Công nghệ sản xuất cồn etylic

Bài tiểu luận môn Kỹ thuật thực phẩm 3 với đề tài Công nghệ sản xuất cồn etylic được thực hiện bởi nhóm sinh viên khoa CNTP tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Bài tiểu luận với tính chất tham khảo, mong các bạn bỏ qua những thiếu sót.

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM = = = =  = = = = TIỂU LUẬCHIẾN LƯỢC MARKETING MIX CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN SỮA VIỆT NAM VINAMILK N KỸ THUẬT THỰC PHẨM Chủ đề : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN ETYLIC Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Thị Định Lớp : K63CNTPD Thời gian học: Thứ 5_Tiết – Nhóm :2 Hà Nội, 2019 MỤC LỤC PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu: PHẦN HAI: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Tổng quan vấn đề nghiên cứu I 1.1 Định nghĩa 1.2 Tính chất 1.3 Ứng dụng 1.4 Phân loại II Nguyên liệu sản xuất cồn 2.1 Yêu cầu nguyên liệu sản xuất cồn 2.2 Thành phần hóa học nguyên liệu sản xuất cồn Công nghệ sản xuất cồn 11 III 3.1 Quy trình sản xuất 11 3.1.1 Nấu nguyên liệu 12 3.1.2 Đường hóa 16 3.1.3 Lên men 17 3.1.4 Chưng cất tinh chế cồn 21 3.2 Kiểm tra sản phẩm 23 3.2.1 Kiểm tra nguyên liệu 24 3.2.2 Kiểm tra chất lượng sản phẩm 24 PHẦN BA: KẾT LUẬN 27 PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Từ lâu, ngành công nghệ lên men nói chung ngành cơng nghệ sản xuất rượu nói riêng, đặc biệt rượu etylic phát triển ngày lớn mạnh Với việc ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật vào sản xuất tạo sản phẩm rượu etylic có chất lượng nhằm đáp ứng nhu cầu sống ngày cao người Rượu đồ uống phổ biến có mặt khắp nơi toàn giới, từ loại rượu tiếng có uy tín Whiskey, Vodka, Chivas, rượu vang, … loại rượu bình dân, thường xuất bữa cơm gia đình Ở Việt Nam, nghề nấu rượu xuất từ lâu sống người dân tạo loại rượu với tên bình dị, quen thuộc “rượu cần”, “rượu ngô”, “rượu táo mèo”, …Sở dĩ chúng có tên người xưa đặt tên gọi từ nguyên liệu làm rượu Tuy nhiên, muốn có sản phẩm rượu ngon ta cần trọng đến cồn – thành phần rượu Để có sản phẩm pha chế rượu ngon ta cần có cồn chất lượng tốt Ngồi mục đích đồ uống, rượu etylic cịn sử dụng nhiều lĩnh vực khác như: công nghệ hóa chất, làm chất dung mơi cho phản ứng hóa học, … Đối với quốc phịng, rượu etylic cịn sử dụng làm thuốc súng khơng khói, nhiên liệu hỏa tiễn… Trong y tế, rượu etylic chất sát trùng pha thuốc Trong nông nghiệp, rượu etylic dùng để làm thuốc trừ sâu Ngành dệt, rượu dùng để làm thuốc nhuộm, tơ nhân tạo, làm sơn vecni chế biến gỗ Trong tương lai, rượu etylic sử dụng làm nhiên liệu sinh học sản phẩm cháy khơng gây nhiễm mơi trường Chính tầm quan trọng rượu sống mà ngày nay, ngành công nghệ sản xuất rượu đem lại thu nhập đáng kể, đóng góp to lớn kinh tế quốc dân Do đó, chúng em chọn chủ đề “Công nghệ sản xuất cồn etylic” để làm đề tài cho tiểu luận Kĩ thuật thực phẩm nhóm 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu: 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu: Tìm hiểu kiến thức cồn etylic: định nghĩa, ứng dụng, phương pháp sản xuất để giúp người hiểu thêm kiến thức cồn etylic, sản xuất sử dụng cồn elylic 1.2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu: - Tìm hiểu khái niệm, ứng dụng cồn etylic - Tìm hiểu phương pháp sản xuất cồn etylic PHẦN HAI: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU I Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 Định nghĩa Cồn hay gọi ethanol, ethyl alcohol, ancol etylic Cồn có cơng thức hóa học C2H5OH, chất lỏng không màu mùi đặc trưng có vị cay Nhiệt độ sơi cồn 78,3 độ C; khối lượng riêng 15oC 0.79356 g/m3 Cồn hóa rắn -114 15oC, tan vơ hạn nước với tỉ lệ Công nghệ sản xuất cồn etylic khoa học phương pháp trình chế biến nguyên liệu chứa tinh bột, đường, xenluloza, etylen thành sản phẩm etylic hay etanol Công nghệ sản xuất cồn thực phẩm sử dụng kiến thức lý hóa học, hóa keo, hố cơng hố sinh vi sinh vật học 1.2 Tính chất Cồn có tính lý hóa đặc trưng sau: - Tỉ trọng trung bình 0.8 g/cm3 - Là chất lỏng không màu, suốt, dễ bay - Có mùi thơm đặc trưng: dễ chịu, cay - Dễ cháy, cháy có lửa màu xanh da trời, khơng tạo khói tạo thành carbon dioxide nước - Là loại rượu đơn chức, có độ nóng chảy -117,3oC sơi 78,5oC - Có độ nhớt bay so với hợp chất hữu trọng lượng phân tử - Là dung mơi linh động, hịa tan với nước số hợp chất hữu khác - Có liên kết hydro làm cho ethanol tinh khiết có khả hút ẩm khơng khí - Ethanol nước tạo hỗn hợp đẳng phí (một hỗn hợp đun sôi không đổi), nên việc tách nước hỗn hợp ethanol khó khăn Việc tách nước ethanol để tạo thành cồn tinh khiết, ethanol tuyệt đối khơng thể có cách chưng cất đơn giản 1.3 Ứng dụng Từ xa xưa đến nay, cồn khơng cịn xa lạ đời sống người ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau: - Trong hóa học, cồn sử dụng để làm nguyên liệu sản xuất hợp chất khác như: dietyl este, axit axetic, etyl axetat, … Bên cạnh đó, cồn cịn dùng làm dung mơi pha chế vecni, dược phẩm, nước hoa, … - Trong sống, cồn dùng để điều chế loại rượu uống nói riêng đồ uống có etanol nói chung, người ta dùng sản phẩm trình lên men rượu sản phẩm nông nghiệp như: gạo, ngô, sắn, lúa mạch, nho, Trong số trường hợp phải tinh chế loại bỏ chất độc hại thể - Trong thực phẩm, sau chưng cất loại bỏ tạp chất có hại cồn thành phần để sản xuất rượu số đồ uống khác Nó cịn sử dụng để chế biến bảo quản thực phẩm - Trong lĩnh vực y tế, cồn giúp khử trùng sát khuẩn làm vết thương hở, hạn chế nhiễm trùng hoại tử mô Cồn nguyên liệu sản xuất loại thuốc gây tê, gây mê, thuốc ngủ thuốc giảm đau Bên cạnh đó, cồn cịn dùng làm dung mơi tiệt trùng dụng cụ y tế, thiết bị phẫu thuật, vệ sinh phòng phẫu thuật sử lý chất bẩn y tế hữu máu dịch thể người - Trong công nghiệp, ứng dụng cồn trải dài nhiều lĩnh vực sản xuất đa dạng phong phú nhờ tính độc đáo giá thành rẻ Nó thành phần quan trọng để điều chế hợp chất hữu phổ biến khác ethyl halogenua, ethyl ester, diethyl ether, acid acetic, ethylamin với giá thành thấp.Cồn nguyên liệu quy trình sản xuất nhiên liệu sinh học Ta cịn pha lẫn cồn xăng để tạo nên xăng E5, E10 phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng khác Bên cạnh đó, cồn dùng sản phẩm chống đông lạnh nhờ nhiệt độ đóng băng thấp Cồn cịn đóng vai trị dung mơi quy trình sản xuất sơn, cơng nghệ in ấn, điện tử, sản xuất bông, dệt may điều chế hương liệu công nghiệp; dùng để tẩy rửa vết bẩn hữu công xưởng, nhà máy, làm nhiên liệu đốt thay cho xăng gas cần thiết - Trong ngành sản xuất mĩ phẩm, cồn dung mơi hịa tan số thành phần mỹ phẩm vừa có tác dụng giữ hương thơm sản phẩm sử dụng, nhờ hương thơm giữ lâu Đó dung mơi hồn hảo giúp hịa tan chất ngăn ngừa kết tinh thành phần mỹ phẩm Khả cồn khiến kết cấu sản phẩm trở nên nhẹ hơn, đồng thời giúp dưỡng chất quan trọng thấm nhanh sâu - Trong sản xuất, cồn thành phần vô hữu ích việc bảo quản tăng tuổi thọ cho mỹ phẩm, nhờ đặc tính chống khuẩn khử trùng hữu hiệu Bên cạnh đó, cồn thành phần chủ yếu loại nước hoa cao cấp, nước xịt phịng, dùng để pha lỗng hương liệu 1.4 Phân loại a) Theo nồng độ rượu và mức độ làm sạch tạp chất mà người ta chia cồn thành loại với tiêu chất lượng sau: Bảng Chỉ tiêu chất lượng phân loại cồn STT Chỉ tiêu chất lượng Cồn loại I Cồn loại II Nồng độ rượu Etylic, %V ≥ 96 95 Hàm lượng aldehyt tính theo Aldehytaxetic, mg/l 20 Hàm lượng este tính theo Axetat etyl, mg/l ≤ 30 50 Hàm lượng dầu fusel tính theo alcol izoamylic 30 izobutylic với hỗn hợp 3:1, mg/l 60 Hàm lượng Metanol, %V 0, 006 0,1 Hàm lượng axit tính theo axit axetic, mg/l 18 Hàm lượng furfurol Khơng có Khơng có Thời gian oxy hoá, phút 25 20 Màu sắc Trong suốt, khơng màu 7 b) Theo mục đích sử dụng mà người ta chia cồn thành loại sau: - Cồn công nghiệp: Cồn công nghiệp Cồn Methanol, có loại nồng độ 70%, 90%, 96% Loại người ta thường hay sử dụng để sản xuất kinh doanh, vệ sinh lau chùi công nghiệp Tuyệt đối không uống tránh tiếp xúc với da mặt - Cồn Ethanol: hay gọi Cồn thơm Cũng có nồng độ 70%, 90%, 96% 99% Cồn dùng ngành thực phẩm, mỹ phẩm, SPa - Cồn tuyệt đối: Cồn có nồng độ 99,9%, không lẫn tạp chất, cồn hay dùng phịng thí nghiệm - Cồn IPA: Hay gọi Iso Propanol Alcohol, sử dụng nhiều ngành in ấn pha mực in, vệ sinh màng in … - Cồn y tế: Có nồng độ thành phần dành riêng ngành y, thường 70% 90% Có màu suốt, cịn màu xanh pha với Xanh methylen II Nguyên liệu sản xuất cồn 2.1 Yêu cầu nguyên liệu sản xuất cồn Để sản xuất cồn etylic, nguyên tắc ta dùng nguyên liệu chứa đường polysaccarit sau thủy phân biến thành đường lên men Do ta dùng nguyên liệu giàu xenlulozo để thủy phân thành đường Tuy nhiên, dùng nguyên liệu hiệu kinh tế Ở đây, ta đề cập đến việc sử dụng nguyên liệu chứa đường (chủ yếu mật rỉ) chứa tinh bột Và sâu vào phần tìm hiểu nguyên liệu chứa tinh bột Yêu cầu nguyên liệu phải thỏa mãn: - Hàm lượng đường tinh bột cao, có khả đem lại hiệu kinh tế cao - Vùng nguyên liệu phải tập trung đủ thỏa mãn nhu cầu sản xuất Nguyên liệu chủ yếu mà nhà máy Việt Nam thường dùng sắn, sau ngơ phần gạo tấm, nguyên liệu có đặc điểm thành phần chất sau: - Thành phần củ sắn tươi giới hạn giao động lớn: tinh bột 20 – 34%, protein 0,8 – 1,2%, chất béo 0,3 – 0,4%, xenlulozo – 3,1%, chất tro 0,54%, polyphenol 0,1 – 0,3% nước 60 – 74,2% - Ngồi ra, sắn cịn chứa lượng vitamin độc tố Vitamin sắn thuộc nhóm B, vitamin B1 B2 loại chiếm 0,03mg% B6 chiếm 0,06mg% Các vitamin bị phần chế biến sản xuất rượu - Độc tố sắn có tên phazeolunatin gồm hai glucozit Linamarin Lotaustralin Hàm lượng chung phazeolunatin vào khoảng 0,001 – 0,004 mg% chứa nhiều sắn đắng, tập trung chủ yếu vỏ cùi Bình thường phazeolunatin khơng độc bị thủy phân glucozit giải phóng HCN - Hàm lượng HCN củ sắn tươi nhỏ 50 mg/kg chưa gây độc hại cho người, từ 50 – 100 người bị ngộ độc HCN lớn 100 mg/kg, người ăn bị tử vong (phụ thuộc vào việc ăn nhiều hay ăn ít) Để tránh bị ngộ độc sắn, trước luộc ta cần ngâm bóc bỏ vỏ cùi - Sắn tươi thái lát phơi khô giảm đáng kể hàm lượng glucozit gây độc kể Trong sản xuất rượu, nấu lâu nhiệt độ cao pha lỗng nước nên với hàm lượng chưa ảnh hưởng đến nấm men Hơn nữa, muối xyanat chưng cất không bay nên bị loại bã rượu - Sắn dùng sản xuất rượu chủ yếu sắn lát khơ sắn dui Ngồi sắn khơ cịn dùng gạo ngơ để sản xuất cồn có chất lượng cảm quan cao, dùng pha chế loại rượu cao cấp xuất 2.2 Thành phần hóa học nguyên liệu sản xuất cồn Tùy theo tường loại nguyên liệu cụ thể mà tỷ lệ thành phần hóa học có khác nhau: Bảng Thành phần hóa học nguyên liệu dùng sản xuất cồn rượu Thành phần Gạo tẻ Nước 14 E1 11.5 11 – 12.0 12.5 13.0 Gluxit lên men 6706 69.2 41.0 28 – 37.0 68.4 72.6 Protit 1.75 7.3 5.3 6.1 – 13.4 8.3 7.2 Chất tro 1.79 0.9 17.7 13.6 – 22.3 1.6 1.1 Chất béo 0.87 1.2 2.0 2.3 – 17.9 5.1 4.1 Tấm Cám gạo* Ngô** Sắn khô Vàng Đá Xenluloza 3.38 0.5 22.5 6.8 – 30.1 4.1 2.0 *Dùng để sản xuất chế phẩm amylaza **Trước dùng nên tách phôi đem ép dầu vừa tiết kiệm, lại không ảnh hưởng tới lên men Thành phần quan trọng chủ yếu nguyên liệu chứa tinh bột dùng sản xuất rượu có đặc điểm sau: - Đối với sản xuất rượu thành phần quan trọng gluxit lên men được, gồm tinh bột số đường Trong đa số gluxit nói chung tỉ lệ H O tương tự nước Ví dụ ramnoza – C6H12O5 - Tinh bột gluxit dự trữ phổ biến thực vật (khoai sắn hạt cốc) Hạt tinh bột có hình dáng khác với kích thước từ đến 15µm Tinh bột khơng nước có khối lượng riêng khoảng 1,633 – 1,648 - Tinh bột chất keo háo nước điển hình, cấu tạo từ amyloza – mạch thẳng amylopectin Tỉ số amyloza amylopectin tinh bột thường vào khoảng 1:4 Cả hai cấu tạo từ gốc α – d – glucoza Amylo có cấu tạo mạch thẳng, chúng liên kết nối α – 1.4 glucozit α – 1.6 glucozit nên tạo thành nhiều nhánh Ngoài amyloza amylopectin, tinh bột chứa lượng nhỏ chất khác muối khoáng, chất béo, protit,… Hàm lượng chúng khoảng 0,2 – 0,7% - Tinh bột khơng hịa tan nước lạnh, rượu ete – amyloza dễ tan nước nóng tạo dung dịch nhớt - Trong nước nóng, tinh bột hút nước trương nở tạo dạng gel Mức độ trương tinh bột phụ thuộc vào nhiệt độ Khi tăng dần nhiệt độ, dịch tinh bột biến dần thành dạng keo gọi hồ tinh bột Nhiệt độ làm cho hồ tinh bột có độ nhớt cực đại gọi nhiệt độ hồ hóa tinh bột Trong thực tế tồn giới hạn nhiệt độ hồ hóa, tinh bột ngun liệu gồm nhiều hạt có kích thước khác - Dưới tác dụng axit amylaza, tinh bột bị thủy phân Khi đun với axit, tinh bột biến thành glucoza, tác dụng amylaza thóc mầm dịch thủy phân gồm 70 – 80% mantoza 20 – 30% dextrin, với amylaza số nấm mốc nấm men Endomycopsip dịch thủy phân chứa tới 80 – 90% glucoza - Glucozen (tinh bột động vật vi sinh vật) chất dự trữ thể động vật số nấm men vi khuẩn Glucozen có cấu tạo nhánh 10 - Pectin bị thủy phân nhiều * Những biến đổi tinh bột và đường - Khi nấu có lượng nhỏ bột biến thành đường dextrin, tác dụng amylase ion H+, tao đường dịch bột chưa nấu điều khơng muốn vây gây tổn thất đun nhiệt độ cao - Đường chứa nguyên liệu chủ yếu saccarose, glucose, fructose mantose tạo thời gian nấu, mức độ tạo đường phụ thuộc vào nhiệt độ pH - Ở pH = 3.5, tác dụng H+ lượng đường tăng nhanh dịch cháo, mà lượng đường bị thủy phân nhiều Sự tổn thất tạo caramen, furfurol, melanoidin oxymetyl furfurol Do để giảm tổn thất đường có sẵn nguyên liệu giai đoạn nấu nên khống chế pH dịch cháo pH = 3.5 - Cần ý pH = 3.5 đường bị phân hủy phải thường xuyên thêm acid Vì thiết bị dễ bị ăn mòn, nấu xong lại phải trung hòa tới pH thích hợp cho hoạt động amylaza - Protit chất béo không biến đổi thời gian nấu Do vậy, để đạt hiệu kinh tế cao, ta cần chọn giá trị pH thích hợp cho q trình nấu Đây phương pháp có nhiều ưu điểm so với phương pháp nấu gián đoạn nấu bán liên tục c) Đặc điểm: Nấu liên tục tiến hành qua ba giai đoạn ba thiết bị khác nhau: nồi nấu sơ bộ, nồi nấu chín nồi nấu chín thêm d) Quy trình nấu: - Theo tỉ lệ tính trước, bột nước đưa liên tục vào thùng hòa bột nhiệt độ từ 35 – 40oC Thùng hịa bột hình trụ nằm ngang có cánh khuấy 45 vịng/ phút chia thành hai ngăn khơng Dung tích thùng 1,3m3 (dung tích làm việc 0,72m3) khoảng thời gian – phút - Từ van a, dịch bột đưa vào nồi nấu sơ Nồi nấu sơ có hình trụ nằm ngang có cánh khuấy với tốc độ 26 vịng/ phút Dung tích chung 2m3 14 dung tích làm việc 1,2m3 Ở dịch cháo đun nóng nhiệt độ từ 80 – 85oC khoảng – phút - Dịch cháo tạm chứa thùng 4, bơm pitong đưa liên tục qua nồi nấu chín Nồi nấu chín có đường kính 1100mm, chiều cao 6000 – 7000mm bên chia nhiều ngăn Tại dịch cháo chảy từ xuống, cịn cấp từ lên, nên tạo ba vùng với nhiệt độ khác nhau: đáy 140oC, có nhiệt độ 130oC 125oC Do ngược chiều nên dịch cháo khuấy mạnh đun nóng tới mức cần thiết - Ra khỏi nồi nấu, dịch cháo liên tục qua nồi nấu chín thêm Nồi có đường kính 1100mm chiều cao 4900mm Bên chia thành ba ngăn theo chiều thẳng đứng - Dích cháo vào đầy dần tới vách ngăn lại từ xuống ngăn thứ ba, dịch cháo vào nồi tách kết thúc giai đoạn, vào q trình đường hóa (Thời gian trình tổng cộng khoảng 50 – 60 phút) Hình Sơ đồ nấu liên tục nhà máy Mitchurin d) Ưu điểm: 15 - Tận dụng nhiều thứ đun dịch cháo tới nhiệt độ cao mà khơng ảnh hưởng tới q trình làm việc thiết bị - Cho phép nấu nhiệt độ thấp thời gian ngắn, giảm tổn thất đường cháy tạo melanoidin Nhờ mà tăng suất nấu gián đoạn - Dễ giới hóa tự động hóa, tốn kim loại chế tạo thiết bị suất riêng 1m3 tăng khoảng lần e) Nhược điểm: Đòi hỏi nguyên liệu phải nghiền thật nhỏ phải đảm bảo ổn định lượng nhiệt, nước 3.1.2 Đường hóa a) Q trình đường hóa: - Làm lạnh dịch cháo tới nhiệt độ đường hóa - Cho chế phẩm amylase vào dịch cháo giữ nhiệt độ thời gian xác định để amylase chuyển hóa tinh bột thành đường - Đường hóa liên tục tiến hành thiết bị khác nhau, dịch cháo dịch amylase liên tục vào hệ thống, dịch đường liên tục sang phận lên men Phương pháp có ưu điểm so với đường hóa gián đoạn dịch cháo bị lão hóa làm lạnh tới nhiệt độ đường hóa Thời gian đường hóa ngắn, tăng cơng suất thiết bị tiết kiệm điện tích nhà xưởng Hoạt tính amylase bị vơ hoạt hóa thời gian tiếp xúc với nhiệt độ cao rút ngắn b) Sơ đờ biến đổi: 16 Hình Sơ đồ đường hóa liên tục hai lần - Cháo nấu chứa nồi nấu chín thêm liên tục vào thùng đường hóa lần một, dịch amylase từ thùng chứa qua phận phân phối, sau khoảng 30% vào thùng đường hóa lần phối hợp với dịch cháo có nhiệt độ 60oC - Thời gian đường hóa thùng đường hóa lần kéo dài khoảng 15 – 20 phút Ra khỏi thùng đường hóa lần một, dịch đường bổ sung 70% chế phẩm amylase lại từ thùng chứa dịch amylase sau qua bơm vào thiết bị đường hóa lần Tổng cộng thời gian đường hóa hai thiết bị kéo dài khơng q 30 phút - Đường hóa xong, phần dịch đường đưa vào phân xưởng gây men, 90% lại qua thiết bị làm lạnh kiểu ống lồng ống tới nhiệt độ 28 – 30oC cho vào thùng lên men 3.1.3 Lên men a) Đặc điểm lên men - Năm 1810, Gaylussac nghiên cứu thấy 45 phần đường Glucose lên men tạo 23 phần ancol etylic 22 phần khí cacbonic Trên sở ơng đưa phương trình: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Q 17 - Năm 1857, Louis Pasteur tiếp tục nghiên cứu đưa nhận xét: Sự lên men xảy có mặt vi sinh vật Nếu ngăn ngừa không cho vi sinh vật tiếp xúc với dịch đường trình lên men xảy b) Cơ chế lên men: - Đường chất dinh dưỡng hấp thụ qua bề mặt tế bào thẩm thấu vào bên Ở enzyme tác động qua nhiều giai đoạn trung gian để cuối tạo sản phẩm rượu khí cacbonic - Hai chất khuếch tán vào môi trường xung quanh Rượu linh động nên hòa tan nhanh dung dịch lên men, cịn khí cacbonic hịa tan khuếch tán chậm - Lúc đầu hịa tan hồn tồn sau tạo bọ khí bám quanh tế bào nấm men lớn dần tới mức lực đẩy Archimede lớn khối lượng tế bào nấm men cộng với bọt khí, lúc tế bào bọt khí dần lên, tới bề mặt bọt khí tan vỡ làm tế bào nấm men lại chìm xuống, tiếp xúc với dịch đường để hấp thụ lên men lại sản xuất rượu khí cacbonic - Tế bào nấm men từ chỗ vi sinh vật không chuyển động thành tế bào chuyển động q trình lên men Nhờ mà tăng nhanh tốc độ hấp thụ chuyển hóa đường thành rượu - Nồng độ thích hợp cho đa số nấm men dùng rượu 15 – 18%,nếu nồng độ cao áp suất thẩm thấu lớn, ảnh hưởng xấu đến hiệu lên men trình lên men kéo dài - Nếu lên men nồng độ đường thấp khơng có lợi tổn thất tạo men tăng Khi tạo men có khoảng 95% đường biến thành rượu CO2, cịn 5% tạo sản phẩn khác đường cịn sót lại c) Thiết bị lên men: Đặc điểm lên men liên tục dịch đường men giống cho vào thùng đầu – gọi thùng lên men chính, ln chứa lượng lớn tế bào 1ml dịch Khi đầy thùng dầu dịch lên men chảy tiếp sang thùng bên cạnh cuối thùng chứa giấm chín Sơ đồ bố trí lên men liên tục sau: 18 Chú thích: Thùng lên men cấp I; Thùng lên men cấp I; Thùng lên men chính; Thùng lên men cịn lại Hình Sơ đồ gây lên men liên tục Sơ đồ hoạt động sau: - Thùng lên men cấp Ⅰ có dung tích 25 – 30% so với thùng gây men cấp Ⅱ Thùng cấp Ⅱ có dung tích 30 – 60% thùng lên men Các thùng lên men gồm – 10 thùng Thùng gây giống cấp Ⅰ đặt phía thùng cấp Ⅱ để dễ dàng tự chảy Vị trí thùng cấp Ⅱ đặt cao hai thùng lên men Phần trụ hai thùng phải cao 1m so với phần trụ thùng cịn lại, lên men xảy mạnh, lượng bọt nhiều - Ống dẫn dịch từ thùng lên men chảy sang thùng (4) đặt cách mép phần trụ 1m, ống dẫn dịch từ thùng (4) cách mép phần trụ 0,1 m Đối với hai thùng cuối khoảng cahs 0,5 m Chác bó trí giúp cho dịch chảy nhanh Đường kính ống chảy truyền phụ thuộc vào cơng suất nhà máy Với cơng suất 10000 lít cồn/ngày cần đường kính ống 200 mm - Khi bắt đầu sản xuất ta chuẩn bị men giống hai thùng cấp Ⅰ lêch khoảng – Khi giống đạt yêu cầu ta tháo xuống thùng cấp Ⅱ Thùng vừa giải phóng cần vệ sinh, trùng đổ đầy dịch đường Tiếp trùng dịch 75℃ axit hóa tới độ chua 1,8 – 2,4 g H2SO4/l - Sau làm lạnh tới nhiệt độ gây men cho 25 – 30% lượng men giống thùng cấp Ⅰ lại vào lên men tới độ biểu kiến – 6% 19 Lượng men giống lại thùng cấp Ⅰ tháo hết xuống thùng cấp Ⅱ Sau vệ sinh trùng lại tiếp tục chu kỳ lên men giống cấp Ⅰ khác - Ở thùng gấy giống cấp Ⅱ ta tiếp tục cho dịch đường tới đầy axit hóa tới độ chua – 1,25 g H2SO4/l lên men tiếp tới độ lên men biểu kiến – 6% - Cho toàn dịch thùng cấp Ⅱ vào hai thùng lên men (3) liên tục cho dịch đường vào Dịch lên men tiếp tục chảy từ (3) sang thùng (4) thùng cuối lên men kết thúc, ta thu giấm chín - Lên men xảy chủ yếu thùng (3), thùng lên men phụ Vấn đề chủ yếu lên men liên tục phải khống chế số tế bào thùng (3) vào khoảng 100 – 120 triệu/ml Để đảm bảo vô trùng, thùng (3) phải thay phiên làm việc sau 24 – 30 cần giải phóng thùng để vệ sinh trùng sau 65 – 75 c) Ưu điểm - Ưu điểm bật sơ đồ lên men liên tục kể dùng lượng lớn men giống thùng (3) nên lên men xảy nhanh, hạn chế phát triển tạp khuẩn - Nhiều men giống áp đảo tạp khuẩn mà tạo rượu nhanh, hạn chế phát triển chúng Mặt khác độ chua dịch đường cao, pH thấp yếu tố không thuận lợi cho vi khuẩn nấm men hoang dại Sau 24 có 78% đường lên men d) Hạn chế: - Lên men liên tục phương pháp tiến cho hiệu cao Tuy nhiên, áp dụng cần tính tốn cẩn thận có biện pháp cơng nghệ phù hợp, không phản tác dụng, dề nhiễm khuẩn hàng loạt dẫn đến giảm hiệu suất lên men - Nhiệt độ lên men thùng nên khống chế sau: Đối với thùng lên men nên giữ 25 – 27℃, hai thùng từ 27 – 30℃, thùng lại 27 – 28 ℃ Trong điều kiện kể trên, lên men kết thúc sau 60÷62 20