,3% khối lượng

Lượng nguyên liệu còn lại:

G, = G;.(1-0,003) = 91,335 kg

Lượng nguyên liệu tiêu hao:

Gy = G3.0,003 = 0,275 kg

- Trong quá trình tách, ép bã:

Hỗn hợp dịch, bã ban đầu có khối lượng 91,335 kg gồm các thành phần: 65%

nước, 23% chất hòa tan, 12% chất không hòa tan

Dịch nho sau khi ép gồm các thành phần sau: 81% nước, 18% chất hòa tan, 1% chất không hòa tan (cặn)

Bã thu được có 40% ẩm

Gọi a, b lần lượt là khối lượng của dịch nho sau khi ép và bã nho, ta có hệ

phương trình:

a +b=091,335 (phương trình cân bằng khối lượng)

và 0,81a + 0,4b = 91,335.0,65 (phương trình cân bằng ẩm)

Giải ra ta được a = 55,704 (kg), b = 35,651 (kg)

Vậy, khối lượng dịch nho thu được sau khi ép là G; = 55,704 kg

- Tổn thất trong quá trình sunphit lân 2: 0,5% khối lượng

Lượng nguyên liệu còn lại:

Lượng nguyên liệu tiêu hao:

G¡: = Gạ.0,02 = 0,277 kg

- Qúa trình lên men:

Khối lượng riêng của dịch nho là d,; = 1,08287 kg/1 [2]

Thể tích dịch nho là: /' = ? = S148

d 1,08287

= 50,928 lit

15

Thể tích nấm men Szccharomyces cerevisiae được sử dụng với hàm lượng

2% thể tích dịch lên men, lượng nấm men là 100 triệu tế bào/ml dịch nấm men: Vanm = V* 0,02 = 1,019 lit

Thể tích dịch nho sau khi trộn với dịch nấm men:

V= V”+ Vạnm = 50,928 + 1,019 = 51,947 lít

Khối lượng đường trong dịch nho thu được:

mạ = 0,18.G; = 0,18.55,148 = 9,927 kg

Hàm lượng đường sót là mạ = 2 g/I

Ta sẽ dùng phương pháp lặp: giả sử thể tích dịch nho sau lên men không thay đổi nhiều so với trước lên men, tức là ta giả sử thể tích sau lên men bằng V =

Gỉa sử hiệu suất thu hồi etanol là §5%

Khối lượng rượu được tạo ra:

_ 0,85.9,823.92

= 4,268 k

mị

Phần trăm khối lượng của rượu trong dung dịch sau lên men:

Khối lượng riêng của rượu là: 0,7805 kg/lít

Thể tích rượu được tạo thành:

Tổn thất trong quá trình làm lạnh, lên men là 5%, thể tích dịch nho sau lên

men thu được:

V¿ = (I - 0,05).Vị = 47,949 lít

- Quá trình tách bã nấm men: lượng bã được tách ra chiếm 2% thể tích:

Thể tích rượu vang còn lại:

V3 = V2.(1 — 0,02) = 46,99 lit

Thể tích bã được tách ra:

Vạ = V;.0,02 = 0,959 lít

- Tổn thất trong quá trình tàng trữ (tàng trữ trong l năm): 2% thể tích

Thể tích rượu vang còn lại:

V4 = V3.(1 — 0,02) = 46,05 lit

Thể tích rượu vang tiêu hao:

V4 = V2.0,02 = 0,94 lit

- Bã được tách ra trong quá trình lọc chiếm: 0,5% thể tích

Thể tích rượu vang còn lại:

V5 = V4.(1 — 0,005) = 45,82 lít

Thé tich ba:

Vs = V4.0,005 = 0,23 lit

- Ton that trong quá trình chiết, đóng chai: 2% thể tích

Thể tích rượu vang còn lai: Vg = Vs.(1 — 0,02) = 44,904 lit

Thể tích rượu vang tiêu hao: Vạ: = Vs.0,02 = 0,916 lít

Vậy từ 100 kg nguyên liệu ta thu được Vụ = 44,904 lít sản phẩm rượu vang trắng 10,8% V

Thể tích mỗi chai rượu là 0,75 lít, tổn thất trong quá trình chiết rót, đóng chai là

2%, vậy số chai cần cho quá trình chiết rót là:

— 44.904.102

Lượng nút cần để đóng chai: 62 nút chai

Lượng nhãn cần dùng để dán: 62 cái

4.2.2 Cân bằng vật chất cho rượu vang đỏ

Nguyên liệu ban đầu có khối lượng: G' = 100 kg

- Tổn thất trong quá trình phân loai: 1% khối lượng

Lượng nguyên liệu còn lại sau phân loại:

G’, = G’.(1-0,01) = 99 kg

Lượng nguyên liệu tiêu hao trong quá trình phân loại:

Œ-=l kg

- Tổn thất trong quá trình rửa: 0,5% khối lượng

Lượng nguyên liệu còn lại sau khi rửa:

Lượng nguyên liệu còn lại sau khi nghiển xé:

G’; = G’2.(1-0,07) = 91,61 kg

Lượng cuống, hat bị tách ra:

