TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM CÔNG NGHỆ sản XUẤT cồn ETYLIC

I. GIỚI THIỆU CHUNG: Cồn etylic có CTHH: C2H5OH Được tạo ra từ 2 phương pháp: hóa học và sinh học Hóa học: từ các phản ứng hóa học Sinh học (lên men): từ đường đơn hya còn gọi là glucose, dưới xúc tác của nấm men. II. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU: Để sản xuất cồn etylic, về nguyên tắc có thể dùng bất kỳ nguyên liệu nào chứa đường hoặc polysaccarit nhưng sau thủy phân sẽ biến thành đường lên men được. Yêu cầu đối với nguyên liệu phải thỏa mãn: Hàm lượng đường hoặc tinh bột cao, có khả năng đem lại hiệu quả kinh tế cao. Vùng nguyên liệu phải tập trung và đáp ứng đủ nhu cầu cho sản xuất 1. Nguyên liệu chứa tinh bột: Nguyên liệu chủ yếu ở nước ta bao gồm sắn, ngô, khoai lang, khoai tây, một phần là gạo hoặc tấm, những nguyên liệu này có hàm lượng tinh bột khá cao: Sắn: 20 – 34% Ngô: 43.47 – 61.8% Khoai: trên thế giới thường sử dụng khoai tây như ở châu Âu, ở một số nước vùng nhiệt đới như Trung Quốc, Việt Nam thường sử dụng khoai lang. Nguyên liệu phổ biến nhất thường sử dụng nhất là sắn hay còn gọi là khoai mì.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC- THỰC PHẨM ĐHTP12ATT MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN ĐỒ UỐNG Đề tài tiểu luận CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN ETYLIC GVHD: Nguyễn Đắc Trường Nhóm thực hiện: nhóm Vũ Nguyễn Phương Thảo – 16050711 Trịnh Nguyễn Thanh Nhàn – 16055831 Hà Ngọc Phấn – 16027991 Lâm Khánh Nghi – 16039541 Bùi Bảo Kỳ - 16009721 Chế Thanh Phong – 16058951 I GIỚI THIỆU CHUNG: Cồn etylic có CTHH: C2H5OH Được tạo từ phương pháp: hóa học sinh học - Hóa học: từ phản ứng hóa học Sinh học (lên men): từ đường đơn hya gọi glucose, xúc tác nấm men II TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU: Để sản xuất cồn etylic, nguyên tắc dùng nguyên liệu chứa đường polysaccarit sau thủy phân biến thành đường lên men Yêu cầu nguyên liệu phải thỏa mãn: - Hàm lượng đường tinh bột cao, có khả đem lại hiệu kinh tế - cao Vùng nguyên liệu phải tập trung đáp ứng đủ nhu cầu cho sản xuất Nguyên liệu chứa tinh bột: Nguyên liệu chủ yếu nước ta bao gồm sắn, ngô, khoai lang, khoai tây, phần gạo tấm, nguyên liệu có hàm lượng tinh bột cao: - Sắn: 20 – 34% Ngô: 43.47 – 61.8% Khoai: giới thường sử dụng khoai tây châu Âu, số nước vùng nhiệt đới Trung Quốc, Việt Nam thường sử dụng khoai lang Nguyên liệu phổ biến thường sử dụng sắn hay gọi khoai mì Nguyên liệu chứa đường – mật rỉ (rỉ đường): Mật rỉ hay gọi rỉ đường phụ phẩm công nghê sản xuất đường, thường chiếm khoảng -5%/ lượng mía tùy vào chất lượng mía cơng nghệ sản xuất Thơng thường hàm lượng chất khô mật rỉ chiếm 80 – 85%, đó: - 60% đường gồm: 35 – 40% saccaroza, 20 – 25% đường khử - 40% chất phi đường: 20 – 32% chất hữu cơ, – 10% chất vô Mật rỉ nhận từ sản xuất chứa lượng vi sinh vật Tong nguy hiểm vi khuẩn lactic axetic Mức độ nhiễm khuẩn xác định tăng độ chua để mật rỉ tự lên men Mức tăng độ chua (khi tự lên men sau 24h) phạm vi từ 0.2 – 0.30 xem bình thường Thực tế gam mật rỉ chứa tới 100000 vi sinh vật khơng nha bào 15000 có khả tạo bào tử Ở mật rỉ bị nhiễm nặng số vi sinh vật đạt tới 500000 50000 Tuy nhiên, rỉ đường có nồng độ 70%, hầu hết vi sinh vật không hoạt động, pha loãng chúng bắt đầu hoạt động làm giảm hàm lượng đường, ảnh hưởng đến trình lên men làm tổn thất lớn Trong trình sản xuất cồn cần có biện pháp xử lý phù hợp nhằm diệt bớt hạn chế hoạt động tạp khuẩn Nguyên liệu giàu xenlulose: Từ phụ phẩm bã mía, răm bào, mạt cưa hay phụ phẩm sản xuất phomai Tuy nhiên khơng đem lại hiệu kinh tế cao  Vì thế, nguồn nguyên liệu để sản xuất cồn etylic nguyên liệu chứa tinh bột nguyên liệu chứa đường (mật rỉ - rỉ đường) III NẤM MEN VÀ VI KHUẨN TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN:  NẤM MEN: Loại nấm men thường sử dụng Saccharomyces Có loại: - Nấm men nổi: Saccharomyces cerevisiae Nấm men chìm: Saccharomyces carlsbergensis Môi trường dinh dưỡng: Môi trường dinh dưỡng có nồng độ đường khoảng 15 – 18% Nếu giảm suất thiết bị, làm tổn thất cồn Trong trường hợp nhiều dẫn đến áp suất thẩm thấu tăng làm trình lên men kéo dài, cịn sót đường lại Sau lên men khoảng 95% đường chuyển hóa thành cồn CO2, 5% cịn lại đường sót sản phẩm khác Nhiệt độ lên men khoảng 28 – 320C, pH = 4.5 – 5.2 - Nếu nhiệt độ lên men cao dẫn đến tạp khuẩn dễ phát triển tạo - nhiều este andehit Nếu nhiệt độ lên men thấp nấm men phát triển chậm Nếu pH cao làm tổn thất tăng nhanh Hàm lượng Nito khoảng 0.35 – 0.4 g/l nguyên liệu sắn 0.15 – 0.2 g/l rỉ đường Cơ chế sinh học (chu trình phân giải tinh bột): C6H12O6 2CO2 + 2C2H5OH + Q - Sản phẩm phụ: axit axetic, axit citric, axit succinic, ancol cao phân tử - (dầu fusel) Nguyên liệu sắn tạo nhiều dầu fusel rỉ đường Lượng dầu fusel hình thành phụ thuộc vào t0, pH, lượng khí sục vào, giống men, nguyên liệu Các vi khuẩn có hại cho nấm men: Vi khuẩn lactic tác dụng lên men đường thành axit lactic, ancol, CO2, aceton Vi khuẩn axetic lên men cồn thành axit axetic Đây loại vi khuẩn hiếu khí, có hại cho q trình sản xuất Vi khuẩn butyric số loại khác: điều kiện lên men cồn khơng thích hợp với phát triển chúng Ni cấy nấm men giống: a Nhân giống phịng thí nghiệm: Mơi trường: gồm nước malt đại mạch nghiên nhỏ theo tỷ lệ 5:1 - Giai đoạn 1: t0 = 48 – 530C, t = 20 – 30p, chuyển hóa protein thành - aminoaxit tác dụng proteaza Giai đoạn 2: t0 = 60 – 620C, t = 30p, tác dụng amylaza tinh bột - chuyển hóa thành đường Giai đoạn 3: t0 = 70 – 720C, q trình đường hóa xảy hồn tồn Sau lọc qua vải, dùng axit sunfuric 13 – 16% điều chỉnh pH đến 4.5 – Thanh trùng áp suất thêm 0.5 – 0.7 kg/cm3 30s b Nhân giống sản xuất: Chất lượng men giống đạt yêu cầu: - Số tế bào 1ml: 100 – 120 triệu Số tế bào nảy chồi: 10 – 15% Số tế bào chết < 5% Độ chua: pH = Mức độ nhiễm khuẩn