Công Nghệ Sản Xuất Cồn Etylic

Công Nghệ Sản Xuất Cồn Etylic

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN ETYLIC NGUYÊN LIỆU Nguyên tắc: nguyên liệu chứa polysaccharide sử dụng công nghệ sản xuất cồn Yêu cầu:  Đảm bảo đủ lượng dưỡng chất phục vụ cho phát triển vi sinh vật  Hàm lượng đường tinh bột cao, có khả đem lại hiệu kinh tế  Sẵn có, giá thành thấp  Vùng nguyên liệu tập trung đủ cho nhu cầu sản xuất Chúng ta xem xét loại nguyên liệu phổ biến: Tinh bột - Rỉ đường RỈ ĐƯỜNG (MẬT RỈ) Phế liệu công nghiệp đường mía đường củ cải Là loại đường không kết tinh Thường chiếm khoảng – 5% lượng mía Thành phần: Nước chiếm 15 – 20% Hàm lượng chất khô chiếm 80 – 85 % Trong đó: – 60% đường lên men với: – 35 – 40% saccharoza – 20 – 25% đường khử – 40% chất phi đường, với – 20 – 32 % chất hữu – – 10 % chất vô - Mật rỉ nhận từ sản xuất chứa lượng vi sinh vật Nguy hiểm vi khuẩn lactic vi khuẩn acetic - 1g mật rỉ chứa tới 100.000 vi sinh vật không nha bào 15.000 có khả tạo bào tử mật rỉ bị nhiễm nặng, số vi sinh vật đạt 500.000 50.000 - Đối với rỉ đường có nồng độ 70%, hầu hết vi sinh vật chịu nằm yên, pha loãng chúng bắt đầu hoạt động làm giảm hàm lượng đường, dẫn đến tăng tổn thất ỨNG DỤNG CỦA MẬT RỈ Sản xuất cồn Sản xuất acid acetic, acid citric Sản xuất nấm men bánh mì, nấm men ch Sản xuất bột Sản xuất glycerin Ưu điểm việc sử dụng rỉ đường để sản xuất cồn Etylic so với nguyên liệu khác: • • • • Giá rẻ Khối lượng lớn, dồi Sử dụng tiên lợi Nguồn cung cấp phổ biến NGUN LIỆU CHỨA TINH BỘT Sắn, ngô, khoai phần gạo  Sắn : Loại Nước Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro 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 Phazeolunatin không độc bị thủy phân glucozit giải phóng HCN, chất gây độc cho thể Tuy nhiên dễ bay dễ hòa tan nước lạnh hay nước vơi nên dễ loại bỏ Độc tố sắn có tên chung Phazeolunatin chứa nhiều sắn đắng, chủ yếu vỏ cùi, hàm lượng Phazeolunatin vào khoảng 0,001 – 0,04% Sắn thái lát, phơi khô giảm đáng kể số lượng HCN Khoai Loại Nước Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro Khoai tây tươi 74,9 Khoai lang tươi 68,1 Khoai lang khô 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 Ngơ Hạt ngơ gồm hai phần chính: Phơi nội nhũ Phôi chiếm 10 – 13% trọng lượng hạt, nội nhũ chiếm 83 – 85%, vỏ chiếm – 5% Loại Ngơ Thóc Đại mạch Lúa mì mềm Nước Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro 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 Lên men cải tiến – bán liên tục Nhiệt độ môi trường: 35 – 370C (max: 400C) Thông thường tưới nước lạnh để làm mát Cải tiến: Đặt thêm thiết bị truyền nhiệt kiểu ống lồng ống lại trình lên men tiến hành lên men gián đoạn Điểm khác biệt:  Khi giai đoạn lên men tỏa nhiệt nhiều → ta mở van cho dịch chảy qua thiết bị làm lạnh cho chảy ngược vào thùng  Thao tác kéo dài chất lượng dịch đạt yêu cầu Vệ sinh: Các dung dịch thường sử dụng để làm vệ sinh thiết bị: Formalin; Clorua vôi; Fluosilicat natri – 2%o Ngoài cần trùng nước (100oC, 30’), lượng sử dụng khoảng 10 – 12kg/m3/thùng Nếu điều kiện dùng đốt lưu huỳnh với hàm lượng 10g/m3/ thùng Khi đốt cần đậy kín thiết bị LÊN MEN DỊCH ĐƯỜNGTỪ Lên men gián đoạn theo sơ đồ NGUYÊN LIỆU MẬT RỈ nồng độ: _ Vệ sinh trùng thùng lên men _ Cho 10% men giống vào cho từ từ dịch đường có nồng độ 20 – 22% với tốc độ cho sau – đầy _ Lên men 40 – 48 _ Nhiệt độ lên men 30 – 32oC _ Mỗi ca sản xuất cần kiểm tra nồng độ dịch lên men, độ chua vi