CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN
KHÁI NIỆM
2.1.1 Lịch sử pháttriển tại Việt Nam:
Sản xuấtcác sản phẩm tạothành cồn đãcótừ rất lâu đời TạiViệtNam tiêubiểunhất là quy trình sảnxuất rượu chưng cấttheo phương thức thủ công
Có rấtnhiềucách thức gia truyền khác nhau trongkỹ thuật sản xuất này Chúng tacùng xem xét một phương thứcsản xuất cụ.thể như sau:
Sản phẩm được hình thành phụ thuộc vào công nghệ và nguyên liệu, dẫn đến những đặc tính khác nhau Tuy nhiên, các sản phẩm sản xuất theo phương thức truyền thống đều có một đặc điểm chung.
- Chấtlượng không đều, làm theo kinh nghiệm
- Nộu làm đỳng (gạo tốt, men tốt) -ằ uống ngon, vị đậm, ờm, say mà không xốc, không đau đầu -
Tại Việt Nam, sản xuất cồn theo công nghiệp bắt đầu tự năm 1898 do ngưòi Pháp thiết ke và xây dựng Sản lượng đạtmức cao điểm vào nhữngnăm
Chương 2: Cõng nghệ sản xuất cổn
1980- 1985 (30triệu lít/năm) Đến năm 1986- 1987 là thời kỳ thua lỗ,sản xuất cầmchừng Nhiều cơ sở phá sản Tuy nhiên đến nay đã phục hồidần và ngàycàng phát triển.
Một số cáccơsở sản xuấtcồn tại Việt Nam: (loại 1)
- Côngty rượu bia Đồng XuânPhúThọ; Côngty rượu bia Hà Nội
- Công ty rượu bia Bình Tây
Vào năm 2005, Việt Nam cần khoảng 180-200 triệu lít rượu các loại, tương đương với 50 triệu lít cồn tinh khiết Trong đó, nguyên liệu từ tinh bột chiếm 30-40%, còn lại là rỉ đường.
Cồn có ứngdụng rất lớn trongnhiềungànhcông nghiệp khác nhau
- Làm vang quả hỗn họp, vangcẩm, vangnếp.
- Sảnxuất rượumạnh: Lúa mới, Hoàng đế.
• Sửdụng trong y học, dược phẩm.
• Sử dụng làm dung môi hưu cơ.
• Sửdụngtrongcông nghệ sản xuất nướchoa.
• Dùng làm nguyên liệu sản xuất acid acetic, aldehyd acetic, etylacetat, etylclorua, vàcáchọp chất hữu cơ khác.
• Sửdụng trongsản xuất caosu tổng họp.
2.2 NGUYÊN LIỆU - NHỮNG YÊU CẢU KỸ THUẬT
• Nguyên tắc: bất cứ nguyên liệu nào chứa polysaccharide đều có thể sử dụng trong công nghệ sản xuất cồn
• Yêu cầu chung cùanguyên liệu trong sảnxuấttheo quy môcôngnghiệp:
- Hàm lượng đưònghoặc tinh bộcao, hiệu qúả kinh tế cao.
- Vùng nguyên liệu tậptrung và đù
NGUYÊN LIỆU - NHŨNG YÊU CẦU KỸ THUẬT
Tại Việt Namthưòng sử dụng : sắn, ngô,gạo (tấm)
Thành phần của củ sắn tươi:
B6 (0,06mg%) Nước : 60 - 74,2 % Độc tố :phazeolunatin
Vitamin thườngbimất trong quá trình sảnxuất
Phazeolunatin được thủy phân thành HCN, một chất độc hại cho cơ thể Tuy nhiên, HCN dễ bay hơi và hòa tan trong nước, do đó dễ dàng loại bỏ Việc thái lát và phơi khô sắn giúp giảm đáng kể lượng HCN có trong sản phẩm Một lượng nhỏ HCN còn lại không ảnh hưởng đến quá trình lên men trong sản xuất cồn.
2.2.1.2 Các loại tinh bột khác
Với các loại hexozacókhả nănglênmen được *
Với các polysaccharid cần phải thủy phân thành các đường trước khi lên men
Tinh bột thường được thủy phân bằng nhiều phương pháp khác nhau, dẫn đến các sản phẩm khác nhau Thủy phân tinh bột bằng axit và nhiệt độ cho ra glucoza, nhưng hiệu suất thấp và gây ô nhiễm môi trường Sử dụng amylaza từ mầm đại mạch, ta thu được khoảng 70-80% maltoza và 20-30% dextran Trong khi đó, nếu sử dụng amylaza từ nấm mốc, tỷ lệ glucoza thu được có thể đạt từ 80-90%.
Chương 2: Công nghệ sán xuất cồn'
- Cellulozadưới tác dụngcủaacidvôcơloãng, nhiệtđộ cao và ápsuất cao sẽ bị phân hủy thành glucoza.
- Hemicelluloza (bán xơ): dễ bị thủy phân hon celluloza đề tạo thành glucoza
Mật rỉ là phụ phẩmcủa_côngnghệ sảnxuấtđường Thườngchiếm khoảng 3-5%/ lượng mía
2.2.2.1 ưng dụng của mật rỉ:
■ Mật rỉđược sử dụng trong nhiều sản xuất công nghiệp khác nhau như:
- Sảnxuấtnấmmenbánh mì, nấmmenchó chăn nuôi.
- Sản xuât bột ngọt(mì chính)
2.2.2.2 Thành phần của mật rỉ:
' Phụthuộc vàogiống mía, đất đai trồng, điều kiệncanh tác, côngnghệ sản xuất đưòng.
Thông thưòng: hàmlượngchất khô chiếm80 - 85 %.Trong đó:
Mật rỉcó độpHtừ6,8 - 7,2 Lúc móisản xuấtpH = 7,2 -8,9.
Mật rỉ là môi trưòngtốtcho vi sinh vật phát triển trong đó chủ yếu là vi khuẩnlacticvà vi khuẩn acetic Dưới tácdụng của những vi khuẩnnàysau 24
Chương 2: Công nghệ sán xuất cồn giờđộ chua của mật rỉtănglêntừ0,2 - 0,3° Dođócần phải hạn chếvà diệtbót tạp khuẩn.
2.3 QUY TRÌNH TIÈN xử LÝ VÀ ĐƯỜNG HÓA
- Nguyên liệu dạnghạt hoặc látđược đưavào máy nghiền búa(Tại Việt
* Nghiềnthô: búa cóchiều dày =6-10 mm
* Nghiền nhỏ: búa cóchiều dày=2-3 mm
- Tốc độ quay củamáynghiền:2750vòng/ phút
- Trong quá trình nghiền: phầnnhỏ lọt qua giây được quạt hútvà đẩyra ngoài:phần lớnỏ-lại tiếp tục bị nghiền ■
- Tùy theo chéđộnấu mà rây có kích thướckhách nhaủ
- Hiện tại máy nghiềnbúa có năng suất 1000- 2000 - 3000 kg/h
Chương 2: Cõng nghệ sản xuất cồn
Nấu nguyên liệu là quá trình phá vỡ lớp vỏ tế bào của hạt tinh bột, giúp enzyme amylaza tiếp xúc với tinh bột và tạo điều kiện cho tinh bột chuyển sang trạng thái hòa tan.
Trong quá trìnhnấu, thực tế màng tế bào chưabị nghiền vẫngiữnguyên cấu tạo Chúng chỉbịphá võ khikhuấy trộnhoặcphóngcháoquavanhẹphoặc sang tliiết bị lón hon .
2.3.2.1 Các biến đồi hóa lý:
Nguyênliệu dưới tác.dụng của nhiệt độ và nước hình thành sự trưongnở và giảm độ bền cơhọc
-1°= 120 - 135°c :pectintrương nở, sau20- 25’ —>hòa tan.Sau đóđến lượt tinhbột và pentoza
-1° = 145 - 155°c : thành tế bào bịphávỡ-> tinh bột tách ra, hòà tanvào dungdịch
Các nguyên liệu khác nhau sẽ có chế độnấukhác nhau
Khi nguyên liệubị chua, hầm hơi, cũ cầnnấu ở t° thấp vàthời gianngắn hon nguyênỊiệu tốt cùng loại.
2.3.2.1.2 Sự trương nở và hòatan tinh bột
- Truong nở là quá trình màcác phân tử hút dung môi để làm tăng thể tích.
- Tinh bộtchứa amyloza và amylopectin theo tỷ lệ 1:4 Tuynhiênđã có nhũng gióng ngô được laitạo cóchứa đến100% amyloza
- Trong dịch hồ tinh bộtamylopectin trươngnỏ-, đan chéo nhau,trong đó lân vào làcáchạtamyloza ,
Nhiệt độ hồhóa phụ thuộc vào nguyên liệu &kích thướccác nguyên liệu.Đốivới tinh bột sắnta có sơđồ sauđánh giá sự phụ thuộccủa độnhớtvào nhiệtđộ :
Chương 2: Cõng nghệ sản xuất cồn
Trong môi trường acid yếu, các chất như cellulose và hemicellulose hầu như không bị thủy phân Tuy nhiên, pectin ester acid polygalacturonic lại dễ bị thủy phân hơn, dẫn đến sự hình thành metanol và acid pectic.
2.3.2.1.3 Sự biển đổicủa tìnhbột và đường
Trong khi nấu, một phần nhỏ tinh bột biến thành đưòng Đường này sẽ tham giavào các phảnứng tạo melannoidin,furfunol, caramen Trong đó:
- Caramen là chất kiềm hãm quátrìnhlên men rượu Khicỏ trong dịch đưòng khoảng5%thì hiệusuất lên men sẽgiảm khoảng 6%
- Furfunol tạo màu và mùikhó chịu.
- Melanoidinlàchất keo mầu sẫm,mang tính acid, gâyảnh hưởng tới hoạt động của nấm men và enzym Thành phần của melanoidin rấtđa dạng, chưa được nghiên cứu tỉ mỉ.
• Tuy nhiên hàm lượng các chất hình thành rất thấp nên gây ảnh hưởng không đáng kể đến quá trình lênmencồn.
Trong quá trình nấu nguyên liệu, sự hiện diện của các chất đường là không cần thiết vì có thể gây tổn thất khi đun ở nhiệt độ cao Do đó, cần phải giới hạn hoạt động của amylaza đối với tinh bột.
- Tại 55°C: amylaza tác động yếuđếntinhbột.
Khi nhiệt độ trong quá trình nấu sơ bộ tăng lên 50-60°C, hoạt động của amylaza sẽ bị hạn chế Điều này dẫn đến việc giảm thiểu quá trình tạo đường trước thời gian nấu.
Chương 2: Cõng nghệ sán xuã't cồn
Có baphươngpháp được sửdụng trong quá trình nấu nguyênliệu:
- Gián đoạn - Bán liêntục - Liêntục
Tạiviệt Nam, trước 1983 thường sửdụngphưongpháp nấu gián đoạnTừ
1983 - 1993 phưong phápnấu bán liên tục bắtđầu đượcápdụng cụ thể làtại nhà máy rượu Thanh Ba - Phú Thọ .
Phươngphápnấu gián đoạn là phưong pháp mà trong đó toàn bộquá trình nấu đều được thực hiện trongmột nồi.
Hình: cấu tạo nồi nấu Đặc điểm chung:
- Toàn bộquá trìnhnấu đều thực hiện trong cùng một nồi
- íttốn vật liệu đểchếtạo thiếtbị Thao tác đon giản
- Dễgây tổnthất đường do phải nấu ở nhiệtđộ cao.
- Cho nước vào nồi theo tỷ lệ 3,5 -4 lít/kg nguyên liệu
- Cho cánh khuấy làm việc Tiếp đó cho bột nguyên liệuvào
Chương 2: Công nghệ sản xuất cồn
- Không khí vàkhí không ngưngtụ sẽ theo van xảthoát ra ngoài, cho tới. khichỉ cònhơi nước bão hòa .
- Đóng vanxả Đợiđến khi áp suấtđạt đến mức yêu cầu; ta bắt đầu tính thời gian ■
- Ápsuất, nhiệtđộ nấuphụthuộcvào loạinguyên liệu, kíchthước nguyên liệu _ _
Nguyên liệu Áp suất Thòigian
Ngô hạt, sắn lát 4,5- 5kg/cm2 80 - 90’
Với ápsuất 3-3,5 kg/cm2tương đương với 135 - 140°C
- Đối với nguyênliệu kém phẩm chất, taphảinghiên cứu, tự tìmra các yếutố kỹ thuậttương ứng với nguyên liệu.
- Có thể cho thêm H2SO4 30°Bome’ (2-4kg/tấn nguyên liệu)
+ Ưuđiểm: Nấuchóng chín, dịch cháo ítbịlãohóa
+ Nhược điểm: An mòn thiết bị, ảnh hưởng đến hoạt đô của enzym amylaza.
- Gần cuối giai đoạnphảikiểm tra độ nấuchúi của tinh bột
+ Cháo chín: mùi thom nhẹ, màuvàng rơm hoặccánhgián
+Cháobị cháy: mùikhét, màutối,vịđắng
+ Chưa chín: màu bột trắng, mùi ngác
- Nấuxong, mở van từtừ và phóng cháo sangthùng đường hóa(rong thòi gian 10-15 phút ■
Toàn bộ quátrìnhnấudiễn rakhoảng 2,5 - 3 giờ.
Chương 2: Công nghệ sản xuất cồn
2.3.2.2.2 Phương pháp bán liên tục Đặc điểm:
- Nấu trong3 nồi thành 3 giaiđoạn:
- Nỗi nấu chínthêm có dung tích gấp 3 4ần so với nồi nấu chín Chú ý chỉ đổđầykhoảng2/3 nồi, phần còn lại là không gian chứa hơi
- Nấu sơ bộ và nấu chín là giánđoạncònnấu chín thêm là liên tục.
- Giảmthời gian nấu ở áp suấtvànhiệtđộ cao
- Tăng hiệusuất —> 7 lít cồn/tấn tinhbột
- Nhược điểm: Tốn thiết bị Đã được thực hiện tạinhà máy rượuThanh Ba - Phú Thọ; Tam hiệp Hà
Dưói đây là quytrình nấu bán liên tục, được thực hiện tại nhà máy rượu ThanhBa Phú Thọnăm 1983 - 1993:
- Cho lượng nước ở 40 -50 °Cvào nồi nấu sơ bộ theo tỷ lệ 3,5 - 4,0 lít/kg bột.
- Cho cánh khuấy làmviệc rồi đổ bột vào.
- Dùnghơi nước lấy từ nồinấuchín thêm để đun dung dịchlên70- 85°c.
- Duy trì trong vòng 50-60phút.
Để nấu cháo, bạn hãy cho cháo vào nồi nấu và thực hiện quy trình nấu gián đoạn Áp suất nấu cần duy trì ở mức 2,8 - 3,2 kg/cm2 và nhiệt độ từ 130 - 135°C trong thời gian 60 phút Sau đó, chuyển sang nồi nấu để hoàn thiện quá trình nấu chín.
Chương 2: Công nghệ sàn xuất cồn
- Tạinồi nấu chín thêm,áp sụấtđược duy trìở 0,5- 0,7 at,nhiệtđộ là 105
2.3.2.2.3 Phương pháp nấu liên tục Ưu điểm:
- Tận dụng được nhiều hơi
- Cho phép nấu ở t° thấp hoặc thời gian ngắnlàmgiảmđược lượng đưòng bịcháy (nếucháy sẽ tạo thành melanoidin)
- Hiệusuất tăng 5 lít so vói nấu bán liên tục và 12 lít / tấn tinh bột,so với nấu giánđoạn /
- Lượng kim loại dùng đểchế tạo thiết bị giảm khoảng50% so vói bán liên tục.
- Dễ cơ klú hóavà tự động hóa
- Tốn ít diện tích đặt thiết bị
Chương 2: Công nghệ săn xuất cồn
- Điện, hơi, nướcphải ổn định .
- Đang cốgắng vậndụngvàothiếtbị tại ViệtNam.
2.3.2.2.4 Phươngphảpứng dụngchủ yến tạỉ Việt Nam
Các sơ đồ nấu hiện tại vẫn có nhược điểm, với lượng đường khinấu và tinh bột chưa hòa tan chiếm tỷ lệ cao (3 - 5%) Vì vậy, các nhà máy sản xuất cồn lớn tại Việt Nam đã nghiên cứu và áp dụng phương pháp mới để cải thiện hiệu suất.
Tại thùng nấu nguyên liệu, bột sắn được nghiền mịn đến kích thước 1mm, sau đó hòa với nước ở nhiệt độ 30 - 40°C theo tỷ lệ 4:1 Tiếp theo, khuấy đều và thêm 80% lưỡng amylaza chịu nhiệt (thường sử dụng Tennamyl 120L của hãng Novo - Đan Mạch) với tỷ lệ 0,02 - 0,03% so với khối lượng tinh bột Đun hỗn hợp trong 40 - 50 phút, đạt nhiệt độ 85 - 87°C và giữ ở nhiệt độ này trong 15 - 20 phút Cuối cùng, đun sôi trong 50 - 60 phút để hòa tan các hạt tinh bột có kích thước lớn chưa kịp hồ hóa.
Tại thùng đường hóa, dịch bột được làm nguội đến 90 - 93°C trước khi thêm 20% lượng enzyme còn lại Sau đó, dịch được làm nguội tiếp đến 55 - 56°C và để yên trong 30 phút, lúc này pH của dịch cháo đạt 5,2 - 5,4, với lượng đường khử tính theo glucoza tăng từ 3 - 3,5g/100ml Dịch đường sau khi lên men đạt hiệu suất 93,4% so với lý thuyết.
- Hiệu suất tăngđạtkhoảng 93%so với lýthuyết.
- Tiết kiệm được enzym trong quá trìnhđường hóa.
- Giảm được lưọng hơi sửdụngdo không cần đưa nhiệtđộ lên quá cao.
- Giảm được lượng bột chưa hòa tan xuống còn khoảng 0,2 - 0,25/g /
Chương 2: Công nghệ sản xuâ't cồn
Tinh bọt sau khi nấu chuyển từ trạng thái không hòa tan sang hòa tan, nhưng chưa thể lên men Để chuyển hóa thành đường, cần sử dụng amylaza trong quá trình đường hóa.
Quá trình đường hóa là yếu tố then chốt trong sản xuất cồn, ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu hồi rượu Trước đây, người ta thường sử dụng HCl hoặc H2SO4 để thủy phân tinh bột, nhưng hiện nay việc này ít được áp dụng do chi phí cao và hiệu suất thấp.
Hiện tại sử dụng amylaza Có 2 loại amylaza: từ mầm đạimạch và từ vi sinhvật.
Tại Việt Nam, amylaza chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài, đặc biệt là từ nấm mốc Mặc dù đã có nhà máy sản xuất amylaza thô trong nước, nhưng chất lượng sản phẩm vẫn chưa đạt yêu cầu cao, như trường hợp của nhà máy rượu Hà Nội.
2.3.3.I Chức năng của enzym trong quá trình thủy phãn tỉnh bột
Dưới tác động của enzym amylaza và nước, tinh bột sẽ được chuyển hóa thành các sản phẩm đường Nấm men chỉ có khả năng lên men đường, vì vậy quá trình lên men chỉ diễn ra sau khi hoàn tất quá trình đường hóa.
Tinh bột có tác dụng chuyển hóa thành dextrin, maltoza và một ít glucoza dưới tác động của enzym Quá trình này diễn ra tại vị trí bất kỳ trên nồi oc - 1,4 glucozit, nhưng tập trung chủ yếu giữa mạch amyloza và amylopectin Kết quả là độ nhớt của tinh bột giảm nhanh chóng.
Nhiệtđộ hoạt động của enzym:
- a - amylaza của vikhuẩnhoạt động tốt ở t° tối ưu - 100°C
- oc -amylaza của mầm thóchoạt động tốtở: t°tối ưu s- 76°c
- oc -amylazacủaAsp.ozyzae hoạt động tốt ở: t°tối ưu P - 55°c pH của môi trườngvà t° tối ưu cũng phụ thuộc vào nhau: t° tăng -> pH tăng)
Chương 2: Công nghệ sản-xuất cồn t°(C) pH tối ưu
LÊN MEN DỊCH ĐƯỜNG
Sau khi đường hóa, dịch đường được làm lạnh xuống 28 - 32°C và được đưa vào thùng lên men Dưới tác dụng của nấm men, đường hexoza (C6H12O6) sẽ chuyển hóa thành rượu etylic và khí carbonic, đồng thời tạo ra một ít glycerin, acid succinic và một số sản phẩm khác.
Sựdên'men rượu là một quátrìnhsinh học có liên hệ mật thiết tói hoạt động của té bàomen lg men ướt (có độẩm khoảng 70 - 75%) chứa 14tỷ tế bào.
2.4.1 Cơ chếlên men: Đưòng và cácchất dinh dưõngđược hấp thụ qua bề mặt tế bào rồi thẩm thấu vảo bên trong Tại đó các enzym sẽ tác dụng qua nhiều giai đoạn trung gianđể tạo ra rirọu và CO2 Hai chất này khuếch tán và tannhanh vào môi trưòngxung quanh Rượu tan nhanh hon CO2 Lúcđầu hòa tan hoàn toàn,sau tạothành bọt khíbámquanh tế bào Khi bọt khí quanhtế bào lón dầnđến một lúc nàođó khiếntếtào và bọt khí nổi dần lên bề mặt, tói đây cácbọt khísẽ tan vỡ tạo thành tiếng rào rào (quen gọi là men ăn) Bọt kill tan, tế bào men lại chùmxuống; tiếp tục hấp thụ đưòng và các chất dinh dưõng, lặp lại quá trình trên -
Khiđưòng và chất dinh dưỡng còn ít, các tế bào sẽ lắng xuốngđáythùng dịch lênmensẽtrongdần.
Môitrưòng dinh dưõngcó nồngđộ đưòng khoảng 15-18% Neu ít hon thì sẽ giảm năhg suấtcủa thiết bị, làm tổn thất rưọn Trong trưòng họp nhiều
Chương 2: Công nghệ sàn xuất cồn hơn sẽ dẫnđến áp suất thấm thấutăng làm quá trình lênmen kẻo dài, còn sót đường lại Sau khi lên men khoảng95% đường sẽ chuyển hóa thànhrượu và CƠ2;5% còn lạilà đường sót và các sản phẩm khác
Nhiệt độ lên men trong khoảng 28 - 32°c ; pH =4,5 - 5,2 (tại nhà máy tính theo độ chua: 1 t°chưa = 2,45g H2SO4/I)
- Nếunhiệt độ lên men caohơn sẽdẫnđếntạp khuẩn dễpháttriển do đó tạonhiềuester và aldehyd
- Nếu nhiệt độ lên men thấp hon thì nấm mensẽphát triển chậm.
- Neu pH cao sẽ làm cho tổn thất tăng nhanh
Hàm lượng Ni tơ khoảng 0,35 - 0,4 g/1 vói nguyên liệu sắn và với rỉ đường sẽ khoảng 0,15 - 0,2 g/1
Thành phần của nấm men:
Loại nấm men thưòng dùng: Saccharomyces Có hailoại:
- Nấmmen nổi: thường dùng Saccharomyces cerevỉsiae •
- Nấm men chìm:thường dùngSaccharomycescarlsbergensis
Chương 2: Công nghệ sản xuất cổn
Cấu tạo tế bào nấm men '
2.4.4 Cơ chếsinh học (chu trìnhphân giải tinh bột) enzym
- Sản phẩmphụ: acid acetic, acid lactic, acidcitric, acid succinic; alcol cao phân tử(0,4- 0,5%) bao gồm: propanol, isobulatanol, isoamylic, có mùi hôi,khó chịu (tênchung là dầu fusel)
- Nguyên liệu tinhbột tạo nhiềudầufusel hơn rỉ đường Lượngdầu fusel hình thànhphụ thuộc vào, t°, pH, lưọng killsụcvào, giống men, nguyênliệu.
2.4.5 Các vi khuẩncó hạicho nấmmen
- Vikhuẩn lactic có tácdụnglên men đường thành acidlactic, ancal, co2, diacetyl, aceton
- Vi khuẩn acetic lên men rượu thành acid acetic Đây là loại vi khuẩn hiếukhí, rất có hại cho quátrình sản xuất.
- Vi khuẩn butyricvà một số loại khác: điều kiện lênmen cồnkhông thích họp lắmvới sự pháttriển của chúng .
Chương 2: Công nghệ sàn xuã't cồn
2.4.6.1 Nhân giông trong phòng thí nghiệm
Môi trường: gồm nước vàmaltđại mạch nghiền nhỏ theo tỷlệ 5:1
- Giai đoạn 1: t° = 48- 53°c Thờigian -30’ Chuyển hóaprotein thành aminoacid dưới tác dụng của proteaza
- Giai đoạn 2:t° = 60 - 62°c Thờigian = 30’.Dưới tác dụng của amylaza, tinh bột được chuyển hóathành đường
Giai đoạn 3 diễn ra ở nhiệt độ 72°C, trong đó quá trình đường hóa hoàn toàn Sau đó, hỗn hợp được lọc qua vải và điều chỉnh pH bằng acid sulfuric 13-16% đến mức 4,5-5,0 Sau khi điều chỉnh, dung dịch được phân phối vào các ống nghiệm (10ml), bình Erlen (90ml) và bình cầu 2000ml (900ml) Cuối cùng, tiến hành thanh trùng ở áp suất 0,5-0,7 kg/cm² trong 30 phút.
2.4.6.2 Nhân giống trong sản xuất:
Dịch đưòng từ thùng đưòng hóa chuyển qua cóhàmlượng 60g đường/1, dịch đường này sẽđược dùng làm môi trường nhângiống vi sinh vật trongsản xuất côngnghiệp.
Nhân giống trong sản xuấtcó thể theo phương pháp gián đoạn, bán liên tục, liêntục
Hệ thống bán liên tụcđượcsửdụng nhiều nhất: Đi vào thùng lển men
Hình: Sơ đồ nuôi cẩ'y men giô'ng bán liên tục
Chương 2: Công nghệ sản xuất cồn
Quy trình nuôi cẩỳ theocác bước nhưsau:
1 Dịch đưòng hỏa đưọc cho vào thùng đưòng hóathêm, rồi được duy trì đường hóa tiếp khoảng 1,5-2 giờ.
2 Sau đó dùng H2SO4 điều chỉnhpH đến 4,0 - 3,8, rồi thanh trùng trong 1 giờờ nhiệt độ85 - 86°c bànghoinước.
3 Làm lạnhdịchxuống 30°Crổi đưa xuống hai thùng nhân giống nấm men. Cùng lúc đó nấm men từ thùng men giống cũng được tháo xuống hai thùng này Lưọng dịch đường và nấm men chiếm khoảng 40- 50% thể tích mỗi thùng Tại đâynấm men sẽ phát triển gián đoạn trong 15-18 giờ.
4 Trong quá trình phát triển, nhiệt độ được điềuchỉnhbằng cách dội nước lạnhở bênngoài thùng
5 Song song VỚỊ việc nấm men phát triển trong thùng nhângiống nấm men, tại thùngđưònghóathêm người tatiếp tục chodịch đưòng hóa vào vàxừ lý nhưtrên (bước 1).
6 Sau 15-18 giờ, cho dịch đưòng ởthùngđưòug hóa thêmxuống thùng nhân giống nấmmen.Rồitrộn đều z
7 Đổ nấm men phát triển thêm trong vòng 5-8 giờ Rồi tháo 50%lưọug men ở hai thùng nhân giống nấm men vào thùng lên men.
8 Song song với bước 4, lại cho dịch đưòng vào thùng đường hóa thêm và tiến hành nhưbước 1.
Và cứthếtiếp tục Saumỗichukỳphải làm vệsinh sạch thiết bị.
Chuông 2: Công nghệ sản xuâ't cồn
'Quá trìnhỉènmennàydiễn ra trong một thùng • Thùnglỏn men cỏ lính chất chungnhưsau:
- Có hệ thống một gà làm sạch
- Có nhiệtkế, ống thoát co2
- Thanh ti*ùng bằng hơi nướcở nhiệtđộ 95- 100°C trong 50-60 phút.
- Lúcnàymen giống và dịch đưòng đượcđổ song song vào.
- Thời gian cho vào khoảng6-8hthì đầy thùng.Nhiệt độlênmennhỏhon
- Quá trình lên men về cuối có nhiệtđộphải là 28°c
Quy trình lên mennày có iru điểm là dễ xử lý khi bi nhiễm, tuy nhiên năngsuất thấp.
- Tinh bột : 3 ngày - Rỉ đường : 2 ngày
Kiểm tra chất lượng: Cứ 8 h lấymẫu 1 lần
- Đo độ Brix đểđảm bảo lượng đưòng- sótít nhất.
- Độ chua phảinhỏhon 0,8g H2SO4/I so với dịch lênmen
- Độ lên men còn lại càngthấp càng tốt
Quá trình lênmen liên tục đượcbiểuhiệntheo sơđồ dưới đây
Chương 2: Công nghệ sản xua't cồn
- Lên men cấp 1 (2 thùng) Lênmencấp2 -> Lên men chính tù’ 8 - í0 thùng
- ThùnglênmencapI códungtíchbằng 25 - 30% so với thùnglên mai cấp II \ '
• - Thùnglên men cấp IIcódungtích bằng 30 - 60% so với thùng lên men chính.
- Các thùng lên men cấp Iđược đặtphíatrênthùngcap II đểtự chảy.
- Thùnglênmen cấp II được đặtcao hon thùng lênmen chính (ít nhãt là Im), doquátrình lên men chính xảy ra mạnh, lượng bọt nhiều.
+ Chuẩnbị men gióng tại 2 thùnglên men cấp 1 (thùng Avà B) trong 3 -
+ Khi đạt yêucầu tháogiống ở thùng A xuống thùng cấp 2.
+ Lúcnàyvệsinh thùng' A(thanhtrùng,tẩyacid(1,8- 2,4gH2SO4 trong lít nước),làm lạnh)
+ Tiếp tục lên men ở thùng A bàng cách lấy 25 - 30% men giống tại thùng B trộntiếp với dịch đường.
+ Lượng men từ thùng B còn lại được choxuống thùng cấp 2.
Chương 2: Công nghệ sản xuất cồn
+ Lúc nàyvệsinh thùng B (thanh trùng, tẩy acid (1,8 - 2,4gH2SO4trong lít nước), làm lạnh)
+ Tiếp tục lên men ởthùngB bằng cách lấy 25 - 30% men giống tại thùng
A trộn tiếp vói dịch đường.
+ Lượng men từ thùng A còn lại được cho xuống thùng cấp2
+ Tại thùng lênmen cấp 2: cho đầy dịch đường,acid hóa (1- 1,25g/l) để lênmen được 5 - 6% (độ lên men).
+ Sauđó được tháo xuống thùng lên men chính .
+ Tại thùng lênmen chính thứ nhất, khi trào đầy sẽ tràn sangthùng thứ 2, cứ thếtiếptục
+ Các thùng lên men chính được sử dụng luânphiênnhau để cóthể làm vệsinh(24 - 30h/lần) ’ ‘
+ Số tếbào ởthùnglênmen chính được khống chế nằm trongkhoảng 10Ọ -120 triệu/ml
+ Thùng lên menchínhthứ nhất giữ ởnhiệt độ 25-27°C
+Thùnglênmenchính thứ 2và3 giữ ở nhiệt độ 27-30°C
2 4.7.3 Lên men cải tiến - bán liên tục
Nhiệtđộ môi trưòng: 35 - 37°c (max: 40°C) Thông thường chỉtướinước lạnh đế làm mát '
- Đặt thêm thiếtbị truyền nhiệtkiểu ống lồng ống còn lại quá trình lên men được tiến hành như lên men gián đoạn.
XỬ LÝ DỊCH LÊN MEN
Sơ đồ thiết bi lên men cảltiến
Trong quá trình lên men chính, khi nhiệt độ tỏa ra nhiều, chúng ta cần mở các van để cho dịch chảy qua thiết bị làm sạch và sau đó chảy ngược vào thùng Thao tác này sẽ được thực hiện liên tục cho đến khi chất lượng dịch đạt yêu cầu.
Các dungdịch thường sử dụng đểlàmvệ sinh thiết bị: Formalin; Clorua vôi; Fluosilicat nạtri 1 - 2%o; Ngoài ra cầnthanhtrùngbằnghơi nước(100°C, 4 30’), lượnghơisử dụng khoảng 10 - 12kg/m3/thùng
Nếu không có điều kiện dùng hơi có thể đốt lưu huỳnh với hàm lưọng 10g/m3/ thùng Khiđốt cần đậykínthiết bị.
2.5 xữ LÝ DỊCH LÊN MEN
- Trong giấm chíncó: rượu, este, aldehydvà một số alcol cao phântử(dầu fusel), tinh bột, dextrin, acid hữucơ, khoáng
- Trong cồn thô còn có khoảng 50 loại tạp chất gồm nhiều nhóm chứa như: aldehyd, este,alcol cao phân tử, acid hữu cơ.
Chưngcất:(chỉcòn tồn tại ở các xí nghiệp tư nhânnhỏ)
- Nồng độ không ổn (tịnh.
Chương 2: Công nghệ sán xuất cồn
Sơ đổ tinh chế giãn đoạn
Chương 2: Công nghệ sàn xuâ't cồn
- Giaiđoạn 1: xửlý bàng hóa chât:
- NaOH (khử ạcid dùng để tạo muốikhông bay hơi)
- KMnO4 và NaOH có tác dụngkhử aldehyd
- Cần tính toán lượng hóa chấtđưa vào vừa đủ không dư vì dư thì cồn cũng sẽbị oxy hóatheo.
- 1° - 90°C bằng hơi nước -ằ để phản ứng xảy ra
- Sau mở van-hơi để đi tới bộ phận ngưng tụ Ket quả đạtkhoảng như sau
6—12% tiếp theo :nhiều tạp chất
2.5.2 Chưngluyện bán liên tục (chưng gián đoạn,luyện liêntục) Đâylà quy trìnlbchung cất giánđoạnvàtinhluyệnliêhtục kểthợp lại.Tại đây thiết bị tinh luyệnđược đặt các đĩa tiếp liệu nên ở các mức khác nhau sẽ thu được sản phẩm khác nhau (dầufusel ở dưới đáyt°= 101 -105°C), các loại khác bôc hơi ởnhiệt độ thâp hơn nên baycao hơn do đó thunhận đượcở dĩa cao hon.
Giấm chín sau khi lên men sẽ được chuyển vào thùng cất thô, nơi được thiết kế với hai thùng làm việc so le để ổn định nồng độ trước khi tinh chế Quá trình cất thô diễn ra bằng hơi có áp suất 0,8-1 kg/cm², giúp hơi rượu bay lên được ngưng tụ và dẫn vào thùng chứa, sau đó tiếp tục đi vào tháp tinh chế.
Tháp tinh chế là thiết bị quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất lượng cồn trong quy trình sản xuất Tháp này được đun bằng hơi và có từ 16 đến 18 đĩa tiếp liệu Nhiệt độ tại tháp cần đạt khoảng 103 - 105°C Sản phẩm chính được thu hồi dưới dạng lỏng tại đĩa tiếp liệu cách đĩa hồi lưu từ 3 đến 6 đĩa tính từ trên xuống Sau khi thu hồi, sản phẩm được làm lạnh, cho vào thùng chứa và đưa về kho.
Chương 2: Công nghệ sán xuất cồn tại đây cónồng độ cồn thấp hơnso với lấy trên đỉnh tháp từ 0,3 -0,5%V, tuy nhiên chứa ít ester và aldehyd hon, dođó.cóchấtlưọngtốthon.
Chất lưọng cồn phụthuộc vào chiều cao của tháp và cách vận hànhcủa toàn xí nghiệp.Nhung về nguyêntắcthìđạtTCVN - 1971
Sản phẩm tạo thành gồm:
- Cồnđầu nhiều tạp chất,tách riêng Chỉ dùng để pha vecni, làmcồnđốt, sáttrùng hoặc đemđixửlýlại.
Sơđồ quy trình chung luyệnbản liên tục: gưng , ị tụ r-| /> psung
Tạm chứa tĩnh chế cổn đẩu Làm lạnh ■ cổn sản phẩm
—► Bã rượu NƯỚC thải sơđồchuìig luyện bán liêntục
Chương 2: Công nghệ sản xuất cồn
- Có rất nhiều dạng,ví dụ:
- 3tháp + 1 tháp íiisel bằng 4tháp (nhà máy rượu Hà Nội) Sauđây giới thiệu hệ thống ba thápgiántiếp:
Sơ đồ chưng luyện liên tục 3 tháp
Chương 3: Công nghệ sản xuâ't Bia
CHƯƠNG 3: \ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
KHÁI NIỆM
Từ “Bia”bắt đầu từ tiếngDo Tháicổ: Ngũ cốc= ‘Bre’
Từ 7000 năm trước Công Nguyên, người Babilon đã sản xuất bia từ hạt đại mạch và ngũ cốc, công nghệ này sau đó lan rộng đến Ai Cập, Ba Tư và các nước lân cận Ngày nay, một số vùng ở Ethiopia vẫn duy trì phương pháp sản xuất bia cổ xưa Người Hy Lạp học hỏi từ người Ai Cập và gọi bia từ đại mạch là niróc sitôn, trong khi người Ý cũng sản xuất loại bia này nhưng với các nguyên liệu khác Tiếp theo, Pháp, Đức, Tây Ban Nha cũng sản xuất nước giải khát lên men từ đại mạch Trong suốt thời gian dài, bia chủ yếu được làm từ đại mạch và các hạt ngũ cốc nảy mầm, mà chưa sử dụng hoa houblon Đến thế kỷ IX, từ các vùng như Xibiri - Đông Nam nước Nga, người ta bắt đầu sản xuất bia theo công thức hiện đại với malt đại mạch, hoa houblon và nước.
Trải qua hàng ngàn năm sản xuất bia, bí mật về quá trình chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm vẫn chưa được khám phá cho đến năm 1857, khi nhà bác học Pháp Louis Pasteur phát hiện ra rằng nấm men là vi sinh vật duy nhất chịu trách nhiệm cho quá trình lên men bia Tuy nhiên, Pasteur vẫn chưa làm sáng tỏ tất cả các khía cạnh của quá trình này.
Chương 3: Cõng nghệ sán xuất Bia' đượccơ chếcủahiện tượngnày Cho mãi đến thế kỷXIX, một số nhàbác học người Nga và Đức mới chứng minh được cơchếhoạt độngcủa nấm men.Đó là nấm men đã tạo ra các enzym vầ chính các enzymnày chuyển hóa đường thành rưọuvà co2.
Bia là một loại nước giải khát có độ cồn thấp, bọt mịn và hương vị đặc trưng Hương vị của bia được hình thành từ các hợp chất chiết xuất từ nguyên liệu, cồn, CO2 và các thành phần lên men khác Đặc biệt, CO2 bão hòa trong bia giúp giảm nhanh cơn khát của người uống Nhờ những ưu điểm này, bia được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới và sản lượng bia ngày càng tăng.
3.1.2 Một số tính chất chung của bia:
Trong bia, nướcchiếm 80%.Biathường có hám lưọngcồnkhoảng cồn 3
Bia chứa khoảng 6% ethanol và 0,45% CO2, cùng với các thành phần khác như hydratcacbon, khoáng chất, polyphenol, chất màu, chất đắng, iso-humylon và glycerin Mỗi lít bia cung cấp năng lượng tương đương 500 - 600 kcal, tương đương với khoảng 100g bánh mì, do đó, bia thường được gọi là "bánh mì lỏng".
' co2 có trong bia có khả năng kích thích tiêu hóa Bia còn giúp bộphận, bài tiết nước tiểu thanhlọccặn bãhoạt động tốt hon
Lupulin trong bia và hoahubloncó tính anthần, dễ ngủ.
Tuy nhiên nếu uongjdiieu sẽ khiếncho cơ thể không đủkhả năng hóa gịải dẫn đến hạigan,tổn thương hệ thần kinh.
NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA
Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính như malt đại mạch, hoa houblon, nước, nấm men và các chất phụ gia Để tiết kiệm nguồn malt, nhiều nhà máy đã thêm các nguyên liệu phụ như bột mì, bột ngô và gạo vào quy trình sản xuất Hiện nay, gạo là nguyên liệu thay thế phổ biến cho malt tại các nhà máy bia Tuy nhiên, hầu hết nguyên liệu chính để sản xuất bia ở Việt Nam vẫn phải nhập khẩu từ nước ngoài, chủ yếu là malt đại mạch và hoa houblon.
Công thức sản xuất bia trên thế giới: ỊbIA = MALT ĐẠIMẠCH + HOỮBLQN + NU’ỚC +NẢMmen)
Chương 3: Công nghệ sản xuất Bia•■
Chủ yếu làđạimạch: Ngoài ra cònđược làm từ những ngũ cốckhácnhư - Bắp: thổ dân Châu Mỹ
- Lúa mì,đại mạch:người German cổ đại
- Lúa miến,đại mạch:người Pannonien •
- Lúa miến, khoaimìbia: kaffir của Châu Phi
- Lúa nếp, gạo vàkê: Trung Quốc
3 2.I.I Đại mạch: ' Đạimạchđượcchia làm 2nhóm: mùa đông vàmùaxuân, có chukỳ sinh trưởng 100-120 ngày Trong đó:
- Đại mạch 2 hàng: dùng trong sảnxuất bia.
- Đại mạch 4 hàng: một sổ chủngđược dùng trongsản xuất biađặcbiệt.
- Đạimạch6 hàng:đa số được dùnglàm thức ăn giasúc, gia cầm.
3 1 Ễíu hạl mạch : ỉ Mĩt GĨt i I qc :
9 Riõin?;ia Uặ Ể băohao b MỊlcĩt ngang:
Chương 3: Cõng nghệ sản xuất Bia
Hạt đại mạch chứa các thành phần sau:
- Nội nhũ: chứanhiều nhấtlà tinh bột, một ítprotein, celluloza,chất béo, tro,đường .
- Aloron:giàu protein, chấtbéo, đường celluloza, vitamin, chất tro.
- Vỏ hạt: chứa chất màu, chất đắng, chất chác —> ảnh hưởng đến chất lượng của bia.
- Glucid: đa phần là tinh bột Ngoài ra còn chứa celluloza, hemicelluloza, pectin, saccharid (saccharoza, glucoza, fructoza).
- Hợp chat chứa N gom: protid, pepton, polypeptid, acid amin: tharn gia phản ứngmelanoidtạomàuvàng,vị ngọt, thom. t - Chất béo, lipid: cóít tạomùivị thom, có nhiều sẽlàm giảm bọt.
- Hợpchất không chứa N: polyphenol,chất đắng làm phá vị bia; Fitin(có P) sẽ cung cấp năng lượng chomen.
3.2.1.1.2 Hệ enzymtrong đại mạch nảy mầm(malt):
- Carbohydraza (thủy phânglucid): bao gồm
- Diastaza:thủy phântinh bột—> đường +dextrin
+ oc - amylaza: thủy phân tinh bột—> dextrin + glucoza Ngoàira còn có tácdụng làm giảm độ nhótcủadịch cháo T°Opt p°C,pH=5,7
+ p - amylaza: thủy phân tinh bột -> maltoza + dextrin 1%, = 63°c, pH = 4,7 ĩb-
Chương 3: Công nghệ sán xuất Bia■
+ Sitoclactaza, sitolitaza: thủy phân hemicelluloza -> pentoza + hexoza, có tácdụng: phá hủy té bào
- Proteaza: c - Proteinaza thủy phân protein ->polypeptid;t°optP°C,pH= 4,6-5 ' - Peptidaza: thủy phân polypeptid -> acidamin; t°ọpt ~ 50 - 52°c, pH - 7,5
- Amidaza: thủy phânacidamin-> acid hữucơ +NH3
- Lipaza: cắtliênkết giữa rượu và acid béo
- Amilophotphataza:cắtliên kết của acid phosphoric trongamilopectin
- Fitaza: cắtliênkết giữa H3PO3 vàinozit /
Là enzym có khả năng thamgia phản ứngoxy hóa-khử
Quyết định tính hoạt hỏavàsự phảt triểncủa phôiở giaiđoạncủa mầm.
Malt là hạt đại mạch được nảy mầm trong điều kiện nhân tạo, đóng vai trò thiết yếu trong sản xuất bia Qua quá trình nảy mầm, các enzym như amylaza và proteaza được hình thành, giúp chuyển đổi thành phần hạt thành các nguyên liệu mà nấm men sử dụng để tạo ra bia Để sản xuất bia vàng, cần sử dụng malt vàng với hoạt lực enzym cao và hàm lượng acid amin, đường vừa phải Việc chọn đại mạch chứa ít protein, độ ẩm từ 42-48%, nảy mầm ở nhiệt độ 13-18°C và thông gió tốt là rất quan trọng.
Chương 3: Công nghệ sán xuãt Bia đó, hạt sẽ tíchtụ nhiều enzymtiêu hao đạm và polysaccharit ở nước vừa phải vàcác acid amin, đưòng cũng được tích tụ với sốlưọng vừa đủ.
Quá trình sấy malt diễn ra nhanh chóng trong 24 giờ với nhiệt độ không vượt quá 85°C Sau khi sấy, cần loại bỏ mầm để tránh ảnh hưởng đến hương vị bia Malt vừa sấy xong không thể sử dụng ngay mà phải trải qua quá trình bảo quản, vì trong thời gian này, malt sẽ hút ẩm từ không khí, dẫn đến sự gia tăng độ ẩm và một số hiện tượng hóa lý xảy ra ngược lại với quá trình sấy Tất cả những thay đổi này tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh được gọi là malt chín tới.
• Thành phần hóa học của malt (tỉnh theo % chất khô) :
Ngoài ra trong malt còn có enzym, vitamin và nước Trong thành phần của malt, tachú trọng đếnhànilượngtinhbột, enzym, protein và nước.
Tinh bột đóng vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất bia Hàm lượng tinh bột cao giúp tăng nồng độ chất hòa tan trong dịch đường, từ đó nâng cao hiệu suất thu hồi bia.
- Kích thước hạt tinh bột
Tinh bột chứa khoảng 10-12% protein, và các sản phẩm thủy phân của protein đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất bia, bao gồm sự sinh sản và phát triển của nấm men, cũng như khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia.
Chương 3: Cõng nghệ săn xuã't Bia■
- Nếu hàm lượngprotein lón hon 12% trọnglưọng chất khôthì làm giảm chất lưọngbia, bọt kém đậm
- Neu hàmhrọng proteinnhòhon 10% trọng lưọng chất khô thì độ bền sinh học kém,khó bảo quản, dễ hỏngbia,
Protein cũng là một trong những nguyên nhân chính làmbia dễ bị đục, kém bền vũng.
• Yêu cầu kỹ thuật của malt:
+ Màu sắc :có màuvàng ộng nhưrơm
+ Mùi :có mùi thom đặctrungcủa malt
+ Độ cúng : maltphải xốp và khô
+Độ mịn : khôngđược xay nhuyễn để tạothànhmộtlớpvỏtrấugiúp lọc
+Tạp chất : không được lẫn sạn, rom, rác hay cáctạp chấtkhác
+Hình dáng : hạtkhôngbịsâu bệnh, mốc, vỡ, khuyết tật, mọt, nát,
+ Độ hoàtan tính theo chấtkhô : 80 %
+ Kích thước : 90% trên sàn 2,5mm;: 99% trên sàn 2,2mm
-Chỉ số Kọlbach (số lượng hoà tan protein) :
Hàm lượng protein hoà tan X 100
Chương 3: Công nghệ sàn xuất Bia
Malt phải được bảo quản trong kho, nơi khô ráo, thoáng khí Đồ phổng mọt, chuột,mối phá hoại Thưòng xuyên đảo trộnmalttrong kho,nhiệt đọ bảo quản polyphenol cao —> sử dụng nước có độ carbon cao
- Vỏ thócdày ->thời gian ngâmkéo dảiđến 3 ngày, ngâm ở t° cao(18
- Đường hóa ở t° 67°cvà dịch hóa đường ở 77°c
Yêucầu kỹ thuật của gạo: _
- Màu sắc đồng nhất, không có hạt mốc, mùi hôi, sạn, rác.
- Không bịsâu, mọt, ẩm(độ ẩm 13 - 13,5%)
- Độmịncủagạo: càng mịn càng tốt
- Trong công nghệ sản xuấtbia, sử dụng loại ngô màu trắngđục (hrọng tinh bột cao, protein thấp), đã đượcnghiền nhỏ
- Đe sừdụng có hiệu quả nên loại phôi (chứa nhiềuchất béo) và vỏ trước khi dùng
Houblon, với tên khoa học là Humulus lupulus L, là một loại cây leo lâu năm thuộc họ dây leo, có chiều cao trung bình từ 6-8m Đặc điểm nổi bật của cây này là sự tồn tại của hoa đực và hoa cái, trong đó hoa cái chưa thụ phấn được gọi là nón hoa Chỉ có hoa cái chưa thụ phấn mới được sử dụng trong sản xuất bia.
Chương 3: Cổng nghệ sản xuâ't Bia a b fỉ ri
3 H‘nh riáng hTnordi ; h MỊt lữt fine ;c Tntchro ; ri kht I Iipnlin
Là nguyên liệu chính thứhai dùng để sản xuất bia.
Hoa Houblon đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra hương vị đặc trưng của bia Ngoài ra, Houblon còn được sử dụng như một chất bảo quản, giúp tăng cường tính ổn định, khả năng tạo bọt, giữ bọt lâu và có tính sát trùng hiệu quả.
3.2.2.2 Thành phần cấu tạo của hõa Houblon:
Có w(độ ẩm): < 10% đã phoisấy khô
Thànhphầnhỏa học của Houbỉon được tính theo%chất khô: '
-Protein :20% - Chất hòa tankhông chứanitơ: 28%
Chất đắng là thành phần thiết yếu của hoa houblon, được chia thành hai nhóm: acid đắng và nhựa đắng Trung bình, hoa houblon chứa từ 16-19% chất đắng, với acid đắng chiếm 9-11% và nhựa đắng chiếm 7-8%.
Chương 3: Cõng nghệ sàn xuất Bia , *
- Lupulinvàcác đồngphâncủa nó(cohumulong,adhumulong) tạora 85
Trong bia, 95% chất đắng chủ yếu đến từ hợp chất có độ hoạt động bề mặt lớn, mang lại vị đắng mạnh mẽ, khả năng tạo bọt và giữ bọt tốt, cùng với tính kháng khuẩn mạnh mẽ Hợp chất này ít hòa tan trong nước và có nhiệt độ nóng chảy khoảng 65°C Bên cạnh đó, lupulin C26H30O4 cũng có mặt, mặc dù vị đắng của nó kém hơn so với chất đắng chính nhưng lại sở hữu tính kháng sinh mạnh hơn, cũng ít hòa tan trong nước và có nhiệt độ nóng chảy tương tự.
Tanin (C25H24O4) là một hợp chất quan trọng trong sản xuất bia, giúp kết tủa các protid kém bền vững và tăng tính ổn định cho sản phẩm Tuy nhiên, tanin cũng làm giảm đáng kể lượng protid khác, bao gồm cả các protid bền vững, dẫn đến giảm khả năng tạo và giữ bọt cho bia Thông thường, nồng độ tanin trong bia dao động từ 0,012% đến 0,02%.
Tinh dầu cỏ màu vàng sánh, trong và có mùi thơm mạnh Khi tiếp xúc với nhiệt độ sôi, tinh dầu sẽ bay hơi, dẫn đến sự thay đổi thành phần Các sản phẩm tạo thành cùng với các thành phần không bay hơi của tinh dầu sẽ tạo ra mùi thơm đặc trưng của bia.
Hoa houblon được chế biến thành caođể bảo quản tốt hon Houblonvừa sấy xong được ngâmngay vào cồn96% đểtrích ly, rồi cô đặc trích ly thành cao.
Houblon được bảo quản lạnh ở nhiệt độ 0,5- 20°C Nhiệt độ cao, không khíẩm sẽ làm giảm phẩm chất của hoa Hàmlưọngoc-acid có tronghoa ở dạng caolà 30%,ở dạng viên 8 - 10%.
Nước là nguyên liệu thiết yếu và không thể thay thế trong sản xuất bia, chiếm từ 80-89% trọng lượng bia thành phẩm Ngoài vai trò trong thành phần bia, nước còn được sử dụng quan trọng trong các quá trình như nấu, làm nguội dịch đường, lên men, cung cấp cho nồi hơi, và trong các hoạt động làm nóng, làm lạnh cũng như vệ sinh.
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG
KHÁI NIỆM
- AOC hoặc AO: Appellation d’Origine Vin (Pháp) - hệthống kiểm soát tên gọigốc ’
- AVA:American Vitỉcultural Area (USA) - hệ thống kiểm soátvị trí địa lýcủavùngnho
- BC:Before Christ - Trước Công nguyên
- Chaptalization:Quá trừih bổ sung đường vào must trước khilên men
- DOC: Denominations of Origine Control (Ý) - hệ thống kiểm soát tên gọigốc
- Dry: Khi sử dụngtừ “dry” nghĩalà “khô” cho vang, thì đó là loại vang mà lượng đưòng cỏ'trong đó đã được lên men hết ,
Fortified wine is a type of wine that has its alcohol content increased by the addition of distilled spirits or strong liquor The Institut National des Appellations Contrôlées (INAO) in France is responsible for developing the regulatory framework for wine appellations.
- Lên men Malolactic: quá trình chuyển đổi acidmalic thành acid lactic dướitácđộng của vi khuẩn
- Must: Nước nho ép sửdụng để lên men thànhnrọu
- Phylloxera: rệp sáp,ăn hại rễ nho.
- TTB: Alcohol, TobaccoTax and Trade Bureau (USA) - Cục thương mại và thuế về thuốc lá và thứcuống có cồn .
- VangBotrytis‘ Vang được sản xuất từ loại nho bị tác độngcủa nấmmốc
Chương 4: Công nghệ sàn xuất rượu vang
Rượu vang chủ yếu được sản xuất từ nho qua quá trình lên men với nước nho và nấm men Saccharomyces Tuy nhiên, thuật ngữ "rượu vang" cũng có thể áp dụng cho các loại rượu được làm từ nước trái cây khác như xoài, sơri, thông qua quá trình lên men tương tự Các loại trái cây này thường chứa nhiều đường và chất dinh dưỡng, tạo ra môi trường lý tưởng cho quá trình lên men Hơn nữa, các acid hữu cơ có trong trái cây giúp ức chế sự phát triển của vi sinh vật không mong muốn, đảm bảo chất lượng của rượu vang.
Trong sản xuất rượu vang, nấm men tự nhiên thường được sử dụng, nhưng gần đây, các nhà sản xuất đã chuyển sang sử dụng men giống để rút ngắn thời gian ủ rượu, tạo ra hương vị mong muốn và giảm tỷ lệ hư hỏng trong quá trình sản xuất.
Trước khi ép nước nho, việc xông nhò bằng SƠ2 hoặc xử lý bằng acid lactic là cần thiết để ức chế hoạt động của vi sinh vật Điều này giúp ngăn chặn hiện tượng oxy hóa, giữ cho rượu không bị sẫm màu.
Hương vịcủarượunhophụ thuộc vàorất nhiều yếu tố như:
- Vào các terpen và dẫnxuất, linalool, geraniol, có trong dịch nướctrái cây ■ '
- Vào thời gianlênmen,điều kiện môi trườngtrongquátrình lên men
- Vào sự tưongtác củathùnggỗ chứarượu vói rượu ,
Hiện nay, có hơn 20 quốc gia trên thế giới sản xuất rượu nho với tổng sản lượng lên tới nhiều tỷ lít Mỗi quốc gia lại có hàng trăm loại rượu nho khác nhau, dẫn đến sự đa dạng trong phương thức sản xuất Các quy trình sản xuất rượu nho chủ yếu dựa trên truyền thống, kinh nghiệm, và một phần là kiến thức khoa học.
Rượu chung cất cũng là sản phẩm của quá trình lên men bởi nấm men
Saccharomyces trêncác loại nguyên liệu khác nhau Vídụ:
- Rượu cognacđược chungcất từ rượunho
PHÂN LOẠI RƯỢU VANG
- Rưọu whiskyScotchtìr main đại mạch
- Rượu whisky vàgincủa Mỹ,rượu vodka của Nga từ lúa mì vàngô
Nguyên tắc sử dụng nấm men trong sản xuất công nghiệp là lựa chọn các chủng nấm men có khả năng chịu đựng nồng độ cồn từ 12-15% vol trở lên Để giảm năng lượng tiêu hao trong quá trình chưng cất, các nhà sản xuất đang tìm kiếm những chủng nấm men có khả năng lên men ở nồng độ cồn cao và tồn tại trong môi trường có nồng độ cồn cao Ngoài ra, nấm men cần có khả năng chuyển hóa các oligosaccharid thành glucose, từ đó chuyển hóa thành ethanol và CO2 Đôi khi, cần bổ sung enzym thủy phân tinh bột để hỗ trợ quá trình này.
Rượu được phân loại dựa vào tính chất chung, bao gồm: rượu vang không có sự sủi bọt (still wine), vang nổ có sự sủi bọt mạnh (sparkling wine), và rượu được bổ sung alcohol (fortified wine) Hai loại rượu sau thường chịu thuế cao hơn Ngoài ra, rượu còn được phân loại theo màu sắc và nguồn gốc, dựa trên phương pháp sản xuất, thói quen tiêu dùng và danh tiếng Ví dụ, Chardonnay là loại vang nổi tiếng theo miền xuất xứ Một số loại rượu được gọi theo xu hướng của người tiêu dùng, như sparkling wine thường được gọi là champagne, tên của vùng rượu nổi tiếng ở Pháp Theo quy ước chung, rượu vang sẽ được phân loại như sau:
- rượu vang thông dụng- “table wine”: có dộcồntừ9 -14%.
- “sparkling wine” - vang nổ và champagne
- rưọu có bosungalcohol - “fortified wine”:có độcồntừ 17 - 22%.
4.2.1 Rượu vang thông dụng - still tablewine
Hầu hết các loại vang đều thuộc chủng loại vang này Theo các phân loại cũ hơn, vang được chia theo màu sắc như vang trắng, vang đỏ và vang rosé Hiện nay, ngoài màu sắc, việc phân loại vang còn dựa trên hương vị, cách sử dụng và phương pháp sản xuất.
Chương 4: Công nghệ sàn xuất rượu vang
Trong sản xuất vang, thời gian đầu của quá trình làm chùi vang ảnh hưởng lớn đến hương vị đặc trưng của sản phẩm Nhiều loại vang trẻ vẫn được ưa chuộng và có giá trị cao Tại châu Âu, nguồn gốc giống nho không được chú trọng nhiều trên nhãn hiệu, và người tiêu dùng hiện nay cũng ít quan tâm đến điều này Thực tế cho thấy, phần lớn vang trên thị trường được sản xuất từ hỗn hợp của nhiều giống nho, giúp cải thiện tính chất của vang Do đó, giống nho thường mang tên theo nguồn gốc vùng miền nơi nó được trồng.
Rượu vang trắng là một loại rượu rất phổ biến và đa dạng, chủ yếu là vang khô với hương vị tươi mát và phảng phất mùi trái cây Quá trình lên men "mát" giúp tạo ra và duy trì các ester trái cây, nhờ vào các ethyl ester với các gốc acid béo ngắn Việc lưu trữ vang trong trạng thái lạnh giúp làm chậm quá trình thủy phân, từ đó giữ được mùi thơm của các ester Các ester trái cây hình thành trong quá trình lên men, và mặc dù giống nho chỉ ảnh hưởng một phần nhỏ đến quá trình này, việc lựa chọn giống nấm men lại rất quan trọng, đặc biệt khi sử dụng các giống nho thiếu hoặc quá ít hương thơm.
Chỉ có một số giống nho trắng như Riesling, Chardonnay và Sauvignon Blanc có thể đáp ứng yêu cầu trong quá trình làm chín rượu Khi rượu được làm chín, hương thơm ban đầu giảm dần và được thay thế bởi hương tinh tế, một quá trình chuyển hóa tự nhiên vẫn còn là một ẩn số Đa số vang trắng là loại vang khô, thường được sử dụng như một thức uống thông dụng Với hương vị tươi mát và độ chua nhẹ, vang trắng không chỉ làm tăng hương vị của bữa ăn mà còn làm giảm mùi tanh trong các món hải sản Mặc dù phần lớn các vang trắng có cường độ hương vị thấp, nhưng chúng vẫn thích hợp khi kết hợp với các món ăn có lượng gia vị vừa phải Trong những vang trắng chất lượng, độ ngọt nhẹ vẫn đi kèm với một lượng acid nhất định, tạo sự cân đối cho hương vị.
Chương 4: Công nghệ sản xuất rượu vang
Hình 4.1 Phân loại vang trắng dựa trên phương pháp sản xuất
Vang trắng ngọt hoặc nửa ngọt thường được làm lạnh trước khi thưởng thức như một loại tráng miệng, thể hiện qua thuật ngữ “dessert wine” Mặc dù có sự xuất hiện của một số hương thơm quan trọng, nhưng chất lượng cao của loại vang này có thể bị ảnh hưởng bởi sự mất mát của một số hương khác Chẳng hạn, trong quá trình sản xuất vang từ giống nho bị tác động của Botrytis cinerea, nước nho sẽ cô đặc lại và làm giảm sự hiện diện của một số hương liệu khác Tuy nhiên, hương thơm mới được tạo ra từ Botrytis cinerea lại rất đặc trưng, mang đến mùi hương ngọt ngào như mật ong và phảng phất hương quả mơ Những loại vang botrytis nổi tiếng đến từ Đức, Áo, vùng Tokaji của Hungary và vùng Sauternes của Pháp Để nhận diện tính đặc trưng của từng loại vang trắng là rất khó, vì nhiều yếu tố như miền sản xuất, quá trình lên men và điều kiện trưởng thành có thể làm thay đổi đặc điểm của vang.
Chương 4: Công nghệ sản xuât rượu vang Đặc trưng cùa Vang trảng ngọt qua quả trinh sàn xuắt
Vang băng (icewine) (vị nho khử nhẹ)
Vino san to Vang tự nhiên
Dịch nho từ những quá chỉn khóe mạnh, tự nhiên-