- Còn trên thế giới các nước đều dùng cồn để pha chế rượu và cho các nhu cầu khácnhư: y tế, nhiên liệu và nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác tuỳ theo tìnhhình phát triển của mỗi
Công nghệ sản xuất cồn etylic
Nghề nấu rượu thủ công ở Việt Nam đã có từ lâu, nhưng thời điểm chính xác vẫn chưa được xác định Tại các vùng đồng bằng, người dân sử dụng nguyên liệu như gạo, ngô, khoai, và sắn để nấu chín và lên men Trong khi đó, sản xuất cồn rượu theo quy trình công nghiệp bắt đầu từ năm 1898.
Trước Cách mạng Tháng Tám, Việt Nam có nhiều nhà máy rượu nổi bật như ở Hà Nội, Hải Dương và Nam Định, tất cả đều sử dụng nguyên liệu từ ngô và gạo theo phương pháp amylo để sản xuất.
Đến năm 1960, Việt Nam đã phát triển thêm hai nhà máy cồn từ rỉ đường tại Việt Trì - Phú Thọ và Sông Lam - Nghệ An, mỗi nhà máy có năng suất 1 triệu lít cồn qui 1000/năm Bên cạnh đó, nhiều tỉnh cũng đã xây dựng các phân xưởng cồn nhỏ với năng suất 100.000 lít/năm Tổng năng suất của tất cả các nhà máy lớn nhỏ đạt 15 triệu lít/năm.
Trong giai đoạn 1980 - 1985, tổng sản lượng cồn sản xuất hàng năm tại Việt Nam vượt quá 30 triệu lít, đánh dấu thời kỳ cao điểm trong ngành công nghiệp cồn rượu Lượng cồn rượu trong cả nước không chỉ lớn nhất mà còn được xuất khẩu và tiêu thụ nội địa đồng thời.
Cồn sản xuất từ các nhà máy ở Việt Nam hiện nay chưa đạt tiêu chuẩn TCVN -71, trong khi đó, tiêu chuẩn này cũng được đánh giá là thấp so với các quốc gia phát triển trên thế giới.
Trên thế giới, các quốc gia sử dụng cồn cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm pha chế rượu, y tế, nhiên liệu và nguyên liệu cho các ngành công nghiệp Tỷ lệ cồn được sử dụng trong từng lĩnh vực rất đa dạng và phụ thuộc vào tình hình phát triển của mỗi quốc gia.
→ Các phương pháp chưng cất tạo ra cồn nồng độ cao:
- Có nhiều phương pháp để tạo cồn tuyệt đối như: dùng các chất hút ẩm, phương pháp chưng cất thường, chưng chân không ở áp suất thấp
Giới thiệu chung
Nghề nấu rượu thủ công ở Việt Nam có lịch sử lâu đời, nhưng chưa có tài liệu xác định thời gian cụ thể Tại các đồng bằng, người dân thường sử dụng gạo, ngô, khoai, sắn để chế biến và lên men rượu Trong khi đó, sản xuất cồn rượu theo quy trình công nghiệp tại Việt Nam bắt đầu từ năm 1898.
Trước Cách mạng Tháng Tám, Việt Nam có nhiều nhà máy sản xuất rượu nổi tiếng như ở Hà Nội, Hải Dương, và Nam Định, tất cả đều sử dụng nguyên liệu từ ngô và gạo theo phương pháp amylo.
Đến năm 1960, Việt Nam đã xây dựng thêm hai nhà máy sản xuất cồn từ rỉ đường tại Việt Trì - Phú Thọ và Sông Lam - Nghệ An, mỗi nhà máy có năng suất đạt 1 triệu lít cồn qui 1000/năm Bên cạnh đó, nhiều tỉnh cũng phát triển các phân xưởng cồn nhỏ với công suất 100.000 lít/năm Tổng năng suất của tất cả các nhà máy lớn và nhỏ đạt khoảng 15 triệu lít/năm.
Từ năm 1980 đến 1985, tổng sản lượng cồn sản xuất hàng năm tại Việt Nam vượt qua 30 triệu lít Đây là giai đoạn cao điểm khi lượng cồn rượu trong cả nước đạt mức lớn nhất, phục vụ cả xuất khẩu và tiêu thụ nội địa.
Cồn sản xuất từ các nhà máy ở Việt Nam hiện chưa đạt tiêu chuẩn TCVN -71, trong khi đó, tiêu chuẩn này cũng được coi là thấp so với các quốc gia phát triển trên thế giới.
Trên thế giới, các quốc gia sử dụng cồn cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm pha chế rượu, y tế, nhiên liệu và nguyên liệu cho các ngành công nghiệp Tỷ lệ cồn được sử dụng trong các lĩnh vực này rất đa dạng và phụ thuộc vào tình hình phát triển của từng quốc gia.
→ Các phương pháp chưng cất tạo ra cồn nồng độ cao:
- Có nhiều phương pháp để tạo cồn tuyệt đối như: dùng các chất hút ẩm, phương pháp chưng cất thường, chưng chân không ở áp suất thấp
Hỗn hợp rượu và nước tạo thành một hỗn hợp đẳng phí với nhiệt độ sôi là 78,15 độ C Để đạt được nồng độ cồn cao hơn, phương pháp chưng luyện đẳng phí được áp dụng.
Nguyên vật liệu, thiết bị, dụng cụ, hóa chất
Nguyên liệu
Gạo tẻ Trong gạo tẻ có nhiều cacbohydat , các thành phần dinh dưỡng ,…
Bảng thành phần có trong 100g gạo tẻ
Bắp Trong bắp cũng có nhiều cacbohydat , các thành phần dinh dưỡng ,…
Bảng thành phần có trong 100g bắp vàng hạt khô
Trong sản xuất cồn, loại nấm men chủ yếu được sử dụng là Saccharomyces cerevisiae Nấm men này cần thời gian để hoạt hóa với đường nhằm tiến hành quá trình lên men và hô hấp, do hoạt lực của nó không cao.
- Trong điều kiện yếm khí, nấm men chuyển đường thành cồn.
- Nhiệt độ tối ưu của men là 25-32 C, ở 40 C men ngừng sinh trưởng o o và bị chết
Dụng cụ, thiết bị
Quy trình công nghệ
Quy trình công nghệ
Thuyết minh quy trình
Nghiền nguyên liệu giúp phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật, từ đó giải phóng các hạt tinh bột khỏi mô Quá trình này thường được thực hiện bằng máy nghiền búa.
- Nguyên liệu được nghiền nhỏ với kích thưóc 1-1,5mm.
Mục đích chính của việc nấu nguyên liệu là phá vỡ màng tế bào của tinh bột, giúp chuyển đổi chúng thành dạng hòa tan trong dung dịch Quá trình nấu đóng vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất cồn.
Tỷ lệ ng liệu nước:
⁃ Nấu lần 1(1:4) NL:Nước ( nấu cho dịch hoá)
⁃ Nấu lần 2(1:0,5)( nấu cho đường hoá)
Để chuẩn bị hỗn hợp, trộn gạo với nước và nâng nhiệt độ lên 85-87 độ C Sau đó, thêm enzym termamyl (glucose amylase 0,5%) với tỷ lệ 30% tương đương 0,9ml Giữ nhiệt độ ở 80-85 độ C trong 20 phút để enzym hoạt động hiệu quả, đồng thời khuấy đều liên tục Cuối cùng, đun sôi hỗn hợp trong 5 phút.
Enzym amylase sử dụng lượng 70% còn lại=2,1ml( nhiệt độ 90,95 độ C trong 10p) ( cho thêm 100ml nước vào mỗi 200gr nguyên liệu)
- Làm nguội dung dịch xuống 60°C ( bằng cách trao đổi nhiệt với nuớc).
Beta amylase( glucose amylase) = 9ml (khi đủ 60 độ thì đổ enzyme vào, giữ ở nhiệt độ 60 độ trong vòng 30 phút)
Mục đích của quá trình này là chuyển hóa đường thành cồn etylic thông qua việc hấp thụ đường và các chất dinh dưỡng qua bề mặt, sau đó thẩm thấu vào bên trong Tại đây, các enzyme sẽ thực hiện các phản ứng cần thiết để chuyển đổi thành cồn.
11 dụng qua nhiều giai đoạn trung gian để cuối cùng tạo thành sản phẩm chính là ruợu và khí CO2.
-Tiến hành: Cho hỗn hợp vào bình chúa và tiến hành lên men ở nhiệt độ thuờng từ 4-
Trong thời gian lên men cần phải theo dõi các thông số pH, độ brix để xác định được thời điểm kết thúc quá trình lên men.
Lượng nấm men thêm vào bình gạo là 0,15%, v sau khi lọc là 2100ml nên mỗi bình có 700ml
Lượng nấm men thêm vào bình gạo là 0,15%, v sau khi lọc là 1100ml
- Quá trình lên men kết thúc tiến hành lọc bỏ bã, đo thể tích, chuẩn bị cho quá trình chưng cất.
Chưng cất và tinh luyện
Quá trình chưng cất là phương pháp tách cồn và các hợp chất dễ bay hơi từ giấm chín, nhằm tạo ra rượu thô hoặc cồn thô Tinh chế, hay tinh sạch, là bước tiếp theo để loại bỏ tạp chất khỏi cồn thô và nâng cao nồng độ cồn lên tới 95 – 98%.
Tiến hành chưng cất bằng cách lấy 100ml dịch lọc và 100ml nước cất Sau khi chưng cất, thu được 75ml, sau đó định mức đến 100ml bằng nước Cuối cùng, sử dụng cồn ké để xác định độ cồn.
Lượng Enzyme alpha amylase 0,5 % thêm vào 30%
Lượng Enzyme alpha amylase 0,5 % thêm vào 70%
Lượng Enzyme beta amylase 0,5 % thêm vào
V sau khi lọc 2100ml 1100ml
Lượng nấm men bổ sung => 700ml x 0.15% = 1.05 (g) => 1100ml x 0.15% 1.65 (g)
Lượng diamoni sunfit 700ml => 0.01%=>0.07g Không bổ sung
Máy móc và thiết bị sử dụng
Cấu tạo máy nghiền búa
Nguyên liệu cần nghiền được cho vào máy qua cửa nạp liệu Nhờ vào sự va đập giữa vật liệu và các cánh búa quay cùng với thành trong của máy, nguyên liệu sẽ bị biến dạng và vỡ thành các phần nhỏ hơn Đặc biệt, khi nguyên liệu có kích thước lớn, quá trình nghiền còn được hỗ trợ bởi sự chà xát giữa vật liệu và thành trong của máy.
Máy nghiền hoạt động bằng cách sử dụng cánh búa để va đập vào nguyên liệu, làm giảm kích thước vật liệu cho đến khi nhỏ hơn lỗ lưới Các hạt nhỏ sẽ thoát ra ngoài qua lỗ lưới, trong khi các hạt lớn hơn sẽ tiếp tục được nghiền nát Động năng của búa cần phải lớn hơn công làm biến dạng để hiệu quả nghiền đạt được Do đó, trọng lượng búa cần được điều chỉnh tùy thuộc vào kích thước vật liệu; búa nặng cho nguyên liệu lớn và búa nhẹ cho nguyên liệu nhỏ Đối với vật liệu có kích thước không đồng đều hoặc quá cứng, loại cánh búa xếp được sử dụng, cho phép mở ra khi gặp tải nặng hoặc vật cứng nhờ lực ly tâm.
Nguyên liệu có thể được đưa vào máy theo hai cách: theo hướng tâm trục hoặc theo phương tiếp tuyến với rô to Tuy nhiên, phương pháp nhập liệu theo phương tiếp tuyến không hiệu quả do nguyên liệu có thể bị văng lên Trong quá trình nghiền, nếu lỗ lưới bị bít, vật liệu sẽ không thoát ra, dẫn đến năng suất giảm mạnh hoặc thậm chí bằng 0.
Để đảm bảo máy nghiền hoạt động hiệu quả, vật liệu nghiền cần phải không làm tắc nghẽn lỗ lưới Máy nghiền búa thường không phù hợp với các loại vật liệu ẩm, dẻo hoặc bám dính.
Thiết bị chưng cất cồn
Thiết bị chưng cất cồn
Nguyên lý hoạt động của quá trình chưng cất là dung dịch chứa cồn được đổ vào bình chưng cất và sau đó được gia nhiệt Khi nhiệt độ tăng, cồn trong dung dịch sẽ chuyển sang trạng thái hơi và di chuyển vào bình chưng cất.
-Hơi cồn di chuyển qua ống chứa, nơi nước lạnh chảy qua, khi hơi cồn tiếp xúc với bề mặt lạnh, ngưng tụ lại và rơi vào ống chứa.
-Cồn ngưng tụ lại được thu gom ở phần dưới của ống chứa Thu được sản phẩm cồn ở nồng độ cao đã tinh chế.
Cồn kế, hay còn gọi là tửu kế và rượu kế, là một dụng cụ đơn giản được sử dụng phổ biến để đo độ cồn trong nước và độ rượu.
Các thiết bị đo nồng độ cồn đang được sử dụng phổ biến trong ngành sản xuất đồ uống có cồn như rượu và bia, cũng như trong các phòng thí nghiệm Nhờ vào những thiết bị này, việc đo lường nồng độ cồn trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn.
→Cấu tạo của cồn kế
Cồn kế là một dụng cụ đo lường đơn giản và nhỏ gọn, với thiết kế gồm ống thủy tinh có bầu chân không màu trắng giúp dễ dàng quan sát các thông số trên vạch tỉ lệ Cấu trúc của cồn kế bao gồm ba phần chính: phần đầu, phần bầu chân không và phần đáy bầu.
- Phần đầu: là nơi hiển thị các vạch chia độ, cho ta biết nồng độ cồn trong dung dịch là bao nhiêu
- Phần bầu chân không là bộ phận giúp tửu kế có khả năng nổi trên mặt nước
- Phần đáy bầu là nơi lưu trữ các hạt chì đề cho cồn kế có độ chìm trong dung dịch, rượu tùy vào nhiệt độ của rượu.
Cồn kế hoạt động dựa trên nguyên lý tỷ trọng, trong đó khi tỷ trọng của nước giảm, độ cồn trong dung dịch sẽ tăng Độ chìm của cồn kế trong dung dịch giúp xác định nồng độ cồn của nó.
Cồn kế cho kết quả chính xác nhất khi đo ở nhiệt độ từ 12-20 độ C Nếu nhiệt độ thấp hơn hoặc cao hơn khoảng này, kết quả sẽ bị sai lệch Do đó, để đảm bảo độ chính xác, bạn nên thực hiện đo rượu ở nhiệt độ khoảng 18-20 độ C Khi nhiệt độ không nằm trong khoảng này, giá trị thu được sẽ không đảm bảo độ chính xác tuyệt đối.
→Cấu tạo của nhiệt kế
• Phần cảm biến nhiệt độ: bầu thủy ngân hoặc cồn trên nhiệt kế
• Phần hiển thị kết quả: thang chia độ trên nhiệt kế.
Nhiệt kế điện tử được tích hợp trong nhiều thiết bị như đồng hồ treo tường, lịch vạn niên và đồng hồ đo trong ngành y tế, sử dụng cảm biến trạng thái rắn cùng với bộ chuyển đổi tương tự-kỹ thuật số (ADC) để cung cấp dữ liệu chính xác.
Nhiệt kế được sử dụng để đo nhiệt độ của chất rắn, chất lỏng và khí, với nhiều nguyên lý khác nhau tùy thuộc vào mục đích của người sử dụng.
• Nhiệt kế bao gồm: cảm biến nhiệt độ và môi trường cho phép chuyển đổi vật lý thành giá trị đọc cho người dùng cuối.
• Nguyên tắc chức năng chung của nhiệt kế rất đơn giản: nhiệt nở ra, lạnh co lại.
Kết quả
Khảo sát trong bài
Khảo sát 1: Khảo sát ảnh hưởng của nguyên liệu sử dụng để sản xuất cồn(gạo,bắp)
Khảo sát 2:Khảo sát ảnh hưởng của chất dinh dưỡng diamoni sulfat đến tốc độ lên men( không sử dụng, 0,01%, 0,1%)
Kết quả thí nghiệm
Loại mẫu Ngày 0 Ngày 1 Ngày 2 Ngày 3 Ngày 7
Trung bình Mẫu gạo (Không)
Xử lý và nhận xét
Vẽ biểu đồ Độ brix Độ cồn
Khảo sát 1: Khảo sát ảnh hưởng của nguyên liệu sử dụng để sản xuất cồn(gạo,bắp)
Dựa vào độ Brix của bắp và gạo không bổ sung diamoni sulfat, gạo có độ Brix cao hơn bắp (20 > 16) Điều này cho thấy rằng trong cùng một thời gian lên men, gạo (không bổ sung) sẽ có độ nhớt cao hơn so với bắp.
Độ nhớt của dịch gạo cao hơn so với dịch bắp khi lên men cùng thời gian, do gạo chứa hàm lượng tinh bột cao hơn (80% so với 70% ở bắp) Khi nấu và bổ sung enzyme, lượng đường tạo ra trong dịch gạo nhiều hơn, dẫn đến nấm men phân giải đường hiệu quả hơn Vì vậy, dịch gạo có độ nhớt cao hơn so với dịch bắp trong quá trình lên men.
Khảo sát 2: Khảo sát ảnh hưởng của chất dinh dưỡng diamoni sulfat đến tốc độ lên men( không sử dụng, 0,01%, 0,1%)
Khi sử dụng nguyên liệu gạo không có diamoni sulfat và ở mức 0,01%, cường độ giảm độ brix của cả hai mẫu gần như tương đương Đến ngày thứ 7, độ brix ổn định ở mức 0.9, cho thấy không có sự khác biệt rõ rệt giữa việc không sử dụng và sử dụng 0,01% diamoni sulfat.
Khi bổ sung 0,1% diamoni sulfat vào nguyên liệu gạo, độ brix giảm mạnh từ 20.2 xuống 13.5, sau đó tiếp tục giảm xuống 7.5 và cuối cùng là 2.8 Điều này cho thấy rằng hoạt lực của nấm men sẽ tăng lên khi nồng độ chất dinh dưỡng diamoni sulfat được nâng cao.
Mẫu gạo bổ sung môi trường sulfit 0.1% đạt độ cồn cao 46 độ, nhưng mẫu 0.01% lại cho thấy độ cồn vượt trội hơn mặc dù thời gian giảm brix chậm hơn Điều này chứng tỏ rằng diamoni sulfit đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng cồn.
Việc sử dụng gạo để chế biến cồn sẽ thích hợp hơn so với việc sử dụng bắp nếu muốn độ brix của dung dịch cao.
So sánh các thí nghiệm cho thấy gạo bổ sung diamoni sulfit là nguyên liệu tối ưu cho quá trình lên men sản xuất cồn etylic, vượt trội hơn bắp và gạo không bổ sung Độ cồn đạt được lần lượt là 47 trong môi trường 0.01% và 46 trong môi trường 0.1% Do đó, việc sử dụng diamoni sulfat trong sản xuất cồn etylic là cần thiết để đảm bảo chất lượng cao cho sản phẩm.
Công nghệ sản xuất rượu vang
Rượu vang là một loại thức uống phổ biến tại châu Âu, không chỉ mang lại hương vị thú vị mà còn có lợi cho sức khỏe Bên cạnh việc thưởng thức, rượu vang còn được sử dụng trong ẩm thực như một gia vị cho nhiều món ăn, góp phần nâng cao trải nghiệm ẩm thực.
Ngày nay, rượu vang trở thành một trong những loại thức uống có cồn phổ biến nhất tại các nhà hàng và khách sạn trên toàn thế giới nhờ vào những lợi ích mà nó mang lại Sự ưa chuộng rượu vang ngày càng gia tăng, dẫn đến việc một số loại rượu vang hiện nay được sản xuất từ các loại trái cây, thảo dược và hoa Tuy nhiên, nhiều quốc gia chỉ công nhận tên gọi “rượu vang” dành riêng cho thức uống có cồn được lên men từ nho.
Rượu vang là thức uống có cồn được sản xuất từ nho lên men hoặc các loại trái cây khác, trong đó nấm men chuyển đổi đường thành ethanol và carbon dioxide Sự đa dạng của giống nho và chủng nấm men tạo ra nhiều loại rượu vang khác nhau Các loại rượu vang nổi tiếng thường xuất phát từ sự tương tác phức tạp giữa sự phát triển sinh hóa của nho và các phản ứng trong quá trình lên men.
Rượu vang có một lịch sử dài hàng ngàn năm, với sản xuất rượu vang sớm nhất được ghi nhận vào khoảng 6000 TCN tại Georgia Từ khi ra đời, rượu vang đã giữ một vị trí quan trọng trong các hoạt động tôn giáo.
Chương 2 Nguyên vật liệu, thiết bị, dụng cụ, hóa chất
Dứa (Ananas comosus) là một trong những cây ăn quả quan trọng thuộc họ Bromeliaceae, nổi bật với nhiều lợi ích cho sức khỏe con người Được mệnh danh là nữ hoàng của các loại trái cây nhờ hương vị tuyệt vời, quả dứa tươi chứa 60% phần ăn được và 80-85% là nước Ngoài ra, trái dứa có chứa 12-15% đường, 0,6% axit, 0,4% protein, 0,5% tro (chủ yếu là kali), cùng với chất béo, chất xơ và vitamin A.
Dứa trưởng thành chứa nhiều vitamin C và β-carotene 0,1%, cùng với các chất chống oxy hóa như flavonoid, axit citric và axit ascorbic Đặc biệt, dứa còn có bromelin, một enzyme giúp thủy phân protein thành axit amin Loại quả này không chỉ ngon mà còn có thể được sử dụng để chế biến thành nhiều sản phẩm như nước ép, xi-rô, mứt, giấm và rượu.
Đường Saccharose đã được chuyển hóa thành dạng đường khử, tạo ra dịch đặc sệt, được thêm vào môi trường lên men để điều chỉnh độ đường cần thiết cho quá trình lên men.
Tinh thể trong suốt với tỷ trọng 1,5897 g/cm3 và nhiệt độ nóng chảy khoảng 186-188 ℃ Cỡ hạt không đều, dễ tan trong nước và dung môi phân cực, nhưng không tan trong dung môi không phân cực.
Dưới tác dụng của các chất oxy háo thì không bị khử, dưới tác dụng của nhiệt độ
Trong môi trường nhiệt độ và acid thì bị chuyển thành đường nghịch đảo: glucoza và fructoza.
Dễ hòa tan trong nước, nhiệt độ sôi phụ thuộc vào nồng độ.
Men là các loài nấm đơn bào có kích thước nhỏ, chỉ khoảng 1/100 mm, phân bố rộng rãi trong thiên nhiên, đặc biệt là ở vùng trồng nho và hoa quả Chúng có khả năng lên men rượu bia và đã được con người sử dụng trong sản xuất rượu từ lâu Nấm men sinh sôi nhanh, chứa nhiều vitamin và acid amin không thay thế, với hàm lượng protein chiếm tới 50% trọng lượng khô Saccharomyces cerevisiae là loài men phổ biến nhất, được sử dụng để sản xuất bia và rượu vang, chuyển hóa đường từ hạt ngũ cốc thành cồn và CO2.
Nấm men có khả năng sử dụng các loại đường để thực hiện quá trình lên men và hô hấp Trong môi trường hiếu khí, nấm men phát triển sinh khối, trong khi đó, trong điều kiện yếm khí, nấm men chuyển hóa đường thành cồn.
Chương 3 Quy trình công nghệ
Thơm sẽ được gọt vỏ và rửa sạch để loại bỏ tạp chất bám trên bề mặt, sau đó sẽ được cắt nhỏ nhằm chuẩn bị cho quy trình tiếp theo.
Mục đích: Gỉam kích thước quả thơm, phục vụ dễ dàng trong các công đoạn sau
6 kg dứa xay ( thêm nước tỉ lệ 3:1 tương đương 6 kg dứa 2000ml nước)
- Mục đích: Tiêu diệt và ức chế vi sinh vật trong nguyên liệu
- Tác dụng: chống oxy hóa, làm giảm hoặc tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn có hại. Điều chỉnh pH về pH tối ưu trong quá trình lên men
- Hóa chất sử dụng: NaHSO3.
Thực hiện 3 khảo sát 3 bình bổ sung 50ppm,100pm và không sử dụng
NaHSO3 50ppm C%= mct/mdd.100%=0.005%= mct/860.100%=> mct= 0.04 (g) NaHSO3 10ppm C%= mct/mdd.100%=0.01%= mct/860.100%=> mct= 0.08 (g)
- Mục đích: gia tăng hiệu suất thu hồi dịch quả, cải thiện chất lượng dịch quả.
Thêm 0,1% enzyme peptinase vào dung dịch ở nhiệt độ 55 độ C trong 30 phút giúp phá vỡ pectin, từ đó làm cho chất chiết xuất từ dịch bào dễ dàng thoát ra ngoài hơn và tăng hiệu suất chiết Hơn nữa, dịch quả sẽ trong suốt, không bị đục, giúp quá trình lọc trở nên dễ dàng hơn.
- Mục đích: Thu dịch quả chuẩn bị cho quá trình lên men Lọc bỏ phần xác, nâng cao chất lượng dịch nho trước khi lên men.
- Yếu tố ảnh hưởng: kích thước nguyên liệu sau khi nghiền: nho được nghiền các kỹ thì hiệu suất ép càng cao.
Mục đích của quy trình này là điều chỉnh độ brix để phục vụ cho các công đoạn tiếp theo Đường nước được đun sôi với tỉ lệ 2:1, sau đó bổ sung acid citric trong vòng 5 phút và giữ nhiệt trong 30 phút Cuối cùng, hỗn hợp được làm nguội và kiểm tra độ brix, yêu cầu trong khoảng từ 70-80%.
Lượng Acid citric bổ sung
- Mục đích: điều chỉnh độ Brix khoảng 20°, chuẩn bị môi trường cho quá trình lên men. Điều chỉnh độ brix bằng dung dịch syrup
Khảo sát độ brix trước khi lên men ( 20-25-30)
- Mục đích: vô hoạt các vi sinh vật và enzym Thanh trùng ở 70°C trong 15 phút.
- Làm nguội dung dịch xuống 30-35°C (bằng cách trao đổi nhiệt với nước).
- Mục đích: chuyển hóa đường trong dịch nho thành ethanol, carbon dioxide và các sản phẩm phụ khác
Cho nấm men vào 0,1% theo thể tích dung dịch 1500
Chủng nấm Saccharomyces cerevisiae được sử dụng với mật độ 100 triệu tế bào/ml trong dịch nấm men, kết hợp với dịch nho trong quá trình lên men Tỷ lệ dịch nấm men so với dịch nho là 2% thể tích, đảm bảo quá trình lên men diễn ra hiệu quả.
• Ưu điểm của nấm men loài Saccharomyces cerevisiae:
• Khả năng lên men cao: khi ở điều kiện tối ưu nấm men loài Saccharomyces cerevisiae có thể lên men được 18-20% thể tích etanol
• Chịu được nhiệt độ thấp có khả năng lên men ở nhiệt độ 4-100
• Lên men được dịch dứa đã được sunfit hoá: chúng có thể bắt đầu và hoàn thành quá trình lên men ở pH rất thấp
• Bền vững với etanol: nấm men loài Saccharomyces cerevisiae có thể lên men trong môi trường đã có sẵn 8-12%V etanol
• Bền vững đối với nồng độ đường cao: loài nấm men này có thể lên men được trong dịch nha có nồng độ đường lớn hơn 30%
- Mục đích: cho quá trình lên men phụ xảy ra, nâng cao chất lượng, ổn định (màu sắc, độ trong, mùi, vị, độ bền keo ) cho sản phẩm.
Trong quá trình tàng trữ rượu vang, có sự hình thành của các sản phẩm phụ như aldehyde, acid hữu cơ, ester và hợp chất cao phân tử Đồng thời, nhiệt độ rượu vang tăng lên, pH giảm xuống, và sự kết tủa cặn diễn ra, dẫn đến việc giảm tỷ trọng của rượu vang.
- Đóng chai, bảo quản tủ lạnh, đo pH, độ cồn và độ Brix.
Hàm lượng đường cho vào dung dịch thơm Hàm lượng nấm men cho vào
20 ° brix m dd dứa Độ Brix dd dứa + m dd đường = m sp Độ Brix dd sp
25 ° brix m dd dứa Độ Brix dd dứa + m dd đường =m sp Độ Brix dd sp
30 ° brix m dd dứa Độ Brix dd dứa + m dd đường = m sp Độ Brix dd sp
Hàm lượng dung dịch thơm
NaHSO 3 Không bổ sung 50ppm 100ppm
Không bổ sung C%= mdd mct 100%
3.3 Máy móc và thiết bị sử dụng
Công nghệ sản xuất bia
Bia, bắt nguồn từ từ tiếng Pháp "bière", là một loại thức uống có cồn được sản xuất thông qua quá trình lên men đường trong môi trường lỏng mà không trải qua quá trình chưng cất Đây là một trong những đồ uống được ưa chuộng nhất hiện nay, với sản lượng sản xuất và tiêu thụ ngày càng tăng trên toàn cầu.
Ngành công nghiệp bia tại Việt Nam đang có tiềm năng phát triển mạnh mẽ, với nhu cầu tiêu thụ bia ngày càng tăng trong những năm gần đây Mặc dù nhiều nhà máy và cơ sở sản xuất bia đã được thành lập, nhưng thị trường vẫn chưa được đáp ứng đầy đủ về cả chất lượng lẫn số lượng Bia không chỉ là một sản phẩm tiêu dùng phổ biến mà còn đóng góp lớn cho nền kinh tế quốc dân nhờ mang lại lợi nhuận cao Quá trình sản xuất bia, hay còn gọi là nấu bia, có sự khác biệt về nguyên liệu tùy theo từng khu vực, dẫn đến sự đa dạng về hương vị và màu sắc của các loại bia.
Ale là loại bia được sản xuất thông qua quá trình lên men nổi, thường diễn ra ở nhiệt độ cao hơn so với bia lager (15-23°C) Quá trình lên men này tạo ra nhiều ester và các hương liệu thứ cấp, mang đến cho bia hương vị phong phú với các nốt hương hoa quả như táo, lê, dứa, chuối, mận và mận khô.
Lager là loại bia phổ biến nhất trên thế giới, có nguồn gốc từ Trung Âu và tên gọi xuất phát từ từ "lagern" trong tiếng Đức, nghĩa là "lưu trữ" Men bia lager sử dụng phương pháp lên men chìm, thường diễn ra ở nhiệt độ từ 7-12°C (45-55°F) trong giai đoạn đầu, sau đó được lên men thứ cấp ở nhiệt độ thấp từ 0-4°C (30-40°F) Giai đoạn lên men thứ cấp giúp lager trở nên trong và chín, trong khi điều kiện lạnh hạn chế sản xuất ester và phụ phẩm khác, mang lại hương vị "khô và lạnh" đặc trưng cho loại bia này.
Bia hỗn hợp là loại bia kết hợp giữa các nguyên liệu hiện đại và công nghệ sản xuất tiên tiến, bổ sung cho các phương pháp truyền thống Các biến thể của bia hỗn hợp thường bao gồm bia hoa quả, bia thảo mộc, và bia được lưu trữ trong thùng gỗ, mang đến hương vị độc đáo Ngoài ra, bia hun khói và các loại bia đặc biệt sử dụng đường, hạt ngũ cốc và tinh bột lên men không thông dụng cũng nằm trong danh mục này.
Chương 2 Nguyên vật liệu, thiết bị, dụng cụ, hóa chất
Malt là nguyên liệu truyền thống trong sản xuất bia đại mạch, chứa hai thành phần chính là glucid và protein Với hàm lượng glucid cao vượt trội và tỷ lệ glucid/protein cân đối, malt rất phù hợp cho quá trình sản xuất bia Đây là loại bán thành phẩm giàu chất dinh dưỡng, đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp bia.
16 – 18% chất thấp phân tử dễ hòa tan hệ enzym đặc biệt phong phú, chủ yếu là amylaza và proteaza.
Malt cung cấp lượng protein cần thiết và chứa enzyme proteaza giúp thủy phân chúng Trong giai đoạn ươm mầm, enzyme này được kích hoạt mạnh mẽ, và khi chuyển sang giai đoạn nấu, chúng thủy phân protein để tạo ra các phức chất có khả năng giữ CO tốt, góp phần tạo nên vị bia đặc trưng.
Yêu cầu về cảm quan
Tất cả các hạt phải thuộc một loại đại mạch, đồng nhất về kích cỡ, không lẫn cát đá, rơm rác và những hạt thuộc loại thóc khác
Hạt phải có vỏ mỏng, màu vàng nhạt óng ánh, không có vết trên vỏ.
Đại mạch tốt phải có mùi thơm của rạ rơm, khi cắn hạt thóc thấy có mùi tinh bột và hơi ngọt.
Yêu cầu về thành phần hóa học
Vỏ: không vượt quá 7÷9% trọng lượng hạt;
Hàm lượng protid 8÷14% chất khô của hạt;
Hàm lượng glucid chiếm 55÷62 % trọng lượng hạt (hoặc 63 ÷ 66 % trọng lượng chất khô).
Hoa houblon viên, hay còn gọi là hoa bia, là một loại thực vật ôn đới có hình dạng tương tự như quả thông Chúng thuộc loài Humulus và thường được sử dụng trong ngành sản xuất bia.
Lupulus Hoa bia sống lâu năm (30-40 năm), có chiều cao trung bình từ 10–15 m.
Chất đắng trong bia không chỉ tạo ra vị đắng dịu mà còn mang lại đặc tính cảm quan độc đáo Khi hòa tan vào dịch đường, các hợp chất này giúp bia giữ bọt lâu hơn nhờ vào sức căng bề mặt Ngoài ra, với nồng độ thấp, chất đắng còn có khả năng ức chế mạnh mẽ vi sinh vật nhờ tính kháng khuẩn cao, từ đó tăng cường độ bền cho bia thành phẩm.
Hoa bia không chỉ mang lại vị đắng đặc trưng mà còn có tác dụng kháng sinh, giúp cải thiện hoạt động của men bia trước các vi sinh vật không mong muốn Việc sử dụng hoa bia còn góp phần duy trì thời gian giữ bọt lâu hơn nhờ vào các chất cacbonat hóa trong bia.
Nấm men Saccharomyces là chủng chính được sử dụng trong sản xuất bia, với khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng từ môi trường nước mạch nha như đường hòa tan, hợp chất nitơ, vitamin và nguyên tố vi lượng qua màng tế bào Sau khi hấp thụ, nấm men sẽ kích hoạt hàng loạt phản ứng sinh hóa đặc trưng, góp phần quan trọng vào quá trình sản xuất bia.
Quá trình trao đổi chất ở nấm men diễn ra thông qua việc chuyển hoá các chất thành những dạng cần thiết cho sự phát triển và lên men.
Saccharomyces phát triển tốt ở nhiệt độ cao, chủ yếu lơ lửng trên bề mặt, với nhiệt độ lên men từ 10 – 25°C Sau khi quá trình lên men hoàn tất, tế bào sẽ kết chùm và tạo thành chuỗi, hình thành lớp dày nổi trên bề mặt cùng với bọt bia, dẫn đến khả năng tự trong của bia rất chậm và khả năng lắng yếu, vì vậy cần phải lọc cẩn thận.
Nấm men có khả năng chuyển hóa và sản sinh khí CO2, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất bia Khí CO2 không chỉ là thành phần chính của bia mà còn góp phần tạo ra những hương vị đặc trưng cho sản phẩm Mỗi loại nấm men khác nhau sẽ mang đến những hương vị độc đáo riêng, tạo nên sự đa dạng trong thế giới bia.
Nước đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất bia, chiếm đến 90% khối lượng của sản phẩm hoàn thiện Do đó, việc nắm rõ các thông số nước là điều cần thiết cho những ai muốn nấu bia tại nhà.