Trong quá trình sản xuất bia thường hình thành nên các sản phẩm phụ hoặc các yếu tố có tác động xấu tới môi trường xung quanh, cần được xử lý loại bỏ hoặc tái sử dụng. Các loại chất thải trong nhà máy bia thường là:
Nước thải và các chất gây ô nhiễm.
Bã dịch đường hóa và hoa houblon.
Cận lắng từ quá trình lên men.
Men thừa.
Bột trợ lọc.
Nhãn bao bì.
Các mãnh vỡ thủy tinh.
Mùi từ phần xưởng nấu.
Khí đốt thoát ra từ nồi đun hoa.
Tiếng ồn tại nhiều phân xưởng.
Nước thải:
Trừ nước có mặt trong sản phẩm bia hay trong các sản phẩm phụ và lượng nước đã bay hơi, phần nước còn lại cuối cùng được coi là nước thải.
Thông thường, tổng lượng nước sử dụng cho 1 lít bia là 6 lít, nếu trừ đi lượng nước trong sản phẩm chính và sản phẩm phụ, và lượng nước đã bay hơi khoảng 1,8 - 2,5 hl, thì lượng nước thải sẽ có 3,5 ÷ 4,2 hl. Lượng nước thải sẽ tỷ lệ thuận với lượng nước sử dụng cho sản xuất.
Trong quá trình sản xuất ở nhà máy bia, nước cuốn theo hoặc hòa tan nhiều hợp chất nước thải trong nhá máy bia bao gồm:
Bã bia và bã dịch đường.
Nước rửa thiết bị.
Nước thải chứa cặn.
Nước thải chứa bã men.
Xút và axit thải ra từ hệ thống CIP.
Nước thải rửa bột trơ lọc.
Nước trắng hóa chất rửa.
Nước thải trong phần xưởng chiết.
Nước xút thải ra từ thiết bị rửa chai.
Các thành phần không tan như giấy vụn từ vỏ bao bì, bã.
Chất thải hòa tan như: andehyl, xút ăn da, muối của kim loại nặng.
Chất bôi trơn ở đai chuyển động và dầu mỡ từ phần xưởng dầu máy.
Bia còn lại từ những bao bì tái sử dụng.
Bia tồn thất ra ngoài từ khâu chiết rối.
Các chất bôi trơn từ lớp mạ mòng ở đai chuyển động cuối cùng cũng đi theo vào nước thải.
Trong nước thải, có một số thành phần khí đưa ra ngoài, sẽ có tác động đáng kể đối với môi trường xung quanh.
Các chấ có hể x hó : Những chất này có thể bị chuyển hóa nếu có mật O2. Nếu những chất này không qua xử lý mà đi thẳng vào hệ thống thoát nước, trong trường hợp không được thông khí đầy đủ, chúng có thể oxy hóa một phần và gây thối rữa và tạo mùi hôi thối, đồng thời tiêu diệt các vi sinh vật có mật trong môi trường nước. tổng số các chất có thể oxy hóa được thể hiện bằng giá trị COD (lượng oxy yêu cầu cho phản ứng hóa học) tính bằng mg O2 l hoặc giá trị BOD5 (lượng O2 yêu cầu cho quá trình hóa sinh) đơn vị mg O2 l.
h ph dưới dạng ph ph : Hợp chất photpho cùng với nitơ bặc cao kích thích cho sự phát triễn của tảo trên mặt nước, cũng được coi là chất có hại cho môi trường. Do đó trong những năm gần đây, các nhà công nghệ đang cố gắng chuyển sang sử dụng các chất làm sạch không chứa photpho.
Ni ơ dưới dạng ni : Ảnh hưởng của nitrat tới môi trường đã thu hút nhiều sự quan tâm. Sự thẩm thấu nitrat vào nước ngầm làm tang sự ô nhiễm của đất. Trong khi đó, ở các nhà máy bia, axit nitric được sử dụng trong hệ thống CIP để hòa tan cận.
Hợp chấ h g n hữ cơ (Ad g nic nd h g n – AOX): trong sản xuất bia, các hợp chất clo được sử dụng trong công đoạn tẩy trắng, sát trùng.
ối củ im ại nặng: Hg, Pb, Cd, Cr, AOX và các dẫn xuất halogen của hydrocacbon là nhựng chất nguy hiểm bởi vì chúng gây hại rất lớn cho sức khỏe.
Axit, dung dịch kiềm, những chất làm sạch và nhựng chất khử trùng cùng với thành phần dầu gia nhiệt cũng được coi là những chất có hại cho môi trường và con người.
Đới với một doanh nghiệp sản xuất, có thể có 2 cách xử lý nước thải khi đưa ra môi trường:
Xả gián iếp: nước thải của nhà máy được đưa qua trạm xử lý nước chung.
Xả ực iếp: nước thải của nhà máy sau khi làm sạch được xả trực tiếp vào hệ thống nước bề mặt
Các chi tiêu của nước thải khi vào hệ thông thoát nước cần đảm bảo theo những quy định về nước thải sinh hoạt.
CHƯƠNG 2: NẤM MEN TRONG RƯỢU TRUYỀN THỐNG
2.1 Giới thiệu về rượu truyền thống và các sản phẩm nổi b t
Rượu là một loại đồ uống có lịch sử hàng ngàn năm có mặt trong hầu hết các lễ nghi và phong tục của hầu hết các quốc gia trên thế giới. Mỗi quốc gia, mỗi vùng lại có một loại rượu đặc trưng. Ở Việt Nam, rượu đế truyền thống được mang tên là “quốc tửu” với một bề dày lịch sử có nguồn gốc từ lâu đời cùng với mùi vị đặc trưng của từng địa phương. Thành phần chính của rượu truyền thống bao gồm: các nguyên liệu (gạo, sắn, bắp), men giống, thuốc bắc, nước. Ngoài ra còn có hệ vi sinh vật như nấm mốc, vi khuẩn và nấm men.
Ở nước ta, nghề nấu rượu đã có từ rất lâu đời trong dân gian. Ở miền núi, đồng bào dân tộc dùng gạo, ngô, sắn nấu chín rồi cho lên men, men này được lấy từ lá cây hoặc cho lên men thuần khiết. Ở một số nơi khác, người ta nuôi cấy và phát triển nấm men, nấm mốc trong thiên nhiên trên môi trường thích hợp (gạo và một số vị thuốc bắc) để lên men rượu từ nguyên liệu tinh bột đã được nấu chín. Vì vậy, nguồn nguyên liệu trong sản xuất rượu đã góp phần tạo nên nét đặc trưng cho từng vùng, là một trong những yếu tố tạo nên giá trị truyền thống và đặc sắc cho sản phẩm của vùng đó. Chẳng hạn như rượu làng Vân (Bắc Giang), rượu Kim Long (Quảng Trị), rượu Bầu Đen (Bình Định), rượu Gò Đen (Long An), rượu nếp than (nếp cẩm),… đều làm theo kinh nghiệm “cha truyền – con nối”.
Các sản phẩm rượu truyền thống rất đa dạng nhưng trong bài báo cáo này chỉ đề cập đến 3 loại rượu là: rượu nếp than, rượu cần và rượu gạo
2.2 Đặc tính chủ yếu của các sản phẩm 2.2.1 Rượu nếp than 2.2.1 Rượu nếp than
Rượu nếp than là một trong những loại rượu ngon, nổi tiếng của đồng bằng sông Cửu Long và rượu nếp than từ lâu đời cũng đã được xem là một nét văn hóa của ẩm thực Việt Nam. Nếu vùng cao Tây Bắc có loại rượu ngon nổi tiếng là Táo mèo, Long An có Đế Gò Đen, Bình Định có Bàu đá thì đồng bằng sông Cửu Long lại có món rượu ngon nổi tiếng là Rượu nếp than. Đây là một loại rượu ngon được làm hoàn toàn bằng nếp than nên có màu nâu đỏ hoặc màu tím than. Rượu nếp than có nhiều chất dinh dưỡng vì được làm tự loại men truyền thống của dân tộc Việt Nam.
Cách sản xuất rượu nếp than: Nếp than được nấu chín sau đó để nguội và trộn thật đều với men. Đem phơi trong nắng khoảng 3 ngày sau đó cho nếp vào hủ keo tiếp tục trải thêm một lớp men lên trên bề mặt của nếp. Sau hơn 3 tháng, quy trình lên men tự nhiên đã được hoàn tất thì món Rượu nếp than đã có thể dùng được.
Rượu nếp than chứa nhiều chất dinh dưỡng như: axit hữu cơ, các loại vitamin (B1, B2, PP) nên loại rượu này thường được dùng trong đầu các bữa tiệc để kích thích sự ngon miệng và dùng cho sản phụ sau khi sanh con vì nó có thể làm dễ tiêu hóa thức ăn và làm ấm bụng. Trong men gạo nếp có chứa hoạt chất Lovastatin và Ergosterol rất tốt cho tim mạch đồng thời giúp tái tạo các mạch máu.
2.2.2 Rượu cần
Rượu cần là cách gọi của người Việt đối với loại rượu đặc sản được một số dân tộc thiểu số Việt Nam ủ men trong hũ hay bình, không qua chưng cất, khi đem ra uống phải dùng các cần làm bằng tre trúc đục thông lỗ để hút rượu.
Rượu cần là thứ đồ uống quý thường chỉ dùng trong các dịp lễ tế thần linh, những ngày hội làng và dành đãi khách.
Nguyên liệu làm rượu cần: men rượu được làm rất công phu từ các loại lá rừng có tinh dầu, các loại thuốc bắc, gừng,…; cái rượu được làm từ những loại ngũ cốc thông dụng như ngô (bắp), sắn (khoai mì), gạo nếp, gạo tẻ, hạt ý dĩ, hạt bo bo, hạt cào (một loại cỏ), kê v.v. Mỗi loại cho một hương vị ngọt ngào riêng; Các chum, hũ, bình, chóe, ché (còn gọi là ghè) đựng toàn bộ nguyên liệu đã ủ men; Các cần tre, trúc dài cỡ một mét, được hơ lửa vuốt thẳng ra và đục thông ruột sau đó lại được uốn cong. Các dụng cụ đong nước vào ché như ca, sừng trâu đục thủng đáy,…
2.2.3 Rượu gạo(rượu trắng )
Rượu trắng thường có 35% - 40% độ cồn, uống khá ngon và êm dieu. Một kg gạo đem mấu rượu thu được khoảng 500 đến 600 ml từ 40 đền 45% độ cồn.
Chất lượng rượu trắng thủ công, tuy lượng tạp chất còn khá cao nhưng chất lượng cảm quan nhiều loại rượu đạt khá cao về màu sắc, độ trong, mùi vị, hậu vị, uống xong cảm thấy dễ chịu, êm dịu và ít gây đau đầu.
2.3 Tên chủng nấm nem và các đặc tính của chúng
Nấm men phổ biến và quan trọng nhất trong sản xuất rượu là Saccharomyces cerevisiae.
Phân loại khoa học: Giới: Fungi Ngành: Ascomycota Phân ngành: Saccharomycotina Lớp: Saccharomycetes Bộ: Saccharomycetales Họ: Saccharomycetaceae Chi: Saccharomyces
Loài: Saccharomyces cerevisiae
Đặc tính của Saccharomyces cerevisiae:
Sinh sản nảy chồi.
Hình 4: Saccharomyces cerevisiae dưới kính hiển vi điện tử
Hình thành bào tử.
Sống trong môi trường kị khí không bắt buộc.
Có khả năng lên men các loại đường khác nhau, phát triển mạnh trong dịch đường lên men.
Tiết ra hệ enzyme nhiều, lên men nhanh chóng và hoàn toàn.
Lên men được ở nhiệt độ tương đối cao, chịu được nồng độ cồn cao.
Chịu được môi trường có nồng độ acid cao.
Ngoài ra còn có các loài men dại không mong muốn như: Hyphopichia burtonii,
Pichia anomada, Candida…
Chúng ta còn có thể tìm thấy loài men giả Endomycopsis fibuligenes.
Giống Endomycopsis tương tự như nấm men nhưng có thể mọc sợi.
Chúng có khả năng sinh glucoamylase thủy phân tinh bột thành đường glucose, enzyme lấy từ chế phẩm nuôi Endomycopsis fibuligenes không có mùi mốc nên làm cho hương vị của rượu thành phẩm thơm ngon.
Vì vậy trong nghề làm rượu, người ta rất mong muốn loài này góp phần đường hóa tinh bột.
2.4 Quy tr nh sản xuất 2.4.1 Nguyên liệu
Việt Nam là một nước nông nghiệp, các sản phẩm ngũ cốc khá dồi dào và phong phú. Theo số liệu của Tổng cục Thống kê năm 2007, tổng sản lượng lúa cả nước đạt 35867,5 nghìn tấn, ngô đạt 4107,5 nghìn tấn và sắn là 7984,9 nghìn tấn. Cùng với sự phát triển của nền văn minh lúa nước, nghề nấu rượu của người Việt cũng được hình thành khá sớm và ngày càng được phát triển và hoàn thiện. Từ nguyên liệu là gạo, ngô, khoai sắn một số loại rượu mạnh nổi tiếng đã xuất hiện gắn liền với địa danh sản 10 sinh ra nó như: Rượu làng Vân (Bắc Giang); Rượu ngô Thanh Vân (Hà Giang); Rượu Mai Hạ (Hòa Bình); Rượu Mẫu Sơn (Lạng Sơn); Rượu Sán Lùng (Lào Cai); Rượu Bàu Đá (Bình Định); Rượu Đế Bến Lức, Gò Đen (Long An),…
2.4.2 Quy tr nh sản xuất rượu có độ cồn cao
Hình 8: Quy trình chế biến rượu gạo
Nấu chín: Gạo nguyên liệu được ngâm nhằm rửa sạch chất bẩn bám bên ngoài hạt, đồng thời làm cho hạt gạo mềm, trương nở giúp dễ dàng cho quá trình nấu. Sau đó gạo được để ráo và được cho vào nồi, thêm nước và nấu chín. Lượng nước cho vào được tính toán sao cho cơm sau khi nấu không quá nhão cũng không quá khô. Tỉ lệ gạo nước khoảng 1:1 theo thể tích. Mục đích của việc làm chín hạt gạo nhằm hồ hóa tinh bột gạo, giúp cho vi sinh vật dễ sử dụng tinh bột này để lên men rượu.
Làm nguội: Cơm sau khi nấu chín được trải đều trên một bề mặt phẳng để làm nguội đến nhiệt độ thích hợp (khoảng 35 - 40oC) cho việc trộn bánh men rượu. Nếu cho men vào lúc nhiệt độ cơm cao sẽ làm bánh men rất khó hoạt động hoặc có thể gây chết men. Bánh men rượu được trộn vào bằng cách bóp nhỏ, rắc đều lên bề mặt lớp cơm với tỷ lệ thích hợp tùy theo hướng dẫn trên từng loại men. Sau đó cho tất cả vào khạp lớn, đậy nắp để bắt đầu quá trình lên men rượu
Tr n bánh men: Bánh men rượu được trộn vào bằng cách bóp nhỏ, rắc đều lên bề mặt lớp cơm với tỷ lệ thích hợp tùy theo hướng dẫn trên từng loại men. Sau đó cho tất cả vào khạp lớn, đậy nắp để bắt đầu quá trình lên men rượu.
Lên men: Lên men rượu là một quá trình lên men yếm khí (không có mặt của oxy) diễn ra rất phức tạp, bao gồm các quá trình sinh hóa học và các quá trình vi sinh vật. Quá trình lên men diễn ra ở nhiệt độ thường, trong thời gian này có 3 quá trình diễn ra song song với những mức độ khác nhau. Trước tiên là quá trình tăng sinh khối nấm men. Quá trình đường hóa có sự phân cắt tinh bột thành đường nhờ men amylase
Hình 10: Công đoạn làm nguội cơm
và glucoamylase của nấm mốc có sẵn trong bánh men rượu. Đường vừa tạo ra trở thành thức ăn để nấm men thực hiện quá trình lên men rượu. Quá trình lên men rượu diễn ra do nấm men sử dụng đường để tạo thành rượu etylic và CO2. CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ tạo thành bọt khí bám vào bề mặt nấm men và làm các tế bào nấm men nổi lên trên, khi lên đến bề mặt, bọt khí vỡ ra và tế bào nấm men lại chìm xuống tạo ra sự đảo trộn giúp quá trình lên men được tốt hơn Sau 2 ngày đầu lên men, có thể bổ sung nước vào khối lên men với tỷ lệ nước:cơm khoảng 3:1, sau đó đậy nắp và tiếp tục lên men thêm khoảng 3 ngày nữa.
Chưng cất: Khi quá trình lên men kết thúc, ta tiến hành chưng cất để thu được rượu thành phẩm.
Quá trình chưng cất rượu nhằm tách hỗn hợp rượu và nước có nhiệt độ sôi khác nhau. Ở áp suất thường, rượu sôi và bốc hơi ở 78oC, còn nước là 100oC. Khi chưng cất, rượu được tách ra khỏi nước nhờ nhiệt độ bốc hơi thấp hơn nước. Quá trình chưng cất được tiến hành bằng cách đun sôi hỗn hợp lên men, hơi bay lên được dẫn qua ống dẫn và được làm lạnh bằng cách cho ống dẫn đi qua bồn nước để ngưng tụ rượu bên trong lòng ống. Dung dịch rượu thu được trong suốt, có mùi thơm đặc trưng và nồng độ rượu sẽ giảm dần theo thời gian chưng cất. Thông Thường từ 15 kg gạo sẽ thu được khoảng 10 – 15 lít rượu. Tùy theo yêu cầu của khách hàng mà ta có thể tiến hành pha trộn các loại rượu thu được ở các khoảng thời gian chưng cất khác nhau để tạo ra rượu có nồng độ khác nhau.
2.4.3 Quy tr nh sản xuất rượu nếp than
Hình 13: Giai đoạn chưng cất rượu
Nguyên li u: Dựa vào màu sắc, nếp than nguyên liệu được phân ra làm 2 loại gồm nếp than đen huyền và nếp than hồng đỏ, tuy khác nhau về màu sắc bên ngoài nhưng các loại nếp than có thành phần hóa học không khác nhau nhiều, chủ yếu chứa khoảng 14% nước và trên 74% tinh bột. Các sắc tố của nếp than rất dễ tan trong nước, vì thế sản phẩm rượu sẽ mang màu đặc trưng của loại nguyên liệu làm ra nó.
Nấ : Nếp than trước khi nấu được vo rửa sạch các chất bẩn bám bên ngoài hạt cũng như các chất hóa học còn sót lại trên hạt để tránh ảnh hưởng đến khả năng lên