cemina công nghệ sản xuất cồn ppsx

Công nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm Các thành viên trong nhóm: 1. Nguyễn Thị Quang 2. Phan Thị Thỏa 3. Trần Phương Thảo 4. Võ Thu Hà 5. Nguyễn Thị Vân(89) 6. Nguyễn Thị Tâm 7. Nguyễn Ngọc Trung 8. Nguyễn Văn Sính 9. Trần Anh Đào 10.Phạm Xuân Tùng 11.Phạm Đình Bắc Công nghệ sản xuất cồn 1 Công nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm Mục lục Lời mở đầu. Phần 1: Tổng quan 3 Phần 2: Nguyên liệu trong sản xuất cồn 6 1. Nguyên liệu chứa đường, polysaccarit 6 1.1. Nguyên liệu tinh bột 6 1.2. Nguyên liệu đường-mật rỉ 8 2. Vi sinh vật trong sản xuất cồn 9 2.1. Nấm mốc 9 2.2. Nấm men 12 2.3. Nấm men dùng trong sản xuất cồn 14 2.4. Cơ chế hóa sinh học của lên men rượu 15 Công nghệ sản xuất cồn 2 Công nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm 2.5. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men 18 3. Nước trong sản xuất cồn 20 Phần 3: Quy trình sản xuất cồn 21 1. Nghiền nguyên liệu 21 2. Nấu nguyên liệu 22 3. Lên men dịch đường 25 4. Lên men rượu 29 5. Chưng cất và tinh chế cồn 31 Phần 4: Ứng dụng cồn Etylic 39 Tài liệu tham khảo: Công nghệ sản xuất cồn 3 Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm Lời mở đầu Công nghệ cồn etylic là khoa học về phương pháp và quá trình chế biến các nguyên liệu chứa tinh bột, đường, xenluloza, etylen thành sản phẩm etylic hay etanol. Công nghệ sản xuất cồn thực phẩm sử dụng các kiến thức về lý hóa học, hóa keo, hoá công và hoá sinh nhất là vi sinh vật học. Quy trình sản xuất cồn etylic có thể chia thành các công đoạn chính gồm:  Chuẩn bò dòch lên men : Nếu nguyên liệu chứa tinh bột thì công đoạn này gồm nghiền, nấu, đường hoá và làm lạnh đến nhiệt độ len men.nếu nguyên liệu là mật rỉ thì chuẩn bò dòch lên men gồm pha loãng sơ bộ, xử lý mật rỉ, bổ sung nguồn dinh dưỡng, tách cặn rối pha loãng tới nồng độ len men .  Gây men giống và lên men: Muốn lên men trước hết cầ phát triển men giống tới chất lượng và số lượng cần thiết, thường bằng 10% thể tích thùng lên men. Sau đó đưa men giống và dòch đường vào thùng rồi khống chế ở điều kiện xác đònh để nấm menchuyển hoá đường thành rượu và CO2. Dòch nhận được sau quá trình lên men gọi là giấm chín.  Xử lý dòch lên men : công đoạn này có liên quan tới kiến thức lý học và chuyển khối. Thực chất là dùng hệ thống chưng luyện phù hợp để tàch rượu và các chất dễ bay hơi khỏi giấm chín , sau đó đem tinh luyện để nhận được cồn sản phẩm,thoã mãn tiêu chuẩn và yêu cầu tiêu dùng . Sản phẩm thu nhận sau xử lý bao gồm cồn thực phẩm ,cồn đầu, dầu fusel hoặc alcol cao phân tử. Cơng nghệ sản xuất cồn 4 Công nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm Tuy nhiên để thu được cồn tinh chế có tiêu chuẩn đáp ứng được yêu cầu không phải là việc dễ làm. Đặc biệt là việc tách bỏ các loại tạp chất ( nhất là các chất độc) ra khỏi cồn. Để thu được cồn đạt tiêu chuẩn thi phải trải qua công đoạn chưng cất tinh chế bắt đầu từ sau lên men thu được giấm chín. Phần 1: Tổng Quan 1. SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG CỒN RƯỢU TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM. Hầu hết các nước trên thế giới đều dùng cồn để pha chế rượu và cho