Tìm hiểu công nghệ sản xuất rượu cồn công nghiệp

Từ xa xưa loài người đã biết sản xuất ra rượu etylic làm đồ uống. Ngày nay nghề làm rượu-cồn đang phát triển và chiếm tỷ lệ khá lớn trong các ngành kinh tế quốc dân

LỜI MỞ ĐẦU

Từ xa xưa loài người đã biết sản xuất ra rượu etylic làm đồ uống Ngàynay nghề làm rượu-cồn đang phát triển và chiếm tỷ lệ khá lớn trong các ngànhkinh tế quốc dân

Trong tiến trình hội nhập và phát triển, ngành công nghiệp Việt Namđang tạo ra những bước ngoặt mới làm thay đổi bộ mặt nền hinh tế Côngnghiệp nói chung và công nghiệp sản xuất thực phẩm nói riêng đang từng bướcđổi mới về công nghệ để tạo ra những sẩn phẩm có chất lượng tốt nhất, đáp ứngtối đa nhu cầu thị hiếu

Một trong những ngành công nghiệp đang phát triển, đóng góp vào ngânsách nhà nước một khoản không nhỏ là ngành sản xuất các sản phẩm lên men.Trong số đó phải kể đến ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn

Trong đợt thực tập cuối khoá vừa qua em được đi tìm hiểu thực tế vàlàm những người công nhân trực tiếp sản xuất ra rượu cồn tại nhà máy rượu hoaquả Trung Kiên Dưới sự hướng dẫn tận tình của cô Nguyễn Thị Minh Nguyệt

và Anh Tú người trực tiếp quản lý bọn em đã hiểu thêm rất nhiều về quá trìnhsản xuất rượu cồn

Dưới đây là bài báo cáo của em sau quá tìm hiểu tại nhà máy Vì đợt thựctập chưa dài kiến thức có hạn nên chắc chắn bài báo cáo còn nhiều thiếu sótmong được cô cùng các bạn góp ý thêm

PHẦN I SƠ LƯỢC VỀ SẢN XUẤT RƯỢU CỒN

Từ xa xưa loài người đã biết sản xuất ra rượu etylic làm đồ uống Ngày naynghề làm rượu – cồn vẫn còn đang phát triển và chiếm tỷ lệ khá lớn trong cácngành kinh tế quốc dân

Rượu với tư cách là đồ uống rất đa dạng và có nhiều mẫu mã khác nhau.Nói chung, người ta có thể chia ra thành rượu mạnh ( khoảng trên 400cồn ),rượu thông thường ( khoảng 30- 400cồn ), và rượu nhẹ ( dưới 300cồn ) Ở cácnước Phương Tây người ta sản xuất rượu trắng được gọi là Vodka, như ở Nga

và một số nước khác, rồi chứa trong các thùng gỗ sồi thường có màu nâu vàngnhạt đến màu nâu sẫm với các hương vị khác nhau và có tên gọi khác nhau.Tình hình tiêu thụ các loaị rượu trên thế giới có thể tới 4-6 lít/người/năm ( tính

ra cồn 1000), không tính bia và rượu vang

Ngoài công dụng làm đồ uống, rượu cồn etylic còn có khả năng làmnguyên liệu cho một số ngành kinh tế quan trọng: làm dung môi hữu cơ, nhiênliệu, dùng trong y tế, trong mỹ phẩm pha nước hoa, trong dược để trích ly cáchoạt chất sinh học, sản xuất axit axetic và giấm ăn, sản xuất các loại este có mùithơm, trong cao su tổng hợp và nhiều hợp chất khác v.v Đặc biệt với khả năngdùng làm nhiên liệu ( chất đốt ) của cồn tuyệt đối hứa hẹn cho một ngành sảnxuất nhiên liệu với nguyên liệu tái sinh – một viễn cảnh sáng sủa và rộng lớn.Mai đây các mỏ dầu và khí đốt trong lòng đất cạn kiệt thì cồn tuyệt đối có lẽ làmột loại nhiên liệu thích hợp và nguyên liệu để sản xuất ra cồn có lẽ không baogiờ hết Hiện nay nhiều hang ô tô đã thử nghiệm thành công các mẫu động cơchạy bằng cồn hoặc bằng hỗn hợp cồn – xăng Trong tương lai không xa sẽ cónhững động cơ loại này chạy trên đường Chúng ta hy vọng chờ xem! Còn đốivới ngành công nghệ sinh học nói chung cũng như ngành công nghệ lên men sẽ

cố gắng sản xuất ra các loại cồn thích hợp và giá rẻ có thể cạnh tranh được với

xăng dầu khí đốt Cồn etylic hay cồn etanol :C2H5OH là một chất lỏng khôngmàu, trong suốt, có vị nóng gắt và mùi đặc trưng Các hằng số vật lý:

Etanol có tính co giãn ở dạng hơi khá lớn, so với hơi nước gấp 2-2,5 lần

Nó rất hút nước từ độ ẩm không khí cũng như từ các tổ chức ( mô ) động vật vàthực vật, đặc biệt từ tế bào vi sinh vật Do vậy nó có tính sát khuẩn, vì khi cồnhút một lượng lớn nước từ tế bào sẽ có thể làm vỡ hoặc biến dạng tế bào vikhuẩn Khi trộn 50% cồn với 50% thể tích nước ta thu được 96,4% thể tích hỗnhợp Như vậy cồn trộn với nước bị co thể tích

Cồn etylic tinh khiết có phản ứng trung tính, nhưng cồn thu được theophương pháp lên men có lẫn một lượng nhỏ axit hữu cơ, vì vậy nó có phản ứngaxit nhẹ Cồn và dung dịch cồn ( nặng )- nước dễ bắt lửa bùng cháy với ngọnlửa xanh nhẹ và không có muội

Hơi cồn trong không khí gây độc cho người, động vật và vi sinh vật Giớihạn cho phép nồng độ ở không khí là ≤ 1mg/l Hỗn hợp không khí với hơi cồn ởnồng độ nào đó có thể là nguy hiểm, vì dễ phát nổ khi gặp tia lửa Giới hạnnồng độ gây nổ của hơi cồn trong hỗn hợp là 2,8 – 13,7% thể tích không khí

Cồn etylic có thể được sản xuất bằng 2 phương pháp chính là lên men vàtổng hợp theo con đường hóa học

Tổng hợp về tình hình sản xuất rượu và tiêu thụ rượu hiện nay:

Tính dến năm 2004 cả nước có 72 đơn vị sản xuất rượu công nghiệp vớicông suất 103 triệu lít/ năm, sản lượng đạt 76,3 triệu lít/ năm, khai thác 74%

78,35Bốc cháy : 12

Cháy, kJ/kg : 26665Bay hơi ở 200C: 910Nóng chảy, kJ/mol:

4,94

Ở 00C: 1,78

Ở 200C: 1,19

vang, champagne đạt 24,2 triệu lít Rượu mạnh và các loại khác 15,95 triệu lít,cồn công nghiệp dùng cho sản xuất và xuất khẩu khoảng 25,5 triệu lít.

Ngoài ra còn có khoảng trên 300 cơ sở dân tự nấu rượu, tự tiêu thụ vớisản lượng ước khoảng 242 triệu lít Việc kiểm soát chất lượng chất lượng sảnphẩm của các cơ sở này gặp nhiều khó khăn nên ảnh hưởng xấu đến sức khỏengười tiêu dung do uống phải rượu còn nhiều độc tố, kém chất lượng, lãng phílương thực và gây thất thu lớn cho ngân sach Nhà nước Nhìn chung, ngànhcông nghiệp rượu hiện nay vẫn chưa phát triển, công nghệ thiết bị lạc hậu, chấtlượng sản phẩm chưa cao, chủng loại sản phẩm nghèo nàn, chưa đáp ứng đượcnhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu

Nguyên nhân là do thiếu vốn để đầu tư, đổi mới thiết bị công nghệ, nângcao chất lượng sản phẩm Do đó khả năng cạnh tranh kém…Trong khi đó, rượunấu bằng phương pháp thủ công chưa thể quản lý, rượu lậu, rượu giả trốn thuếchưa có biện pháp khả thi để ngăn chặn, càng gây khó khăn cho việc tiêu thụsản phẩm rượu của các doanh nghiệp nhà nước Các doanh nghiệp FDI dothương hiệu của sản phẩm chưa thực sự mạnh, nên chỉ huy động được 17%công suất thiết kế

PHẦN II:NỘI DUNG BÀI BÁO CÁO THỰC TẬP

CHƯƠNG I TÌM HIỂU VỀ CÔNG TY TNHH RƯỢU HOA QUẢ TRUNG

KIÊN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY

A Tìm hiểu về công ty TNHH RƯỢU HOA QUẢ TRUNG KIÊN.

