CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1. Quy trình công nghệ sản xuất bán thành phẩm rượu vang đỏ
Rửa
Tách cuống- nghiền xé Hiệu chỉnh
Lên men chính Nhân giống
Ép
Lên men phụ
Lắng cặn
Tàng trữ Nho đỏ
Nấm men Nước nho
Phụ gia
Bán thành phẩm rượu vang đỏ
Cuống
CO2
Bã
Cặn Phụ gia
Hình 2. 1: Sơ đồ quy trình sản xuất bán thành phẩm rượu vang đỏ
50 2.1.1. Quá trình rửa
Mục đích công nghệ:
- Chuẩn bị, tách bỏ lớp bụi bẩn và một phần vi sinh vật bám trên nho nguyên liệu.
Các biến đổi của nguyên liệu
- Sinh học: giảm lượng vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu - Hóa lý: tăng ẩm của nguyên liệu.
Thông số công nghệ:
- Rửa bằng nước sạch, trải qua 3 giai đoạn rửa.
- Thời gian lưu của nguyên liệu trong thiết bị: 15 phút.
Thiết bị: thiết bị rửa sục khí - Thông số thiết bị:
Xuất xứ: Việt Nam
Năng suất: 4 tấn/h.
Áp lực đầu phun khí: 2 - 3 atm - Kích thước: 5200 x 1700 x 2300 (mm) - Nguyên lí hoạt động
Nguyên liệu được đưa vào thùng ngâm sẽ bổ sung nước cho hệ thống, còn cặn bẩn được tháo ra liên tục qua ống xả nước thừa theo máng chảy tràn ra ngoài.
Hình 2. 2: Thiết bị rửa sục khí
51 - Các sự cố thường gặp:
Dây cua ro, dây xích sử dụng lâu ngày có thể bị đứt, phải ngừng hoạt động của máy lại và thay dây.
Hư đầu phun: phun không đều, bị tắt nghẽn. Khắc phục: thay đầu phun.
Bơm tuần hoàn hư: không cung được cấp nước ngâm, chảy tràn ở phần đầu.
Khắc phục: thay bơm, mở van xả.
2.1.2. Quá trình tách cuống và nghiền xé Mục đích công nghệ: khai thác
- Quá trình này sẽ làm phá vỡ mô tế bào nho để giải phóng dịch bào và các chất chiết, đồng thời tách bỏ một phần cuống nho ra khỏi hỗn hợp nguyên liệu sau khi nghiền.
Các biến đổi của nguyên liệu
- Vật lý: các biến đổi vật lý giữ vai trò quan trọng nhất.
Nguyên liệu bị giảm kích thước, màng tế bào thịt nho bị phá vỡ và tạo điều kiện cho dịch bào thoát ra ngoài.
Nhiệt độ của nguyên liệu tăng nhẹ do ma sát.
- Hóa lý: có sự hòa tan của oxy từ môi trường không khí vào trong dịch nho.
- Hóa học: một số hợp chất polyphenol sẽ bị oxy hóa.
- Sinh học: khi dịch bào được giải phóng, hệ vi sinh vật trên nguyên liệu sẽ dễ sử dụng cơ chất và phát triển. Tuy nhiên, nếu thời gian nghiền diễn ra nhanh thì những biến đổi sinh học là không đáng kể.
Thiết bị tách cuống – nghiền xé:
- Thông số công nghệ:
Tốc độ quay: 260-360 rpm.
- Thông số thiết bị
Nhà sản xuất: Enoveneta – Ý
Tên thiết bị: Mohno T-609V
Năng suất: 5 tấn/giờ
52 - Kích thước: 2670x775x1470 mm
- Nguyên lý hoạt động
Thiết bị có trục quay bao gồm các cánh khuấy dùng để tách cuống, có lồng quay được đục lỗ và bao quanh phía ngoài trục để thu hồi nho sau khi tách cuống.
Bên dưới lồng quay là thiết bị nghiền xé bao gồm hai trục quay dùng để nghiền nho, dịch nho và bã sau đó sẽ được bơm qua thiết bị ép.
Hình 2. 3: Thiết bị tách cuống – nghiền xé 2.1.3. Quá trình hiệu chỉnh
Mục đích công nghệ: chuẩn bị
- Kiểm tra hàm lượng acid tổng trong dịch nho trước khi lên men, phối trộn giữa các mẻ nước nho để cân đối lượng acid.
- Kiểm tra và hiệu chỉnh độ đường bằng đường saccharose.
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Hóa học: thay đổi nồng độ acid trong dịch nho.
Thông số công nghệ:
- Điều chỉnh pH đạt yêu cầu từ 3,5 đến 3,7.
- Hàm lượng acid tổng quy về acid citric: 2,2 ± 0,2 g/L.
- Độ Brix từ 18-20oBx.
53 2.1.4. Quá trình lên men
Mục đích công nghệ: chế biến
- Quá trình lên men sẽ chuyển hóa phần lớn lượng đường trong dịch nho thành ethanol, CO2 và các sản phẩm phụ.
- Trong quá trình lên men, hỗn hợp dịch nho và vỏ nho được bơm tuần hoàn để vỏ nho chìm trong rượu, nhằm chiết xuất được nhiều chất màu anthocyanin và chất chát tanin.
Các biến đổi của nguyên liệu
- Sinh học: nấm men giống sẽ trao đổi chất và sinh trưởng. Ở giai đoạn cuối của quá trình lên men, một số tế bào bị chết đi và quá trình tự phân sẽ diễn ra.
- Hóa sinh và hóa học:
Các đường lên men sẽ chuyển hóa thành ethanol và CO2.
Nhiều sản phẩm trao đổi chất của nấm men sẽ xuất hiện trong canh trường như aldehyde, rượu cao phân tử, acid hữu cơ, ester…
Một số hợp chất polyphenol trong dịch nho sẽ bị oxy hóa.
- Hóa lý:
Do sự giảm pH và nồng độ cồn trong canh trường tăng dần nên xảy ra sự trích ly một số hợp chất polyphenol từ vỏ nho vào dịch lên men, từ đó làm tăng cường độ màu của rượu.
Một số phân tử protein bị đông tụ.
Một phần khí CO2 do nấm men sinh ra sẽ hòa tan vào dịch lên men.
- Vật lý: nhiệt độ canh trường sẽ tăng dần trong quá trình lên men.
Thông số công nghệ:
- Tỉ lệ giống cấy: 5 – 10%.
- Nhiệt độ: 24-28oC.
- Nồng độ ethanol sản phẩm: 11– 13% thể tích ở 20oC - Nồng độ SO2 tự do: 30-40 ppm
- Thời gian: 10 - 15 ngày.
54 Thông số thiết bị: tank lên men
- Nhà sản xuất: Hoang Lam Company (Việt Nam).
- Tên thiết bị: ST03 - Thể tích: 5 – 25 m3
Hình 2. 4: Tank lên men 2.1.5. Quá trình ép và tách bã
Mục đích công nghệ: khai thác
- Sau khi tách dịch nho rỉ, phần bã nho sẽ được đem ép để tận thu các chất chiết còn hòa tan trong dịch lỏng của bã.
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Vật lý: biến đổi chủ yếu của bã nho là giảm thể tích, tỷ trọng thay đổi. Nhiệt độ có thể tăng nhẹ.
- Hóa lý: có thể có oxy hòa tan từ môi trường vào dịch ép nếu thiết bị không kín.
- Sinh học: vi sinh vật có thể phát triển nếu quá trình diễn ra không nhanh và trong điều kiện không kín.
Thông số công nghệ:
- Áp suất khí nén trong túi 1,5 bar.
- Số vòng quay: 30-40 rpm
- Cả quá trình túi khí phồng lên nén xuống 4 lần.
- Nồng độ SO2 tự do: 30 – 50 ppm.
55 Thông số thiết bị:
- Nhà sản xuất: Zambelli - Tên thiết bị: PnZeta 32 - Năng suất: 5 tấn/ giờ - Khối lượng: 1530 kg
- Kích thước: 3810x1650x1650 mm - Nguyên lý hoạt động
Hai cửa được đóng sau đó bơm bã và dịch nho đã được nghiền vào bên trong thùng quay và nằm phía trên túi vải. Thùng quay sao cho các cửa thoát nằm dưới để thoát dịch, đồng thời bơm khí nén vào phần dưới của túi vải tạo áp lực ép dịch nho thoát ra khỏi thùng.
Sau khi ép cạn dịch nho, xả khí và vệ sinh thiết bị.
Hình 2. 5:Thiết bị ép tách bã - Sự cố thường gặp:
Túi khí nén được sử dụng thời gian dài không thay mới dẫn đến trong quá trình vận hành bị rách túi khí nén, cách giải quyết ngừng toàn bộ hoạt động của máy, tháo đai ốc, thay túi khí mới.
Không đạt áp suất của túi khí. Khắc phục: kiểm tra bộ nén khí, bề mặt túi khí có lủng không.
Công nhân chọn sai chế độ ép, làm giảm hiệu suất ép. Cách giải quyết: kiểm tra trước khi vận hành.
56 2.1.6. Quá trình lên men phụ - lắng cặn
Mục đích công nghệ: hoàn thiện:
- Khi quá trình lên men chính kết thúc, phần rượu non bên trên và phần dịch ép từ bã được chuyển sang bồn khác để tiếp tục quá trình lên men phụ malolactic nhằm làm giảm vị chua gắt, tạo hương vị mềm mại, tinh tế.
- Ngoài ra, dịch nho ép còn chứa các hợp chất keo, dịch nho ép cần được xử lý xả bỏ cặn qua van đáy, cải thiện chất lượng cảm quan của sản phẩm.
Các biến đổi nguyên liệu:
- Hóa học: chuyển hóa acid malic thành acid lactic giảm vị chua gắt.
- Vật lý: quá trình lắng cặn sẽ làm tăng độ trong, giảm độ nhớt, thay đổi tỷ trọng của dịch nho.
- Hóa lý: kết tủa một số hợp chất và tạo thành cặn.
Thông số công nghệ:
- Nhiệt độ: 18 – 20oC.
- Thời gian: từ 2-6 tháng.
- Kiểm soát nồng độ SO2 tự do: 30 – 50 ppm.
Thiết bi sử dụng: dùng tank chứa giống quá trình lên men.
2.1.7. Tàng trữ - làm lạnh - phối rượu Mục đích công nghệ: hoàn thiện
- Quá trình này nhằm làm ổn định chất lượng rượu và tăng cường hương và quá trình tàng trữ sẽ xảy ra rất nhiều quá trình sinh hóa rất phức tạp làm cho rượu sẽ xuất hiện một số kết tủa ở dạng cặn mịn do được ủ chín ở nhiệt độ thấp nhằm kết tủa các hợp chất keo, protein…, tăng độ trong của rượu, đồng thời cải thiện độ bền hóa lý cho sản phẩm.
- Rượu vang được làm bền tartrate bằng cách hạ lạnh rượu vang xuống khoảng 0-2oC, cặn tủa tartrate được loại bỏ.
57 - Sau thời gian ủ chín, rượu vang sẽ được kiểm tra các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh, cảm quan và phối trộn, điều chỉnh để đảm bảo chất lượng sản phẩm trước khi chuyển qua khâu lọc.
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Biến đổi chủ yếu của rượu trong quá trình này là có sự kết tủa của các hợp chất keo, protein, tannin, cặn sắt, cặn đồng… làm tăng độ trong của rượu.
Thông số công nghệ:
- Hạ rượu vang xuống 0-2oC để làm bền tartrate, cặn tủa tartrate được loại bỏ sau khoảng 5 – 7 ngày.
- Tàng trữ rượu ở nhiệt độ từ 18-20oC.
- Thời gian tàng trữ: đối với rượu vang đỏ, hương vị rượu vang phức hợp hơn tùy thuộc giống nho, thời gian ủ chín rượu vang đỏ kéo dài hơn (khoảng 6 tháng – 2 năm).
- Để tăng thêm hương vị đặc biệt cho rượu vang, một số loại rượu vang được ủ trong thùng gỗ sồi từ vài tháng cho đến 24 tháng.
Thiết bị sử dụng: dùng tank chứa giống quá trình lên men.