Tìm hiểu về quy trình sản xuất rượu etylic

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠNG NGHỆ HĨA TIỂU LUẬN Tìm hiểu quy trình sản xuất rượu etylic Sinh viên thực hiện: Đỗ Tất Dương Giảng viên: Phan Thị Quyên Học phần: Máy thiết bị chế biến thực phẩm Lớp: CNTP 01 – K14 Khoa: Cơng nghệ Hóa Hà Nội, 2021 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG LỜI MỞ ĐẦU Từ xa xưa, rượu phần thiếu văn hóa người dân Việt Nam Rượu có mặt buổi lễ, nghi thức linh thiêng, có bàn tiệc linh đình hay bữa cơm gia đình, điều cho thấy gắn bó sâu sắc rượu với đời sống người Việt Nam Ngoài ra, rượu xem thuốc ngâm với thuốc quý để uống trực tiếp hay xoa lên nơi đau mỏi xương khớp để chữa bệnh Đất nước ta dải đất hình chữ S trải dài từ Bắc Nam địa phương lại có phong tục, thói quen sử dụng rượu khác tạo thành giá trị văn hóa rượu Ngày nay, khái niệm rượu Việt Nam mở rộng nhiều Sự hội nhập bắt gặp nhiều mặt đời sống xã hội, có rượu Bên cạnh mặt hàng rượu truyền thống rải rác khắp từ Bắc vào Nam bắt gặp nhiều cửa hàng rượu ngoại phố Sự du nhập làm cho văn hóa uống rượu người Việt có nhiều đổi khác Bây vô nhà hàng lớn, quan bar bắt gặp nhiều nhãn hiệu rượu ngoại từ nhiều quốc gia giới Một trào lưu cho cách thưởng thức rượu người Việt Để đáp ứng nhu cầu sử dụng rượu người dân, nhiều doanh nghiệp đứng mở xưởng rượu với quy mô lớn với suất cao, chất lượng tốt an tồn Vì em tìm hiểu đề tài ‘‘Quy trình sản xuất rượu etylic’’ để có nhìn rõ sản xuất rượu ngày 1GIỚI THIỆU 1.1 Tổng quan rượu công nghiệp Rượu trắng, rượu đế, rượu gang, rượu gạo, rượu trưng hay rượu quốc lủi Đều cách gọi loại rượu trưng cất từ ngũ cốc lên men làm cách thủ công dân gian ,rất thịnh hành làng ẩm thực Việt Nam Cùng với phát triển đất nước, rượu trở thành sản phẩm phổ biến công nghiệp Việt Nam Đang sản xuất với quy mô lớn với thiết bị máy móc dây truyền đại Từ xa xưa trước người Pháp đến Việt Nam xâm lăng hộ thuộc địa, sản xuất rượu Việt Nam ta có lịch sử từ lâu đời người Việt phổ biến chung tập quán uống rượu, đặc biệt ngày lễ tết, vốn vô tửu bất thành lễ Nhưng sản xuất với quy mô nhỏ, từ người Pháp đặt chân tới Việt Nam(1858) chưa sản xuất rượu quy mơ cơng nghiệp Chính phủ bảo hộ khuyến khích người Việt nấu rượu, uống rượu để thu thuế, cấp đăng kí sản xuất rượu Nhưng khơng có biện pháp thu thuế triệt để Hiện tượng trốn thuê khai thuế tràn lan không kiểm sốt Kể từ sản xuất rượu cơng nghiệp đời quyền sắc lệnh cấm người dân tự nấu rượu, ngừng cấp giấy phép kinh doanh rượu, trì làng nghề tập trung để dễ thu thuế, đẩy mạnh sản xuất rượu công nghiệp Từ sản xuất rượu cơng nghiệp đời doanh nghiệp, tổ chức sản xuất với mục đích phân phối thị trường theo quy mơ lớn Hơn sản xuất rượu công nghiệp sử dụng thiết bị sản xuất vô đại, quy trình sản xuất rượu cơng nghiệp thực dây truyền máy móc: nồi nấu rượu điện công nghiệp, tủ nấu cơm công nghiệp, máy trộn men, tủ ủ men rượu số dụng cụ cần thiết khác Được cấp phép từ điều 8,9 nghị định 94/2012/NĐ-CP Tại Việt Nam, theo Nguyễn Nam Vinh Đỗ Viết Tịnh (VINASTATS), GABA Bangkok Consultation: Alcohol in Asia, vào năm 1997, với 75 triệu dân, tiêu thụ khoảng 264.192 lít rượu, có 242.412 lít rượu pha chế nhà Tính theo đầu người, năm người Việt Nam uống 3,52 lít rượu Số ngoại tệ để nhập rượu vào thời điểm 12.285.091$ Vì thế, rượu ba nguyên nhân thường gây bệnh gan (gồm viêm gan siêu vi B, C rượu) cho người Việt Nam Trong nghiên cứu DW Lachenmeier cộng số nhỏ mẫu rượu Việt Nam chứa ethanol với nồng đồ thay đổi từ 30 đến 40% Ngồi ethanol, mẫu rượu cịn chứa methanol, acetaldehyde, esters, kim loại nặng số anions Tuy nhiên, tác giả cho biết với mẫu nghiên cứu nhỏ, nồng độ chất chưa đủ sức gây nguy hiểm đến sức khỏe cộng đồng Riêng rượu rắn bò cạp, nồng độ rượu chiếm khoảng 77%, số thuốc y dược cổ truyền Trung Quốc Khơng để tạo chai rượu công nghiệp không kể đến nguyên liệu 1.2 Nguyên liệu Lúa gạo lương thực khoảng ½ dân số giới, có chứa loại chất quan trọng tinh bột, protein vitamin B1 Trong sản xuất rượu, gạo nếp cho chất lượng cao: hiệu suất cao, tạp chất, vị hương thơm dậy mùi Cùng với lượng vitamin B1 có cám gạo giúp nấm men sinh trưởng thuận lợi nâng cao hoạt tính enzyme zimaza Thành phần số loại gạo nếp thường có 100g sản phẩm (Bangthanhphanthucphamvn – 2007): Loại Nước Protein Chất béo Gluxit Xenlulozơ Gạo nếp 14 8,6 1,5 74,5 0,6 Gạo nếp máy 13,9 8,4 1,6 74,9 0,5 Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng số loại gạo 1.3 Nấm men Hệ vi sinh vật men rượu giữ vai trị quan trọng q trình sản xuất rượu, ảnh hưởng trực tiếp đến suất chất lượng sản phẩm Nấm mốc thực q trình đường hố nấm men thực trình lên men rượu, hai nhóm vi sinh vật chủ yếu có men làm rượu Một số dòng nấm mốc phổ biến Amylomyces rouxii, Rhizopus spp., Mucor spp, Aspergillus spp Một số nấm men gồm có Saccharomyces cerevisiae, Hansenula spp., Endomycopsis spp (Steinkraus, 1997; Nout & Aidoo, 2002) Việc cải tiến chất lượng hoạt tính men làm rượu góp phần quan trọng hồn thiện quy trình công nghệ sản xuất rượu cải tiến chất lượng rượu thành phẩm Kết nghiên cứu sản xuất men làm rượu với dạng hạt gồm tổ hợp nấm mốc Amylomyces rouxii nấm men Saccharomyces cerevisiae xác định có hoạt tính cao (Dung et al., 2005) bước đầu thử nghiệm cho thấy khả ứng dụng trình lên men rượu từ số loại nông sản (gạo, nếp) khác (Dung & Phong, 2011) Ngoài ra, gần hướng ứng dụng enzyme amylase từ mầm lúa để thay cho nguồn enzyme từ nấm mốc vấn đề cần khảo sát với mục đích góp phần rút ngắn thời gian sản xuất rượu đảm bảo chất lượng, an toàn cho người tiêu dùng 1.4 Sơ đồ quy trình sản xuất Hình 1.1Sơ đồ quy trình sản xuất rượu etylic 1.4.1 Nghiền bột Gạonếp đem nghiền thành dạng bột mịn trước đem nấu 1.4.2 Hồ hóa Gạo nếp sau nghiền thành dạng bột chuyển lên nồi nấu nhờ băng tải để thực q trình hồ hóa tinh bột Bột nước phối trộn theo tỷ lệ thích hợpbằng hệ thống cánh khuấy nối nấu, áp lực nấu nồi từ 3,5-4,2 kg/cm2, thời giannấu từ 60’ – 90’ 1.4.3 Đường hóa - lên men Sau nấu cháo chín, cháo chuyển quathùng ủ (đường hóa lên men) Dùng nước dội nguội thùng ủ để hạnhiệt độ cháo từ 100°C xuống khoảng 39°C Đưa giống mốc vào thùng ủ tiến hành đường hóa từ 35-40h, đồng thời liên tục mở khí nén trì nhiệt độ ổn định Kiểm tra độ đường đạt 50-60 g/1thì tiếp tục đưa bình cầu 1l nấm men giống vào, mở mạnh vannén khí để hạ nhiệt độ xuống khoảng 32°C, nén khí liên tục 24hđể phát triển sinh khôi nấm men, đồng thời tiếp tục q trình đườnghóa Khi kiểm tra thấy độ đường đạt 90-100g/1 dừng khí nén, thựchiện q trình lên men kỵ khí để sinh etanol Sau 72-96h tiến hànhkiềm tra độ rượu, đường sót, axit, nhiệt độ soi kính quan sát tế bàonấm men đề định thời điểm kết thúc lên men 1.4.4 Chưng cất - tinh chế Khi trình lên men kết thúc, ta tiến hành chuyển sản phẩm lên men qua tháp chưng cất để thu rượu Sau đem tinh chế để loại bỏ tạp chất độc tố 1.4.5 Đóng chai - bảo quản Thành phẩm sau tinh chế xong đem ủ vịng 72h, sau kiểm tra nồng độ ethanol, methanol, andehyt rượu cao phân tử.Sau đạt yêu cầu thành phẩm đem đóng chai chuyển vào kho để bảo quản Bảo quản sản phẩm nhiệt độ 10 - 20ºC, độ ẩm từ 50 – 80% để nơi thoáng mát, tránh tiếp xúc với ánh nắng trực tiếp CHƯƠNG 2: THUYẾT MINH QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1 Nghiền bột 2.1.1 Mục đích Nghiền gạo thành dạng bột trước đem nấu để đẩy nhanh q trình hồ hóa lên men 2.1.2 Thiết bị sử dụng  Máy nghiền búa - Cấu tạo: Hình 2.2Cấu tạo máy nghiền búa - Nguyên lý hoạt động: Động tác động làm trục đĩa có gắn búa đập quay nhanh khoang nghiền Vật liệu đưa vào thông qua cửa vào liệu sau búa nghiền làm cho vật liệu đập nghiền vỡ Tấm sàng nằm máy búa lọc vật liệu nhỏ tròn ngồi, hạt có kích thước to cịn lại tiếp tục bị búa đập nghiền liên tục đạt u cầu ngồi Kích thước sản phẩm cuối điều chỉnh cách thay đổi lưới sàng lọc Khoảng cách rô to lưới sàng lọc điều chỉnh theo yêu cầu - Ưu nhược điểm: + Ưu điểm: Tiết kiệm thời gian, sản phẩm mịn đều; Thiết kế nhỏ gọn dễ vận hành + Nhược điểm: Mòn búa nhanh; Khi vật liệu có độ ẩm > 15% búa bị dính; Khi vật liệu có độ cứng cao hiệu nghiền không cao - Ứng dụng: + Trong công nghiệp thực phẩm: Dùng để nghiền loại ngũ cốc thành dạng bột mịn Dùng để nghiền rau củ sấy khô để tạo màu thực phẩm Nhiền đường thành bột mịn để trộn + Trong công nghiệp sản xuất xi măng: Sử dụng để nghiền nhỏ đá vôi, thạch cao 2.2 Hồ hóa 2.2.1 Mục đích Phá vỡ liên kết phân tử phân tử tinh bột, hòa tàn chúng vào nước để để thực trình đường hóa 2.2.2 Thiết bị sử dụng  Băng tải: - Cấu tạo: - Cửa nạp liệu - Trục bị động - Băng dẫn - Động - Con lăn - Bộ truyền động - Trục dẫn - Cơ cấu làm căng băng - Cửa dỡ liệu 10 - Khung Hình 2.3Cấu tạo băng tải - Nguyên lý hoạt động: Động truyền chuyển động làm puli truyền động quay dẫn khiến puli căng băng quay theo băng dẫn hoạt động mang theo nguyên liệu từ phễu nạp liệu đến cuối băng tải - Ưu nhược điểm: + Ưu điểm: Đơn giản, bền; Năng suất cao, giá thành rẻ, dễ sửa chữa; Hệ thống an toàn, dễ sử dụng, không gây nhiều tiếng ồn, không làm hư vật liệu + Nhược điểm: Tốn diện tích, không vận chuyển với độ dốc cao;Tiêu tốn lượng đơn vị khối lượng vận chuyển tương đối cao - Ứng dụng: + Sử dụng để vận chuyển vật liệu ác ngành công ngiệp như: công nghiệp thực phẩm, công nghiệp mĩ phẩm, khai thác mỏ + Sử dụng phân loại hàng hóa + Ứng dụng dây chuyền sản xuất khép kín  Nồi nấu gián đoạn - Cấu tạo: Hình 2.4Cấu tạo nồi gián đoạn - Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu đưa vào phễu ngâm 1, sau nước thêm vào phễu ống 14 điều chỉnh pH phễu từ bình chứa 13 Sau ngâm khoảng 50 - 90 phút nhiệt độ 40 - 45ºC, Nguyên liệu nạp 10 vào nồi qua cửa nạp thực trình nấu tinh bột Trong trình nấu, hệ thống truyền động khuyấy trộn nguyên liệu nóng đưa vào nồi qua ống –10, thừa đưa qua ống 8.Nhờ có áp kế van an tồn người ta điều chỉnh áp suất nồi Trong giai đoạn cuối trình nấu, mẫu đem qua ống 11 đểkiểm tra độ chín tinh bột Sau nấu xong, ngườ ta mở khóa van ống 12 để chuyển cháo sang thùng ủ - Ưu nhược điểm: + Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ vận hành;Nấu tát loại nguyên liệu + Nhược điểm: Năng suất thấp; Tiêu hao nhiều thứ không tận dụng thứ; Gây tổn thất đường - Ứng dụng: + Sử dụng công nghiệp sản xuất đồ uống + Sử dụng công nghiệp sản xuất cháo ăn liền 2.3 Đường hóa – Lên men 2.3.1 Mục đích  Đường hóa Chuyển hóa tinh bột thành đường glucose nhờ giống mốc enzyme amylase  Lên men Đưa chủng vi khẩn lên men vào để thực q trình chuyển hóa đường glucose thành rượu etylic 2.3.2 Thiết bị sử dụng  Thùng ủ men lớp - Cấu tạo: 11 Hình 2.5Cấu tạo thùng ủ men Cửu nạp liệu Cửa khí Vỏ lớp Cửa dẫn nước Cửa tháo cặn, bã - Nguyên lý hoạt động: Chân đỡ Cửa tháo sản phẩm Cửa nạp khí Cửa quan sát, tiếp mốc - men 10 Cửa dẫn nước vào Nguyên liệu đưa vào thiết bị qua cửa nạp liệu Nước đưa vào thiết bị để làm lạnh ổn định nhiệt thiết bị thông qua cửa dẫn nước vào 10 đưa qua cửa dẫn nước Giống mốc nấm men đưa vào thiết bị thơng qua cửa Trong q trình đường hóa, khí thêm vào qua cửa nạp khí cửa khí Quan sát q trình đường hóa – lên men cửa Kết thúc trình lên men, dịch lên men tháo qua cửa cặn, bã tháo khỏi thiết bị qua cửa - Ưu nhược điểm + Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành + Nhược điểm: Chi phí lắp đặt cao - Ứng dụng: Sử dụng công nghiệp sản xuất đồ uống 12 2.4 Chưng cất – tinh chế 2.4.1 Mục đích Tách ethanol khỏi hỗn hợp dịch lên men, loại bỏ tạp chất độc tố có dịch men 2.4.2 Thiết bị sử dụng - Cấu tạo: Hình 2.6Sơ đồ hệ thống chưng luyện Thùng chưng cất cồn thô Thùng ngưng tụ cồn thô Thùng tạm chưa cồn thô Tháp tinh chế - Nguyên lý hoạt động: Bình ngưng tụ Bình ngưng tụ Bình làm lạnh Bình làm lạnh 13 Lên men xong dịch lên men bơm vào thùng chứa (ở hệ thống làm việc kiểu chưng gián đoạn, luyện liên tục) Vì phần làm việc gián đoạn nên phải bố trí hai thùng làm việc song song làm việc so le để ổn định phần nồng độ cồn thô trước vào tháp tinh chế Ở thùng chưng cất đun trực tiếp nước có áp suất 0,8 đến 1kg/cm2 Hơi rượu bay lên ngưng tụ vào thùng chứa 3, tiếp liên tục vào tháp tinh chế Ở đun nước trực tiếp Cồn thô vào tháp tinh chế đĩa tiếp liệu (đĩa 16 đến 18 tính từ lên) chảy xuống đáy nồng độ cồn giảm dần đến đáy tháp khoảng 0,015 đến 0,03% Nhiệt độ đáy tháp phải 103 đến 105 độ C Hơi rượu bay lên tăng dần nồng độ phần lớn ngưng tụ hồi lưu trở lại tháp Một phần nhỏ chưa ngưng tụ chứa nhiều tạp chất đầu tiếp tục đưa sang ngưng tụ tiếp lấy cồn đầu Cồn đầu dùng để đốt, sát trùng, làm dung môi để pha vecni đem cất lại Cồn sản phẩm lấy dạng lỏng cách đĩa hồi lưu (từ xuống) khoảng đến đĩa, làm lạnh 7, vào thùng chứa vào kho Cồn lấy có nồng độ thấp (0,3 đến 0,5% V) so với đỉnh chứa este aldehyt - Ưu nhược điểm: + Ưu điểm: Dễ vận hành, chế tạo đơn giản, suất lớn, sản phẩm đihr có độ tinh khiết cao + Nhược điểm: Tốn nhiều lượng để vận hành - Ứng dụng: + Ứng dụng nhiều sản xuất rượu + Ứng dụng cơng nghiệp hóa chất + Sử dụng cơng nghệ lọc dầu 2.5 Đóng chai – bảo quản 2.5.1 Mục đích  Đóng chai Đem sản phẩm rượu thu tiêu thụ thị trường  Bảo quản Bảo quản sản phẩm rượu để chờ đem tiêu thụ thị trường 2.5.2 Thiết bị sử dụng  Dây chuyền chiết rót chai tự động 14 Hình 2.7Thiết bị chiết rót chai tự động in - Cấu tạo: Dây chuyền tích hợp giai đoạn hệ thống bao gồm: Giai đoạn xúc rửa tiệt trùng chai, giai đoạn chiết rót tự động giai đoạn đóng nắp chai tự động - Nguyên lý làm việc: + Giai đoạn