1 Mục đích
Mục đích của nấu nguyên liệu tinh bột là để phá vỡ màng của hạt tinh bột và chuyển tinh bột của nguyên liệu sang trạng thái hồ tan để quá trình đường hĩa đạt hiệu quả cao hơn và hiệu suất thu hồi cao hơn [5, tr 36].
2 Tiến hành
Nấu nguyên liệu theo phương pháp nấu liên tục.
Nguyên liệu bột sắn và nước liên tục đi vào thùng hịa trộn (1) theo một tỉ lệ nhất định, nhiệt độ dịch bột đạt 35÷400C, rồi đưa vào nồi nấu sơ bộ (3). Trong quá trình nấu cĩ bổ sung enzim Termamyl với tỉ lệ 30% so với tổng lượng tinh bột. Tại nồi nấu sơ bộ khối nấu được nâng lên 80÷850C trong 10÷15 phút đây là nhiệt độ thích hợp cho hoạt động của enzim α-amylaza để phân cắt mạch tinh bột.
Tiếp đĩ khối nấu nhờ bơm ly tâm (4) bơm sang thiết bị phun dịch hĩa (5), tại đây khối nấu tiếp xúc với hơi nhiệt ở áp suất cao và nhiệt độ cao làm cho cấu trúc tinh bột bị phá vỡ, làm cho khối cháo mịn hơn, qua thiết bị này nhiệt độ khối nấu đạt 94÷960C. Sau đĩ khối nấu tiếp tục được bơm sang nồi nấu chín (6), theo đĩ dịch cháo chảy từ trên xuống cịn hơi chính được cấp từ dưới lên do đi ngược chiều nên sẽ làm cho dịch cháo được khuấy mạnh và đun nĩng tới mức độ cần thiết. Ở mỗi
Hệ điều khiển tự động
Hơi vào
Hình 3.4. Thiết bị phun dịch hĩa
Liệu vào
Liệu ra
Hình 3.5. Nồi nấu chín
nồi nấu chín thì khối nấu sẽ được giữ ở nhiệt độ 100÷1050C trong khoảng thời gian từ 25÷30 phút [5, tr 53-54]
Việc điều chỉnh mức khối nấu nhờ phao điều chỉnh (7). Hơi thứ tách ra ở nồi nấu chín được tách ở thiết bị tách hơi (8), thu hồi và cung cấp cho nồi nấu sơ bộ.
Dịch được bơm lên thiết bị phun dịch hĩa, qua khe hẹp. Hơi vào từ phía trên, được điều chỉnh lượng vào bằng bộ điều khiển tự động. Dịch qua khe hẹp dưới tác dụng của nhiệt độ cao, độ lớn của khe hẹp được điều chỉnh bởi van chắn. Nhiệt độ hơi cao làm tăng áp suất và sự thay đổi vận tốc làm cho mạch tinh bột bị phá vỡ, làm cho khối cháo được mịn hơn. Qua thiết bị này nhiệt độ khối nấu đạt 94÷960C.
a Cửa vệ sinh b Dịch vào
c Thơng khí d Dịch ra
e Xả đáy
1 Thân bồn 2 Tấm vách ngăn thân bồn
3 Tấm đáy bồn hình
cơn elip 4 Tấm bạ đáy bồn chân đế
5 Chân đế 6 Tấm nắp bồn hình cơn elip 7 Tấm ga chân đế 8 Tấm bản mả
Ống trong Ống ngồi Khuỷu nối Ống nối Mối hàn Hình 3.6. Thiết bị làm nguội ống lồng ống
Đối với nồi nấu chín, dịch cháo sau khi qua thiết bị phun dịch hĩa được bơm vào nồi nấu chín tại cửa (b). Ở giữa nồi nấu chín cĩ tấm ngăn cách thân bồn (2) dịch cháo chảy zích zắc từ ngăn này sang ngăn kia cho tới khi đầy nồi nấu. Sau khi dịch cháo đầy 2 nồi thì nhiệt độ dịch cháo lúc này được nâng lên 100÷1050C và nấu khoảng 25÷30 phút. Sau đĩ dịch cháo được đưa ra thiết bị tách hơi tại cửa (d). Phía dưới nồi nấu cĩ van xả đáy (e) để xả khi nồi nấu cĩ sự cố.
4 Làm nguội
1 Mục đích
Hạ nhiệt độ của dịch cháo sau nấu chín từ nhiệt độ 100÷1050C xuống nhiệt độ 58÷600C tạo điều cho quá trình đường hĩa xảy ra dễ dàng. Và hạ nhiệt độ của dịch đường sau đường hĩa từ 600C xuống 300C để tạo thuận tiện cho quá trình lên men.
2 Tiến hành
Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống với dịch cháo đi bên trong ống và nước làm nguội đi ngồi ống. Dịch cháo trong ống và nước ở phần ống hình vành khăn sẽ tiến hành trao đổi nhiệt với nhau để thu được dịch cháo đi ra cĩ nhiệt độ 58÷600C đưa đi đường hĩa và đưa dịch đường sau đường hĩa xuống nhiệt độ 300C.
5 Đường hĩa
1 Mục đích
Sau khi nấu xong, tinh bột trong dịch cháo đã chuyển sang trạng thái hịa tan nhưng chưa thể lên men trực tiếp để chuyển hĩa thành rượu được mà phải trải qua quá trình thủy phân do xúc tác của enzim amylaza để biến thành đường. Đây là quá trình đường hĩa, nĩ đĩng vai trị quyết định phần lớn hiệu suất thu hồi rượu do giảm
Hình 3.7. Thiết bị đường hĩa
bớt hoặc gia tăng đường và tinh bột sĩt sau khi lên men [5, tr 62].
2 Tiến hành
Đường hĩa dịch cháo tiến hành theo phương pháp liên tục. Dịch cháo từ thiết bị làm nguội được đưa vào thiết bị đường hĩa ở nhiệt độ 50÷620C được cấp vào cửa (a) từ trên xuống, khi dịch cháo ngập đến cánh khuấy thì cánh khuấy hoạt động, sau đĩ bổ sung enzim glucoamylaza theo cửa (b), H2SO4 cho vào theo cửa (c). Khống chế pH=3,8÷4,2 thì ngừng cấp H2SO4 [5, tr 95-97].
6 Lên men
1 Mục đích
Quá trình lên men rượu là quá trình chuyển hĩa đường trong dịch đường lên men thành rượu, CO2 cùng một số chất khác nhờ hoạt động của nấm men. Đồng thời lên men cịn tạo các sản phẩm phụ như este, axit hữu cơ, rượu bậc cao, aldehit, glyxerin, … hồ tan vào dịch lên men [5, tr 107].
2 Tiến hành
Thực hiện lên men liên tục: Đặc điểm của lên men liên tục là dịch đường và a. Dịch vào b. Cấp enzim c. Cấp acid d. Cấp hơi e. Dịch ra 1 Tấm đáy bồn hình nĩn 2 Chân đế
3 Giá chân đế 4 Tấm lĩt chân đế
5 Thân bồn 6 Cầu thang vệ sinh
7 Giá nắp bồn 8 Cửa vệ sinh
9 Mơ tơ cánh khuấy 10 Hộp giảm tốc
11 Gối đỡ 12 Giá đỡ
13 Nắp bồn 14 Trục cánh khuấy
15 Cánh khuấy 16 Khớp nối trục với gối đỡ
Hình 3.8. Sơ đồ nhân giống và lên men liên tục
nấm men giống được cho vào thùng đầu gọi là thùng lên men chính luơn chứa một lượng lớn tế bào trong 1ml dịch. Khi đầy thùng đầu thì dịch lên men sẽ chảy tiếp sang các thùng bên cạnh và cuối cùng là thùng chứa giấm chín [3, tr 152-154].
Cĩ 2 thùng nhân giống nấm men cấp I cĩ dung tích bằng 30% so với thùng nhân giống nấm men cấp II. Thùng cấp II cĩ dung tích bằng 30% thùng lên men chính. Các thùng lên men tiếp theo gồm 8÷10 thùng. Thùng nhân giống cấp I được đặt phía trên thùng cấp II để dễ dàng tự chảy.
Khi bắt đầu sản xuất, chuẩn bị nấm men giống ở 2 thùng cấp I lệch nhau khoảng 3÷4 giờ. Khi giống đạt yêu cầu tháo xuống thùng cấp II. Thùng vừa được giải phĩng phải vệ sinh, thanh trùng và đổ đầy dịch đường mới. Tiếp đĩ thanh trùng dịch ở 750C rồi acid hĩa tới độ chua 1,8÷2,4g H2SO4/l. Sau đĩ làm lạnh tới nhiệt độ nhân giống nấm men rồi cho 25÷30% lượng nấm men giống ở thùng cấp I cịn lại vào và để cho lên men tới độ biếu kiến 5÷6%. Lượng nấm men giống cịn lại ở thùng cấp 1 tháo hết xuống thùng cấp 2. Sau khi vệ sinh và thanh trùng lại tiếp tục chu kỳ nhân giống khác.
Ở thùng nhân giống cấp II tiếp tục cho dịch đường tới đầy và axit hĩa tới độ chua 1÷1,25g H2SO4/l rồi để lên men tiếp tới khi độ lên men biểu kiến cịn 5÷6%. Cho tồn bộ dịch ở thùng cấp II vào một trong hai thùng lên men chính rồi cho dịch đường vào. Dịch lên men tiếp tục chảy từ thùng lên men chính sang các thùng lên men phụ cho tới thùng cuối cùng thì lên men kết thúc, thu được giấm chín. Lên men
Thùng cao vị chứa giấm chín Bình hâm giấm
Bình tách CO2 và khí khơng ngưng Tháp cất khơ
Bình chống phụt giấm Bình ngưng tụ cồn thơ Bình làm nguội ruột gà Tháp tinh chế
Bình ngưng tụ hồi lưu
Bình ngưng và làm nguội dầu fusel
Hình 3.9. Hệ thống chưng cất tinh chế 2 tháp liên tục 10
Gia nhiệt
chính chủ yếu xảy ra ở thùng thứ 3, các thùng tiếp theo là lên men phụ. Vấn đề chủ yếu của lên men liên tục là phải khống chế số tế bào ở thùng lên men chính luơn vào khoảng 100 đến 120 triệu/ml. Tổng thời gian lên men 60÷62 giờ, nhiệt độ lên men ở thùng lên men chính nên giữ ở 25÷270C, hai thùng tiếp theo từ 27÷300C, các thùng cịn lại 27÷280C [5, tr 152-153].