các nhu cầu khác như: y tế, nhiên liệu và nguyên liệu cho các ngành công nhiệp khác. Tùy theo tình hình phát triển của mỗi nước, tỷ lệ cồn dùng trong các ngành rất đa dạng và khác nhau. Ở các nước có nền công nghiệp rượu vang phát triển như Italia, Pháp, Tây Ban Nha Cồn được dùng để tăng thêm nồng độ rượu. Một lượng khá lớn cồn được dùng để pha chế các loại rượu mạnh, cao độ như Whisky, martin, Brandy, Napoleon, Rhum Công nghệ sản xuất cồn 5 Công nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm Rượu và các đồ uống có rượu chiếm một vị trí đáng kể trong công nghiệp thực phẩm. Chúng rất đa dạng tùy theo truyền thống và thị hiếu của người tiêu dùng mà các nhà sản xuất làm ra nhiều loại rượu mang tên khác nhau. Tuy nhiên có thể chia thành 3 loại chính: rượu mạnh có nồng độ trên 30% thể tích, rượu thông thường có nồng độ từ 15 đến 30% thể tích, và rượu nhẹ có nồng độ dưới 15% thể tích. Ở nước ta, nghề nấu rượu thủ công đã có từ ngàn xưa và chưa có tài liệu nào cho biết chính xác có từ khi nào. Ở miền núi, đồng bào các dân tọc dùng gạo, ngô, khoai, sắn, nấu chín rồi cho lên men, men này được lấy từ một số lá cây hoặc được nuôi cấy thuần khiết hơn. Sản phẩm nổi tiếng là rượu cần. Ở đồng bằng, nhân dân biết nuôi cấy và phát triển nấm mốc, nấm men trong thiên nhiên trên môi trường thích hợp, gạo và các nguyên liệu khác nhau có chứa tinh bột đã được nấu chín. Được gọi là men thuốc bắc. Sau đó một loạt các nà máy sản xuất rượu từ nguyên liệu tinh bột được thành lập nư ở Hà Nội, Nam Định, Hải Dương Sau này có xây dựng thêm một số nhà máy sản xuất cồn rượu từ mật rỉ tận dụng mật rỉ từ các nhà máy đường. Tuy vậy cồn của các nhà máy của ta làm ra nói chung chưa đạt TCVN-71, nhưng TCVN-71 về cồn rượu của ta cũng thuộc loại sản phẩm thấp so với các nước tiên tiến trên thế giới. Hiện tại trên lãnh thổ Việt Nam chỉ có 3 cơ sở làm ra được cồn loại I thỏa mãn TCVN-71. Đó là công ty rượu bia Đông Xuân Phú Thọ, công ty rượu Hà Nội và Bình Tây. Tỷ lệ đạt loại I cũng còn chưa nhiều. Muốn cồn tinh khiết, chất lượng cao cần phải có hệ thống chưng luyện tốt và biết cách sử dụng nó. Trước tình hình đó. Trong hội thảo “ Dự án chiến lược phát triển khoa học công nghệ ngành rượu bia nước giải khát” theo đề nghị của các chuyên gia đến năm 2005 nước ta nên có khoảng 180 đến 200 triệu lít rượu các loại, tương đương khoảng 50 triệu lít cồn tin khiết. Trong đó cồn từ nguyên liệu tinh bột chiếm 30 – 40%, số còn lại là cồn từ rỉ đường. Cồn tinh bột trước mắt do các nhà máy rượu Công nghệ sản xuất cồn 6 Công nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm Bình Tây, Hà Nội và Thanh Ba đảm nhiệm nhưng cần hoàn chỉnh công nghệ và thiệt bị để có thể sử dụng hết năng suất thiết kế. Đồng thời xây dựng thêm một số nhà máy rượu rỉ đường ở những nơi có mật rỉ. Nếu không làm sẽ dẫn đến lãng phí lượng rỉ do các nhà máy đường thải ra. Song song với sản xuất các loại rượu uống chúng ta cần nhanh chóng triển khai sản xuất acid axetic, acid xitric từ rỉ đường để cung cấp cho nhu cầu của ngành cao su và các ngành kinh tế khác. Trước mắt có thể phối hợp với chương trình năng lượng nghiên cứu sử dụng cồn vào mục đích thay thế chất đốt. Điều này sẽ vô cùng có