CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU MÙI
3.2. Thuyết minh quy trình
3.2.1.1. Phương pháp 1
Phương pháp này thường được sử dụng để thu nhận dịch trích từ các loại trái cây. Đầu tiên, người ta dùng quá trình nghiền xé và ép để thu lấy dịch quả,sau đó đem phối trộn dịch quả với cồn tinh luyện để tạo ra dịch trích bán thành phẩm. Tùy thuộc vào cấu tạo của mỗi loại trái cây mà sơ đồ quy trình dịch trích sẽ thay đổi.
Nước Cồn tinh luyện Trái cây Phân loại Rửa Nghiền, xé Ép Phối trộn Lắng - Tàng trữ Dịch trích ly Tạp chất Bã Cặn Hình 3.2. Sơ đồ quy trình chuẩn bị dịch trích từ trái cây theo phương pháp 1 Thuyết minh quy trình. Phân loại Trái cây sau khi thu hoạch thường có kích thước và độ chín khơng đồng
nhất. Để quá trình nghiền xé quả được thực hiện dễ dàng và kích thước quả sau khi nghiền được đồng nhất, các nhà sản xuất cần phân loại trái cây theo kích thước thơng thường.
Q trình phân loại theo kích thước có thể được thực hiện theo phương pháp thủ công hoặc sử dụng thiết bị phân loại rau quả theo kích thước hoạt động tự động.
Những quả chưa chín hoặc quá chín sẽ làm giảm chất lượng của dịch trích cũng như chất lượng của rượu mùi thành phẩm. Do đó, việc phân loại quả theo độ chín là rất cần thiết, chỉ những quả đạt độ chín kỹ thuật mới được đưa vào sản xuất. tương tự như phương pháp phân loại theo kích thước, việc phân loại quả theo độ chín có thể được thực hiện bằng phương pháp thủ công hoặc sử dụng thiết bị tự động.
Ngồi ra, trong q trình phân loại, chúng ta cần loại bỏ những quả bị hư hỏng do tổn thương cơ học hoặc do vi sinh vật và côn trùng tấn cơng.
Rửa
Mục đích: rửa có tác dụng bỏ đi một số tạp chất cơ học như đất, cát…và hệ vi sinh vật bám trên vỏ quả các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý và vi sinh của dịch trích từ quả sẻ được cải thiện đáng kể.
Đối với các loại trái cây có cấu trúc cứng (thơm, táo…) hoặc lớp vỏ cứng bao bọc bên ngồi như nhóm quả có múi (cam, quýt, chanh…): thường thực hiện quá trình rửa ngay sau khi phân loại quả.
Hiện nay, có nhiều loại thiết bị rửa khác nhau như thiết bị rửa sử dụng bàn chải, thiết bị rửa có sục khí, thiết bị rửa có tang trống…ngun tắc hoạt động của thiết bị rửa trái cây thường có hai giai đoạn: ngâm và rửa xối để tách các tạp chất bám trên bề mặt quả.
Đối với các loại trái cây có lớp quả mềm (như dâu, mâm xơi, mơ…): thường bỏ qua q trình rửa quả. Trừ khi nguyên liệu bị lẫn nhiều tạp chất như đất, cát…các nhà sản xuất sẽ thực hiện quá trình rửa bằng cách ngâm ngun liệu trong bồn nước có sục khí.
Cần hạn chế tối đa những va chạm cơ học trong q trình rửa vì nhóm trái cây có lớp vỏ mềm rất dễ bị tổn thương.
Nghiền xé
Mục đích: làm giảm kích thước ngun liệu, phá vở cấu trúc mơ và tế bào trái cây để chuẩn bị cho quá trình ép thu nhận dịch quả và chất chiết từ trái cây sẽ triệt để, giảm độ tổn thất và tăng hiệu quả thu hồi sản phẩm.
Mức độ nghiền xé là một yếu tố quan trọng cần dược quan tâm, thơng thường kích thước quả sau cơng đoạn nghiền xé khoảng 5-10mm.
Nếu kích thước quá lớn: phần dịch quả cịn sót lại trong các tế bào trái cây sau quá trình ép sẽ tăng cao.
Nếu kích thước quá nhỏ: các mao quản trong khối nguyên liệu dễ bị tắc nghẽn trong quá trình ép, khi đó phần dịch quả cịn sót trong bã cũng sẽ gia tăng và hiệu suất thu hồi dịch quả bị giảm đi. Ngoài ra, việc nghiền xé nguyên liệu quá mịn sẽ làm tăng chi phí năng lượng vận hành.
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm trên quả táo cho thấy:
+ Nếu chúng ta cắt táo thành những lát mỏng rồi đem ép thì lượng dịch quả thu được xấp xỉ 30-35% khối lượng nguyên liệu.
+ Nếu chúng ta tiến hành nghiền xé táo đến kích thước 10mm thì lượng dịch quả thu được sẽ tăng đến 65-70%.
Ép
Mục đích: thu nhận tối đa các chất chiết từ nguyên liệu quá trình này ảnh hưởng quyết định đến hiệu suất thu hồi dịch trích từ trái cây.
Bản chất của quá trình ép là tác động một áp lực lên khối nguyên liệu dã được qua nghiền xé. Nhờ đó, dịch bào với các chất chiết hịa tan sẽ được thốt ra bên ngồi tạo thành dịch quả.
Áp lực là một thơng số trong q trình ép để thu nhận dịch bào. Khi giá trị áp lực nén càng lớn thì tốc độ thốt dịch bào sẽ càng cao. Tuy nhiên trên thực tế cho thấy nếu chúng
khối nguyên liệu nhanh chóng bị tắt nghẽn. do đó tốc độ thốt dịch bào chỉ tăng nhanh trong một khoảng thời gian ngắn và sau đó bị giảm đi đáng kể. các nhà sản xuất cần tăng lực ép từ từ trong suốt q trình ép để tránh sảy ra hiện tượng nói trên.
Hiện nay có nhiều dạng thiết bị ép trái cây được sử dụng trong sản xuất rượu mùi. Phổ biến nhất là thiết bị ép trục vis, thiết bị ép nằm ngang, thiết bị ép thủy lực…các thiết bị ép được chia thành hai nhóm:
+ Hoạt động theo phương pháp gián đoạn. + Hoạt động theo phương pháp liên tục.
Để giúp cho quá trình ép được dễ dàng và đạt hệu quả thu hồi chất chiết từ nguyên liệu trái cây, nên sử dụng thêm những chế phẩm enzym thủy phân có nguồn gốc từ vi sinh vật. trái cây sau công đoạn nghiền xé sẽ được bổ sung chế phẩm enzym. Thời gian xử lý enzym thường kéo dài từ 30 phút đến 1 giờ.
Thực tế cho thấy trong dịch quả thường có chứa một hàm lượng pectin nhất định. Khi pectin bị phân giải trong q trình nghiền xé ngun liệu, một phần sẽ hịa tan vào dịch quả. Dung dịch chứa pectin có độ nhớt cao và đây là nguyên nhân gây khó khăn cho q trình ép thu dịch quả.
Do đó, các nhà sản xuất bổ sung chế phẩm pectinase vào khối nguyên liệu trái cây đã qua nghiền xé. Nhờ xúc tác của endopolygalacturomas, phân tử pectin bị giảm kích thước, dịch bào giảm độ nhớt, giúp cho quá trình ép đạt hiệu quả cao hơn. Ngồi ra cịn sử dụng thêm chế phẩm cellulase và hemicellulase, giúp cho sự phá hủy cấu trúc màng tế bào trở nên triệt để hơn. Nhờ đó, dịch bào bên trong sẽ thốt ra ngồi dễ dàng trong quá trình ép.
Hình 3.3. Sơ đồ hoạt động của thiết bị ép dạng bảng
Phối trộn dịch quả với cồn tinh luyện
Mục đích: ổn định thành phần hóa học của dịch quả, đồng thời kéo dài thời gian bảo quản bán thành phẩm
Khi phối trộn dịch quả với cồn tinh luyện, biến đổi quan trọng xảy ra là sự đông tụ một số hợp chất dạng keo có trong dịch quả. Theo Malsev (1980) thì những hợp chất này bao gồm pectin, protein, một số chất màu…
Thực tế cho thấy, khi chúng ta phối trộn dịch táo hoăc mâm xơi với cồn tinh luyện thì các kết tủa sẽ xuất hiện ngay và có thể quan sát được bằng mắt thường. Thành phần của những kết tủa này chủ yếu là pectin.
Còn khi phối trộn dịch hoa anh đào hoặc mận với cồn, sự hình thành các kết tủa sẽ diễn ra chậm hơn rất nhiều.
Ngoài sự kết tuả của các hợp chất keo, người ta cịn thấy có sự kết lắng của những mảnh vỡ rất mịn của tế bào nguyên liệu. đây là những mảnh vỡ cịn sót lại trong dịch quả sau quá trình ép và tách bã.
Thiết bị phối trộn dịch quả với cồn tinh luyện thường có dạng hình trụ đứng, được làm bằng thép khơng rỉ, bên trong có cánh khuấy trong q trình phối trộn, cánh khuấy sẽ hoạt động liên tục để thu được một hỗn hợp đồng nhất.
Tùy theo từng loại nguyên liệu trái cây mà tỷ lệ phối trộn giữa thể tích dịch quả và cồn tinh luyện sẽ thay đổi. thông thường, độ cồn trong hỗn hợp sau quá trình phối trộn khơng thấp hơn 25%.
Sau khi thực hiện quá trình phối trộn dịch quả với cồn tinh luyện, hỗn hợp được bơm qua thiết bị lắng và tàng trữ.
Mục đích: làm tăng độ trong, đồng thời tạo sự hài hòa đồng nhất về mùi vị của hỗn hợp sau phối trộn.
Thiết bị lắng và tàng trữ có dạng hình trụ, đáy cơn, thường được làm bằng gỗ sồi, ngày nay, một số nhà máy sử dụng thiết bị được chế tạo bằng thép khơng rỉ. Thể tích thiết bị thường 2-10 m3
, chiều cao thiết bị 2-2,5m. Quá trình lắng và tàng trữ thường được thực hiện ở nhiệt độ phòng tùy thuộc vào khả năng lắng của các cấu tử keo trong hỗn hợp mà thời gian thực hiện có thể thay đổi từ 10-25 ngày. Để làm tăng q trình lắng các nhà sản xuất có thể sử dụng các chất trợ lắng như bentonit và polyacrylamid. Hàm lượng chất trợ lắng sử dụng khoảng 0,5-3% so với trọng lượng dịch quả. Sau khi bổ sung chất trợ lắng vào thiết bị tàng trữ, thời gian lắng kéo dài ít nhất là từ 5 đến 7 ngày để quá trình lắng xảy ra triệt để. Bentonit có khả năng hấp thụ một số cấu tử keo trên bề mặt hạt, góp phần làm tăng độ trong cho dịch trích bán thành phẩm.
Khi quá trình lắng kết thúc người ta thường sử dụng ống xi-phông bằng nhựa để dẫn hỗn hợp từ thiết bị tàng trữ qua thiết bị chứa bán thành phẩm. thiết bị này được làm bằng thép không rỉ. để đảm bảo bán thành phảm đạt độ trong, trong quá trình vận chuyển cần hạn chế sự tác động đến các kết tủa và cặn mịn ở phần đáy của thiết bị dẽ được lần lượt đưa qua thiết bị lọc (có sử dụng bột trợ lọc) và thiết bị ép. Phần lỏng thu được từ quá trình lọc và ép sẽ được nhập chung với phần dịch trong bồn chứa bán thành phẩm. cuối cùng, phần bã thu được từ quá trình ép sẽ được cho vào thiết bị chưng cất để thu hồi lượng ethanol cịn sót lại trong bã/
Một số loại trái cây cho dịch quả khá đục, sau quá trình lắng và tàng trữ, các nhà sản cuất có thể sử dụng thiết bị lọc khung bản với bột trợ lọc để tách bỏ những cặn mịn nhằm đảm bảo cho bán thành phẩm đạt được độ trong theo yêu cầu.
Dịch trích thu được theo phương pháp I cần được bảo quản trong điều kiện độ ẩm khơng khí 75-80% và nhiệt độ khơng q 15o
C. Để duy trì nhiệt độ bảo quản, các nhà sản xuất có thể sử phịng lạnh hoặc thiết bị chứa có lớp vỏ điều nhiệt bao bọc xung
quanh. Thời gian bảo quản bán thành phẩm không kéo dài qua 12 tháng.
Để đánh giá chất lượng của bán thành phẩm, người ta xác định một số chỉ tiêu hóa lý quan trọng như độ cồn, tổng hàm lượng chất khô bà độ chua
3.2.1.2. Phương pháp 2.
Phương pháp này sử dụng dung mơi là cồn pha lỗng để trích ly chất chiết từ các nhóm nguyên liệu khác nhau như trái cây, rau, thảo mơc…ngun liệu có thể ở dạng tươi hoặc dạng khơ Quy trình cơng nghệ Trái cây Phân loại Nước Rửa Nghiền, xé Tạp chất Cồn tinh luyện Cồn tinh luyện Trích ly lần 1 Trích ly lần 2 Ép Bã Dịch ép 1 Dịch ép 2 Dịch ép
Thuyết minh quy trình
Chuẩn bi nguyên liệu (phân loại, rửa, nghiền, xé)
Các giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu cũng tương tự như trong phương pháp I. Theo Malsev (1980) thì điểm đặc biệt cần lưu ý là đối với một số loại trái cây như dâu tây hoặc mâm xôi, do mô quả mềm và lớp vỏ rất mỏng nên các nhà sản xuất có thể vỏ qua giai đoạn nghiền ngun liệu. cịn đối với nhóm trái cây dạng khơ, q trinh nghiền ngun liệu được thực hiện trên thiết bị nghiền trục. Riêng đối với nhóm thảo mộc, các nhà sản xuất thường sử dụng thiết bị nghiền đĩa để làm giảm kích thước của chúng.
Trích ly lần 1 và lần 2
Trích ly là q trình thu nhận chất chiết từ ngun liệu có sử dụng dung mơi. Trong phương pháp này, dung môi được chọn là cồn tinh luyện đã được pha loãng tùy theo bản chất của nguyên liệu mà nồng độ cồn trong dung môi sẽ thay đổi.
Cơ sở khoa học của q trình trích ly là sự khuếch tán của các chất chiết từ nguyên liệu vào dung mơi. Động lực của q trình là dung mơi. Sự chênh lệch nồng độ này càng lớn thì tốc độ trích ly càng nhanh.
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của q trình trích ly, ứng với mỗi loại nguyên liệu và dung môi được chọn, các yếu tố ảnh hưởng bao gồm kích thước của nguyên liệu, tỷ lệ nguyên liệu và dung mơi, nhiệt độ trích ly, dạng thiết bị sử dụng, mức độ khuấy đảo trong thiết bị…
Kích thước ngun liệu: càng nhỏ thì diện tích tiếp xúc giữa bề mặt nguyên liệu sẽ dễ dàng thốt ra bên ngồi dung mơi hơn, tuy nhiên, cần lưu ý là kích thước của ngun liệu khơng nên q nhỏ vì sẽ làm tăng độ đục của dịch trích, gây khó khăn cho q trình lắng và lọc dịch trích, đồng thời chi phí cho q trình nghiền ngun liệu sẽ gia tăng.
Tỷ lệ giữa nguyên liệu và dung môi: thông thường, nguyên liệu phải được ngập trong dung mơi ở bên trong thiết bị trích ly, khi đó diện tích tiếp xúc bề mặt ngun liệu và dung môi mới đạt giá trị cao nhất và tốc độ trích ly sẽ gia tăng. Nếu thể tích dung mơi sử dụng càng cao thì sự chênh lệch nồng độ cấu tử trong nguyên liệu và trong dung mơi sử dụng càng lớn, hiệu suất trích ly sẽ càng cao. Tuy nhiên, nồng độ
các cấu tử trong dịch trích thu được sẽ bị pha lỗng và gây khó khăn cho q trình phối trộn tạo sản phẩm rượu mùi.
+ Nhiệt độ: khi tăng nhiệt dộ thì sự khuếch tán của các cấu tử trong thiết bị trích ly sẽ nhanh hơn, sự hịa tan của các hợp chất hóa học thường tăng lên theo nhiệt độ. Tuy nhiên, nhược điểm của việc tăng nhiệt độ là làm tổn thất cồn và các cấu tử hương có trong nguyên liệu rau quả. Trong sản xuất rượu mùi, q trình trích ly được thực hiện ở nhiệt độ phòng.
+ Sự khuấy đảo: sự khuấy đảo nguyên liệu và dung môi trong thiết bị trích ly sẽ làm tăng diện tích tiếp xúc giữa ngun liệu và dung mơi, giúp cho q trình trích ly diễn ra tốt hơn. Các nhà sản xuất có thể sử dụng thiết bị trích ly có cánh khuấy hoặc tiến hành bơm hồi lưu phần dịch lỏng trong thiết bị trích ly. Tuy nhiên, cần lưu ý là sự khuấy đảo dỗn hợp trong thiết bị trích ly phảo thực hiện nhẹ nhàng để hạn chế sự bau hơi của cồn và các cấu tử hương có trong ngun liệu rau quả.
Các thơng số cơng nghệ của q trình trích ly sẽ được xác định bằng phương pháp thực nghiệm. Dưới đây là một vài thông số để tham khảo:
+ Đối với nguyên liệu trái cây tươi, nồng độ cồn sử dụng trong q trình trích ly lần 1 là 45% v/v và trong lần trích lần 2 là 30%.
+ Đối với nguyên liệu là trái cây đã được sấy khô, nồng độ cồn sử dụng trong lần trích ly lần 1 và lần 2 lần lượt là 50% v/v và 45% v/v. Thời gian mỗi lần trích ly là 6-10 ngày.
+ Đối với nguyên liệu thảo mộc, nồng độ cồn trong q trình trích ly lần 1 và lần 2 dao động trong khoảng 50÷70% và 40÷70% v/v tương ứng. Thời gian mỗi lần trích ly có thể kéo dài đến 5-10 ngày.
Có nhiều dạng thiết bị trích ly. Thơng thường, thiết bị có dạng hình trụ đứng, bên trong có cánh khuấy hoặc khơng, có thể được làm bằng gỗ sồi hoặc thép không rỉ.
Ép
lần trích ly ngun liệu đã được trình bày ở phần trên. Phần bã sau khi ép sẽ được đưa