sinh vật _ Nồng độ biểu kiến cuối lên men có Lên men gián đoạn theo sơ đồ hai nồng độ (pha dần) _ Cho 10% men giống vào thùng _ Cho từ từ mật rỉ loãng 12 – 14% cho đầy tới 50% thùng lên men _ Cho từ từ rỉ đường đặc 30 – 32% với tốc độ cho – đầy thùng _ Theo dõi kiểm tra nồng độ dịch  Lên men theo sơ đồ hai nồng độ lên men, độ chua vi sinh vật đạt hiệu cao từ 0,5 – 1% so với sơ đồ nồng độ  Sơ đồ nồng độ đơn giản nấm men sau lên men có hoạt độ cao  Độ rượu giấm chín từ rỉ đường đạt tới – 10% so với dịch đường từ tinh bột XỬ LÝ DỊCH LÊN MEN Hỗn hợp thu sau lên men gọi giấm chín Trong giấm chín có nhiều thành phần chủ yếu cồn etylic Ngoài có este, aldehyd, số alcol cao phân tử (dầu fusel), tinh bột, dextrin, acid hữu cơ, khoáng Chưng cất giấm chín: thu cồn thô, cồn sản phẩm dầu fusel Cồn thô chứa khoảng 50 tạp chất khác có nhiệt độ bay cao QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT Chưng luyện gián đoạn  Chưng cất: Thời gian cất: – 8h Năng suất thấp Tốn lượng Nồng độ không ổn định Tinh chế:  NaOH (khử acid dùng để tạo muối không bay hơi) RCOOC2H5 + NaOH → RCOONa + C2H5OH R1COOH + NaOH → R1COONa + H 2O  KMnO4 NaOH có tác dụng khử aldehyd 2KMnO4 + 3CH3CHO + NaOH CH3COONa + 2MnO2 + H2O → 2CH3COOK +  Cần tính toán lượng hóa chất đưa vào vừa đủ không dư dư cồn bị oxy hóa theo tạo thành acid gây tổn thất  Pha loãng cồn thô tới nồng độ khoảng 50%V  Dùng dung dịch NaOH 10% cho vào khuấy đều, điều chỉnh tới pH = 8,5 –  Dùng dung dịch KMnO4 2% cho vào cồn thô  Giai đoạn 2: Tinh chế  Dùng trực tiếp gián tiếp đun tới t0 = 80 – 900C → để phản ứng xảy – giờ, đồng thời mở nhỏ nước đủ ngưng tụ phần rượu bay lên  Sau mở van gián tiếp đun tới sôi để rượu bay lên tới phận ngưng tụ Kết đạt khoảng sau:  – 5% cồn dầu: nhiều tạp chất  – 12% : nhiều tạp chất đầu  60 – 80% tiếp theo: sản phẩm  – 12% : loại  – 5%: rượu fusel (1030C) Chưng luyện bán liên tục (chưng gián đoạn, luyện liên tục) Đây quy trình chưng cất gián đoạn tinh luyện liên tục kết hợp lại Thiết bị tinh luyện đặt đóa tiếp liệu nên mức khác thu sản phẩm khác (dầu fusel đáy t0 = 101 – 1050C), loại khác bốc nhiệt độ thấp nên bay cao thu nhận caophẩm tạo thành gồm: đóa Sản  Cồn đầu nhiều tạp chất, tách riêng Chỉ dùng để pha vecni, làm cồn đốt, sát trùng đem xử lý lại  Cồn sản phẩm  Dầu fusel đồ quy trình chưng luyện bán liên tục: Chưng luyện liên tục Có nhiều dạng -2 tháp gián tiếp – dòng -3 tháp gián tiếp -3 tháp + tháp fusel tháp Sau giới thiệu hệ thống ba tháp gián tiếp: ỨNG DỤNG CỒN ETYLIC  Trong thực phẩm  Làm vang hỗn hợp, vang cẩm, vang nếp  Sản xuất rượu mạnh: Lúa mới, Hoàng đế  Sản xuất rượu phổ thông  Sử dụng y học, dược phẩm  Sử dụng làm dung môi hưu  Sử dụng công nghệ sản xuất nước hoa  Dùng làm nguyên liệu sản xuất acid acetic, aldehyd acetic, etylacetat, etylclorua, hợp chất hữu khác  Sử dụng sản xuất cao su tổng hợp ... DỤNG CỦA MẬT RỈ ? ?Sản xuất cồn ? ?Sản xuất acid acetic, acid citric ? ?Sản xuất nấm men bánh mì, nấm men ch ? ?Sản xuất bột ? ?Sản xuất glycerin Ưu điểm việc sử dụng rỉ đường để sản xuất cồn Etylic so với... cơng nghệ sản xuất cồn Etylic NGUYÊN LIỆU Pha loãng – Xử lý Xử lý – Nấu PP Amylo Men giống Đường hóa Lên men PP Mycomalt Chuẩn bị dịch lên men O2 Lên men Chưng cất Chưng cất Tinh chế Tinh chế CỒN...NGUYÊN LIỆU Nguyên tắc: nguyên liệu chứa polysaccharide sử dụng công nghệ sản xuất cồn Yêu cầu:  Đảm bảo đủ lượng dưỡng chất phục vụ cho phát triển vi sinh vật  Hàm lượng