Thiết kế nhà máy sản xuất rượu shochu trắng năng suất 3 triệu lít/năm
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ
Khoa Cơ khí – Công nghệ
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
Thiết kế nhà máy sản xuất rượu shochu trắng năng suắt 3 triệu lít/năm
Sinh viên thực hiện : Trương Văn Thanh Sang Lớp : Công nghệ thực phẩm 45 Thời gian thực hiện : Từ 9/2015-3/2016
Giáo viên hướng dẫn : Th.S Trần Thanh Quỳnh Anh
Bộ môn : Công nghệ thực phẩm
Trang 2Tôi đặc biệt biết ơn sâu sắc đến cô Th.S Trần Thanh Quỳnh Anh đã nhiệt tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, công nhân viên của Công Ty TNHH 1TV Thực Phẩm Huế đã tạo rất nhiều điều kiện cũng như giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực tập tại nhà máy.
Do bản thân còn thiếu nhiều kinh nghiệm thực tế nên bài khóa luận không thể tránh khỏi những thiếu sót Chính vì vậy, tôi rất mong nhận được sự thông cảm và ý kiến đóng góp của quý thầy cô và bạn bè để khóa luận được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Huế, ngày….tháng 3 năm 2016
Sinh viên
Trương Văn Thanh Sang
Trang 3ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập-Tự do-Hạnh phúc
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên: Trương Văn Thanh Sang
Lớp: Công nghệ thực phẩm 45
Khóa: 2011-2016
Khoa: Cơ khí - công nghệ
I Đề tài thiết kế:
THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT RƯỢU SHOCHU TRẮNG
NĂNG SUẤT 3 TRIỆU LÍT/NĂM Các số liệu ban đầu:
II Năng suất: 3 triệu lít/năm.
III Nội dung phần thuyết minh tính toán
Phần 1: Lập luận kinh tế - kỹ thuật
Phần 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm
Phần 3: Quy trình và thuyết minh quy trình công nghệ
1) Bản vẽ dây chuyền công nghệ (A0)
2) Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0)
3) Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0)
4) Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy (A0)
Trang 4V Giáo viên hướng dẫn
Họ và tên: Th.S Trần Thanh Quỳnh Anh
VI Ngày giao đề tài: ……/.… /…
VII Ngày hoàn thành: … /… /
Giáo viên hướng dẫn
ThS Trần Thanh Quỳnh Anh
Trang 5PHẦN 1
LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT
Ở nước ta, người dân từ lâu đã quen với các loại rượu cao
độ từ gạo, nếp (rượu đế) nhưng với mức sống ngày càng cao thìnhu cầu thưởng thức rượu cũng tăng cao
Theo kết quả nghiên cứu mới đây của Viện Chiến Lược vàChính sách Y tế cho thấy:
Nhu cầu tiêu thu rượu của nước ta ngày càng tăng cao.Hiện nay mức tiêu thụ rượu bình quân của nước ta là 3,9lít/người/năm, có nghĩa là nước ta tiêu thụ gần 320 triệu lít rượu/năm Trong những năm qua, bình quân GNP/người/năm thườngtăng từ 5 ÷ 6% song mức tiêu thụ rượu lại tăng 8 ÷ 10%
Ngành công nghiệp rượu phát triển khá mạnh Tổng sảnlượng rượu đạt 150 triệu lít/năm Ngoài ra, rượu nấu thủ côngtrong cộng đồng ước khoảng 200 triệu lít/năm cùng hàng triệulít rượu ngoại nhập khẩu chính thức và nhập lậu Vậy lượng rượunội địa chỉ vừa đáp ứng đủ nhu cầu của trong nước, trong khi đóphải nhập thêm rượu ngoại Và theo đà tăng mức tiêu thụ rượu
8 ÷ 10% năm thì việc xây dựng nhà máy sản xuất rượu Shochutrắng để vừa đáp ứng nhu cầu xuất khẩu vừa giải quyết vấn đềcho người dân
Các chỉ tiêu sản lượng rượu được xác định trong quyhoạch rượu bia, nước giải khát vẫn không ngừng gia tăng, dựbáo đến năm 2018 sản lượng rượu đạt 300 triệu lít
Do đời sống ngày càng được nâng cao nên sự đòi hỏi củacon người về rượu có chất lượng cao ngày càng tăng lên nênviệc sử dụng các loại rượu ngoại ngày càng tăng Loại rượu gạođược sử dụng nhiều hơn do đó việc sản xuất rượu Sochu là điềucần làm
Dựa vào tiềm năng này, ngày 6/3/2002 Thủ tướng chính phủ
đã phê duyệt quy hoạch tổng thể ngành Rượu – Bia – Nước giảikhát Việt Nam đến năm 2018 Vì vậy, việc sản xuất rượu Sochu
Trang 6các nhà máy sản xuất rượu đáp ứng được các yêu cầu cấp thiếtsau:
Đem lại khoản thuế nộp cho chính phủ như doanh thu,thuế thu nhập…
Tạo công ăn việc làm cho cán bộ, nhân dân trong vùnggóp phần tăng thu nhập, cải thiện đời sống nhân dân
Thúc đẩy ngành trồng gạo, nấu rượu, kinh tế đất nướcphát triển
1.1 Chọn địa điểm xây dựng nhà máy [1]
Việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với quyhoạch chung và đảm bảo sự phát triển về kinh tế của địaphương, phải đảm bảo các điều kiện thuận lợi như gần nguồnnguyên liệu để giảm giá thành vận chuyển, giảm hao hụtnguyên liệu, điều kiện tự nhiên, xã hội, ít cạnh tranh, thị trườngtiêu thụ lớn
Theo khảo sát cho thấy hiện nay tại khu công nghiệp HòaKhánh thuộc thành phố Đà Nẵng chưa có nhiều nhà máy sảnxuất rượu cũng như là rượu Shochu trắng
Hình 1.1 Khu công nghiệp Hòa Khánh – Đà Nẵng
Qua quá trình nghiên cứu nguồn cung cấp nguyên liệu, khíhậu, đất đai, phương tiện giao thông, điều kiện điện nước, thị
Trang 7trường tiêu thụ và nhân công của thành phố Đà Nẵng, chúngtôi quyết định xây dựng nhà máy sản xuất rượu Shochu trắngtại khu công nghiệp Hòa Khánh thuộc thành phố Đà Nẵng,nhằm góp phần thúc đẩy nền kinh tế Đà Nẵng, cũng như nềnkinh tế cả nước phát triển.
Nhà máy xây dựng cần đảm bảo được các chỉ tiêu kinh tếnhư sau:
Giá thành công xưởng thấp nhất
Lợi nhuận nhiều nhất
Năng suất nhà máy cao nhất
Chi phí vận tải ít nhất
Dự trữ nguyên liệu và lưu kho sản phẩm hợp lý nhất
Tiêu hao năng lượng ít nhất
Nhà máy hoạt động ổn định nhất
Khu công nghiệp Hòa Khánh được thành lập theo Quyết định số 3698/QĐ-UB ngày 12/12/1996 của Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Nam, Đà Nẵng (cũ), thuộc phường Hòa Khánh, quận Liên Chiểu.
Tổng diện tích ban đầu là 423,5ha.
Cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 10km.
Cảng biển Tiên Sa 20km, cảng Sông Hàn 13km, cảng biển Liên Chiểu 5km.
Địa điểm nhà máy chúng tôi chọn nằm trên khu đất bằngphẳng rộng trên 395,72 ha cách thành phố Đà Nẵng, sân bayquốc tế, ga Đà Nẵng khoảng 10 km Độ dốc của đất là 1%, mựcnước ngầm thấp, cường độ chịu lực của đất 1÷ 2 kg/cm3thuậnlợi cho việc xây dựng nhà máy công nghiệp
1.2 Đặc điểm tự nhiên [1]
Thành phố Đà Nẵng trải dài từ 15°55' đến 16°14' vĩ độ Bắc
và từ 107°18' đến 108°20' kinh độ Đông Phía Bắc giáp tỉnhThừa Thiên - Huế, phía Tây và Nam giáp tỉnh Quảng Nam, phía
Trang 8Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậumiền Bắc và miền Nam, với tính trội là khí hậu nhiệt đới điểnhình ở phía Nam Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt.
Mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12
40 mm/tháng
Số giờ nắng bình quân trong năm là 2156,2 giờ, nhiềunhất là vào tháng 5, 6, trung bình từ 234 đến 277 giờ/tháng, ítnhất là vào tháng 11, 12, trung bình từ 69 đến 165 giờ/tháng
Việc xác định hướng gió có ý nghĩa quan trọng trong việc
bố trí xây dựng và bố trí các hạng mục của nhà máy
Hướng gió chủ yếu mùa khô: Đông - Nam
Hướng gió chủ yếu mùa mưa: Đông - Bắc
Hình 1.2 Biểu đồ hướng gió thành phố Đà Nẵng 1.3 Nguồn cung cấp nguyên liệu
Nhà máy chủ yếu hoạt động dựa vào nguồn nước ngầm củađịa phương
Trang 9Do nước ta là nước xuất khẩu gạo đứng thứ 2 thế giới, do đóviệc nhà máy chủ yếu sử dụng gạo trong nước là chính
Gạo: Thành phần hóa học của gạo có đầy đủ các đại dưỡngchất sinh năng lượng là protein, gluxit, lipid với các acid amincần thiết và acid béo chưa no cần thiết cao hơn so với loại thức
ăn khác, mà nó còn có nhiều vitamin (B1, B2, B5, B6, B12, tiềnvitamin A, C, E, K ), các chất khoáng (K, Na, Ca, P, Mg, Zn ),các chất xơ tan và không tan có lợi cho tiêu hóa
Gạo là nguyên liệu chính được dùng trong sản xuất rượuShochu Ở đây người ta dùng gạo làm môi trường dinh dưỡng
để nuôi cấy nấm mốc Loại gạo gạo mà nhà máy sử dụng trongsản xuất là gạo tẻ, gạo 64 hạt dài tỷ lệ tấm <5%, độ ẩm gạo là12-14%, hàm lượng tinh bột từ 60-72% Gạo thường được nhàmáy nhập về từ Long An, Đồng Tháp Đối với làm Shochu thìgạo sẽ được để nguyên hạt
Tại nhà máy, gạo được bảo quản trong kho, kho phải thoángmát, sạch sẽ Gạo được đặt thành từng khối trên các palet bằng
gỗ cách nền 12 cm, cách tường 30 – 40 cm Hàng tháng sẽ diệtchuột, mối định kỳ
1.4 Hợp tác hóa [1]
Để nhà máy thuận tiện cho việc thu mua nguyên liệu cũngnhư tiêu thụ sản phẩm và phế phẩm, cần phải hợp tác hóa vớicác nhà máy lân cận trong và ngoài thành phố để sử dụngchung những công trình điện, nước, giao thông, thu muanguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm Nhằm giảm bớt vốn đầu tưxây dựng, rút ngắn thời gian hoàn vốn, đồng thời tạo nên hệthống sử dụng tuần hoàn chất thải chống ô nhiễm môi trường.Mặt khác, nhà máy đặt tại khu công nghiệp Hòa Khánh có cơ sở
hạ tầng đảm bảo là điều kiện thuận lợi để nhà máy phát triển
1.5 Nguồn cung cấp điện
Nguồn điện nhà máy lấy từ mạng lưới điện quốc gia, nhờ cótrạm biến áp 110 kV có dòng điện tiêu thụ với điện áp220/380V Để đề phòng mất điện, nhà máy cần có máy phát
Trang 101.6 Nguồn cung cấp nhiên liệu
Nguyên liệu chủ yếu là dầu FO dùng đốt nóng lò hơi riêngcủa nhà máy, dầu bôi trơn, sử dụng nước để làm lạnh và làmnguội sản phẩm khi cần… Nhập từ các nơi vào để đảm bảo chonhà máy hoạt động Riêng việc làm lạnh và làm nóng nước ta cóthể sử dụng máy gia nhiệt
1.8 Nguồn nước
Nước là nhu cầu không thể thiếu được, nước sử dụng docông ty cấp nước Đà Nẵng cung cấp Ngoài ra cần đào thêmgiếng để ổn định nguồn nước và qua xử lý trước khi đưa vào sửdụng Lượng nước nhà máy dùng trong sản xuất và sinh hoạt rấtlớn, tùy theo công đoạn sản xuất mà sử dụng lượng nước vàchất lượng nước khác nhau cần đảm bảo được các chỉ tiêu nhấtđịnh như chỉ tiêu hóa học, hóa lý và tiêu chuẩn vi sinh vật
1.9 Hệ thống thoát nước
Nước thải ảnh hưởng đến môi trường bên ngoài và bên trongnhà máy Vì vậy, nhà máy đã đầu tư công nghệ xử lý nước bằngphương pháp sinh học để có thể tái sử dụng nước Từ đó giảmđược chi phí trong việc sử dụng nước cho nhà máy, từ đó giảmđược hao tổn tiền bạc
Trang 111.10 Nguồn nhân lực [1]
Đà Nẵng là một trong những thành phố lớn cho nên nguồnnhân lực rất dồi dào, có nhiều nhân tài được đào tạo nhiều nơitrên đất nước, bên cạnh đó nhà máy còn cộng tác với cán bộkhoa học kỹ thuật của trường Đại Học bách khoa Đà Nẵng vàcác trường khác trong khu vực để có thể giải quyết được cácvấn đề xảy ra khi nhà máy hoạt động
1.11 Thị trường tiêu thụ
Cung cấp cho người dân Đà Nẵng và các vùng lân cận Sau
đó hướng đến thị trường miền Bắc, Tây Nguyên và khu vực miềnNam Ngoài ra còn có xuất khẩu sang Hàn Quốc, Nhật Bản…
1.12 Ưu đãi
Ưu đãi về đầu tư: nhà đầu tư trong và ngoài nước đầu tưvào Khu công nghiệp Hòa Khánh thành phố Đà Nẵng đượchưởng các ưu đãi về đầu tư theo quy định của Chính phủ vềthuế Thu nhập doanh nghiệp, thuế xuất nhập khẩu, tiền thuêđất và các ưu đãi khác tùy theo loại hình doanh nghiệp đăng kýđầu tư, quy mô vốn đầu tư, tỷ lệ xuất nhập khẩu sản phẩm…
Tóm lại:thiết kế nhà máy sản xuất rượu Shochu trắng
năng suất 3 triệu lít/năm tai địa bàn công nghiệp Hòa Khánh làhoàn toàn hợp lý và khả thi, đáp ứng được nhu cầu của ngườitiêu dùng và xuất khẩu Qua đó, giải quyết một phần vấn đề laođộng dư thừa, nâng cao đời sống nhân dân, trình độ văn hóa kỹthuật cho nhiều người
Trang 12PHẦN 2 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
2.1. Giới thiệu về Shochu
Shochu là một thức uống có cồn, có màu trong và có nồng
độ cồn từ khoảng 20-45%, loại nồng độ cồn 20% là phổ biếnnhất Nguyên liệu để làm rượu Shochu là gạo, nước, men cáchlàm cũng tương tự như cách làm của người Việt Nam Việc lựachọn loại gạo, men, nguồn nước, cách lên men là các yếu tốquyết định đối với chất lượng của rượu Shochu, và mỗi nơi cómột bí quyết tạo cho rượu Shochu có hương vị đặc trưng
Người ta có thể uống Shochu ấm, uống nóng hay uống lạnhtùy theo khẩu vị hay thời tiết, uống riêng hay thậm chí pha vớinhiều loại thức uống khác như rượu gin, bia, nước ép hoa quả
Các loại rượu Shochu mà hiện tại nhà máy đang sản xuấtlà:
Shochu gạo (nguyên liệu chính là gạo)
Trang 13 Yume Genmai
Oni Special
Trang 142.2. Giới thiệu về nguyên liệu
2.2.1 Gạo [13]
Hình 2.2 Cấu tạo của hạt gạo
1) Cám: bao bọc nội nhủ và phôi Lớp cám chứa nhiềuprotid, tinh bột, cellulose, lipit, vitamin và khoáng chất
2) Nội nhủ: là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt Do
đó, hạt có phần nội nhủ càng lớn thì càng có giá trị cao
Thành phần hóa học của nội nhủ: tinh bột và protid, ngoài
ra còn chứa một lượng nhỏ lipid, muối khoáng
3) Phôi: là phần mọc ra rễ và mầm hạt khi hạt nảy mầm.trong phôi có khá nhiều chất dinh dưỡng ở dạng phân tử thấp,đặc biệt nhiều chất béo Thành phần hóa học của phôi gồm cóprotid, glucid hòa tan, khá nhiều lipid, khoáng, cellulose vàvitamin Các chất dinh dưỡng trong phôi rất dễ bị biến đổi
Trang 152.2.1.2 Thành phần hóa học của hạt gạo
Bảng 2.1.Thành phần hóa học của gạo
Gạo là nguyên liệu chính được dùng trong sản xuất rượuShochu Ở đây người ta dùng gạo làm môi trường dinh dưỡng
để nuôi cấy nấm mốc Loại gạo gạo mà nhà máy sử dụng trongsản xuất là gạo tẻ, gạo 64 hạt dài tỷ lệ tấm <5%, độ ẩm gạo là12-14%, hàm lượng tinh bột từ 60-72% Gạo thường được nhàmáy nhập về từ Long An, Đồng Tháp Đối với làm Shochu thìgạo sẽ được để nguyên hạt
Bên trong hạt gạo có chứa chất tinh bột dưới dạng hình thức
carbohydrate (carb) và trong con người dưới dạng glucogen, gồm loại carb đơn giản như đường glucose, fructose, lactose và loại carb hỗn tạp là một chuỗi phân tử glucose nối kết nhau
chứa nhiều chất sợi Tinh bột cung cấp phần lớn năng lượng cho
con người Gạo trắng chứa carb rất cao, độ 82 gram trong mỗi
100 gram Do đó, 90% năng lượng gạo cung cấp do carb
Trang 16mát, sạch sẽ Gạo được đặt thành từng khối trên các palet bằng
gỗ cách nền 12 cm, cách tường 30-40 cm Hàng tháng sẽ diệtchuột, mối định kỳ
2.2.2 Nước
Trong quá trình sản xuất rượu nước được sử dụng để rửagạo, nấu cơm, làm nguội ở các công đoạn lên men, Shubo,Ekika, vệ sinh thiết bị, máy móc…
Nước phải được lọc sạch tạp chất, vi sinh vật nhằm đảm bảoyêu cầu về chất lượng nước và chất lượng sản phẩm cuối cùng
Để đảm bảo nước cung cấp cho nhà máy luôn đảm bảođược các tiêu chí về chất lượng nước thì nhà máy đã xây dựngmột nhà máy xử lý nước bằng công nghệ cao Từ đó giải quyếtđược vấn đề về chất lượng nước từ đó cho ra sản phẩm có chấtlượng tốt nhất
2.2.3 Nấm men [12]
Trang 17Hình 2.3 Nấm men saccharomyces cerevisiae
Để sản xuất rượu Shochu , ta cần sử dụng chủng nấm men
saccharomyces cerevisiae thường có dạng hình cầu hay hình
trứng Chúng phát triển tốt ở nhiệt độ 28 ÷ 300C và pH tối ưucủa môi trường là 4,5 ÷ 5,5
Nấm men saccharomyces cerevisiae sử dụng trong sản xuất
rượu Shochu phải đảm bảo yêu cầu:
- Phát triển nhanh trên môi trường sản xuất
- Khỏe mạnh, chịu được tác động từ các yếu tố bất lợi của môi trường
- Lên men được với nhiều loại đường như: Glucose,
Fructose, Saccharose
- Có đặc tính sinh lý, sinh hóa ổn định trong thời gian dài
- Chúng có thể sử dụng axit amin và muối amoni như
nguồn nitơ
PHẦN 3QUY TRÌNH VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
3.1. Quy trình công nghệ
Nguyên liệu
Rửa, ngâm Hấp Koji
Lên men
Gạo tẻ
Chưng cất
Trang 193.2. Thuyết minh quy trình công nghệ
3.2.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu sử dụng để sản xuất rượu shochu là gạo hạtdài, có độ ẩm 12 – 14%
Gạo gồm 3 thành phần chính là nội nhũ, mầm, lớp vỏcám Trong đó, nội nhũ có tỉ lệ lớn nhất chiếm 93% trọng lượnghạt Hàm lượng các hợp chất hóa học trong các thành phần củagạo được thể hiện qua bảng sau:
Bảng 3.1 Các thành phần của hạt gạo
Các hợp
chất
Tinhbột Protein
Chấtbéo
Chấtxơ
Khoáng
Các chấtkhác
c Cách tiến hành: Sau khi đã lấy đủ lượng gạo để sản xuất
ta vận chuyển gạo tới nơi để thiết bị rửa sau đó ta cho lượnggạo vào trong máy rửa Máy rửa có 3 bộ phận khác nhau: phểuchứa, cánh khuấy, bơm ly tâm Gạo được phểu chứa cho xuốngkhoang máy sau đó ta cung cấp nước vào để hòa trộn với gạo
Trang 20lúc ban đầu Gạo sau khi được rửa xong sẽ nhờ bơm ly tâm đểđẩy qua nồi hấp tự động Việc sư dụng bơm ly tâm ngoài mụcđích để rửa mà còn dùng để đẩy hạt gạo đi mà không làm gãyhạt gạo.
Hình 3.1 Thiết bị rửa gạo
a.Mục đích: để loại bỏ tiếp các loại tạp chất bám trên bềmặt hạt gạo mà quá trình rửa sơ bộ không thể làm sạch hết.b.Yêu cầu: Nước sau khi vo gạo phải trong sạch không cómàu xám tùy vào kinh nghiệm của người vận hành nồi hấp tựđộng
c Cách tiến hành: Ta phải xoay sao cho hướng cửa chínhcủa máy phải trên tầm quan sát của người vận hành nồi hấp.Sau đó lượng gạo sau khi được rửa sơ bộ sẽ nhờ bơm ly tâm
Trang 21bơm qua nồi hấp tự động Khi đã đủ lượng gạo ta tiến hànhđóng tất cả các cửa chính của nồi hấp lại Cho nồi hấp quay,trong quá trình quay ta vừa quay vừa cung cấp nước để rửagạo Tùy theo loại gạo mà số lần vo là khác nhau (quay thuận 5lần, quay ngược 5 lần, lắc 3 lần) Sau mỗi lần vô ta xã nước rồilại cấp lại nước vào để tiến hành vo tiếp tục đến khi nào ta cảmthấy nước vo trong là đã đạt yêu cầu.
a.Mục đích: Để cho nước có thể thấm sâu vào bên trong hạtgạo giúp quá trình thủy phân, hồ hóa tinh bột, làm chín cơmnhanh hơn và đều hơn
Sau đó, cho máy quay cùng với cấp nước để xả lại một lầnnữa cho đến khi nước xả trong thì ngừng cấp nước
Cho máy quay và mở van cấp gió để làm ráo gạo, quaykhoảng 5 – 6 vòng rồi đóng van cấp gió cho mặt lưới xuống dưới
để 20 – 30 phút để gạo ráo hẳn
3.2.3. Hấp cơm
a.Mục đích: Là quá trình hồ hóa tinh bột hay là làm chín hạtgạo, làm cho hạt gạo mềm đi để thuận lợi cho quá trình rải mốcsau này, để nấm mốc có thể phát triển tốt nhất Cơm phải rờitừng hạt và hạt gạo mềm chứ không được bị nhão và không bịdính chặc nhau
b.Yêu cầu: hạt gạo sau khi hấp phải có độ chín thích hợptheo yêu cầu của người vận hành Hạt gạo không được chín quácũng không được cứng quá nếu chín quá gây ra hiện tượng
Trang 22nhão của khối gạo mà cứng quá thì nấm mốc không thể ănđược.
c Cách tiến hành: Trong quá trình này thì ta bao gồm nhiềugiai đoạn khác nhau như: Hấp lần 1, hấp lần 2, tạo mốc, ủ cơm.Sau khi gạo đã ráo hoàn toàn, ta tiến hành mở van cấp hơivào máy hấp từ từ cho đến khi áp suất ổn định đạt 0,13 Mpa
Sau khoảng 40 ÷ 60 phút kể từ khi hơi vào, kiểm tra nhiệt
độ cơm 1 và nhiệt độ cơm 2 Nếu thấy nhiệt độ của 2 cơm nàyxấp xỉ bằng nhau ( 90 ÷ 95oC) và kiểm tra tiếp từ chân lưới sẽ
có hơi ra thẳng khoảng từ 7 ÷ 8 cm thì ta bắt đầu tính thời gianhấp cơm chính thức là 1h Cứ 15 phút thì ta cho máy quay 1vòng
Sau khi đã hấp xong lần 1 ta tắt hơi, mở quạt gió phòng,quạt gió nồi hấp, quạt phun sương để hạ nhiệt độ của cơmxuống 600C cho máy quay Sau đó kiểm tra tùy theo cơm đểbiết cấp them bao nhiêu nước, quay them bao nhiêu vòng đểhấp lần 2
Tiến hành các bước như hấp lần 1
Thời gian hấp tùy thuộc vào độ chin của cơm sau khi hấplần 1 để quyết định thời gian hấp lần 2
Sau khi hấp xong ta phải đóng van hơi và tiến hành mởvan xả hơi
Cho máy quay và mở quạt gió để nhiệt độ của cơm hạxuống 37 ÷ 380C
Trang 23 Chia thời gian rắc mốc làm 3 lần Mỗi lần rắc đều men lên
bề mặt cơm, lên thành nồi, đóng cửa nồi Rồi cho máy quay 1 ÷
2 vòng để men được đều
b.Yêu cầu: Hạt cơm sau thời gian giữ trong phòng koji khimang ra ngoài phải được ăn trắng hoàn toàn Koji phải mềm vàkhông bị đứt gãy Hạt cơm phải xốp và trắng đều cả hạt cơm
c Cách tiến hành: Sau khi ủ cơm xong ta tiến hành cho cơmvào bồn ủ koji để đưa vào trong phòng koji Điều chỉnh nhiệt độthích hợp cho nấm mốc phát triển Ta tiến hành đắp núi và đậychăn koji trong bồn koji Quá trình này gồm có 3 giai đoạn:
mấy hấp tự động thì ta tiến hành chuyển cơm qua bồn koji đểđưa vào phòng koji Ta tiến hành đắp núi và đậy chăn koji vàđiiều chỉnh nhiệt độ koji luôn duy trì ở 30 ÷ 32oC Thời gian ủtrong gian đoạn này kéo dài từ 18 ÷ 20h, thời gian kéo dài vìnấm mốc mới thay đổi môi trường nên chúng cần thời gianthích Trong quá trình này thì nấm mốc sẽ phát triển mà quátrình phát triển sẽ sản sinh nhiệt Nếu nhiệt độ của khối koji màtăng lên quá nhiệt độ mà ta cài đặt 39 ÷ 40oC thì ta tiến hànhnới rộng khối koji ra thành nhiều phần khác nhau và đem đi ủ
Trang 24 Giai đoạn 2:Nấm mốc trong bồn koji ở phòng koji 1 sau
khi đã sinh trưởng và phát triển mạnh mẽ thì ta tiến hành quátrình phân chia ra để tăng diện tích cũng như là không gian,không khí để nó có thể phát triển thêm Một phần koji của bồnkoji ở phòng 1 sẽ được chuyển qua phồng koji 2 Sau đó koji sẽđược cho qua thiết bị đánh tơi để tách koji ra không cho có hiệntượng vốn cục sau đó rải đều trên các bồn koji trong phòng 2.Quá trình này cũng nhằm mục đích là để tạo điều kiện cho nấmmốc phát triển thêm bằng cách tăng thêm diện tích và tạo độthoáng không khí Khi chuyển qua giai đoạn này thì nhiệt độ củakoji sẽ giảm xuống từ 30 ÷ 32oC Sau đó ta tiến hành rãi đều ra
và đập chăn, cài cảm biến nhiệt, luôn duy trì nhiệt độ của koji là
ở khoảng 39 ÷ 40oC trong khoảng thời gian 3 ÷ 4h Nếu nhiệt
độ vượt quá thì máy tự động sẽ chạy quạt làm mát koji vì ta đãcài chế độ tự động điều chỉnh nhiệt độ cho phòng koji
Giai đoạn 3: Ta cũng tiếp tục nới rộng diện tích của koji để
nấm mốc phát triển và tất cả công đoạn đều như 2 giai đoạntrên Thời gian của giai đoạn này 18h và luôn duy trì nhiệt độ 30
÷ 32oC vì ở nhiệt độ này koji sẽ sản sinh được nhiều axit hơn.Còn nếu cần đường thì duy trì nhiệt độ 39 ÷ 40oC Sau khi đãthấy koji phát triển và ăn sâu vào bên trong hạt cơm ta tiếnhành cho koji vào phòng lạnh ở nhiệt độ từ 8 ÷ 100C để kìmhãm quá trình phát triển của nấm mốc
Trang 25Hình 3.2 Bồn Koji 3.2.5. Shubo (chuẩn bị men cái)
Shubo là quá trình nhân giống men cái lên nhiều lần để chovào bồn lên men đẩy nhanh quá trình sinh trưởng và phát triểncủa men cái trong môi trường dinh dưỡng cung cấp
a.Mục đích: Là quá trình hồ hóa tinh bột và đường hóa tạođiều kiện thuận lợi cho nấm men phát triển, tăng sinh khối, ổnđịnh hoạt tính của nấm men sau quá trình bảo quản để chuẩn bịcho quá trình lên men
Trang 26c Cách tiến hành: Đầu tiên ta sẽ cho 2860L nước nóng vàotrong bồn và chuẩn bị 1560Kg koji được bảo quản trong phònglạnh Khi đã cho đủ lượng nước vào trong bồn ta tiến hành chokoji vào bên trong bồn Ta tiến hành khuấy đều để lượng koji vànước nóng có thể hòa tan vào nhau nhiệt độ của khối khoảng 55
÷ 60oC Nếu nhiệt độ mà cao quá thì ta tiến hang chạy nướclạnh để hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ yêu cầu, còn thấp quá thì tachạy nước nóng và tăng nhiệt độ đến nhiệt độ yêu cầu Lượngnước sử dụng ở đây được lấy từ 2600L nước còn lại Sau khinhiệt độ đã đạt thì ta tiến hành cho 150g chất M vào chất nàybản thân nó là một enzyme α-amylase có tác dụng phân cắtmạch tinh bột và phân giải đường có trong bản thân koji Chất
M này chỉ thích hợp hoạt động trong khoảng nhiệt này nếu caoquá thì nó mất hoạt tính mà thấp quá thì không thể đường hóa.Quá trình đường hóa này yêu cầu độ đường (Bo) > 12, độ axit >7,5 Thời gian cho quá trình này thường từ 6 ÷ 8h và có thể kéodài hơn tùy vào độ đường của dung dịch Lượng nước còn lại tadùng để hạ nhiệt độ của dung dịch xuống từ 30 ÷ 32oC để tiếnhành cấy men cái vào Và để cho nó lên men trong thời giankhoảng 38 ÷ 40h và luôn giữ nhiệt độ ở khoảng nhiệt 30 ÷
32oC Quá trình lên men này thì sẽ sản sinh ra nhiệt độ do đónhiệt độ sẽ tăng lên khi đó ta phải tiến hành hạ nhiệt độ để duytrì nhiệt độ yêu cầu
Trang 27Hình 3.3 Bồn làm Shubo 3.2.6. Ekika (dịch hóa)
Ekika là quá trình dịch hóa tinh bột, hồ hóa tinh bột vàchuyển hóa tinh bột thành đường cung cấp dinh dưỡng cho nấmmen phát triển lên men
a.Mục đích: Cung cấp thức ăn cho nấm men sinh trưởng vàphát triển tốt nhất để cung cấp lượng ancol càng cao càng tốt
Trang 28b.Yêu cầu: Lượng gạo, lượng nước và nhiệt độ phải phù hợpvới từng giai đoạn khác nhau vì mỗi giai đoạn thì nấm men sẽphát triển với tốc độ là khác nhau nên yêu cầu về lượng thức ăncũng là khác nhau.
c Cách tiến hành: Trong công đoạn này thì ta chia làm 3 giaiđoạn khác nhau
dịch để cung cấp thức ăn cho nấm men Các lần này khác nhau
về lượng gạo và lượng nước Tổng lượng nước và gạo sư dụnglần lượt là 12320L nước và 6260Kg gạo Nhiệt độ bồn khi choSOE vào là 20oC sau đó nâng lên từ 22 ÷ 23oC và duy trì ở nhiệt
độ này
Đầu tiên ta sẽ cho nước vào trong bồn điều hợp đủ với mứcnước mà ta yêu cầu Sau đó ta cho gạo tẻ vào trong phểu chứanhờ gầu tải để vận chuyển gạo tẻ vào trong bồn chứa gạo trêncùng Khi đã có đủ lượng nước trong bồn điều hợp ta tiến hànhcho gạo vào để thực hiện quá trình xay nhuyễn hỗn hợp Khi đógạo sẽ được xay nhuyễn nhờ 2 bánh răng quay ngược chiềunhau nằm trong bồn điều hợp Dịch sau khi xay xong sẽ đượcbơm tuần hoàn trong bồn điều hợp để quá trình xay được đềuhơn Khi dịch đã được xay nhuyễn ta bơm từ bồn điều hợp quabồn chứa dịch nguyên Sau khi dịch đã chuẩn bị xong ta chochạy dịch qua hệ thống nấu dạng ống lồng ống, nguyên liệu đibên trong hơi đi bên ngoài và chuyển động ngược chiều nhau
Hệ thống này gồm có 3 phần: phần nấu, phần làm mát, phầnlàm lạnh Dịch sẽ được nấu ở nhiệt độ từ 95 ÷ 100oC trongkhoảng thời gian 15p Rồi ta cho chạy qua phần làm mát để hạnhiệt độ từ từ của khối dịch xuống Làm mát bằng nước lạnhbình thường Cuối cùng ta cho dịch chạy qua phần làm lạnh để
hạ nhiệt độ của dịch xuống từ 20 ÷ 22oC Không nên để nhiệt độcủa dịch quá cao vì sẽ làm chết nấm men Nhiệt độ thấp là vì đểnấm men tiếp nhận thức ăn mới được cung cấp Sau khi đã chạydịch xong lần 1 ta dùng bơm để bơm dịch lên bồn lên men đểcung cấp thức ăn cho nấm men
Khi chạy xong SOE ta để một ngày để ổn định trong môi trường
Trang 29mới và theo dõi độ đường(Bo) và độ axit Khi thức ăn gần hết tamới cung cấp tiếp thức ăn bằng cách chạy NAKA.
chạy dịch và quá trình chạy cũng tương tự như chạy SOE Lượnggạo và nước sử dụng cho giai đoạn này cao hơn SOE vì lúc nàycon men đã phát triển hơn và yêu cầu lượng thức ăn cao hơn.Tổng lượng gạo và nước sử dụng là 10520Kg gạo và 19380Lnước Nhiệt độ bồn khi cho NAKA vào là 21oC
Khi chạy xong NAKA thì ngày hôm sau ta sẽ chạy tiếpTOME TOME là lần cấp dịch cuối cung và cũng là lần cung cấpnhiều nhất
dịch và cũng chạy tương tự như SOE và NAKA Lượng gạo và nước
sử dụng là 11275KG gạo và 20050L nước Nhiệt độ bồn lên menkhi cho TOME vào là 200C
Trang 30Hình 3.4 Hệ thống chạy dịch hóa Ekika 3.2.7. Lên men
a.Mục đích: Để nấm men chuyển hóa đường thành ancol vàtạo thành các hương vị cho rượu thành phẩm
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2b.Yêu cầu:
Thời gian lên men phải kéo dài từ 14 ÷ 15 ngày
Trang 31 Kiểm soát tốt nhiệt độ bồn, thời gian cho cánh khuấyquay.
Kiểm tra dịch lên men thường xuyên để đánh giá các chỉ sốancol, acid, đường… để bổ sung các chất một cách kịp thời duy trìtiến độ lên men mong muốn
Cách tiến hành: Bồn lên men là bồn 2 vỏ Lớp bên trong là
để chứa dịch lên men, còn lớp ngoài cùng ta dùng để điều chỉnhnhiệt độ của dịch lên men Đầu tiên ta sẽ cho Subo, Koji, thuốcvào bồn lên men Khi đó bản thân Koji còn có một ít tinh bộ vàenzyme amylase Enzyme này có khả năng phân cắt mạch tinhbột tạo thành đường để cung cấp thức ăn cho nấm mốc sinhtrưởng và phát triển Sau một thời gian lượng koji gần hết thì tachạy SOE cho vào bồn lên men để cung cấp thức ăn thêm chonấm men vì lúc này nấm men đã thích nghi với môi trường mới
và phát triển nhanh hơn nên cần cần một lượng thức ăn lớn hơnlúc đầu Thì ta bắt đầu chạy NAKA để tiếp tục cung cấp thức ănthêm cho nấm men lúc này lượng thức ăn càng nhiều hơn so vớiSOE Ngày hôm sau khi chạy NAKA ta cho chạy TOME để cungcấp tiếp thức ăn cho nấm men đây là lần cung cấp cuối cùng vàcũng là lần nhiều nhất Cứ mỗi giai đoạn cho thức ăn thì ta sẽtheo dõi 3 tiêu chí Bo, axit, ancol Nếu Bo hạ nhanh thì ta bổsung chất MK vào là một enzyme để tạo ra đường cho nấm men
vì do nấm men ăn nhanh quá, còn axit thấp quá thì ta bổ sungaxit lactic vào để tăng độ axit lên Cứ 8h thì ta khuấy trộn 2pthực hiện một cách tự động Trong quá trình lên men thì sẽ sinh
ra nhiệt do đó làm cho nhiệt độ tăng lên và quá trình lên men
sẽ diễn ra nhanh hơn và khó kiểm soát do đó ta sẽ cho hạ nhiệt
độ của bồn lên men xuống để luôn luôn kiểm soát được nhiệt độlên men.Trong thời gian lên nếu bột dâng lên quá cao có thểdùng máy khuấy phụ để đánh tan bột tránh tràn lên miệng bồn.Sau khoảng vài giờ thì bột này sẽ bị hòa tan đi
Quá trình lên men thì sẽ có 3 giai đoạn chính:
Bắt đầu: Nấm men sẽ thích nghi với môi trường, sản xuấtcác enzyme cần thiết để chuyển hóa cơ chất Giai đoạn đầu của
Trang 32quá trình lên men, dịch được thông khí nhẹ để tạo điều kiện hiếukhí cho nấm men sinh trưởng và phát triển.
Lên men nhanh: Ngay khi nấm men bắt đầu sử dụng thức
ăn chuyển hóa thành ancol, lượng CO2 sinh ra sẽ nhanh chóngtạo môi trường yếm khí, ngăn cản sự phát triển của các vi sinhvật hiếu khí không mong muốn như vi khuẩn, nấm mốc Nấmmen chuyển hóa cơ chất thành ancol, CO2 và các sản phẩm phụnhư acid hữu cơ, rượu cao phân tử, andehyt, xeton…tạo rahương vị đặc trưng cho sản phẩm
Lên men chậm: Các chất ức chế do nấm men thải ra sẽtích lũy trong môi trường tác động lên nấm men từ đó làm choquá trình lên men diễn ra chậm hơn
Quá trình lên men kết thúc khi lượng đường sót còn lại 2g/l
Trang 33Hình 3.5 Bồn lên men 3.2.8. Chưng cất
a.Mục đích
Thu hồi nồng độ ancol sau quá trình lên men, tách ancol
ra khỏi dịch lên men dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ sôi
b.Yêu cầu
Nhiệt độ chưng cất phải theo dõi thường xuyên tránh làmrượu bị cháy tạo mùi khó chịu cho rượu giảm hiệu suất thu hồi
Trang 34 Các hệ thống cung cấp hơi, nước làm mát, nước làm lạnhphải theo dõi thường xuyên.
c Cách tiến hành
Dịch sau khi lên men đạt yêu cầu được bơm vào nồichưng cất, mở bơm chân không tạo chân không cho toàn hệthống chưng cất
Khi đạt độ chân không ta mở nhẹ van hơi cấp hơi vào nồivào kiểm soát nhiệt độ nồi chưng Khi nhiệt độ nồi chưng đạt 45 –
50oC rượu bắt đầu bay hơi
Rượu bay hơi lên sẽ gặp đường ống dẫn tới thiết bị làm mátdạng tấm anfalavan Sau khi qua thiết bị làm mát xong hạ nhiệt
độ rượu được hạ xuống 38 – 400C
Sau khi được làm mát thì rượu được tiếp tục đi qua thiết bịlàm lạnh cũng dạng tấm anfalavanđể làm lạnh Khi qua thiết bịlàm lạnh xong nhiệt độ rượu hạ xuống 18 – 200C
Sau khi được làm lạnh rượu sẽ chảy xuống bồn chứa ở đâylắp các van đóng mở để lấy mẫu kiểm tra nồng độ ancol và đểlấy rượu đầu và rượu cuối
Thông thường rượu đầu sẽ lấy 20 lít rượu đầu tiền và rượucuối sẽ lấy từ rượu có độ ancol khoảng 180 đến 00 Lượng rượuđầu và rượu cuối sẽ được chưng lại
Rượu sau khi chưng cất sẽ đưa vào cho bồn để chứa và bãhèm được bơm ra khu chứa bã để xử lý riêng
Trang 35Hình 3.6 Thiết bị chưng cất chân không
Trang 36 Đầu tiên vệ sinh máy lọc, thau chứa trung gian, các bơm,
và đường ống Đấu nối các đường ống vào bơm, máy lọc vàthau chứa
Mở bơm cấp rượu vào thau trung gian, sau đó mở bơm áplực để tuần hoàn và cho bông lọc vào Cho chạy 20 – 30 phút đểđánh tơi bông lọc, sau đó tắt bơm áp lực
Lắp ống mở bơm áp lực cho tuần hoàn hệ thống: Thau –Bơm – Máy lọc
Giảm van đầu vào bơm áp lực để tạo lớp bông đều trên bềmặt tấm lọc.Khi rượu ở thau trong, bông lọc ở thau hết, mở hếtvan đầu vào bơm áp lực để quan sát
Hòa tan bột trợ lọc trong xô, sau đó cho từ từ vào thau
Kiểm tra air ở mặt kính, theo dõi áp lực bơm, quan sát độtrong của rượu để quyết định đảo van cho rượu vào bồn
Trong quá trình lọc chú ý đến sự cân bằng rượu trong thau,không để xảy ra hiện tượng air vào máy, áp lực ở máy tăng quácao Ở bồn rượu đi lấy rượu trên lọc trước Phải tuần hoàn hệ thốngkhi gặp vấn đề như cúp điện, rượu bị đục…
Trang 37 Khi hết rượu trong bồn phải đảo van cho tuần hoàn Kiểmtra độ trong của rượu Khi hết rượu trong thau bơm nước vàothau quan sát trên mặt kính và thử rượu đầu để tắt bơm
Rượu sau khi lọc được đưa vào bồn để bảo quản nhằm ổnđịnh trạng thái của rượu trở lại và khi nào cần thì bơm đi điềuhợp rồi tiêu thụ
Hình 3.7 Máy lọc dạng tấm 3.2.10. Điều hợp
a.Mục đích: Điều chỉnh nồng độ cồn của rượu thành phẩmtheo mong muốn Đa dạng hóa sản phẩm trên thị trường
Trang 383.2.11. Đóng chai, thành phẩm [8]
a.Mục đích
Ngăn cách rượu với môi trường bên ngoài, kéo dài thờigian sử dụng và bảo quản
Dễ dàng cho việc vận chuyển, tiêu thụ, và sử dụng
Tạo mẫu mã, hình dáng, kiểu dáng cho sản phẩm gópphần giới thiệu thương hiệu và thu hút người tiêu dùng lựachọn
b.Yêu cầu
Đóng chai trong điều kiện sạch sẽ, kiểm tra chai trước khirót rượu vào phải loại những chai bị khuyết tật, dị dạng, có vậtthể lạ, côn trùng…
Vệ sing chai và thiết bị chiết rót trước khi đóng chai
Bao bì nhãn mác phải đúng quy định và ghi rỏ ngày sảnxuất, hạn sử dụng
c Cách tiến hành
Rượu được đưa vào hệ thống đóng chai tự động
Đối với chai thủy tinh sẽ được rửa sạch bằng nước nóng
75oC để tiệt trùng chai Với chai nhựa thì rửa sạch bằng nước
Sau khi đóng chai xong sẽ được qua bàn soi để kiểm trabên trong chai có vật lạ hay không, sau đó mới dán nhãn và baogói đưa đi tiêu thụ hoặc bảo quản
Trang 39PHẦN 4TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU
Tổng số ca sản xuất: 376 ca
4.2 Tính cân bằng sản phẩm
4.2.1 Tính hiệu suất lý thuyết
Trang 40Cứ 180 kg glucoza sẽ tạo ra 92 kg rượu
Vậy cứ 100 kg sẽ tạo ra X kg rượu
X =
100*192
180 = 51,11 kgMặt khác, theo phương trình (1) ta xác định được hệ sốchuyển tinh bột thành đường là:
K =
180
162 = 1,11Vậy từ 100 kg tinh bột sẽ tạo ra Y kg rượu
Y = X * K = 51,11*1,11= 56,73 (kg)Tương đương với số lít rượu là
56,73210,78927 = 71,88 (Lít)
4.2.2 Tính hiệu suất thực tế
Hiệu suất thực tế luôn nhỏ hơn hiệu suất lý thuyết vì có tổnthất trong các công đoạn sản xuất Trong sản xuất rượu có cácdạng tổn thất sau: