công nghệ sản xuất cồn etylic

1 1 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN ETYLIC 31/12/2012 2 NGUYÊN LIỆU Nguyên tắc: nguyên liệu chứa polysaccharide đều có thể sử dụng trong công nghệ sản xuất cồn. Yêu cầu:  Đảm bảo đủ lượng dưỡng chất phục vụ cho sự phát triển của vi sinh vật.  Hàm lượng đường hoặc tinh bột cao, có khả năng đem lại hiệu quả kinh tế.  Sẵn có, giá thành thấp.  Vùng nguyên liệu tập trung và đủ cho nhu cầu sản xuất. 2 loại nguyên liệu phổ biến: - Tinh bột - Rỉ đường 31/12/2012 3 RỈ ĐƯỜNG (MẬT RỈ) Phế liệu trong công nghiệp đường mía hoặc đường củ cải. Là loại đường không kết tinh được. Thường chiếm khoảng 3 – 5% lượng mía. 31/12/2012 2 4 Thành phần: Nước chiếm 15 – 20% Hàm lượng chất khô chiếm 80 – 85 %. Trong đó: – 60% là đường lên men được với: – 35 – 40% saccharoza – 20 – 25% đường khử – 40% chất phi đường, với – 20 – 32 % chất hữu cơ – 8 – 10 % chất vô cơ Mật rỉ có độ pH từ 6,8 – 7,2. 31/12/2012 5 ỨNG DỤNG CỦA MẬT RỈ Sản xuất cồn Sản xuất acid acetic, acid citric Sản xuất nấm men bánh mì, nấm men cho chăn nuôi. Sản xuất bột ngọt Sản xuất glycerin 31/12/2012 6 Ưu điểm của việc sử dụng rỉ đường • Giá rẻ • Khối lượng lớn, dồi dào • Sử dụng tiện lợi • Nguồn cung cấp khá phổ biến 31/12/2012 3 7 NGUN LIỆU CHỨA TINH BỘT Sắn, ngô, khoai và một phần gạo hoặc tấm.  Sắn : Loại Nước Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro Sắn tươi Sắn khơ 70,25 13,12 1,102 0,205 0,41 0,41 26,58 74,74 1,11 1,11 0,54 1,69 31/12/2012 8 Khoai Loại Nước Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro Khoai tây tươi Khoai lang tươi Khoai lang khơ 74,9 68,1 12,9 1,99 1,6 6,1 0,15 0,5 0,5 20,8 27,9 76,7 0,98 0,9 1,4 1,09 1,00 2,4 31/12/2012 9 Ngơ Hạt ngơ gồm hai phần chính: Phơi và nội nhũ. Phơi chiếm 10 – 13% trọng lượng hạt, nội nhũ chiếm 83 – 85%, vỏ chiếm 2 – 5% Loại Nước Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro Ngơ Thóc Đại mạch Lúa mì mềm 14 12 14 14 10 6,7 10,5 12 4,6 1,9 2,1 1,7 67,9 63 66,4 68,2 2,2 10,4 4,5 2,0 1,3 5,2 2,5 1,6 31/12/2012 4 10  Các loại hạt khác - Để sản xuất các loại rượu đặc biệt. - Các loại hạt này có hàm lượng tinh bột cao, sản xuất rượu tốt Loại Nước Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro Gạo giã Gạo xay Tấm Cám Mì đen 12,6 11,6 11,8 12,5 14 9 9,1 8,9 13,17 11 0,5 2,45 1 10,12 1,7 77 74,79 77,38 72 69,6 0,4 0,65 0,6 14,05 1,9 0,5 1,4 0,7 11,14 1,8 31/12/2012 11  Tinh bột thường được thủy phân:  Thủy phân tinh bột bằng acid và nhiệt độ: thu được glucoza→ hiệu xuất không cao và gây ô nhiễm môi trường.  Dùng amylaza của mầm đại mạch ta sẽ thu được 70 – 80% là maltoza và 30 – 20% là dextran.  Dùng amylaza của nấm mốc ta sẽ thu được 80 – 90% là glucoza.  Celluloza dưới tác dụng của acid vô cơ loãng, nhiệt độ cao và áp suất cao sẽ bò phân hủy thành glucoza.  