xúc rửa tiệt trùng chai: Chai đưa vào thiết bị nhờ hệ thống băng tải Trong giaiđoạn chai bơm nước nóng xúc rửa nhiệt độ thích hợp áp suất cao để tiệt trùng (số đầu rửa chai 8) Sau chai sấy khơ trước đưa vào giai đoạn chiết rót + Giai đoạn chiết rót tự động: Chai cố định vị trí chiết rót, nhờ hệ thống tự động nên chất lỏng rót vào chai với dung tích cài đặt sẵn (số đầu rót chiết 8) Sau chai chuyển đến giai đoạn đóng nắp + Giai đoạn đóng nắp chai tự động: Đầu xoắn nắp sử dụng lực từ, thực chức lấy nắp, xoắn nắp, lực đẩy xoắn nắp vơ cực điều chỉnh, không làm hỏng nắp chai xiết chắn (số đầu xoắn nắp 3) Chai sau đóng nắp đưa ngồi dán nhãn sản phẩm - Ưu nhược điểm + Ưu điểm: Tiết kiệm diện tích so với loại máy khác, tự động hóa, suất lớn đảm bảo vơ trùng 15 + Nhược điểm: Chi phí đầu tư lớn - Ứng dụng: + Sử dụng chiết rót sản phẩm thực phẩm dạng lỏng: sữa, rượu, nước hoa + Sử dụng cơng nghiệp hóa chất: dầu nhớt, nước giặt KẾT LUẬN Tóm lại, qua tiểu luận “Công nghệ sản xuất rượu công nghiệp” em giới thiệu khái quát rượu trình bày quy trình cơng nghệ sản xuất rượu cơng nghiệp từ khâu nguyên liệu đến bước tạo thành phẩm cuối đưa đến tay người tiêu dùng Trong trình hoàn thiện tiểu luận này, em cố gắng vận dụng kiến thức mà giảng viên hướng dẫn q trình giảng dạy, đồng thời tìm kiếm thơng tin từ nhiều tài liệu chuyên ngành mạng Internet để hồn thiện đề tài cách tốt Tuy nhiên, thiếu vốn hiểu biết kinh nghiệm thực tiễn nên tránh khỏi sai sót, em hy vọng nhận nhận xét đánh giá để cải thiện hoàn thành tiểu luận tốt Em xin chân thành cảm ơn! 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Cơng nghệ lên men ứng dụng cơng nghệ thực phẩm – Bùi Ái Giáo trình Cơng nghệ lên men – PGS.TS Lương Đức Phẩm,NXB Giáo dục Việt Nam Giáo trình máy chế biến thực phẩm – Trường Đại học Cần Thơ – Văn Minh Nhựt Đề tài sản xuất men rượu từ saccharomyces cerevisae enzyme amylase mầm lúa – Ngô Thị Phương Dung – Trường Đại học Cần Thơ https://www.youtube.com/watch?v=A0RLVUhKx6s https://maymienbac.com/day-chuyen-chiet-rot-tu-dong-3-trong-1 17 ... xuất rượu đảm bảo chất lượng, an tồn cho người tiêu dùng 1.4 Sơ đồ quy trình sản xuất Hình 1.1Sơ đồ quy trình sản xuất rượu etylic 1.4.1 Nghiền bột Gạonếp đem nghiền thành dạng bột mịn trước... người dân, nhiều doanh nghiệp đứng mở xưởng rượu với quy mô lớn với suất cao, chất lượng tốt an tồn Vì em tìm hiểu đề tài ‘? ?Quy trình sản xuất rượu etylic? ??’ để có nhìn rõ sản xuất rượu ngày 1GIỚI... nghiệp, tổ chức sản xuất với mục đích phân phối thị trường theo quy mô lớn Hơn sản xuất rượu công nghiệp sử dụng thiết bị sản xuất vô đại, quy trình sản xuất rượu cơng nghiệp thực dây truyền máy móc: