Quy trình sản xuất rượu vang

Quy trình sản xuất rượu vang, thuyết minh quy trình, các thiết bị trong quy trình sản xuất, đánh giá chất lượng sản phẩm rượu vang, phân tích các thành phần hóa học. Quy trình sản xuất rượu vang, thuyết minh quy trình, các thiết bị trong quy trình sản xuất, đánh giá chất lượng sản phẩm rượu vang, phân tích các thành phần hóa học. Quy trình sản xuất rượu vang, thuyết minh quy trình, các thiết bị trong quy trình sản xuất, đánh giá chất lượng sản phẩm rượu vang, phân tích các thành phần hóa học.

BÀI TIỂU LUẬN

RƯỢU VANG ĐỎ

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN VĂN TUYỀN

LÊ HOÀNG MINH TRÍ Lớp : CNTP51B

Giáo viên hướng dẫn : TS VÕ VĂN QUỐC BẢO

Huế, 5/2020

KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ

SẢN XUẤT RƯỢU VANG ĐỎ

I. Phần mở đầu:

Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật các ngành công nghiệp, nước ta đã có những chuyển biến rõ rệt đặc biệt là ngành công nghiệp chế biến thực phẩm Bỡi lẽ, đời sống con người ngày càng được nâng cao thì đòi hỏi các sản phẩm thực phẩm ngày càng phong phú đa dạng để đáp ứng tốt nhu cầu của con người Tuy nhiên đối với các sản phẩm lỏng như sữa, nước ép, cà phê, việc đa dạng các sản phẩm phụ thuộc vào công nghệ chế biến do tính chất dễ bị hư hỏng dưới tác động của vi sinh vật, của môi trường xung quanh, kéo theo thời gian bảo quản và sử dụng rất hạn hẹp Nhờ vậy, các nhà khoa học đã nghiên cứu và ứng dụng thành công các công nghệ sản phẩm trong đời sống con người

Rượu vang đỏ từ lâu đã được người tiêu dùng Âu Mỹ xem như một loại thức uống

có lợi cho sức khỏe về nhiều mặt như tốt cho tim mạch, đẹp da, chống lão hóa Rượu vang là một loại thức uống có hương vị đặc trưng và độ cồn nhẹ Uống 1 – 2 ly/ ngày (khoảng 150ml/ly) rất tốt cho sức khỏe vì chúng cung cấp đủ lượng oxi hóa có lợi cho cơ thể Vì vậy với đề tài này, bọn em sẽ tìm hiểu về quy trình sản xuất rượu vang đỏ và các đánh giá chất lượng rượu vang đỏ

II. Nội dung:

1. Giới thiệu chung:

1.1 Giới thiệu về rượu vang:

1.1.1 Nguyên liệu:

Rượu vang đỏ thường được lên men từ nước ép và vỏ của trái nho đỏ Rượu vang chứa 100% nho nguyên chất, ngoài ra không có thêm bất kỳ một thành phần tạo vị khác (đường, axit, enzyme hay các chất dinh dưỡng)

1.1.2 Thành phần hóa học:

Tannin (hay là tannin): là thành phần quyết định vị chat của rượu vang Tannin thường được chiết xuất từ trong vỏ, cuống và hạt nho Bên cạnh đó, chất tannin còn được bổ sung từ chính thùng gỗ sồi dùng để ủ rượu

xit: Axit trong rượu tạo thành vị chua cho rượu vang Có 6 loại axit thường được tìm thấy trong rượu vang: Axit tartaric, axit malic, axit xitric, axit lactic, axit axetic, axit succinic

Cồn: Cồn được sản sinh ra trong quá trình lên men đường tự nhiên có trong nho Hàm lượng đường trong nho sẽ quyết định nồng độ cồn của rượu

Đường: Là một trong những thành phần chính của rượu vang Thông thường, nếu quá trình lên men nho không bị hãm lại thì lượng đường trong rượu sẽ đạt ít nhất 1g/lít

