luận văn công nghệ sản xuất rượu

công nghệ sản xuất rượu

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện KH CN Môi trường ******* Bài tiểu luận môn quá trình sản xuất Chủ đề: Tìm hiểu công nghệ sản xuất rượu và các dòng thải chính Sinh viên thực hiện: - Trần Ngọc Linh - Vũ Đức Duy - Nguyễn Hùng Sơn Lớp: Môi trường K51 Thầy giáo hướng dẫn: - Thầy Đinh Bách Khoa Hà Nội 2008 mục lục Trang Lời nói đầu 3 Phần một. Công nghệ sản xuất Chương 1. Tổng quan 1. Giới thiệu 4 2. Tình hình sản xuất trong nước 4 3. Tình hình sản xuất trên thế giới 5 4. Sơ lược các công nghệ 6 Chương 2. Qui trình công nghệ 1. Sơ đồ công nghệ 7 2. Nguyên liệu 7 3. Nghiền nguyên liệu 10 4. Nấu nguyên liệu 11 5. Đường hoá dịch cháo 13 6. Lên men dịch đường 15 7. Chưng cất 18 8. Đặc điểm sử dụng điện, nước 21 Phần hai. Vấn đề môi trường 22 Kết luận 23 Phụ lục 24 Tài liệu tham khảo 25 Lời nói đầu Trong thời gian học môn Các quá trình sản xuất cơ bản, được sự chỉ dẫn của thầy Khoa, nhóm sinh viên chúng em đã có cơ hội tìm hiểu về Công nghệ sản xuất rượu, cồn etylic và các dòng thải chính trong quá trình sản xuất. Sau đây là bản báo cáo về nội dung đã tìm hiểu. Nội dung cơ bản gồm 3 phần: - Phần 1: Tổng quan, Nguyễn Hùng Sơn viết. - Phần 2: Qui trình sản xuất, Trần Ngọc Linh viết. - Phần 3: Vấn đề môi trường, Vũ Đức Duy viết. Sự tìm hiểu mới dừng lại ở khía cạnh lý thuyết, và chủ yếu qua sách và các phương tiện truyền thông, cho nên chắc chắn còn có nhiều sai sót. Rất mong được sự góp ý của thầy và các bạn để nội dung được hoản chỉnh hơn. Hà Nội, 17/10/2008 Trần Ngọc Linh Phần một. công nghệ sản xuất Chương 1. tổng quan 1. Giới thiệu Rượu chiết xuất từ gạo hoặc tinh bột, điều này giúp ích cho cuộc sống hàng ngày của con người và đồng thời cũng được ứng dụng nhiều trong công nghệ chế biến thức ăn và dược phẩm. ở một số nước còn cùng cồn để pha vào xăng nhằm giảm chi phí và bảo vệ môi trư ờng. Rượu còn là nguyên liệu cho một số ngành công nghệ khác như sản xuất axit axetic, axit xitric. Và rượu cũng có thể làm chất đốt vì 1g cồn khi đốt sinh ra 7 cal. Công nghệ sản xuất rư ợu đã và đang là một công nghệ chuyên nghiệp lâu đời ở nhiều nước trên thế giới. Phương pháp truyền thống là dựa vào kinh nghiệm và kỹ thuật thủ công. Nhưng ngày nay, những thiết bị tự động hoá đang được đưa dần vào sử dụng để tăng hiệu quả sản xuất và đồng thời kiểm soát được chất lượng cũng như cải thiện được vấn đề vệ sinh trong quá trình sản xuất. 2. Tình hình sản xuất rượu ở nước ta Hiện nay ở nước ta chỉ có ba cơ sở làm ra được cồn loại I đạt TCVN 71. Đó là Công ty Rượu Bia Đồng Xuân Phú Thọ, Công ty Rượu Hà Nội và Nhà máy rượu Bình Tây. Tỷ lệ loại I cũng chưa nhiều, riêng rượu Đồng Xuân đạt 70 80%. Ngoài ba cơ sở trên, các cơ sở sản xuất còn lại chỉ làm ra được cồn loại II hoặc thấp hơn và hầu hết là cồn từ rỉ đường. Công ty Rượu Hà Nội có công suất thiết kế 10 triệu lít/năm và Nhà máy rượu Bình Tây có công suất thiết kế 20 triệu lít/năm. Nhưng năm 1997, cả 2 nhà máy chỉ sản xuất đư ợc 3,28 triệu lít rư ợu. Năm 1998 Công ty rượu Hà Nội nâng sản lượng lên 4,2 triệu lít rượu và 1,7 triệu lít cồn. Ngoài ra, cả nước còn có 26 doanh nghiệp quốc doanh với tổng công suất thiết kế khoảng 25,8 triệu lít/năm. Tuy nhiên năm 1997 chỉ sản xuất được 13,53 triệu lít. Trong 26 doanh nghiệp này chỉ có 3 doanh nghiệp có công suất 1,8 triệu lít/năm trở lên là Công ty rượu nước giải khát Thăng Long, Công ty rượu Đồng Xuân và Công ty Đường rượu Việt Trì. Công ty rượu nước giải khát Thăng Long có công suất thiết kế 5 triệu lít/năm, sản lượng thực tế năm 1997 là 4,8 triệu lít. Sản phẩm chủ yếu là các loại rượu vang, rượu Champagne. Công ty rượu Đồng Xuân có công suất thiết kế 600 nghìn lít cồn/năm (tương đương 1,8 triệu lít rượu/năm). Sản lượng cồn sản xuất thực tế hàng năm khoảng 700 800 nghìn lít, vượt công suất thiết kế. Sản phẩm chủ yếu là các loại rượu pha chế, rượu vang, rượu champagne. Các cơ sở sản xuất tư nhân và cổ phần có tổng công suất thiết kế là 4,55 triệu lít/năm. Vốn đầu tư 6,9 tỷ đồng. Sản lượng thực tế sản xuất: năm 1995 khoảng 1,63 triệu lít, năm 1996: 1,84 triệu lít, năm 1997: 2,53 triệu lít. Các cơ sở này chủ yếu thành lập từ những năm 1990, thiết bị phần lớn chế tạo trong nước, thường có vốn đầu tư thấp, công suất nhỏ nên thiết thường chắp vá, không đồng bộ, lao động hoàn toàn thủ công, công nghệ sản xuất trong nước, sản phẩm chủ yếu tập trung vào sản xuất các loại rượu pha chế, một số cơ sở sản xuất rượu vang và champagne, tuỳ theo nhu cầu của thị trường. Một số cơ sở có đầu tư thư ờng xuyên cho công nghệ và thiết bị nên sản phẩm tương đối ổn định và tốt, còn phần lớn các cơ sở khác sản xuất theo thời vụ, đối tượng bán hàng chủ yếu tập trung ở các vùng nông thôn, miền núi, chất lượng sản phẩm kém, không ổn định nhưng giá thành thấp, nên kinh doanh vẫn có hiệu quả. Các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài: do chính sách mở cửa của Nhà nư ớc, mấy năm gần đây các đối tác nư ớc ngoài đã sang Việt Nam liên doanh để sản xuất rượư. Sản lượng rượu mùi và rượu trắng của các cơ sở có vốn đầu tư nước ngoài tăng nhanh trong những năm 1995 đến năm 2000. Năm 2000 đạt 1,6 triệu lít/năm. Các sản phẩm sản xuất hiện nay ở quy mô công nghiệp chủ yếu là rượu pha chế từ cồn tinh luyện, đa số hương vị của các sản phẩm phụ thuộc chủ yếu vào hương liệu và chất phụ gia đưa từ ngoài vào; chưa có sản phẩm nào đặc trưng cho Việt Nam. 3. Tình hình sản xuất trên thế giới: Cồn rượu được con người xem là sản phẩm thực phẩm nhưng cũng lại là sản phẩm có nguy cơ độc hại đối với cơ thể con người. Tuy nhiên, sản lư ợng cồn mà thế giới sản xuất ra hàng năm vẫn ngày càng tăng thêm. Sản lượng cồn sản xuất ở một số nước cho trong bảng sau: Hình 1. Sản lượng cồn sản xuất ở một số nước (năm 1958) 1323 887 246 240 17 6 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Liờn xụ c M Braxin Phỏp Phn lan B sn lng (t lớt) Hầu hết các nước trên thế giới đều dùng cồn để pha chế rượu và cho các nhu cầu khác nhau như: y tế, nhiên liệu và nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác. Tuỳ theo tình hình phát triển ở mỗi nư ớc, tỷ lệ cồn dùng trong các ngành rất đa dạng và khác nhau. ở các nư ớc có công nghiệp rư ợu vang phát triển như Italia, Tây Ban Nha, Môn đô va, 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, Rartin, Brandy, Napoleon, Rhum, Trong thời gian 1954 1955, ở Nhật chỉ có 19,1% cồn đưa vào pha chế rượu, ở Đan Mạch chỉ 11,6%, còn ở Bỉ cồn đưa vào pha chế rượu mạnh chiếm tới 39% sản lượng năm. ở Liên Xô cũ cồn đưa vào sản xuất các đồ uống chiếm tới 40%; 60% còn lại được dùng vào các ngành kinh tế khác Rượu và các đồ uống có rượu chiếm một vị trí đáng kể trong công nghiệp thực phẩm. Chúng rất đa dạng, tuỳ 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 chi thành 3 loại chính: rượu mạnh cao độ có nồng độ trên 30% thể tích, rượu thông thường có nồng độ từ 15 30% thể tích, và rượu nhẹ có nồng độ dưới 15% thể tích. 4. Sơ lược các công nghệ Dựa vào nguyên liệu có thể có các công nghệ đi từ nguyên liệu chứa tinh bột, đường và nguyên liệu chứa xenluloza. Phương pháp dùng nguyên liệu xenluloza thư ờng kém hiệu quả kinh tế, do thuỷ phân xenluloza khó khăn hơn thuỷ phân tinh bột. Trong sản xuất rượu, cồn, công đoạn chưng là không thể thiếu được trong bất kỳ công nghệ nào. Có hai phương pháp chưng cất là dùng nồi chư ng cất và dùng tháp chưng cất. Dùng nồi chưng cất có ưu điểm là đơn giản, dễ thao tác, rượu còn có mùi vị của các chất đi kèm tạo hương thơm. Phương pháp này chủ yếu đư ợc áp dụng ở các làng nghề và các cơ sở tư nhân, hộ gia đình. Như ợc điểm của phương pháp này là kém hiệu quả kinh tế, độ tinh khiết không cao, thời gian lâu, từ 6 đến 8 giờ, cần thùng lớn, tốn vật liệu và năng suất thấp, tốn hơi và nhiệt, nồng độ cồn không ổn định và giảm dần trong quá trình chưng. Lúc đầu có thể đạt 75 80% thể tích, cuối chỉ còn 5 6% thể tích. Nồng độ trung bình từ 20 30%. Tổn thất rư ợu theo bã nhiều gấp 3 4 lần so với khi dùng tháp chưng. Phư ơng pháp dùng tháp chưng khắc phục đư ợc các như ợc điểm trên, độ tinh khiết cao, hiệu quả kinh tế cao. ở các nư ớc tiên tiến hiện nay chỉ dùng phương pháp này. ở nước ta nhiều xí nghiệp nhỏ và các xưởng tư nhân cũng đang dần áp dụng phương pháp này. Trong bài tiểu luận này em trình bày công nghệ sản xuất rư ợu đi từ những nguyên liệu chứa tinh bột hoặc đường và dùng nồi chưng gián đoạn khi chưng cất rượu. Chương 2. qui trình công nghệ 1. Sơ đồ công nghệ sản xuất rượu, cồn etylic: Hình 2. Sơ đồ công nghệ 2. Nguyên liệu dùng trong sản xuất rượu: a. Nguyên liệu chứa tinh bột: Nguyên liệu chủ yếu mà các nhà máy rượu ở nước ta thường sử dụng là sắn, sau đó là ngô và một phần gạo hoặc tấm. Củ sắn gồm ba phần chính: vỏ, thịt củ và lõi; ngoài ra còn có cuống và rễ củ. Vỏ gồm vỏ gỗ và vỏ cùi. Vỏ gỗ cấu tạo chủ yếu là xenluloza. Vỏ gỗ có tác dụng bảo vệ củ khỏi tác động bên ngoài; đồng thời hạn chế mất nước của củ. Bản thân vỏ củ cứng nhưng liên kết không bền với vỏ cùi, do đó dễ mất khi thu hoạch và vận chuyển. Tỷ lệ vỏ gỗ thường vào khoảng từ 1,5 2 %. Vỏ cùi dày khoảng 1 3 mm và chiếm 8 15 % khối lượng củ. Vỏ cùi gồm lớp tế bào mô cứng phủ ngoài. Thành phần lớp này cũng chủ yếu là xenluloza, hầu như không có tinh bột như ng chứa mủ sắn. Trong thành phần mủ sắn có chứa các pholyphenol. Tiếp theo là lớp tế bào mô mềm, lớp này ngoài mủ sắn còn chứa khoảng 5 % tinh bột. Các polyphenol, enzym và linamarin có tác dụng bảo vệ củ phát triển bình thường trước thu hoạch, nhưng khi đã đào bới củ khỏi đất chúng lại gây trở ngại cho bảo quản và chế biến. Tổng lượng các chất polyphenol trong sắn khoảng 0,1 0,3 %, trong đó có đến 85 90 % tập trung ở vỏ cùi. Sau vỏ cùi là khe mủ nơi lưu thông mủ giữa vỏ cùi và thịt củ. Do tác dụng này nên liên kết giữa vỏ với thịt sắn không bền, dễ tách vỏ khỏi thịt sắn. Lớp tiếp nối là tầng sinh gỗ, với củ phát triển bình thường thì lớp này chỉ nhìn rõ sau khi luộc chín. Tiếp theo tầng sinh gỗ là thịt sắn chứa nhiều tinh bột, protein và các chất dầu. Đây là phần dự trữ chủ yếu các chất dinh dư ỡng của củ. Các chất polyphenol, độc tố và enzym chứa ở thịt củ tuy không nhiều, chỉ 10 15% so với chúng có trong củ nhưng vẫn gây trở ngại khi chế biến làm biến màu, sắn bị chảy mủ sẽ khó thoát nước khi sấy hoặc phơi khô. Lõi sắn nằm ở trung tâm củ, dọc suốt chiều dài. Thành phần lõi chủ yếu là xenluloza. Lõi có chức năng dẫn nước và các chất dinh dưỡng giữa cây và củ, đồng thời giúp thoát nước khi sấy hoặc phơi khô. 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 60,0 74,2%. Có thể biểu diễn bằng đồ thị với các giá trị lấy trung bình như sau: Hình 3. Thành phần chính của củ sắn tươi 0.27 0.01 0.0035 0.0205 0.0054 0.002 0.671 0.0176 Tinh bt Protein Cht bộo Xenluloza Cht tro Polyphenol Nc Cht khỏc Sắn dùng trong sản xuất rượu chủ yếu là sắn lát khô hoặc sắn dui. Ngoài sắn khô người 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. Thành phần hoá học của một số nguyên liệu chứa tinh bột được cho trong bảng dưới tính theo % trung bình. Bảng 1. Thành phần hoá học của một số nguyên liệu Thành phần Sắn khô Gạo tẻ Tấm Cám gạo Ngô vàng đá Nước 14 11 11,5 11-12,0 12,5 13,0 Gluxit lên men 67,6 69,2 41,0 28-37,0 68,4 72,6 Protit 1,75 7,3 5,3 6,1-13,4 8,3 7,2 Chất tro 1,79 0,9 17,7 13,6- 22,3 1,6 1,1 Chất béo 0,78 1,2 2,0 2,3-17,9 5,1 4,1 Xenluloza 3,38 0,5 22,5 6,8-30,1 4,1 2,0 . chính sách mở cửa của Nhà nư ớc, mấy năm gần đây các đối tác nư ớc ngoài đã sang Việt Nam liên doanh để sản xuất rượư. Sản lượng rượu mùi và rượu trắng. cấu tạo của chúng và chỉ bị phá vỡ khi khuấy trộn hoặc phóng cháo qua van hẹp sang thiết bị lớn hơn. Lúc đó sẽ xảy ra hiện tượng tự bay hơi nước trong tế