Hemicelluloza (bán xơ): dễ bò thủy phân hơn celluloza để tạo thành glucoza 31/12/2012 13 NƯỚC Trong cơng nghiệp sản xuất rượu, nước được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau: • Xử lý ngun liệu • Nấu ngun liệu • Pha lỗng dung dịch • Vệ sinh thiết bị,… 31/12/2012 5 15 Sơ đồ tổng quát công nghệ sản xuất cồn Etylic NGUYÊN LIỆU Xử lý – Nấu Pha loãng – Xử lý Đường hóa Chuẩn bị dịch lên men Lên men Chưng cất Lên men Chưng cất Tinh chế Tinh chế CỒN TINH LUYỆN O 2 Men giống Men giống PP Amylo PP Mycomalt Chỉnh pH Dinh dưỡng Chất khô 31/12/2012 Sơ đồ công nghệ sản xuất cồn Etylic theo phương pháp Amylo 1631/12/2012 17 Đặc điểm của phương pháp Amylo 31/12/2012 6 Sơ đồ công nghệ sản xuất cồn Etylic theo phương pháp Mycomalt 1831/12/2012 19 Đặc điểm của phương pháp Mycomalt • Ưu điểm: 31/12/2012 20 Đặc điểm của phương pháp Mycomalt • Nhược điểm: 31/12/2012 7 21 XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU TINH BỘT NGUN LIỆU NGHIỀN HỒ HĨA DỊCH HĨA ĐƯỜNG HĨA 31/12/2012 22 XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU TINH BỘT 1. NGHIỀN NGUYÊN LIỆU Mục đích: -Thiết bị nghiền: Thiết bị nghiền búa, thiết bị nghiền trục. 31/12/2012 25 Mục đích: 2. HỒ HĨA TINH BỘT 31/12/2012 8 3. DỊCH HĨA Mục đích: 2631/12/2012 28 CHỨC NĂNG CỦA ENZYM TRONG Q TRÌNH DỊCH HĨA α αα α - amylaza: (enzym dịch hóa) Nhiệt độ hoạt động của enzym: - α – amylaza của vi khuẩn: - α –amylaza của mầm thóc: - α –amylaza của Asp.ozyzae: 31/12/2012 30 4. ĐƯỜNG HÓA DỊCH CHÁO  Mục đích:  Có 2 loại amylase: từ mầm đại mạch và từ vi sinh vật. 31/12/2012 9 31 Có thể tiến hành đường hóa theo 2 phương pháp: gián đoạn hoặc liên tục. Nhưng luôn bao gồm: _ Làm lạnh dịch cháo tới nhiệt độ đường hóa _ Cho chế phẩm amylase vào dịch cháo và giữ ở nhiệt độ thích hợp trong thời gian xác định để amylase chuyển hóa tinh bột thành đường. _ Làm lạnh dịch đường hóa tới nhiệt độ lên men Sơ đồ chung 31/12/2012 32 Chức năng của enzyme trong quá trình đường hóa β ββ β - amylase: Glucose amylase: 31/12/2012 34 Hệ thống đường hóa liên tục 31/12/2012 10 35 Những biến đổi lý hóa học xảy ra trong quá trình nấu – đường hóa nguyên liệu • Độ bền của tế bào thực vật • Sự trương nở và hòa tan tinh bột • Những biến đổi của tinh bột và đường • Biến đổi của protit và các chất khác 31/12/2012 3631/12/2012 3731/12/2012 [...]... làm cồn đốt, sát trùng hoặc đem đi xử lý lại Cồn sản phẩm Dầu fusel 31/12/2012 98 Sơ đồ quy trình chưng luyện bán liên tục: 31/12/2012 99 25 Chưng luyện liên tục 31/12/2012 100 ỨNG DỤNG CỒN ETYLIC Trong thực phẩm Làm vang quả hỗn hợp, vang cẩm, vang nếp Sản xuất rượu mạnh: Lúa mới, Hoàng đế Sản xuất rượu phổ thông Sử dụng trong y học, dược phẩm Sử dụng làm dung môi hữu cơ Sử dụng trong công nghệ sản xuất. .. là giấm chín Trong giấm chín có rất nhiều thành phần: chủ yếu là cồn etylic Ngoài ra còn có este, aldehyd, một số alcol cao phân tử (dầu fusel), tinh bột, dextrin, acid hữu cơ, khoáng LỌC: thu lấy dịch CHƯNG CẤT THƠ: thu được cồn thô, cồn sản phẩm và dầu fusel TINH LUYỆN: Loại các tạp chất khác nhau có nhiệt độ bay hơi cao hay thấp hơn cồn 31/12/2012 81 20 T p ch t trong c n thơ - Aldehyd Tên CTHH Phân... dụng khử aldehyd Pha loãng cồn thô tới nồng độ khoảng 50%V Dùng dung dòch NaOH 10% cho vào rồi khuấy đều, điều chỉnh tới pH = 8,5 – 9 Dùng dung dòch KMnO4 2% cho vào cồn thô và khuấy đều cho tới khi xuất hiện màu hồng đậm 31/12/2012 95 Giai đoạn 2: Tinh chế 31/12/2012 96 24 Tinh chế: 31/12/2012 97 Chưng luyện bán liên tục (chưng gián đoạn, luyện liên tục Sản phẩm tạo thành gồm: Cồn đầu nhiều tạp chất,... Sản xuất rượu phổ thông Sử dụng trong y học, dược phẩm Sử dụng làm dung môi hữu cơ Sử dụng trong công nghệ sản xuất nước hoa Dùng làm nguyên liệu sản xuất acid acetic, aldehyd acetic, etylacetat, etylclorua, và các hợp chất hữu cơ khác Sử dụng trong sản xuất cao su tổng hợp 31/12/2012 101 26 ... khô từ 30 đến 32% 31/12/2012 57 LÊN MEN DỊCH ĐƯỜNG Các giai đoạn cần thực hiện: Chuẩn bò môi trường dinh dưỡng Nhân giống trong phòng thí nghiệm Nhân giống trong sản xuất Lên men 31/12/2012 59 14 u c u c a n m men dùng trong s n xu t c n Etylic 31/12/2012 CHU N B MƠI TRƯ NG DINH DƯ NG 60 Malt đại mạch nghiền nhỏ Phối trộn H2O (5:1) -To= 48 -53oC, t=20-30 o o Nấu-Đường hóa -T = 60 - 62 C, t=30’ -To=... 31/12/2012 Nồng độ, % 13 ÷14 13 ÷ 14 13 ÷ 14 15 ÷ 18 pH 4,5 ÷ 5,0 4,5 ÷ 5,0 4,5 ÷ 5,0 4,8 ÷ 5,2 Nhiệt độ, oC 30 ± 1 30 ± 1 30 ± 1 30 - 32 Thời gian, giờ 24 18 ÷24 18 ÷24 15 ÷18 62 15 Nhân giống trong sản xuất Phương pháp gián đoạn Phương pháp bán liên tục Phương pháp liên tục 31/12/2012 63 PHƯƠNG PHÁP BÁN LIÊN T C 31/12/2012 64 Chất lượng men giống đạt yêu cầu: 31/12/2012 66 16 LÊN MEN DỊCH ĐƯỜNG TỪ... gián đoạn theo sơ đồ một nồng độ: _ Vệ sinh và thanh trùng thùng lên men _ Cho 10% men giống vào và cho từ từ dòch đường có nồng độ 20 – 22% _ Lên men 40 – 48 giờ _ Nhiệt độ lên men 30 – 32oC _ Mỗi ca sản xuất cần kiểm tra nồng độ dòch đang lên men, độ chua và vi sinh vật _ Nồng độ biểu kiến cuối lên men có thể từ 0 đến 4,5 – 6% 77 31/12/2012 Lên men gián đoạn theo sơ đồ hai nồng độ (pha dần) _ Cho 10%... T p ch t khác Tên CTHH Hydrat terpen To sơi, oC C10H16 Terpen Phân t lư ng 136,23 167-170 C10H18O 154,24 206 - 210 31/12/2012 86 TCVN 1051-71: C n tinh ch Ch tiêu ch t lư ng Lo i I Lo i II N ng đ rư u Etylic, % V ≥ 96o 95 Hàm lư ng aldehyt tính theo aldehyt acetic, mg/l 8 20 Hàm lư ng ester tính theo acetat etyl, mg/l ≤ 30 50 Hàm lư ng d u fusel tính theo alcol isoamylic và isobutylic, h n h p 3:1,... 130,18 142 Acetat isoamyl 31/12/2012 83 T p ch t trong c n thơ - Acol Tên CTHH Phân t lư ng To sơi, oC C3H8O 60,09 82,4 Propylic C3H8O 60,09 97,2 Isobutylic C4H10O 74,12 108,1 Butylic C4H10O 74,12 117.9 Metylic CH4O 32,04 64,7 Isoamylic C5H12O 88,15 132,1 Amylic C5H12O 88,15 137,8 Isopropylic 31/12/2012 84 21 T p ch t trong c n thơ - Acid Tên CTHH Phân t lư ng To sơi, oC Formic CH2O2 46,03 100,8 Acetic . dưỡng Chất khô 31/12/2012 Sơ đồ công nghệ sản xuất cồn Etylic theo phương pháp Amylo 1631/12/2012 17 Đặc điểm của phương pháp Amylo 31/12/2012 6 Sơ đồ công nghệ sản xuất cồn Etylic theo phương pháp Mycomalt 1831/12/2012 19 Đặc. 7,2. 31/12/2012 5 ỨNG DỤNG CỦA MẬT RỈ Sản xuất cồn Sản xuất acid acetic, acid citric Sản xuất nấm men bánh mì, nấm men cho chăn nuôi. Sản xuất bột ngọt Sản xuất glycerin 31/12/2012 6 Ưu điểm. 1 1 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN ETYLIC 31/12/2012 2 NGUYÊN LIỆU Nguyên tắc: nguyên liệu chứa polysaccharide đều có thể sử dụng trong công nghệ sản xuất cồn. Yêu cầu:  Đảm bảo