Ngoài các thành phần trên thì trong rượu vang còn có các chất hữu cơ như: polyphenol, ester, ceton, reservatrol… Những chất hữu cơ này giúp có rượu

có mùi thơm đặc trưng Rượu vang có 600 mùi khác nhau

Một số chất dinh dưỡng: Calo, Carbonhydrate, Vitamin, Kali, Florua, Mangan… và antioxidants

2. Quy trình công nghệ:

2.1. Sơ đồ:

2.2. Giải thích quy trình:

2.2.1 Thu hoạch, phân loại

a Thu hái

Rượu vang là một sản phẩm của các quy trình khắt khe mà khởi đầu bằng việc quyết định thời điểm thích hợp nhất để thu hái nho Thời điểm thích hợp để thu hái nho ở mỗi vùng sản xuất và mỗi loại vang là không giống nhau Quyết định thời gian thu hái nho thích hợp là công việc dành riêng cho những nghệ nhân Những người nghệ nhân với kinh nghiệm nhiều năm về nho sẽ dựa vào màu sắc, hương vị cũng như độ chín để đánh giá và đưa ra quyết định xem đã nên thu hái nho hay chưa

Hơn nữa, việc lựa chọn thời gian thu hoạch nho là vô cùng quan trọng bởi nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm Thu hoạch sớm sẽ dẫn đến chất lượng rượu kém, nồng độ cồn không đạt chuẩn, thu hoạch muộn có thể làm tăng nồng độ cồn và giảm hàm lượng acid sinh ra

Quá trình thu hoạch có thể tiến hành một hay nhiều lần Những chùm nho sẽ được cắt bỏ vào hộp hoặc xô thùng và vận chuyển đến những thùng hàng lớn hơn (châu Âu thường dùng những bồn chứa lớn hoặc ở California những xe tải hàng rất được ưa dùng) để đem đến những xưởng rượu và tiếp tục chu trình sản xuất Ở California, Úc, hoặc Pháp, những hệ thống thu hoạch hiện đại như rung lắc cây hoặc cành được những người nông dân sử dụng rất phổ biến

b Phân loại

Chất lượng rượu nho 60% là do nguyên liệu quyết định, 40% là do công nghệ

Vì vậy, để có nguyên liệu tốt người ta phải tiến hành tiếp nhận và phân loại nho kĩ càng Quá trình lựa chọn, phân loại có thể được tiến hành trước khi bảo quản

nguyên liệu hay trong khi chế biến trong phân xưởng sản xuất Lựa chọn loại bỏ quả dập nát, thối hay xanh quá…

Chùm nho khi mới hái về vẫn còn dính cả cuống và cành Thường thì người ta

sẽ phải rửa sau đó tách rời những thứ đó ra để rượu khỏi có vị đắng chát quá

Ở xưởng, nho sẽ trực tiếp đi qua máy nghiền hoặc chuyển đến thùng chứa trước khi trải qua quá trình này thông qua hệ thống băng chuyền

2.2.2 Nghiền

Trong nền công nghiệp sản xuất rượu hiện đại, nho thường được nghiền và bỏ cuống cùng một lúc nhờ hệ thống máy nghiền - tách cuống Nó bao gồm một ống

xi lanh đục lỗ có cánh khuấy với tốc độ quay 600 – 1200 vòng/ phút Sau khi nghiền, cuống sẽ được loại bỏ ở phần cuối xi lanh Những phương pháp truyền thống như dùng chân đạp hoặc giẫm lên rất hiếm khi xuất hiện

Ở một vùng sản xuất Champagne có tiếng ở Pháp, khi nho đỏ được dùng để sản xuất rượu vang trắng, việc nghiền được thực hiện bằng hệ thống ép

Khi quá trình lên men nho đỏ được tiến hành trong các bể, thùng chứa, một lượng CO2 đáng kể được sinh ra từ việc hấp thụ O2 và làm chết những tế bào vỏ, giúp cho việc chiết màu diễn ra dễ dàng hơn Ngoài ra, quá trình hô hấp nội bào của malic acid diễn ra rất chậm dưới điều kiện nhiệt độ ấm, việc này sẽ ảnh hưởng đến màu sắc, nồng độ acid và mùi vị đặc trưng của sản phẩm

2.2.3 Ép, tách dịch

Thông thường, phần nho nghiền này sẽ được thực hiện trong máy ép Phương pháp ép thùng (gỗ) truyền thống đang dần được thay thế bằng ép thùng ngang bằng

cách tạo áp lực từ hai đầu Hệ thống ép trục vít liên tục cũng thường được sử dụng

để chiết nước từ phần nho được nghiền ra Hệ thống ép Willness gồm một xi lanh

có lỗ và ống phao nổi bên trong Sau khi nho nghiền được cho vào xi lanh, ống phao sẽ nổi lên, ép nho theo vòng quay của xi lanh và rót nước xuống các lỗ Sự cải tiến này góp phần tăng hiệu suất và giảm được một lượng nhân công đáng kể so với phương pháp truyền thống

Trên thực tế, phương pháp ép liên tục rất phù hợp cho quá trình sản xuất rượu vang đỏ vỉ vỏ, hột và dịch chiết đều được lên men cùng lúc với nhau Quá trình tách nước ép cũng được đơn giản hóa vì khi lên men, lớp vỏ sẽ đỡ trơn hơn, giúp cho lượng nước ép thu được nhiều hơn so với khi chưa lên men Vì vậy, việc tách những cặn này ra khỏi nước ép cũng trở nên dễ dàng

2.2.4 Xử lí dịch

Những phương pháp như bổ sung SO2 và làm lạnh có vai trò ngăn cản quá trình lên men tiếp tục xảy ra và giúp cặn được lắng xuống một cách hiệu quả Không nhưng thế, ở một vài nơi, các xưởng rượu còn áp dụng phương pháp li tâm để loại

bỏ những chất cặn thừa Quá trình này diễn ra nhờ vào một lực xoay tròn rất mạnh Sau đó, để ngăn cản quá trình oxi hóa, một vài enzyme không mong muốn sẽ được

ức chế nhờ phương pháp thanh trùng Việc bổ sung các enzyme phân tách pectin để thúc đẩy quá trình chiết ép cũng không thường được sử dụng Betonite (một loại đất sét khoáng) cũng có thể được dùng để giảm nồng độ nitrogen tổng và thúc đẩy quá trình làm trong rượu vang

Gần đây, người ta đang dần quan tâm đến quá trình xử lý nhiệt trước khi lên men nhằm mục đích chiết xuất màu và khử hoạt tính của enzyme Quá trình này nếu được tiến hành nhanh chóng ở nhiệt độ vừa phải và không bị oxi hóa quá mức

sẽ đem lại kết quả đáng mong đợi trong nền công nghiệp sản xuất rượu vang đỏ Đồng thời, nó cũng góp phần giảm thiểu quá trình lên men ở vỏ, cũng như sử dụng

được những trái đã bị nấm Botrytis cinera tấn công Đây chính là nơi sản sinh ra

một lượng lớn enzyme PPO (polyphenol oxidase) làm thúc đẩy quá trình oxi hóa của nho

2.2.5 Lên men

Đây là một bước rất quan trọng và yêu cầu một sự kiểm soát chặt chẽ để có thể sản xuất được những chai rượu chất lượng cao Trước tiên phải ngăn chặn được sự phát triển của các vi sinh vật không mong muốn, đảm bảo sự hiện diện của những con nấm men cần thiết và nguồn dinh dưỡng cho sự phát triển của chúng Bên cạnh

đó, phải kiểm soát nhiệt độ thường xuyên, hạn chế hiện tượng oxi hóa và kiểm soát được lượng vỏ chứa trong dịch chiết

Những chuyên gia trong ngành sản xuất rượu vẫn chưa thống nhất được về loài

nấm men nào là tối ưu nhất, tuy nhiên, Saccharomyces cerevisiae vẫn được sử

dụng nhiều hơn cả Giống này sẽ được phát triển ngày một nhiều hơn trong dịch nho tiệt trùng và chuyển đến những thùng chứa lớn hơn đến khi đạt được dung tích mong muốn

Những dòng men nở tươi phù hợp sẽ được trực tiếp thêm vào nhằm tránh việc

sử dụng những giống men gốc Khoảng 1 đến 3% giống men gốc hoặc một lượng men nở vừa đủ có khả năng cung cấp một triệu tế bào trong một lít sẽ được dùng trong bước lên men này

Quan trọng hơn cả, kiểm soát nhiệt độ lên men là rất cần thiết để thúc đẩy quá trình phát triển của nấm men, chiết xuất mùi vị và màu sắc từ vỏ, hình thành nên những phụ phẩm cần thiết và ngăn chặn sự tăng nhiệt độ bất thường, ảnh hưởng đến sự sống của những tế bào

Nho đỏ, nhiệt độ tối ưu cho việc chiết xuất màu cũng như sự phát triển của nấm men lại cao hơn và rơi vào khoảng 22 đến 28oC Do lên men là một quá trình sinh nhiệt, vì thế, việc kiểm soát nhiệt độ cho sự phát triển của nấm men là rất mực quan trọng (không quá 30oC), cao hơn mức này nấm men không thể phát triển được nữa Sự ra đời của các bộ trao đổi nhiệt là một trong những cải tiến đột phá trong việc kiểm soát nhiệt độ Ngoài ra, cũng có những phương pháp cổ điển khác như lên men trong phòng lạnh, dùng hệ thống ống lạnh hoặc bơm dịch chiết qua hệ thống ống hai vách (nước lạnh chảy trong ống), dùng lõi lạnh hoặc lớp lạnh bao quanh bồn lên men

Trong suốt quá trình lên men, việc hạn chế tiếp xúc với khí oxy là hết sức cần thiết Trong những thùng chứa lớn, lượng khí CO2 thải ra đủ để ngăn chặn sự xâm nhập của không khí vào trong Còn ở những thùng nhỏ, nắp được lắp đặt để ngăn cản không khí nhưng CO2 vẫn có khả năng thoát ra Đặc biệt, ở giai đoạn cuối của tiến trình, những chiếc nắp này được tận dụng tối đa Sau khi lên men, một lượng nhỏ SO2 được thêm vào nhằm hạn chế quá trình oxi hóa diễn ra Đôi khi, ascorbic acid (50-100mg/L) củng được dùng để làm chậm quá trình này Dù cho đây là những chất chống oxi hóa, tuy nhiên chúng vẫn không được khuyến cáo sử dụng Những cặn vỏ và bã nho nổi trên bề mặt dịch chiết rượu đỏ có thể làm ngăn cản quá trình chiết xuất màu và hương vị và cũng có dẫn đến việc tăng nhiệt độ bất thường Những vấn đề này có thể tránh khỏi bằng cách khuấy trộn bồn chứa tối

thiểu hai lần một ngày trong suốt quá trình lên men Kĩ thuật này có thể được áp dụng cho các thùng lên men nhỏ nhưng đối với những thùng có sức chứa lên đến

100 000 gallon (380 000 lít) thì đây lại là một việc khá khó khăn Trong trường hợp này, dịch chiết sẽ được rút ra ở đáy thùng và bơm lại vào phía trên Chính vì vậy, việc dùng những thùng lên men nhỏ sẽ giúp quá trình giải phóng nhiệt diễn ra nhanh hơn và nhiệt độ sẽ được kiểm soát dễ dàng hơn

2.2.6 Làm trong

Có một số loại rượu loại bỏ chất cặn (tế bào nấm men, xác vỏ, etc.) rất nhanh chóng, và phần rượu còn lại gần như rất hoàn hảo Điều này thường xảy ra với các thùng gỗ dung tích 50 gallon vì chúng có tỉ lệ bề mặt : thể tích lớn hơn những thùng chứa thông thường Bề mặt nhám bên trong thùng gỗ sẽ góp phần thúc đẩy quá trình loại bỏ những cặn hay bã nho Mặt khác, rượu ở những vùng đất ấm hơn hoặc được chứa trong những thùng lớn thường sẽ vẫn còn những vẩn đục trong một thời gian dài Vì thế, việc loại bỏ những chất này còn được gọi là quá trình làm trong bao gồm những bước như làm mịn, lọc, li tâm, làm lạnh, trao đổi ion và xử lý nhiệt

a. Làm mịn

Thời cổ xưa, đây là một phương pháp dùng để làm trong rượu bằng cách cho vào một loại nguyên liệu Các quá trình chính liên quan bao gồm hấp thụ, phản ứng hóa học và hấp thụ, và cũng có thể là chuyển động vật lý Protein và tế bào nấm men được hấp thụ vào các chất làm mịn như bentonite (một loại đất sét làm từ montmorillonite) hoặc gelatin Bên cạnh đó, những phản ứng hóa học xảy ra với tannins và gelatin có thể sẽ được nối tiếp bởi sự hấp thụ của những hợp chất lơ lửng

Đối với những nguyên liệu trơ như silica, sau khi được cho vào rượu bị vẩn đục, quá trình làm trong sẽ bắt đầu diễn ra nhờ vào sự chuyển động của các phân tử silica trong rượu Quá trình này có thể xảy ra ở một mức độ nhất định với việc bổ sung bất kỳ tác nhân làm mịn nào khác

Ngày nay, bentonite đang dần thay thế các chất làm mịn khác như gelatin, protein casein, keo (isinglass), protein albumin, lòng trắng trứng, nylon và PVPP (polyvinyl pyrrolidone) Những chất này thường được dùng cho những mục đích đặc biệt như loại bỏ tannin dư thừa hoặc tạo màu sắc

b. Lọc

Đây là một phương pháp cổ xưa khác sử dụng các tấm vải thô để lọc rượu Nhưng ngày nay, thiết bị lọc hiện đại được làm từ sợi cellulose với vô số những lỗ

nhỏ hoặc có thể chứa những màng lọc có số lỗ nhỏ nhất định Kích thước những lỗ này đủ nhỏ để có thể loại bỏ được các tế bào nấm men và vi khuẩn Tuy nhiên, cách vận hành của những miếng lọc này còn dựa vào một lượng chất hấp thụ nhất định Ngoài ra, chất hỗ trợ lọc đất tảo cát (diatomaceous earth-filter aids), cũng thường được thêm vào rượu trong quá trình lọc nhằm làm tăng tuổi thọ chức năng của bộ lọc bằng cách hạn chế tắc nghẽn

c. Ly tâm

Dưới tốc độ quay li tâm rất nhanh, dịch nho có thể được làm trong một cách dễ dàng Tuy nhiên, việc vận hành đòi hỏi phải có sự kiểm soát cẩn thận nhằm tránh hiện tượng oxi hóa và thất thoát lượng rượu trong khi tiến hành