1 khái quát chung.

- Tên chính thức : Công ty TNHH Rượu hoa quả Trung Kiên – Thửa số

57 – Cụm Công nghiệp An Xá – TP Nam Định – Tỉnh Nam Định

- Số giấy CNĐKKD và đăng ký thuế : 0712000071

- Ngày cấp : 4 – 5 – 2007

- Người đại diện : Nguyễn Tuấn Tú

- Nơi thường trú : Số 1 Ngõ Ngô Sỹ Liên – Quận Đống Đa – TP Hà Nội

- Ngành nghề kinh doanh : Buôn bán tư liệu sản xuất rượu, nước hoa quả,buôn bán Nông Sản, Lương Thực, Thực Phẩm Công Nghiệp Vận Tải Hàng hóađường bộ Vận chuyển hành khách theo hợp đồng Dịch vụ ăn uống du lịch

2 Cơ cấu tổ chức công ty

- 1 Giám đốc công ty

- 1 Quản lý điều hành sản xuất

- 3 Nhân viên lò hơi thay ca nhau Là công nhân hợp đồng làm theo thời vụ

- Một số nhân viên phục vụ cho các quá trình Chủ yếu là 1 công nhân chính thức và một công nhân làm theo thời vụ

- 1 bác bảo vệ

Với một ca sản xuất thì cần 2 công nhân phổ thông, 1 người quản lý bao quát tất

cả và trực tiếp nấu lên men và chưng cất, một công nhân lò hơi.

3 Các sản phẩm của công ty

- Công ty chuyên sản xuất rượu cồn và xuất đi theo đơn đặt hàng

- Công ty nhập bã rượu cho nhà máy chế biến gia súc

Tank 3 Tank 4

Tank 5 Tank 6

Tank 7 Tank 8

1 2

B QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY

I Nguyên liệu dùng để sản xuất.

1 Sắn lát

Nguyên liệu chủ yếu mà công ty sử dụng cho sản xuất rượu cồn là sắnlát, sắn được nhà máy nhập về là sắn đã được thái lát mỏng và phơi khô Đặcđiểm của nguyên liệu sắn này thể hiện:

Sắn là loại củ chứa nhiều tinh bột, củ sắn gồm 3 phần chính: vỏ, thịt củ

và lõi Ngoài ra còn cuống và rễ củ

Vỏ gồm 2 phần : vỏ gỗ ở bên ngoài, cấu tạo chủ yếu là xenluloza, thườngchiếm khoảng 1,5 – 2% khối lượng củ, vỏ cùi cũng cấu tạo từ xenluloza nhưngtrong vỏ cùi còn có mủ sắn là các polyphenol của củ sắn nằm ở đây

Thịt củ chứa nhiều tinh bột, ít protein và một lượng dầu, lượngpolyphenol ở đây chỉ chiếm khoảng 10 -15%, nhưng các polyphenol gây trởngại khi chế biến, đặc biệt là để sắn chảy mủ sẽ làm cho bột sắn biến màu, thayđổi mùi vị khó ăn trực tiếp khi luộc, khó thoát nước khi sấy hoặc phơi khô sắnlát hoặc sắn bột

Thành phần hóa học của sắn có thể là như sau :

loại nước protit chất béo Gluxit xenlulo Iro

sắn tươi 70,25 1,102 0,41 26,58 1,11 0,54

sắn khô 13,12 0,205 0,41 74,74 1,11 1,69

Trong củ sắn có một hợp chất độc là phazeolumatin gồm 2 glucozit:linamarin và lotraustralin Hàm lượng chất này vào khoảng 0,001- 0,04 mg%chứa chủ yếu trong vỏ cùi Bình thường phazeolumatin không độc, nhưng khi bịthủy phân giải phóng ra HCN, gây độc Khi hàm lượng HCN tới khoảng 50-100

mg người ăn sẽ bị ngộ độc, cao hơn có thể dẫn đến tử vong Để tránh ngộ độctrước khi ăn cần phải ngâm và bóc vỏ cùi Nhưng khi sắn thái lát phơi khô giảnđáng kể lượng HCN

Ở nhà máy này sản xuất theo công nghiệp nên sắn lát khô được nghiền nhỏ,phối trộn với nước, nấu thành cháo rồi đem vào đường hóa.

Mỗi nối nấu nhà máy thường sử dụng 1000 kg nguyên liệu

2 Nước

Nước được nhà máy dùng cho sản xuất là nước giếng khoan được bơmtrực tiếp từ dưới lòng đất lên rồi qua hệ thống lọc của nhà máy, sau đó dùng chosản xuất nước này được dùng trực tiếp cho sản xuất Vì chất lượng nước ở đâycũng tương đối đạt tiêu chuẩn sau khi qua lọc, và nước dùng cho sản xuất rượukhông cần yêu cầu cao như nước trong sản xuất bia nên vừa giảm được chi phísản xuất Lại phù hợp cho nấm men phát triển có lượng các muối phù hợp

3 Các chất bổ sung.

Trong quá trình sản xuất rượu, để đạt được mục đích mong muốn về sảnphẩm thì phải dùng đến các chất bổ sung Ngoài ra, còn cho thêm axit sunfricvào dịch để điều chỉnh pH, làm cho nhiệt độ nấu nhanh đạt được Cho thêmchất phụ gia làm mềm nước, bổ sung thành phần đạm ure để cung cấp nito chonấm men hoạt động trong quá trình lên men…

II Sơ đồ công nghệ sản xuất rượu cồn của nhà máy

Phối trộn Ng.liệu/nước : 1/4 nghiền mịn

dịch hoá nâng t 0 lên 90 0 C giữ 30 phút nâng t o lên 100 o C giữ 60 phút

Đường hóa

Lên men

Chưng cất

Tinh chế Lọc

Bã rượu

Rượu thành phẩm

cồn đầu dầu fusel

III Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ.

1. Cân và nghiền nguyên liệu

Phương pháp tiến hành: Cân 1000kg sắn lát khô đem nghiền mịn bằng máy

nghiền búa Sau đó được vít tải đổ vào thùng phối trộn Mỗi mẻ trong một nồinấu, nhà máy chuẩn bị 1000 kg sắn lát, 4000 lít nước và một số chất phụ gia đểcho vào Đầu tiên dùng hơi nóng để thanh trùng nồi phối trộn Bơm nước 40 -

450C vào nồi phối trộn và cho cánh khuấy hoạt động Sắn lát được nghiền từmáy nghiền, qua vít tải đổ vào nồi phối trộn Tỷ lệ sắn lát nghiền mịn là 70%,

và nghiền hạt là 30% Sỡ dĩ không nghiền mịn hết toàn bộ sắn lát là vì lớp hạtsau này có kích thước lớn sẽ tạo màng lọc cho quá trình lọc trong dịch được dễdàng

vào rồi bật bơm bơm dịch qua nồi nấu

3 Quá trình nấu (dịch hoá, đường hoá)

Sắn và nước được phối trộn ở nồi phối trộn rồi bơm sang nồi nấu Nồi nấu saukhi được vệ sinh sạch sẽ ta bật cánh khuấy rồi từ bơm dịch vào bơm được mộtlượng dịch cần thiết thì bắt đầu cấp hơi nóng Sau khi bơm đủ lượng dịch thìtăng cường cấp nhiệt đến lúc đạt 900C thì giữ trong 30 phút rồi tiếp tục nângnhiệt lên 1000C giữ ở nhiệt độ này trong vòng 1 tiếng sau 1 tiếng ta mở nướclàm mát vào giàn làm mát mở van đáy bật bơm để bơm dịch từ nồi sang giànlàm mát hạ nhiệt độ của khối dịch xuống 90oC ta cho 50ml enzim SC vào cứtiếp tục hạ nhiệt độ xuống đến 75oC cho 2 kg đạm ure vào hạ nhiệt độ xuống

650C cho 200ml H2SO4 đã pha loãng ( pha 25 ml axit sunfuric đặc vào 175mlnước cất)vào khi nhiệt độ hạ xuống 58-60oC cho 500ml enzim GA vào khi đầu

ra ở giàn làm mát đạt 30-320C thì đóng van vào cho chuyền dịch sang tăng lênmen

Vì ở nhà máy này công suất còn nhỏ nên quá trình nấu và đường hóa được thựchiện trong nồi nấu 1 lớp được cấp nhiệt trực tiếp bằng hơi nóng từ lò hơi

Cấu tạo của nồi nấu thể hiện ở hình vẽ sau : quá trình dịch hoá và đường hoáđược tiến hành trên 1 thiêt bị nấu và giàn làm mát

- Chú thích :

1 mô tơ cánh khuấy

2 đường vào của dịch sau phối trộn

3 đường dịch hồi lưu sau khi làm mát

Hình 4 : Nồi nấu nguyên liệu

- An toàn thông số kỹ thuật khi sử dụng nồi nấu : Kích cỡ của cánh khuấy,vận tốc quay phải phù hợp với đường kính của thiết bị và vận tốc biên của nókhông vượt quá 3,8m/s, nếu không sẽ sinh lực kéo khi chuyển động xoáy tácđộng đến thành phần dịch nấu Hệ thống cấp nhiệt cho thiết bị cũng rất quantrọng Cần điều chỉnh nhiệt phù hợp.

Thiết bị làm mát là một giàn làm mát với cấu tạo theo kiểu ống lồng ốngtổng chiều dài của các ống trong giàn làm mát là 120 m giàn làm mát cũngđược làm từ inox không rỉ chịu nhiệt tốt

4 Lên men

Quy trình lên men của nhà máy

Tănk lên men số một sau khi được vệ sinh sạch sẽ và thanh trùng (thanhtrùng băng cách cho hơi nóng vào nâng nhiệt độ lên 100oC và giữ ở nhiệt độnày trong vòng một tiếng rồi mở van đáy tháo nước ngưng ) ta bơm dịch vào

khi bơm kết thúc nồi nấu 1 thì cho 500g nấm nem saccharomyces cerevisae khô

vào tăng 1 sau đó một giờ sau khi đã đường hoá xong ở nồi nấu thì bơm dịchqua tăng Như vậy cứ mỗi tăng lên men chứa được 2 nồi nấu tổng là 2000kg bộtsắn và 8000l nước Ta cũng làm tương tự với 7 tănk lên men còn lại Thời gianlên men thường kéo dài từ 72 – 80 giờ Trong thời gian này người ta tạo mọiđiều kiện thích hợp về nhiệt độ 30-320C, pH ,…cũng như lượng nấm men thíchhợp, khắc phục những sự cố để quá trình lên men xảy ra thuận lợi, sao chohàm lượng cồn được tạo ra nhiều nhất sau 24 đến 30 giờ lên men thì tăngcường lạnh nhanh vì trong giâi đoạn nay nấm men phát triển mạnh sinh nhiệtnhiều làm tăng nhiệt độ nhanh có lúc lên tới 36-370C

Ở nhà máy sử dụng 8 tank lên men có dung tích khoảng 30m3, tank lênmen của nhà máy có đặc điểm là không lắp đặt hệ thống CIP để vệ sinh mà cứsau mỗi quá trình lên men người công nhân phải mở cửa chui vào để vệ sinhtank

Nhà máy sử dụng phương pháp lên men gián đoạn, tiết kiệm thiết bị vàdiện tích nhà xưởng, dễ làm, khi bị nhiễm tạp dễ xử lý nhưng năng suất thu hồichưa được cao lắm.

5 Lọc

Sau 72- 80 giờ lên men độ đường giảm xuống 00Bx và qua thời gian ổnđịnh chất lượng cồn thì bắt đầu bơm dịch lên men đi lọc Ở đây dùng máy lọckhung bản gồm 36 khung và 36 bản cùng với 37 tấm vải lọc, Sau khi lọc táchriêng phần bã, lấy phần nước được gọi là dịch dấm chín có thể bơm trở về tanklên men để chứa dịch vừa để ổn định chất lượng giấm vừa chờ lọc xông tất cả 8tank rồi mới bắt đầu bơm dịch dấm đi chưng cất Còn bã được tách ra thì sửdung làm thức ăn gia súc Sau khi quá trình lên men kết thúc, tiến hành thổi khívào tank lên men (tác dụng như cánh khuấy ) để đảo trộn đều giữa dịch và bãrồi bơm xuống máy lọc khung bản để tiến hành lọc dịch

b Lý thuyết về tinh chế cồn

Cồn thô nhận được sau khi chưng cất còn chứa rất nhiều tạp chất ( trên

50 chất ) có cấu tạo và tính chất khác nhau như là andehit, các este, các ancolcao phân tử và các axit hữu cơ nhưng yêu cầu hàm lượng chung của các chấtkhông vượt quá 0,5 so với khối lượng cồn etylic Các ancol cao phân tử chủ yếu

là ancol metylic và ancol izobutylic phụ thuộc vào nguyên liệu