G';: =G;.0,07 = 6,895 kg

- Tổn thất trong quá trình sunphit hoá lần 1: 0,3% khối lượng

Lượng nguyên liệu còn lại:

G’4 = G’3.(1-0,003) = 91,335 kg

Lượng nguyên liệu tiêu hao:

G'¿:=G:.0,003 = 0,275 kg

- Tổn thất trong quá trình xử lý nhiệt: 1% khối lượng

Lượng nguyên liệu còn lại:

GŒ; = G'¿.(1-0,01) = 90,422 kg

Lượng nguyên liệu tiêu hao:

G’s = G’4.0,01 =0,913 kg

- Trong qua trinh tach, ép ba:

Hỗn hợp dịch, bã ban đầu có khối lượng 90,422 kg gồm các thành phần: 65%

nước, 23% chất hòa tan, 12% chất không hòa tan

Dịch nho sau khi ép gồm các thành phần sau: 80% nước, 19% chất hòa tan,

1% chất không hòa tan (cặn)

Vậy khối lượng dịch nho thu được sau khi ép là G' = 56,514 kg

- Tổn thất trong quá trình sunphit lần 2: 0,5% khối lượng

Lượng nguyên liệu còn lại:

G’, = G’¢.(1-0,005) = 56,231 kg

Lượng nguyên liệu tiêu hao:

- Qúa trình lên men:

Khối lượng riêng của dịch nho là dˆ¡z=1,08287kg/

Đường sót còn lại trong dich nho dé sau lén men 1a m’; = 2 g/l

Ta sẽ dùng phương pháp lặp: giả sử thể tích dịch nho sau lên men không

thay đổi nhiễu so với trước lên men, tức là ta giả sử thể tích sau lên men là V' = 52,701 lit

Phương trình lên men rượu:

180 g 92g

Gỉa sử hiệu suất thu hồi etanol là 80%

Khối lượng rượu được tạo ra:

Khối lượng riêng của rượu là: 0.7805 kg/lít

Thể tích rượu được tạo thành:

Tổn thất trong quá trình làm lạnh, lên men là 5%, thể tích dịch nho sau lên

men thu được:

V?; = (1 - 0,05).Vˆ¡ =48.,091 lít

- Quá trình tách bã nấm men: lượng bã được tách ra chiếm 2% thể tích:

Thể tích rượu vang còn lại:

V’3 = V”;.(I — 0,02) = 47,129 lít

Thể tích rượu vang tiêu hao:

V3 = V’3.0,02 = 0.962 lit

- Tổn thất trong quá trình tàng trữ (tàng trữ trong 1 nam): 2% thể tích

Thể tích rượu vang còn lại:

V’,= V’3.(1 — 0,02) = 46,186 lit

Thể tích rượu vang tiêu hao:

V4 = V’3.0,02 = 0,943 lit

- Bã được tách ra trong quá trình lọc chiếm: 0,5% thể tích

Thể tích rượu vang còn lại:

V’s5 = V’4.(1 — 0,005) = 45,955 lit

Thé tich ba:

V's: = V’4.0,02 = 0,231 lit

- Ton that trong quá trình chiết, đóng chai: 2% thể tích

Thể tích rượu vang còn lại:

Thể tích mỗi chai rượu là 0,75 lít, tổn thất trong quá trình chiết rót, đóng chai là

2%, vậy số chai cần cho quá trình chiết rót là:

_ 45,036.1,02

0,75 = 62 chai

Lượng nút cần để đóng chai: 62 nút chai

Lượng nhãn cần dùng để dán: 62 cái

4.3 CÂN BẰNG VẬT CHẤT THEO NĂNG SUẤT SẢN PHẨM

4.3.1 Cân bằng vật chất cho rượu vang trắng (1 triệu lí/năm)

Lượng nguyên liệu:

4.3.2 Cân bằng vật chất cho rượu vang đỏ (2 triệu lí/năm)

Lượng nguyên liệu:

4.4 BANG TONG KET

4.4.1 Cân bằng vật chất cho rượu vang trắng (1 triệu lí/năm)

Bảng 4.1: Cân bằng vật chất theo năm

Lượng nguyên liệu còn lại sau khi phân loại 2204.,70 tấn

Lượng nguyên liệu còn lại sau khi rửa 2193,68 tấn

Lượng dịch, bã nho còn lại sau khi nghiền xé 2040,13 tan Lượng dịch, bã nho còn lại sau khi sunphit hoá lần 1 2034,00 tan Lượng dịch nho còn lại sau khi tách, ép bã 1240,51 tấn Lượng dịch nho còn lại sau khi sunphit hóa lần 2 1234,30 tan Lượng dịch nho còn lại sau khi tách cặn 1228,13 tấn Thể tích rượu non sau khi lên men 1067,81 mỶ Thể tích rượu non sau khi tách bã nấm men 1046,45 mỶ

Thể tích rượu sau khi tách bã nấm men 174,41 mỶ

Lượng nguyên liệu còn lại sau khi rửa 12,187 tấn

Thể tích rượu sau khi tách bã nấm men 5,814 mỶ

4.4.2 Cân bằng vật chất cho rượu vang đỏ (2 triệu lí/năm)

Bảng 4.4: Cân bằng vật chất theo năm