d. Làm lạnh

Quá trình này sẽ hỗ trợ việc làm trong rượu bằng nhiều cách Sự suy giảm nhiệt

độ sẽ giúp ngăn chặn tế bào nấm men và sự phát triển của CO2, giữ cho các tế bào này lơ lửng Ở nhiệt độ thấp, CO2 có thể hòa tan nhanh hơn Nguyên nhân chính gây ra sự vẩn đục chính là do sự kết tủa chậm của kali bitartrat (cream of tartar) khi rượu vang được ủ Quá trình kết tủa này sẽ được giảm đáng kể nếu như nhiệt độ được hạ xuống −7 đến −5 ° C (19 đến 23 ° F) trong vòng một hoặc hai tuần Nếu như sau cùng rượu được lọc ra khỏi các cặn tartrate thì khá chắc chắn hiện tượng vẩn đục do kết tủa sẽ không xảy ra nữa

e. Trao đổi ion

Một phương pháp khác để ổn định lượng tartrate chính là cho một lượng rượu nhất định đi qua thiết bị trao đổi ion Nếu bộ trao đổi ion này được nạp bằng natri,

nó sẽ thay thế kali trong kali bitartrat bằng natri, tạo ra một tartrate dễ hòa tan hơn Thông thường, nếu hàm lượng kali trong rượu được xử lý hoặc không thông qua

xử lý giảm xuống còn khoảng 500 miligam mỗi lít thì hiện tượng kết tủa sẽ không xảy ra nữa Tuy nhiên, các trường hợp ngoại lệ vẫn có thể xảy ra và để đảm bảo an toàn, hàm lượng tartrate, kali và pH nên được tính toán cẩn thận Ngày nay, ở một

số quốc gia, việc sử dụng thiết bị trao đổi ion là bất hợp pháp

f. Xử lý nhiệt

Nhiều loại rượu vang chứa một lượng nhỏ protein có thể gây ra vẩn đục hoặc kết tủa hoặc có phản ứng hóa học với đồng hoặc các kim loại khác để tạo thành tập hợp các hợp chất Việc sử dụng bentonite sẽ giúp loại bỏ một số protein và sự hấp thụ protein sẽ tăng lên nếu như rượu đạt được nhiệt độ ấm và mịn Ngoài ra, thanh trùng ở 70 đến 82°C cũng là một phương pháp để kết tủa protein, nhưng trong thực

tế, quy trình này hiếm khi được sử dụng để hỗ trợ việc làm trong

2.2.7 Ủ

Để rượu đạt được sự hài hòa và ổn định của mùi vị và chất lượng thì rượu phải được ủ nhằm làm cho khí ôxi tác động thật chậm Rượu vang ủ lạnh sẽ phải ủ lâu hơn rượu vang ủ ấm Rượu vang ủ trong bồn thép lớn sẽ phải ủ lâu hơn rượu vang

để trong các bồn hoặc trong các thùng bằng gỗ Thời gian là yếu tố quan trọng trong quy trình ủ Thông thường rượu vang được ủ trong khoảng 3 đến 6 tháng hoặc 2 đến 3 năm

Nhiều loại rượu vang được cải tiến chất lượng thông qua quá trình lưu trữ thùng

và chai Những chai rượu này cuối cùng cũng đạt được sự hài hòa về mùi vị và tiến trình ủ cũng bắt đầu bước vào giai đoạn kết thúc Trong thời kỳ ủ, độ acid giảm dần, quá trình làm trong và ổn định cần được bổ sung thêm do sự xuất hiện của các chất kết tủa không mong muốn, và các thành phần khác nhau của rượu tạo thành các hợp chất phức tạp ảnh hưởng đến hương vị và mùi thơm

Rượu vang thường được ủ trong các thùng gỗ sồi, cho phép oxy đi vào, nước và rượu thoát ra Chiết xuất từ gỗ cũng góp phần tạo nên hương vị đặc trưng Bên cạnh đó, độ ẩm cũng rất ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, điển hình là rượu sẽ trở nên cô đặc hơn khi được lưu trữ trong điều kiện độ ẩm thấp và lỏng hơn với độ

ẩm cao Khi nước và rượu được giải phóng, thể tích giảm xuống, để lại khoảng trống và sẽ được làm đầy bằng cách thêm rượu cùng loại từ các thùng chứa khác