lợi vì cồn cháy sẽ ít ảnh hưởng đến môi trườn như dầu hỏa, lại hạn chế được tình trạng phá rừng lấy củi đốt. Chúng ta cần đổi mới quan niệm “ cồn chỉ để pha rượu uống”. Trong tương lai khôn xa nữa, chắc chắn rằng cồn ở nước ta cũng trở thành nguyên liệu cho nhiều ngành sản xuất khác như nhiều nước đã và đang làm. Tùy theo nồng độ rượu và mức độ làm sạch tạp chất mà người ta chia cồn thành 2 loại với các chỉ tiêu chất lượng khác nhau. TCVN-71 về phân loại cồn như sau: 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 8 20 Hàm lượng este tính theo axetat etyl, mg/l ≤30 50 Hàm lượng dầu fusel tính theo alcol izoamylic và izobutylic, hỗn hợp 3:1, mg/l 30 60 Hàm lượng alcol metylic, %V 0.006 0.1 Hàm lượng axit tính theo axit axetic, mg/l 9 18 Hàm lượng furfurol không được có không được có Thời gian oxy hoá, phút 25 20 Màu sắc Trong suốt và không màu Trong suốt và không Công nghệ sản xuất cồn 7 Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm màu Phần 2: Ngun Liệu Dùng Trong sản Xuất Rượu 1. Ngun liệu chứa đường hay polysaccarit: Để sản xuất cồn etylic, về nguyên tắc ta có thể dùng bất kì nguyên liệu nào chứa đường hoặc polysaccarit nhưng sau thjủy phân sẽ biến thành đường lên men được. Do đó ta có thể dùng cả nguyên liệu giàu xenluloza để thủy phân thành đường. Tuy nhiên dùng nguyên liệu này kém hiệu quả về kinh tế.ở đây ta đề cập đến việc sử dụng nguyên liệu chứa đường (chủ yếu là mật rỉ) và chứa tinh bột. Yêu cầu đối với nguyên liệu phải thoả mãn : - Hàm lượng đường hoăïc tinh bột cao, có khả năng đem lại hiệu quả kinh tế cao. - Vùng nguyên liệu phải tập trung và đủ thoả mãn nhu cầu sản xuất. Cơng nghệ sản xuất cồn 8 Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm 1 1. Ngun liệu chứa tinh bột: Nguyên liệu chủ yếu mà các nhà máy rượu nước ta thường dùng là sắn, sau đó là ngô và một phần gạo hoặc tấm. Thành phần của củ sắn tươi dao động trong giới hạn khá lớn : tinh bột 20 - 34%, protein 0.8 -1.2%, chất béo 0.3 – 0.4%, xenluloza 1 – 3.1%, chất tro 0.54%, polyphenol 0.1 – 0.3% và nước 60 – 74.2% . Ngoài các chất kể trên trong sắn còn chứa mổt lượng vitamin và độc tố. Vitamin trong sắn thuộc nhóm B, trong đó B1 và B2 mỗi loại chiếm 0.03 mg% còn B6 0.06 mg%. Các vitamin này sẽ bò mất một phần khi chế biến và nhất là khi nấy trong sản xuất rượu. Độc tố trong sắn có tên là phazeolunatin gồm 2 glucozit Linamarin và Lotaustralin. Hàm lượng chung của phazeolunatin chỉ vào khoảng 0.001 – 0.04 mg% và chức nhiều trong sắn đắng, tập trung chủ yếu ở vỏ cùi. Bình thường phazeonatin không độc nhưng khi bò thủy phân thì các glucozit này sẽ giải phóng HCN. Hàm lượng HCN trong củ sắn tươi nhỏ hơn 50 mg/kg chưa gây độc hại cho người, từ 50 đến 100 người sẽ bò ngộ độc và HCN lớn hơn 100 mg/kg người ăn sẽ bò tử vong (tùy ăn nhiều ít). Để tránh bò ngộ độc sắn trước khi luộc cần ngâm và bóc bỏ vỏ cùi. Sắn tươi đã thái lát và phơi khô sẽ giảm đáng kể hàm lượng glucozit gây độc kể trên. Trong sản xuất rượu, khi nấu lâu ở nhiệt độ cao đã pha loãng nước nên với hàm lượng ít chưa ảnh hưởng đến nấm men. Hơn nữa, các muối xyanat khi chưng cất không bay hơi nên bò loại cùng bã rượu.Linamarin – C 10 H 17 O 6 N có phân tử lượng m = 247.2 kết tinh trong etyl axetat, nhiệt độ nóng chảy 143 – Cơng nghệ sản xuất cồn 9 Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm 144 o C. Lotaustralin – C 11 H 19 O 6 N có phân tử lượng M = 261.2 nóng chảy ở 123.5 – 124.5 o C . Sắn dùng trong sản xuất rượu chủ yếu là sắn lát khô hoặc sắn dui. Ngoài sắn khô chúng ta còn dùng gạo tấm và ngô để sản xuất ra cồn có chất lượng cảm quan cao, dùng pha chế các loại rượu cao cấp và xuất khẩu . Bảng – Thành phần hoá học của một số nguyên liệu dùng trong sản xuất cồn rượu . Đối với sản xuất rượu thì thành phần quan trọng nhất là gluxit lên men được, gồm tinh bột và một số đường. Trong đa số gluxit nói chung thì tỷ lệ giữa H và O đều tương tự như trong nước. Ví dụ ramnoza – C 6 H 12 O 5 . Tinh bột: là gluxit dự trữ phổ biến nhất trong thực vật (khoai sắn và các hạt cốc). Hạt tinh bột có hình dáng rất khác nhau với kích thước từ 2 đến 15 µm. Tinh bột không nước có khối lượng riêng khảng 1.633 – 1.648 . Tinh bột là chất keo háo nước điển hình, cấu tạo từ amyloza – mạch thẳng và amylopectin. Tỷ số amyloza và amylopectin trong tinh bột thường vào khoảng 1 : 4. Cả hai đều cấu tạo từ những gốc Ø α- d – glucoza. Amylo có cấu tạo mạch thẳng – chúng được liên kết bởi các nối α- 1.4 glucozit và α- 1.6 glucozit nên tạo thành nhiều Cơng nghệ sản xuất cồn Thành phần Sắn khơ Gạo tẻ Tấm Cám gạo Ngơ vàng Nước 14 11 11.5 11-12 12.5 Gluxit lên men 67.6 69.2 41 28-37 68.4 Protit 1.75 7.3 5.3 6.1-13.4 8.3 Chất tro 1.79 0.9 17.7 13.6-22.3 1.6 Xenluloza 3.38 0.5 22.5 6.8-30.1 4.1 Chất béo 0.87 1.2 2 2.3-17.9 5.1 10 [...]... mg-E / lít + Hàm lượng Zn ≤5 mg-E / lít + Hàm lượng Cu ≤3 mg-E / lít + NH3 và các muối NO2-, NO3-: khơng có Cơng nghệ sản xuất cồn 29 Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm Phần 3: Quy Trình Cơng Nghệ Sản Xuất Cồn Sơ đồ quy trình công nghệ: Cơng nghệ sản xuất cồn 30 Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm 1 Nghiền ngun liệu:  Khi nghiền các phần tử nhỏ lọt qua rây và đẩy ra ngồi Năng... ta cồn chủ yếu được sản xuất từ nguyên liệu sắn Do trong sắn có ít protit nên lượng Nitơ trong dòch đường hoá không bảo đảm cho phát triển của nấm men Từ kết quả nghiên cứu của công ty rượu Đông Xuân Việc bổ sung Nitơ rút ngắn thời gian lên men và đạt hiệu quả cao hơn 3 Nước trong cơng nghệ sản xuất cồn: Trong cơng nghiệp sản xuất rượu, nước được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau: Cơng nghệ sản xuất. .. trong Cơng nghệ sản xuất cồn 11 Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm thành tế bào thực vật, có trong rơn, rạ, rễ ngô và cám Trong thành phần có chứa hexozan (galactan, manan) và pentozan; dễ bò thủy phân hơn so với xenluloza 1.2 Ngun liệu chứa đường-mật rỉ: Mật rỉ hay rỉ đường là thứ phẩm của công nghệ sản xuất đường, thường chiếm từ 3- 5% so với lượng đường mía đưa vào sản xuất Tỷ lệ này... thành cơ quan sinh sản sau này Phương pháp sinh trưởng rất khác nhau đối với các giống, loài Bào tử của loài Asppergillus khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ phát triển tạo nhiều sợi và phân nhánh đan chéo nhau thành mixen Từ đây mọc lên những sợi hình kim mang trên đầu những bào tử Trong sản xuất chế phẩm amylaza dùng cho sản xuất rượu, người ta dùng Cơng nghệ sản xuất cồn 13 Cơng nghệ các sản phẩm lên men... Những đòi hỏi đặc thù: - Nấm men dùng trong sản xuất cồn phải có khả năng lên men các đường nhanh và càng triệt để càng tốt; đồng thời tạo ít các sản phẩm trung gian Nấm men dùng trong sản xuất bia và rượu vangphải cho sản phẩm mùi đặc trưng thơm ngon; đồng thời phải lắng tốtvà gíup cho dòch lên men nhanh chóng - Yêu cầu chung của nấm men dùng trong sản xuất cồn etylic là phải có năng lực lên men mạnh,... Acetic bò khử bởi NADH2 : 2CH3CHO + 2NADH2 2CH3CH2OH + 2NAD * Trong quá trình lên men ngoài sản phẩm chính còn có các sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian: + Acide : Acetic, lactic, citric, pyruvic, succinic, … Glycerin và aldehyt là sản phẩm trung gian của quá trình lên men Cơng nghệ sản xuất cồn 24 Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm + Alcol cao phân tử: Alcol propylic, isobutylic, isoamylic,... tiết kiệm được hơi nấu b Sự trương nở và sự hóa tan tinh bột : Cơng nghệ sản xuất cồn 32 Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm Trương nở là tính chất của cao phân tử rắn có khả năng hút dung mơi để tăng thể tích Hơn 50% chất khơ của hạt và khoai sắn là tinh bột, đây là chất chủ yếu tạo ra sản phẩm cồn etylic trong q trình sản xuất  Như ta biết kích thước hạt tinh bột phụ thuộc vào dạng ngun... tạo alcol etylic là 4.5 - 5.2, nhằm kết hợp giữ cho Cơng nghệ sản xuất cồn 26 Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm amylse tiếp tục chuyển hoá tinh bột và dextrin thành đường lên men được Nếu tăng pH thì dễ bò nhiễm khuẩn, glixerin sẽ tạo nhiều hơn và do đó làm giảm hiệu xuất lên men Chính vì vậy khi gây men giống trong điều kiện sản xuất, người ta điều chỉnh pH tới 3.8 - 4 để hạn chế phát... chủng Ri để lên men từ rỉ đường Các cơ sở sản xuất cồn ở phía nam hay dùng nấm men khô bánh mì để lên men dòch rỉ đường 2.4 Cơ chế hóa sinh học của lên men rượu: Lên men rượu là một quá trình sinh học rất phức tạp, xảy ra dưới tác dụng của nhiều enzyme Quá trình tạo thành rượu từ glucose trải qua các giai đoạn sau đây: Cơng nghệ sản xuất cồn 21 Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm  Đầu... rượu phải vào 0,35 - 0,4g/l Trong sản xuất rượu từ sắn khô hoặc rỉ đường, lượng nitơ thường không bảo đảm cho sinh trưởng của nấm men Muốn lên men tốt và bình thường cần cho thêm vào dòch lên men một lượng nitơ từ 0,150,2g/l Nếu thiếu nitơ nấm men sẽ phát triển chậm, thời gian lên men kéo dài, hiệu suất lên men giảm 2.3 nấm men dùng trong sản xuất cồn: Trong sản xuất cồn, rượu vang và bia người ta hay . vật trong sản xuất cồn 9 2.1. Nấm mốc 9 2.2. Nấm men 12 2.3. Nấm men dùng trong sản xuất cồn 14 2.4. Cơ chế hóa sinh học của lên men rượu 15 Công nghệ sản xuất cồn 2 Công nghệ các sản phẩm lên. không Công nghệ sản xuất cồn 7 Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm màu Phần 2: Ngun Liệu Dùng Trong sản Xuất Rượu 1. Ngun liệu chứa đường hay polysaccarit: Để sản xuất cồn etylic,. được cồn sản phẩm,thoã mãn tiêu chuẩn và yêu cầu tiêu dùng . Sản phẩm thu nhận sau xử lý bao gồm cồn thực phẩm ,cồn đầu, dầu fusel hoặc alcol cao phân tử. Cơng nghệ sản xuất cồn 4 Công nghệ