CHƯƠNG II: KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU ETYLIC pptx

CHƯƠNG II: KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU ETYLIC
II.1. Sơ đồ sản xuất rượu etylic:
Nguyên liệu
Nấu nguyên liệu
Đường hóa dịch cháo
Lên men dịch đường
Chưng cất và tinh chế công etylic
Thành phẩm
II.2. Nguyên liệu:
Để sản xuất cồn etylic, về nguyên tắc ta có thể dùng bất kỳ nguyên liệu nào chứa
đường hoặc polysaccarit nhưng sau thủy phân sẽ biến thành đường lên men được. Do
đó ta có thể dùng nguyên liệu giầu xenluloza để thủy phân thành đường. Tuy nhiên
dung nguyên liệu này kém hiệu quả kinh tế. Trong phạm vi công nghiệp người ta
thường đề cập đến nguyên liệu chưa đường và chưa tinh bột.
Yêu cầu đối với nguyên liệu phải thỏa mãn:
- Hàm lượng đường hoặc tinh bột cao, có khả năng đem lại hiệu quả kinh tế cao.
- Vùn nguyên liệu phải tập trung và đủ thỏa man nhu caauf sản xuất.
II.2.1. Nguyên liệu chứa tinh bột:
Tinh bột là gluxit dưj trữ phổ biến nhất trong thực vật. Hạt tinh bột có hình dáng rất
khác nhau với kích thước từ 2 đến 15 µm. Tinh bột là chất keo, rất háo nước, cấu tạo
từ amyloza và amylopectin. Tỷ số giữa amylo và amylopectin là 1:4, cả hai đều được
cấu tạo từ α-d-glucoza. Amylo co cấu tạo mạch thẳng, chúg được liên kết bởi nối α
1,4 glucozit. Còn amylopectin nối với nhau bởi các nối α- 1,4 và α-1,6 glucozit.
Tinh bột không hòa tan trong nước lạnh, rượu. Trong nước nóng tinh bột sẽ hút nước
trương nở và tạo dạng gel. Mức độ trương nở phụ thuộc vào nhiệt độ, khi tăng dần
nhiệt độ, dịch tinh bột sẽ biến thành dạng keo và gọi là hồ tinh bột. Nhiệt độ làm cho
hồ tinh bột có độ nhơt cực đại gọi là nhiệt độ hồ hóa.
Đối với sản xuất rượu thì thành phần quan trong nhất là gluxit lên men được, gồm
tinh bột và một số đường. Nhưng để đảm bảo tính kinh tế trong các nhà máy sản xuất
rượu ở nước ta thường sử dụng là sắn, sau đó là ngô và một phần gạo hoặc tấm.
Gluxit trong tự nhiên chia làm ba nhóm chính là mono, oligo và polysccarit.

* Monosaccarit là những gluxit đơn giản không thủy phân được và chúng có những
tính chất chung sau đây:
- Có tính chất hoạt động quang học, làm quay mặt phẳng phân cực. Tính chất
này được áp dụng để xác định hàm lượngcủa chúng trong dung dịch.
- Dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao và làm tăng màu của dung dịch.
- Có khả năng trùng hợp thành những gluxit có phân tử lớn hơn.
- Có khả năng phản ứng với axit amin để tạo ra melanoid
* Oligosaccarit: Ta hay gặp nhất là maltoza và saccaroza.
- Maltoza: Thường cứa nhiều trong dịch thủy phân tinh bột bằng amylaza. Cấu tạo
gồm hai gốc glucoza nối với nhau bằng liên kết α -1,4 glucozit. Có tính khử nhưng
kém hơn glucoza hai lần. Ngoài ra còn có izomaltoza, cũng gồm hai gốc glucoza
nhưng liên kết với nhau bởi nối α -1,6 gluczit bền hơn và chỉ bị phân cắt bởi axit hoặc
enzym izomaltaza.
- Saccaroza: Được cấu tạo bởi glucoza và fructoza, nối với nhau bởi 1- α.d glucozit
và β.d- fructopỉanoza. Disaccarit này không có tính khử
Hình minh họa:
Cả hai oligosaccarit kể trên đều có khả năng chuyển hóa thành rượu và CO
2
nhờ tác
dụng của hệ zymaza trong nấm men.
Ngoài hai loại oligosaccarit kể trên có thể còn gặp rafinoza – là một trisaccarit cấu
tạo từ ba đường khác nhau: d-galactoza, d-glucoza, d-fructoza.
Hình vẽ minh họa cấu tạo:
Rafinoza có nhóm aldehyt hoặc xeton tự do nên không có tính khử. Dưới tác dụng
của axit, rafinoza bị thủy phân thành ba đường đơn giản và đều có thể lên men được.
Nhưng dưới tác dụng của nấm men thì chỉ fructoza được giải phóng còn lactoza
không thủy phân được. Vì trong hệ zymaza của đa số nấm men không có enzym α-
galactozidaza. Trên cơ sở đó người ta nói rafinoza chỉ thủy phân được 1/3, đường này
có trong mật rỉ.
• Polysaccarit: Là những gluxit có phân tử lớn, cấu tạo từ nhiều gốc

monosaccarit để tạo thành mạnh thẳng hoặc mạch nhánh. Khối lượng phân tử
có thể từ hàng vạn đến hàng triệu đơn vị.
II.2.2. Nguyên liệu chứa đường – Mật rỉ:
Mật rỉ hay rỉ đường là thứ phẩm của công nghệ sản xuất đường, thường chiếm từ 3-
5% so với lượng mía đưa vào sản xuất.
Thành phần rỉ đường phụ thuộc vào giống mia, đất đai trồng trột và điều kiện canh
tác cũng như công nghệ sản xuất đường. Bình thường lượng chất khô trong rỉ đường
chiếm 80-85%. Trong số chất khô thì chiếm tới 60%, gồm 35-40% là saccaroza và
20-25% là đường khử. Số chất khô còn lại gọi chung là chất phi đường và gồm 30-
32% là hợp chất hữu cơ và 8-10% là chất vô cơ.
Hàm lượng trung bình của các chất vô cơ trong chất khô vào khoảng:
Chất vô cơ Tỷ lệ (%)
K
2
O 76,4
Na
2
O 11,1
Ca
2
O 3,5
MgO 0,4
SO
3
2,8
Cl
-
5,0
Các oxyt khác 0,8
Hợp chất hữu cơ gồm các chất chưa nitơ, cacbon, oxy, và hydro. Chất hữu cơ không

chứa nitơ gồm có pectin, chất nhầy fufurol, axit…Ngoài ra con chứa các chất khử
nhưng không lên men được như caramen, chất màu… Hợp chất chưa nitơ phần lớn ở
dạng amin như glutamic, lơxin, alanin…Lượng nito trong rỉ đường chiếm khoảng0,5-
0,1%. Do chứa ít như vậy cho nên trog quá tinh lên men người ta thường bổ sung nitơ
từ ure hoặc amoni sunfat.
Ngoài việc bổ sung nitơ, chúng ta cần thêm nguồn photpho để giúp cho sự phát triển
bình thường của nấm men. Theo số liệu của Marinchenco, hàm lượng axit photphoric
chiếm 6% chất khoáng, tương đương với 0,6% khối lượng rỉ đường sẽ không đủ cho
nấm men. Trong sản xuất rượu từ rỉ đường người ta thường bổ sung thêm photpho ở
dang supephotphat.
Trong mật rỉ đường mía chứa nhiều vitamin với hàm lượng khác nhau vào khoảng
sau:
Vitamin Rỉ đường Gốc vitamin
B
1
0,2 Tiamin
B
2
0,04 Riboflavin
B
3
0,13 Axit pantotenovic
B
6
0,54 Pirigokxin
PP 0,1 Axit nicotinovic
*pH và độ đệm của rỉ đường:
Bình thường pH của rỉ đường từ 6,8 – 7,2. Rỉ đường mới sản xuất ra có thể có pH =
7,2 – 8,9. Hiện nay hầu hết các nhà máy đường đều sử lý bằng lưu huỳnh nên pH của
rỉ đường thường thấp hơn vào khoảng 5,6 – 6%.

Độ đệm được biểu thị bằng thể tích dung dịch H
2
SO
4
1N cần thiết để điều chỉnh dung
dịchgồm 100g rỉ + 100g nước tới pH = 4,5. Tuy theo ph của rỉ đường, độ đệm có thể
từ 14 -45.
*Vi sinh vật trng rỉ đường:
Rỉ đường thu được từ sản xuất luôn chứa một lượng vi sinh vật. Trong đó nguy hiểm
nhất là vi khuẩn lactic và axetic. Mức độ nhiễm khuẩn được xác định bằng sự tăng độ
chua khi để rỉ đường tưl lên men. Mức độ chua (khi tự lên men sau 24h) trong phạm
vi 0,2-0,3
o
là bình thường. Tuy nhiên đối vối rỉ đường có nồng độ trên 70%, thì hầu
hết vi sinh vật đều chịu nằm yên, nhưng khi pha loãng chúng vắt đầu hoạt động và
làm giảm lượng đường, dẫn đến tăng tổn thất. Vậy trong quá trình sản xuất cần có
biện pháp xử lý nhằm hạn chế hoạt động của tạp khẩn.
II.3.Nước:
III. Xử lý nguyên liệu
III.1. Nấu nguyên liệu:
III.1.1. Mục đích:
Trong các dạng nguyên liệu như gạo, ngô, sắn …hạt tinh bột luôn nằm trong các
màng tế bào. Dù sau khi nghiền thì chỉ một phần các màng đó bị phá vỡ. Phần lớn
màng tế bào còn lại sẽ ngăn cản sự tiếp xúc của enzym amylaza với tinh bột. Mặt
khác ở trạng thái không hòa tan, amylaza tác dụng lên tinh bột rất chậm và kém hiệu
quả. Vì vậy mục đích chính của nấu nguyên liệu là phá vỡ màng tế bbào của tinh bột,
tạođiều kiện biến chúng thành trạng thái hoa tan trong dung dịch.
Trong quá trình nấu, phần lớn màng tế bào của nguyên liệu chưa được nghiền vẫn giữ
nguyên cấu tạo và chỉ bị phá vỡ khi khuấy trôn hoặc phóng cháo bằng van hẹp sang
thiết bị lớn hơn. Lúc đó sẽ xảy ra hiện tượng tự bay hơi nước trong tế bào. Thể tích

hơi tăng khoảng 1500 lần so với thể tích nước trong tế bào, nhờ đó màng tế bào bị xé
vỡ và tinh bột được giải phóng. Tính chất này được áp dụng để chế tạo các thiết bị
nấu liên tục. Có thể nói nấu nguyên liệu là quá trình ban đầu nhưng rất quan trọng
trong sản xuất cồn etylic. Các quá trình tiếp theo tốt hay xấu phụ thuộc rất nhiều vào
kết quả của nấu nguyên liệu.
II.1.2. Các phương pháp nấu nguyên liệu:
Nấu nguyên liệu có thể tiến hành theo một trong ba phương pháp sau: Gián đoạn, bán
liên tục và liên tục. Tùy theo điều kiện trang thiết bị, mỗi cơ sở có thể chọn cho mình
phương pháp này hay phương pháp khác phù hợp nhằm đạt hiệu quả cao nhất trong
điều kiện cho phép.
II.1.2.1. Nấu gián đoạn:
Đặc điểm của phương pháp này là toàn bộ quá trình nấu được thực hiện trong cùng
một nồi. Phươnng pháp có ưu điểm là tốn ít vật liệu để chế tạo thiết bị, thao tác đơn
giản nhưng có nhược điểm là tốn hơi vì không sử dụng được hơi thứ, nấu lâu ở áp
suất và nhiệt độ cao nên gây tổn thất đường nhiều.
Quá trình nấu được thực hiện như sau:
Cho toàn bộ lượng nước vào nồi với tỷ lệ 3,5-4 lit/kg nguyên liệu. Cho cánh khuấy
làm việc rồi đổ bột vào, đậy kín lắp và bắt đầu xông hơi sao cho 45-60 phút thì áp
suất trong nồi đạt yêu cầu.Lúc đầu cần mở van xả để đuổ hết không khí và không khí
ngưng cho tới khi van xả thoát ra chỉ có hơi nước bão hòa thì đóng bót van xả, chờ
khi áp suất và nhiệt độ đạt tới áp suất nấu ta bắt đầu tính thời gian. Áp suất và nhiệt
độ nấu cao hay thấp là tùy thuộc vào trạng thái của nguyên liệu, bột to nhỏ hay chưa
nghiền. Đối với bột thường nấu ở áp suất 3-3,5kg/cm
2
, thời gian duy trì là 60-70 phút.
Còn ngô hạt hay sắn thì nấu ở áp suất 4,5-5kg/cm
2
trong khoảng 80-90 phút.Tôt nhất
là nên nghiền nguyên liệu và nấu ở 3-3,5 kh/cm
2

tương đương với nhiệt độ 135-
140
o
C.
Đối với nguyên liệu bảo quản lâu kém phẩm chất thì thường nấu ở áp suất và nhiệt độ
tháp hơn hoặc rut ngắn thời gian duy trì.
Trong quá trinh nấu thỉng thoảng người ta lấy mẫu để kiểm tra độ chín của tinh bột.
Độ chín của tinh bột có thể kiểm tra bằng kính hiển vi hay căn cứ vào tốc độ chảy của
dịch cháo khi lọc, nhưng kém tin cậy. Hiện nay người ta vẫn dựa vào cảm quan của
công nhân vận hành. Cháo được xem như chín nếu có mì thơm nhẹ, màu vàng rơm
hoặc cánh gián. Nếu màu tối sẫm và có mùi khét, vị đắng là do bị cháy, còn nếu có
màu bợt trắng, mùi ngái thì xem như chưa chín.
Nấu xong ta mở van từ từ và phóng cháo sang thùng đường hóa. Thời gian phóng
cháo khoảng 10-15 phút. Toàn bộ chu kỳ nấu cháo kéo dài khoảng 2,5-3 h.
Hình vẽ minh hhọa nồi náu chao:
II.1.2.2. Nấu bán liên tục:
Đặc điểm của phương pháp là nấu được tiến hành trong ba nồi khác nhau và chia
thành nấu sơ bộ, nấu chín và nấu chín thêm.
Phương pháp này có ưu điểm là giảm được thời gian nấu ở nhiệt độ và áp suất cao, do
đó giảm được tổn thất và tăng hiệu suất lên 7 lit cồn/tấn tinh bột. Nhờ sử dụng được
hơi thứ vào nấu sơ bộ nên tiết kiệm 15-30% lượng hơi dùng cho nấu. Nhược điểm
của phương pháp này là tốn nhiều kim loại để chế tạo thiết bị.
Hình vẽ minh họa:
Quá trinh nấu được tiến hành như sau:
Nấu sơ bộ được tiến hành trong nồi nấu hình trụ, có dung tích tương đương với nồi
nấu chín. Đầu tiên cho lượng nước 40-50
o
C vào cùng với tỷ lệ 3,5-4 lit/kg bột. Cho
cánh khuấy làm việc và đổ bột vào, sau đó dung hơi thứ từnồi nấu chín thêm để đun
dịch bột tới 70-85

o
C và duy trì khoảng 50-60 phút. Sau đó mở van và tháo dịch cháo
xuống nồi nấu chín.
Nấu chín cũng tiến hành giống như khi nấu gián đoạn chỉ khác là áp suất nấu và thời
gian nấu ít hơn. Áp suất nấu 2,8-3,2 kh/cm
2
, nhiệt độ 130-135
o
C, thời gian khoảng 60
phút.
Nấu chns xong ta mở van từ từ và phóng cháo sang nồi nấu chín thêm. Nồi nấu chín
thêm có dung tích gấp 3 lần so với nồi nấu chínnhưng chr đổ đầy 2/3 nồi, còn 1/3 là
không gian chứa hơi. Áp suất nấu 0,5-0,7 at, nhiệt độ là 105-106
o
C, thời gian nấu
khoảng 60 phút. Sở dĩ gọi sơ đồ nấu là bán liên tục vì nấu sơ bộ và nấu chín là bán
liên tục còn nấu chín thêm là liên tục.
II.1.2.3. Nấu liên tục:
Phương pháp này có nhữg ưu điểm sau:
- Tận dụng được nhiều hưi thứ do có thể đun dịch cháo tới nhiệt độ cao mà
không làm ảnh hưởng các qui trình thiết bị khác.
- Nấu ở nhiệt độ thấp và thời gian ngắn nên giảm được tổn thất đường do cháy
và tạo melanoidin nhờ đó mà rượu thu được tàng 5 lit so với nấu bán liên tục
và 12 lít/tấn tinh bột so với nấu gián đoạn.
- Tiêu hao kim loại để chế tạo thiết bị giảm khoảng 50% so với bán liên tục.
- Dễ cơ giới hóa, tự động hóa và tốn ít diện tích đặt thiết bị.
Tuy nhiên để thực hiên được phương pháp này nguyên liệu bắt buộ phải được nghiền
nhỏ với đường kính của hạt bột < 3 mm.
Quá trình nấu được tiến hành như sau:
Theo tỷ lệ tính trước bột và nước liên tục đi vào thung hòa bột. Nhiệt độ của dịch bột

phải đạt 35-40
o
C, cánh khuấy trong thùng hòa bột làm quay với vận tốc 45 vòng/phút.
Thùng hòa bột được chia làm hai ngăn không đều nhau. Thời gian dịch bột lưu lại
trong thùng là 3-4 phut. Dịch bột từ thùng hòa bột qua van liên tục đi vào nồi nấu sơ
bộ, cánh khuấy của thùng nấu sơ bộ quay với vận tốc 26 vòng/phút, ở đâyy dịch
được đun lên 80-85
o
C trong khoảng 4-5 phút. Sau đó dịch cháo được chủa sang thùng
tạm chứa, nhờ bơm pittong dịch cháo sẽ được bơm liên tục vào nồi nấu chín. Bên
trong nồi nấu chín có cấu tạo nhiều ngăn và có độ nghiềng, nên dịch cháo sẽ chảy từ
trên xuống. Hơi chính được cấp từ dưới và đi ngược chiều với dịch cháo do đó tạo ra
ba vùng nhiệt độ khác nhau.Nhiệt độ ở đáy là 140
o
C, ở giữa là 130
o
C, trên cùng là
125
o
C (áp suất chính cấp cho thiết bị p = 3 at). Hơi thừa vad không khí chưa ngưng
đựoc đưa sang thùng nấu chín thêm hoặc thùng nấu sơ bộ. Dịch cháo từ nồi nấu chín
sẽ được bơm liên tục vào nồi nấu chín thêm. Nồi nấu chín thêm có cấu tạo 3 ngăn,
dịch cháo được bơm từ dưới đầy dần tới vách ngăn kia sau đó chảy sang nồi tách hơi
và sang thùng đường hóa.
Thời gian dịch cháo lưu lại trong thùng nấu chín và nấu chín thêm là 25-30
phút.Tổng thời gian của quá trinh là 50-60 phút.
Hình vẽ minh họa:
II.3.2. Sản xuất chế phẩm amylaza:
Trong sản xuất rượu, để đường hóa tinh bột và thủy phân protit, người ta cần nhiều
nhất là amylaza và proteaza. Cho đến nay để thu nhận hai enzym kể trên, nấm mốc

được sử dụng nhiều nhất.Trong sản xuất chế phẩm amylaza cho sản xuất rượu người
ta dùng nhiều nhất là Aspergillus sau đó là Mucor. Trong đó Asp. Oryzae và
Asp.awamori và Asp.neger được sử dụng nhiều hơn cả. Chúng là vi sinh vật hảo khí,
phát triển chủ yếu trên bề mặt cua môi trừong rắn hoặc lỏng nhưng cũng có thể tạo
thành mixen trong môi trường lỏng có sục khí.
II 3.2.1. Công nghệ sản xuất nấm mốc bề mặt:
Sơ đồ:
Theo phương pháp này, nguyên liệu được trộn đều sơ bộ theo tỷ lệ 20-30 lit/100 kg ở
I nhờ gầu tải II đưa lên trộn tiếp ở I’ tới độ ẩm 38-40% cũng với 20-30 lit/100 kg
nguyên liệu ban đầu. Tổng lượng nước 50-60 lit/100 kg.
Tiếp đó cho vào nồi hấp III để tiệt trùng ở nhiệt độ 105-107
o
C, tương ứng với áp suất
0,5-0,7 kg/cm
2
, thời gian kéo dài 50-60 phút. Khi tiệt trùng phải dung hơi gián tiếp để
tránh dính bột và độ ẩm không được quá 40%. Muốn vậy nồi tiệt trùng phải có cấu
tạo hai lớp vỏ và cánh khuấy quay với vận tốc 25 vòng/phút. Tiệt trùng xong ta lam
nguộn xuống 30-38
o
C bằng không khí vô trùng. Tiếp đó phun dịch giống vào cùng
với nước vô trùng sao cho độ ẩm đạt 58-60%. Cánh khuấy làm việc liên tục, sau đó
cho canh trường vào mành IV với chiều dày 2-3 cm tùy thuộc vào thời tiết. Canh
trường được xe V đưa vào phòng nuôi VI để nấm mốc phát triển. Trong thời gian
phát triển, cần theo dõi để điều chỉnh lượng không khí và nhiệt độ được ổn định ở 28-
32
o
C Thời gian nuôi cấy thường là 36-42h.
Sau khi nuôi ở phong VI ta thu được chế phẩm amylaza thô. Chế phẩm nnày hòa với
nước vô trùng chứa 0,05-0,1% formalin ở VII. Khuấy đều sau 1 h thì bơm đi đường

hóa. Chế phẩm thô có thể sấy khô đến độ ẩm 10% ở nhiệt độ không quá 45
o
C tiếp đó
nghiền và bảo quản dùng dần. Chế phẩm cần được bảo quản ở nơi thoáng mát có
nhiệt độ không quá 12
o
C.
II 3.2.2. Sản xuất chế phẩm amylaza từ nấm mốc theo phương pháp bề sâu:
Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt có ưu điểm là dễ thực hiện, khi bị
nhiễm ta chỉ cần loại bỏ chỗ bị nhiễm cục bộ mà không ảnh hưởng nhều tới chất
lượng chung. Nhưng phương pháp này có nhược điểm là tốn diện tích nhà xưởng, lao
động vất vả,, khó cơ giới hóa, tự động hóa. Các nhược điểm trên sẽ được khắc phục
khi nuôi cấy chìm trong môi trường lỏng. Tuy nhiên nuôi cấy trong môi truờng lỏng
đòi hỏi vô trùng cao, nếu không dễ bị nhiễm tạp hàng loạt.
Hình vẽ minh họa sơ đồ:
- Chủng giống: Asp. batate
- Môi trường: Nước bã rượu lọc qua dây có d=2 mmcòn chứa 0,05% bã thô.
Nước lọc được trung hòa bằng MgO cho tới khi thu được pH=5,8. Trun hòa
xong thêm 2% bột ngô rồi tiệt trùng ở 125-130
o
C trong khoảng 60 phút sau đó
làm lạnh tới 30-32
o
C.
- Điều kiện nuôi cấy:
 Nhiệt độ: 30-32
o
C.
 pH=5,8
 Sục khí: 40-60 m

3
/m
3
canh trường.giờ
 Thời gian nuôi cấy: 3-4 ngày
Sơ đồ được thực hiên như sau:
Bã rượu từ tháp thô đi vào thùng 1 sau đó được bơm 2 đẩy vào 3. Ở 3 nước lọc bã
rượu được trung hòa bằng MgO tới pH = 5,8 rồi cho thêm 2% bột ngô so với khối
lượng dịch. Tiếp theo dịch được bơm 4 đẩy vào gia nhiệt ở 5 tới nhiệt độ khoảng
125-130
o
C rồi đi vào giữ ở 6 từ 50-60 phút. Sau đó được đưa làm lạnh ở 7 tới nhiệt
độ 30-32
o
C rồi đi vào thùng 8 hoặc 9. Giống nấm được nuôi ở thùng 9 với số lượng
10-12% so với thể tích thùng 8. Thời gian nhân giống ở thùng 9 kéo dài 24-30 h với
mức độ sục khí 40-60 m
3
/m
3
.h. Giống ở thùng 9 được đẩy xuống thùng 8 đã có môi
trường làm lạnh đến 30-32
o
C. Sau đó tắt cánh khuấy trong vòng 18 h đầu và sục khí
với lưu lượng 40-60 m
3
/m
3
. Sau 18 h đầu thì bật cánh khuấy và cung cấp không khí
liên tục. Toàn bộ quá trinh kết húc sau 68-72h.

Chú ý: Áp suất làm việc ở 9 thường là 0,5-0,8 kg/cm
2
, còn ở 8 là 0,2-0,3 kg/cm
2
.
Chu kỳ vòng sản xuất khoảng 80-86 giờ.
- thời gian đổ đầy : 3h
- Chuyển giống từ 9 sang 8: 1h
- Thời gian nuôi : 72h
- Giải phóng dịch nuôi mốc: 1 h
- Vệ sinh, tiệt trùng và kiểm tra: 4h
II.4. Đường hóa tinh bột:
II.4.1.Sơ đồ tác dụng của amylaza lên mạch tinh bột:
Amylaza là enzym đơn cấu tử, các nhóm riêng biệt của protein kiêm vai trò của agon.
Amylaza của nấm mốc có chứa những enzym chính là: α-amylaza, β-amylaza,
glucoamylaza, izomaltaza và oligo -1,6- glucosidaza.
- α - Amylaza chỉ tác dụng lên nối α-1,4-glucozit ở vị trí bất kỳ nhưng tập trung
vào giữa mạch amyloza và amylopectin, nhờ đó tinh bột nhanh chóng bị phân
cắt thành dextrin có phân tử khác nhau, đường maltoza và một ít glucoza.
- β – amylaza cũng phân cắt nối α-1,4-glucozit nhưng bắt đầu từ vòng không có
nhóm khử và cắt theo hai gốc glucoza một trong phân tử amyloza va
amylopectin. Sản phẩm tạo thành là đường maltoza.
- Glucoamylaza không chỉ có khả năng phân cắt nối α-1,4 mà còn cắt được nối
α-1,6-glucozit và biến 100% tinh bột thanh glucoza.
- Izomaltaza chỉ tham gia phân cắt nối α-1,6 trong phân tử izomaltaza.
- Oligo -1,6- glucosidaza chỉ cắt nối α-1,6 trong phân tử dextrin.
II.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đường hóa tinh bột:
II.4.2.1. Nhiệt độ:
Đặc trưng của phản ứng đường hóa tinh bột bằng amylaza diễn ra trong phạm vi
tương đối hẹp. Giới hạn 35-62

o
C (khoảng nhiệt độ tối thích của enzym amylaza).
Nếu đường hóa ở nhiệt độ cao là nhiệt độ tối thích của dextrinaza thì sẽ tạo ra nhiều
dextrin, ít maltoza dẫn đến hiệu suất lên men giảm.
Nếu đường hóa ở 40-50
o
C cũng không có lợi vì dễ bị nhiếm khuẩn tạp mặc dù lượng
đường khử có thể tạo ra nhiều hơn. Tuy nhiên nếu chỉ xét đến khả năng tạo đường thì
người ta vẫn chọn khoảng nhiệt độ là 35-62
o
C.
II.4.2.2. pH
Enzym có bản chất protein, có các trung tâm hoạt động. Tác dụng của H
+
vào trung
tâm hoạt động vào các nhóm bên một cách trực tiếp hoặc gián tiếp (nhóm bên là
nhóm amin, axitcacbonxilic R-CH-NH
2
COOH
Khoảng pH tối thích để cho enzym amlaza hoạt động là 4-5, ngưỡng dưới 2 và trên
10 thì sẽ bị đình chỉ hoạt động.
Độ pH còn phụ thuộc vào nhiệt độ, nếu nhiệt độ tăng thì pH cũng tăng (kiềm tính), độ
pH còn phụ thuộc vào bản chất của nguyên liệu và các chất phụ trợ (axit sunfuric)
II.4.2.3. Nồng độ enzym:
Sự thủy phân tinh bột là tổng hợp tác dụng của các enzym chứa sẵn trong nguyên liệu
và enzym của nấm mốc. Khi tăng hoạt độ của enzym thì tốc độ thủy phân tinh bột sẽ
tăng và tỷ lệ thuận với lượg enzym đưa vào nhưng chỉ trong giai đoạn đầu khi phản
ứng còn là bậc 0.
Ở các nhà máy rượu thuộc Liên Xô cũ, tỷ lệ chế phẩm amylaza đư vào khi đường hóa
chiếm 8-10%. Sau 1972, tỷ lệ giảm chỉ còn 5-6% do chất lượng chế phẩm được nâng

cao. Ở các nhà máy rượu của nước ta trước 1985, lượng chế phẩm từ nấm mốc được
quy định là 15% so với tinh bột trong cháo nấu với điều kiện số đường hóa Linơ=18,
nhưng hiên nay thường là 10-12%.
II.4.2.4. Các yếu tố khác
*Nồng độ rượu:
Enzym bị ức chế bởi nồng độ rượu. Nồng độ rượu thấp 1-5% hầu như không ảnh
hưởng đến hoạt tính enzym, nhưng nếu nồng độ rượu >6% thì có ảnh hưởng rõ rệt
làm giảm hoạt tính của enzym, do vậy công việc phân lạp và tuyển chon giống là hết
sức quan trọng.
*Thời gian đường hóa:
Có ý nghĩa rất lớn về mặt kinh tế vì thời gian đường hóa cang lấu thì chi phí cho duy
trì hoạt đôngj của hệ máy cang cao.
II.4.3.Các phương pháp đường hóa:
Đường hóa dịch cháo có thể tiến hành theo phương pháp gián đoạn hoặc liên tục trên
các sơ đồ thiết bị khác nhau. Nhưng dù theo phương pháp nào và sơ đồ nào thì quá
trình đường hóa cũng bao gồm:
- Làm lạnh dịch cháo tới nhiệt độ đường hóa
- Cho chế phẩm amylaza vào dịch cháo và giữ ở nhiệt độ trên trong thời gian xác
định để amylaza chuyển hóa tinh bột thành đường.
- Làm lạnh dịch đường tới nhiệt độ lên men.
II.4.3.1. Đường hóa liên tục:
Đường hóa liên tục được tiến hành trong các thiết bị khác nhau, dịch cháo và dịch
amylaza liên tục đi vào hệ thống, dịch đường liên tục đi sang bộ phận lên men.
Phương pháp có ưu điểm so với đường hóa gián đoạn là dich chaoits bị lão hóa khi
làm lạnh tới nhiệt độ đường hóa. Thời gian đường hóa ngắn, tăng được công suất
thiết bị, và do đó tiết kiệm được diện tích nhà xưởng. Hoạt tính của amylaza ít bị vô
hoạt do thời gian tiếp xúc với nhiệt độ cao được rút ngắn.
Diễn biến quá trình như sau:
Sơ đồ:
Cháo được chứa ở nồi nấu chín thêm liên tục đi vào thùng đường hóa lần một 2, dịch

amylaza ở thùng 3 qua bộ phận phân phối 4, sau đó khoảng 30% đi vào 2 phối hợp
với dịch cháo có nhiệt độ 60
0
C. Thời gian đường hóa kéo dài 15-20 phút. Ra khỏi 2
dịch đường được bổ sung 70% chế phẩm amylaza còn lại, sau đó qua bơm 5 đi vào
thiết bị đường hóa lần hai 6. tổng cộng thời gian đường hóa ở cả hai thiết bị không
quá 30 phút. Đường hóa xong một phần dịch được đưa vào phân xưởng gây men,
90% còn lai qua thiết bị làm lạnh đến 28-30
0
C rồi vào các thùng lên men.
II.4.3.2. Đường hóa gián đoạn:
Khác với đường hóa liên tục, đường hóa gián đoạn được thực hiện trong một thiết bị
gọi là thùng đường hóa. Thùng đường hóa gián đoạn có cấu tạo nư thùng đường hóa
lần một. Dung tích của thùng được tính dựa vào thể tích của mẻ nấu và theo công
thức: 1,3m
3
thùng/1m
3
cháo. Chiều cao của thùng vào khoảng 0,5-0,6 so với đường
kính. Bên trong có cánh khuấy với tốc độ 50-60 vòng/phút nhằm giúp cho quá trình
làm lạn được nhanh. Diện tích truyền nhiệt cần lấy bằng 3-5 m
2
/m
3
cháo.
Hình vẽ:
Cách tiến hành:
Cho toàn bộ dịch amylaza vào thùng, bật cánh khuấy, mở nước lạnh rồi cho nhanh
cháo vào, khống chế nhiệt độ 57-58
o

C. Khi hết cháo ta tắt cánh khuấy và đóng van
nứoc lạnh rồi để 10-15 phút. Sau đó bật cánh khuấy, mở nước làm lạnh đến 28-30
o
C
rồi bơm lên thùng lên men.
II.4.4. Những sự cố xảy ra trong quá trình đường hóa và biện pháp khắc phục:
II.5. Nuôi cấy nấm men trong sản xuất:
II.5.1. Đặc tính chung của nấm men:
Tế bào nấm men có cấu tạo rất phức tạo, người ta chia thành hai phần chính là vỏ và
phần trong nội bào (vỏ và protoplasma).
+ Vỏ thì có vỏ trong và vo ngoài:
Vỏ ngoài tế bào là thành mỏng, trong suốt và có tính đàn hồi có chức năng bảo vệ tế
bào, hấp thụ chất dinh dưỡng và thải sản phẩm trao đổi ra ngoài. Vỏ này được cấu tạo
chủ yếu từ polysaccarit kiểu hemĩenluloza gồm glucan và manan và một ít chất béo,
protit, chất khoáng và xitin. Trên vỏ có các lỗ với đường kính khoảng 3,6 nm, các
enzym được tách ra từ tế bào tập trung trên vỏ, chúng phân ly đường có phân tử lớn
(maltoza, saccaroza) không có khả năng thảm thấu vào trong được, nhờ đó mà
maltoza và saccaroza được đồng hóa. Vỏ ngoài được chia thành 3 lớp: Lớp ngoài là
màng nhẵn dày 10-30 nm gồm chủ yếu là lypoproteit, lớp tiếp theo chứa phức hợp
manan và protein dày 100 nm, lớp trong cùng có thể chứa chất keo hoặc sợi li ti dày
10-250 nm, cấu tạo từ những gốc glucan gồm 94% glucoza và khoảng 6% hexoamin.
Vỏ trong tế bào là màng plasma rất mỏng, dày khoảng 8 nm và cũng gồm ba lớp
lypoproteit, cãni và ribonucleproteit. Chức năng chủ yếu của màng là điều chỉnh vận
chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào.
+Xitoplasma: Là hệ thống keo, độ nhớt của nó phụ thuộc vào thời kỳ sinh trưởng và
các yếu tố sinh lý. Ở tế bào trẻ độ nhơt của xitoplasma cao hơn ở tế bào già, đảm bảo
cho việc vận chuyển các sản phẩm trao đổi được tốt hơn.
+Vatulin: Gồm các chất chứa nitơ, dẫn xuất của axít nucleic, nó có quan hệ tới sinh
trưởng của nấm men và xuất hiện trong thời kỳ sinh trưởng, nẩy chồi hay tạo nang
bào. Vatulin nằm bên trong không bào và ở dạng hạt to hoặc nhiều hạt nhỏ.

+Nhân tế bào: hình tròn có đường kính từ 1-2 µm. nó được ngăn cách với
xitoplasmabowir hai lớp. Các màng này thông với nhau qua các lỗ có đường kính 30-
100 nm, qua đó sự liên hẹ giữa xitoplasma và nucleoplasma được thực hiện. Bên
trong nhân chứa đầy nucleoplasma và những sợi chỉ dài nhỏ gọi là cromoxom.
Cromoxom có cấu tạo từ protit, deoxyribonucleic, axit ribonucleic và các
enzym.Cromoxom thực hiện chức năng di truyền và trao đổi chất, kiểm soát sự phân
hóa của tế bào và tổng hợp protit, lypoprotit, các quá trình khác kể cả sự sinh sản.
+Mitokhondrin: là các sợi chỉ nhỏcó chiều dài 0,4-1,0 µm. Được tạo thành từ protit,
axit ribonucleic, các hợp chất chứa photpho. Ngoài ra chúng còn chứa các enzym
thủy phân protit, chất béo và gluxit. Nhiệm vụ chính là ghếp nối sự tổng hợp ATP và
ADP với axit photphoric để tạo ra nguồn năn lượng cung cấp cho hoạt động sống của
tế bào.
+Riboxom: là xitoplasma có dạng túi nhỏ cấu tạo từ proteit và axit ribonucleic. Đây
là cấu tử nhỏ nhất của tế bào, bên trong có chứa axit ribonucleic và phức hệ enzym.
Phức hệ enzym này đảm bảo sinh tổng hợp các hợp chất quan trọng của tế bào va
trước hết là proit, vì vậy chúng được coi là “phân xưởng sản xuất protein”.
+Không bào: Là các tí nhỏ chứa đầy dịch bào. Ở các tế bào trẻ không bào ít xuất
hiện, ở các tế bào già không bào trở nên to có khi chiếm gần hết tế bào. Điều này là
do trong quá trình trao đổi chất không bào không bào là chỗ tạm chứa các sản phẩm
trung gian.
II.5.2. Chủng và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm men:
Trong sản xuất cồn người ta hay sử dụng chủng saccharomyces. Trng đó chủ yếu là
Sac. cerevisiae, Sac. awamori, Sac. oryzae…
Có ảnh hưởng tới sự phát triển của nấm men bao gồm các yếu tố sau đây:
*Nhiệt độ: Lên men được tiến hành ở nhiệt độ 28-32
0
C. Nhiệt độ cao thì tổn thất sẽ ớn
do tạp khuẩn phát triển, tạo nhiều este và aldehyt. Khi lên men ở 29,5
0
C tổn thất do tạo

men là 7,37%, ở 17,5
0
C tổn thất do tạo men là 5,32% và ở 10
0
C là 4,42%.
*pH: Xét về ảnh hưởng của pH thì tổn thất sẽ it nhất khi lên men ở pH=4,4. Nếu pH
tăng thì tổn thất sẽ tăng nhanh nhiều hơn so với giảm pH. Giảm pH từ 5,6 xuống 4,42
thì hiệu suất lên men tăng 2,3%.
Đồ thị minh họa:
*Nồng độ dịch lên men: Nồng độ dịch lên men quá cao sẽ làm tăng áp suất và làm mất
cân bằng trạng thái sinh lý của nấm men. Kết quả là rượu nhiều sẽ ức chế không những
tạp khuẩn mà cả nấm men, mặt khác nếu đường nhiều thì sẽ dẫn đến tổn thất hoặc phải
kéo dài thời gian lên men. Ngược lại nếu nồng độ đường thấp sẽ làm giảm hiệu suất
của thiết bị lên men, tốn hơi khi chưng cất và tăng tổn thất rượu trong bã rượu và trog
nước thải. Bình thhường người ta khống chế nồng độ chất khô của dịch đường từ 16-
18% (tương với 13-15% đường) để sau khi lên men sẽ nhân được nồng độ rượu trong
giấm chín là 8,5-9,5%.
*Chất sát trùng: Trong điều kiện sản xuất dù có vệ sinh sạch đến mấy cũng khó đảm
bảo vô trùng tuyệt đối, vì vậy cần dùng chất sát trùng để ngăn ngừa và hạn chế tạp
khuẩn. Và mức độ ảnh hưởng của chúng đến nấm men được thể hiện ở bảng dưới đây:
Axít
Nồng độ Thời gian
làm tiêu
diệt, giờ
Làm ngừng sinh trưởng Tiêu diệt men
% Mol/l % Mol/l
Clohydric 0,14 0,038 0,72 0,195 0,46
Sunfuric 0,39 0,039 1,3 0,132 2,04
Photphori
c

0,3 0,031 2,0 0,204 1,28
Axetic 0,75 0,125 3,0 0,5 1,25
Lactic 0,9 0,1 3,0 0,333 1,27
Ngoài các axit trên thì người ta thường hay sử dụng formalin hoặc fluosilicat natri và
nồng độ sử dụng của chúng không được vượt quá 0,02%.
*Nguồn nitơ bổ sung: trong các nguyên liệu dùng để sản xuất rượu thì chứa không
nhiều protit, và các hợp chất chứa nitơ, vậy để đảm bảo cho sự phát triển của nấm men
ta cần bổ sung nitơ. Và người ta chỉ ra rằng bổ sung nitơ với số lượng 30 mg/100 l. cho
phép rút ngắn thời gian lên men từ 84 xuống 60 giờ, đồng thời lên men cũng tốt và đạt
hiệu quả cao nhất.
II.5.3. Nuôi cấy nấm men giống trong sản xuất:
Nấm men giống thông thường được chuẩn bị theo hai giai đoạn: Giai đoạn trong
phòng thí nghiêm tới 10 lít và giai đoạn nhân giống trong sản xuất – nhân giống tới
số lượng đủ 10% so với thùng lên men.
II.5.3.1. Nhân giống trong phòng thí nghiêm:
Nguyên liệu được nghiền nhỏ rồi khuấy đều với nước theo tỷ lệ 5 lit nước/1kg
nguyên liêu. Rồi tăng dần nhiệt độ lên 48-53
o
C giữ 20-30 phút để proteaza hoạt động,
sau đó tăng nhiệt độ lên 60-62
o
C để amylaza hoạt động và giữ 30 phut để amylaza
hoạt động sau đó tăng tiếp lên 70-72
o
C và duy trì cho tới khi đường hóa hoàn toàn.
Đường hóa xong đem lọc qua giấy hoặc vải đồng thời dùng nước hoặc axit sunfuric
để đièu chỉnh pH = 4,5-5,0 và nồng độ 13-16% sau đó cho vào bình tam giác với
dung tích theo yêu cầu và đem nhân giống theo chế độ sau:
Lượng dịch trong bình Nồng độ,% pH Nhiệt độ,
o

C Thời gian,h
Trong ống nghiêm 10 ml 13-14 4,5-5,0 30 ± 1 24
90 ml trong bình 250 ml 13-14 4,5-5,0 30 ± 1 18-24
900 ml trong bình 2 lít 13-16 4,5-5,0 30 ± 1 18-24
9 lít trong thùng 10 lít 15-18 4,8-5,2 30-32 15-18
II.5.3.2. Nhân giống trong sản xuất:
Môi trường nhân giống trong sản xuất phải đảm bảo đủ lượng đường là 6g/l trở lên.
Hình vẽ minh họa sơ đồ sx:
Dịch đường được cho vào thùng đường hóa thêm 1 và duy trì đường hóa tiếp theo
khoảng 1,5-2 h. Sau đó dùng dung dịch axit sunfuric điều chỉnh pH tới 3,8-4,0, rồi
dùng hơi tăng nhiệt độ lên 85=86
o
C để thanh trùng 1 h.Tiếp theo dùng nước làm lạnh
tới 30
o
C, tháo xuống thùng 3 và 4 men sẽ phát triển ở đây trong khoảng 20-26h.
trong thời gian đó có thể tiếp thêm môi trường.
Chất lượng của giống được xem là bình thường nếu thỏa mãn các yêu cầu sau đây:
- Số tế bào trong 1 ml chiếm 100-120 triệu
- Số tế bào nẩy chồi chiếm 10-15%
- Số tế bào chết không quá 5%
- pH = 4,0
- Mức độ nhiễm khuẩn không quá 1 con trong kính trường có độ phóng đại 400
lần.
II.6. Lên men dịch đường hóa:
II.6.1. Cơ chế hóa sinh học của quá trình lên men dịch đường hóa:
Lên menn rượu là một quá trình sinh học hết sức phức tạp, xảy ra dưới tác dụng của
nhiều enzym. Theo lý thuyết hiện đại, sự tạo thành rượu từ glucoza được trải qua các
giai đoạn sau đây:
1.Đầu tiên do xúc tác của glucokinaza, glucoza kết hợp với gốc photphat ủa phân ttử

ATP trong tế bào nấm men để tạo thành gluco-6-photphat và ADP.
C
6
H
12
O
6
+ ATP CH
2
O(H
2
PO
3
)(CHOH)
4
CHO + ADP
2.Tiếp đó gluco-6-photphat do tác dụng của enzym đồng phân glucophotphat—
izomeraza sẽ biến thành fructophotphat.
CH
2
O(H
2
PO
3
)(CHOH)
4
CHO CH
2
O(H
2

PO
3
)(CHOH)
3
COCH
2
OH
3.Dưới tác dụng của enzym photphofructokinaza, phân tử ATP đính thêm một gốc
photphat nữa vào fructo-6-photphat để tạo thành fructo-1,6-diphotphat và phân tử
ADP thứ hai.
CH
2
O(H
2
PO
3
)(CHOH)
3
COCH
2
OH +ATP ADP + CH
2
O(H
2
PO
3
)
(CHOH)
3
COCH

2
O(H
2
PO
3
)
Sự tạo thành fructo-1,6-diphotphat đánh dấu kết thúc giai đoạn chuẩn bị của lên men
rượu.
4.Dưới xúc tác của enzym aldolaza, fructodiphotphat sẽ bị phân cắt thành hai phân tử
trioza là: aldehyt Photphoglyxeric và photphodioxyaxeton.
CH
2
O(H
2
PO
3
)(CHOH)
3
COCH
2
O(H
2
PO
3
)
CH
2
O(H
2
PO

3
)COCH
2
OH + CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCHO
Photphodioxyaxeton Aldehyt-photphoglyxeric
5.Dưới tác dụng của enzym đồng phân triphotphat-izomeraza xảy ra quá trình thuận
nghịch: CH
2
O(H
2
PO
3
)COCH
2
OH CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCHO
6.Hai phân tử aldehyt-photphoglyxeric bị oxy hóa. Phản ứng này có sự tham gia của
axit photphoric trong canh trương nhờ xúc tác của enzym triphotphatdehydronaza-
coenzym của ns là NAD (Nicotinamit-Adenin-Dinucleotit).

CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCHO + 2H
3
PO
4
+ 2NAD
CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCOO ~ H
3
PO
3
+ 2NAD.H
2
1,3 - diphotphatglyxeric axit
Phẩn tử 3-photphatglyxero aldehyt kết hợp với photphat, còn hydro chuyển sang
coenzym NAD. Năng lượng được giải phóng do oxy hóa photphatglyxero aldehyt sẽ
tích tụ trong liên kết cao năng của axit 1,3 – diphotphatglyxeric mới tạo thành.
7. Tiếp theo với sự tham gia của photphoglyxeratkinaza, gốc photphat chứa cao năng
của axit 1,3 – diphotphatglyxeric sẽ chuyển vào phân tử ADP. Kết quả là
3-photphatglyxeric được tạo thành còn ADP nhận thêm năng lượng biến thành ATP.

2CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCOO ~ H
3
PO
3
+ 2ADP
CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCOOH + 2ATP
8.Dưới tác dụng của enzym photphoglyxeromutaza, gốc axit photphoric sẽ chuyển từ
cacbon vị trí thứ 3 sang cacbon vị trí 2 và tạo thành 2-photphatglyxeric:
2CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCOOH 2CH
2
OHCHO(H
2

PO
3
)COOH
9.Dưới tác dụng của enzym enolaza, axit 2-photphatglyxeric sẽ bị mất nước và biến
thành photphopyruvic:
2CH
2
OHCHO(H
2
PO
3
)COOH CH
3
CO(H
2
PO
3
)COOH +2H
2
O
10.Axit photphopyruvic rất không bền nên dễ bị mất gốc axit photphoric do enzym
pyruvatkinaza và do đó axit pỷuvic được tạo thành.
2CH
3
CO~(H
2
PO
3
)COOH + 2ADP 2CH
3

CO COOH + 2ATP.
II.6.2. Các phương pháp lên men dịch đường hóa:
II.6.2.1. Lên men gián đoạn:
Hình vẽ biểu diễn thùng lên men gián đoạn:
Trước tiên thùng và các thiết bị tiếp xúc phải được vệ sinh sạch sẽ và phải được khử
trùng trong 60 phút ở 95-100
o
C. Thanh trùng xong men giống và dịch đường có thể
bơm ngay từ đầu để được trộn đều. Lượng men giống chiếm 10% so với thể tích
thùng lên men. Dịch đường không bơm đầy thùng ngay mà bơm dần dần trong 6-8h.
Khống chế nhiệt độ ở 28-30
o
C và pH = 4,0-4,5.
Lên men được xem là kết thúc nếu sau 8h nồng độ đường không giảm hoặc chỉ giảm
0,1-0,2%.
Lên men gián đoạn có ưu điểm là dễ làm, khi bị nhiễm dễ xử lý nhưng cho hiệu suất
không cao.
II.6.2.2. Lên men liên tục:
Sơ đồ thiết bị:
Trước khi sản xuất tất cả các thiết bị đều được thah trùng ở nhiệt độ cao sau đó làm
lạnh tới nhiệt độ lên men.
Khi bắt đầu sản xuất ta chuẩn bị men giống ở 2 thùng cấp 1 lệch nhau 3-4h. Khi giống
đạt yêu cầu ta tháo xuống thùng 2. Thùng cấp 1 vừa được giả phóng cần vệ sinh, thanh
trùng và đổ đầy dịch đường mới vào tiếp đó thanh trùng ở 75
o
C và điều chỉnh pH hợp
lý. Sau đó làm lạnh tới nhiệt độ gây men rồi cho 25-30% lượng men giống ở thùng cấp
1 còn lại vào và để lên men tới độ biểu kiến 5-6%. Lượng men giống còn lại ở thùng
cấp 1 tháo hết sang thùng cấp 2, sau đó vệ sinh và tiếp tục chu kỳ như trên.
Ở thùng nhân giống cấp 2 ta tiếp tục cho dịch đường tới đầy và điều cỉnh pH, khống

chế nhiệt độ và lên men tiếp tới độ lên men biểu kiến 5-6%. Sau đó cho toàn bộ dịch ở
thùng cấp 2 vào một trong hai thùng câp 3 rồi liên tục cho dịch đường vào. Dịch lên
men sẽ tiếp tục chảy từ 3 sang 4 tiếp theo cho tới thùng cuối cùng thì lên men kết thúc,
ta được giấm chín.
Lên men chình xảy ra chủ yếu ở thùng 3, các thùng tiếp theo là lên men phụ. Vấn đề
chủ yếu của lên men liên tục là phải khống chế tế bào ở thùng 3 luôn khoảng 100-120
triệu/ml. Để đảm bảo vô trùng các thùng 3 sau 24-30h cần được giải phóng và thanh
trùng còn các thùng 4 thì sau 65-75h.
Ưu điểm của phương pháp này là được thực hiên trong một hệ thông kín nên rất ít khi
bi nhiễm tạp khuẩn, cho phép tự động hóa.
II.6.2.3. Lên men bán liên tục:
Sư đồ hoật động giống như lên men 2 phương pháp lên men trên, nhưng ở phương
pháp này có điểm khác là các thùng lên men chính được nối với hệ thông ống nước
lam lạnh và dịch lên men được bơm liên tục vào ống rrồi lại được bơm quay trở lại
thung nhằm làm giảm nhiệt độ tới nhiệt độ cần thiết.
Sơ đồ mô tả.
II.6.3. Thu hồi rươu:
Muốn tách cồn ra khỏi giấm chín sau đó tinh chế để có đó tinh chế để nhận được cồn
có chất lượng cao, người ta thực hiên theo phương pháp gian đoán, bán liên tục và
liênn tục, trên các sơ đồ thiết bị khác nhau. Tuy nhiên phương pháp gián đoạn và bán
liên tục được phát triển trên cơ sở sản xuất hộ gia đình cho nên hiệu quả không cao.
Trong các nhà máy sản xuất hiện nay người ta chỉ dùng sơ đồ thiết bị của phương pháp
liên tục.
Phương pháp liên tục có thể thực hiện theo nhiều sơ đồ khác nhau: 2 tháp, 3 tháp hoặc
4 tháp. Trên cơ sở này người ta lại chia làm chưng luyện theo hệ thống một dòng (gián
tiếp) hoặc hai dòng vừa trực tiếp vừa gián tiếp.
II.6.3.1. Sơ đồ hai tháp gián tiếp – 1 dòng:
Sơ đồ minh họa:
Giấm chín được bơm lên thùng cao vị 1 sau đó đi vào bình hâm giấm 2. Ở đây giấm
chín được hâm nóng tới 70-80

o
C băng ẩn nhiệt của hơi cồn thô, sau đó qua bình tách
CO
2
3 rồi vào tháp 4. Hơi cồn bay lên ngưng tụ ở 2, phần chưa ngưng tiếp tục sang
ngưng ở 6. toàn bộ cồn thô ngưng ở 2,6 và 7 đi vào tháp tinh chế 8. Tháp tinh chế
cũng được cấp nhiệt băng hơi nước có áp suất p=0,8-1kg/cm
2
. Hơi rượu bay lên được
nâng dần nồng độ ra khỏi tháp vào 9. tại đây ta điều chỉnh lượng nước làm lạnh để
lấy cồn đầu ra ở 7, khoảng 3-5% so với toàn bộ lượng cồn đưa vào hệ thống tháp. Số
ngưng ở 9 được lưu hồi trở lại tháp. Cồn thành phẩm được láy ra ở đoạn trên của tháp
tinh còn phía dưới là dầu fusel. Nhiệt độ ở đáy của hai tháp luôn ổn định ở 103-105

o
C.Nhiệt độ ở đỉnh tháp 4 duy trì ở 93-97
o
C. Nhiệt độ ở đỉnh tháp 8 là 78,3-78,5
o
C.
Với hệ thống này muốn thu được cồn tốt thì phải tăng tăng lượng cồn đầu, để khắc
phụ nhược điểm này người ta sử dụng hệ thống sau đây:
II.6.3.2. Hệ thống ba tháp làm việc gián tiếp.
Hệ thống này cho phép nhận được 70-80% cồn loại 1, 20-30% cồn loại 2 còn lại là cồn
đầu.
Sơ đồ được thực hiện như sau: Giấm chín được bơm lên thùng cao vị 1 sau đó đi vào
bình hâm giấm 2. Ở đây giấm chín được hâm nóng bằng hơi rượu ngưng tụ đến nhiệt
độ 70-80
o
C rồi chảy qua bình tách CO

2
số 3 rồi vào tháp 4. Khí CO
2
và hơi rượu bay
lên được ngưng tụ ở 6 và 7 rồi ra ngoài. Tháp thô được đun bằng hơi trực tiếp, hơi
rượu đi từ dưới lên, giấm chảy từ trên xuống nhờ đó quá trình chuyển khối được thục
hiện, sau đó hơi rượu ra khỏi tháp và được ngưng tụ ở 2 và 6 rồi qua 7 ra ngoài. Chảy
xuống tới đáy nồng độ rượu trong giấm còn khoảng 0,015-0,03% được thải ra ngoài
gọi là rượu bã. Nhiệt độ ở đáy của 4 là 103-105
o
C.
Phần lớn rượu thô (90-95%) liên tục đi vào tháp aldehyt 8. Tháp này cũng dùng hơi
trực tiếp. Hơi rượu bay lên được ngưng tụ và hồi lưu đến 95%, chỉ điều chỉnh lương
nước làm lạnh và lấy ra 3-5% gọi là cồn đầu. Một phần rượu thô (5-10%) ở 6 hồi lưu
vào đỉnh tháp aldehytvì chứa nhiều tạp chất. sau khi tách bớt tạp chất, rượu thô từ đáy
aldehyt liên tục đi vào tháp tinh 11 với nồng độ 35-40%. Tháp tinh 11 cũng được cấp
hơi trực tiếp, hơi bay lên được nâng dần nồng độ sau đó ngưng tụ ở 12 rồi hồi lưu lại
tháp. Bằng cách điều chỉnh lươngj nước làm lạnh ta lấy ra 1,5-2% cồn đầu rồi cho hồi
lưu về đỉnh 8. Cồn sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng tượng như sơ đồ liên tục hai tháp.
Nhiệt độ ở đấy và ở đỉnh của tháp tho và tháp tinh khống chêa tương tự như sơ đồ hai
tháp. Nhiệt độ đáy tháp aldehyt duy trì ở 80-85
o
C, nhiệt độ đỉnh 78-79
o
C.
Sơ đồ trên được gọi là gián tiếp một dòng vì sản phẩm đi vào các tháp chỉ có một
dòng duy nhất. Còn gọi là gián tiếp vì bản thân dòng chất lỏng không chứa ẩn nhiệt
bay hơi.
Nếu sơ đồ trên có lấy một phần hơi rượu thô ở đỉnh 4 để cấp nhiệt cho đáy của 11 thì
sẽ biến thành sơ đồ liên tục ba tháp vừa gián tiếp vừa trực tiếp.

Sơ đồ gián tiếp một dòng có ưu điểm là dễ thao tác, chất lượng cồn tốt và ổn định,
nhưng tốn hơi. Nhược điểm đó đã được sơ đồ ba tháp vừa gián tiếp vừa trực tiếp khắc
phục.
II.7. Lên men dịch rỉ đường:
Sản xuất cồn etylic từ rỉ đường về cơ bản cũng tương tự như sản xuất cồn từ tinh bột.
Nghĩa là cũng bao gồm các công đoạn chuẩn bị dịch đường lên men, nuôi cấy men
giống và lên men dịch đường, cuối cùng là chưng luyện để thu được conf tinh chế.
II.7.1 Pha loãng và xư lý dịch rỉ mật:
Trong rỉ đường thường chứa 100.000 đến 500.000/g các tạp khuẩn không nha bào và
khoảng 15.000 đến 50.000/g tạp nhiếm có nha bào. Khi nồng độ chất khô trong rỉ
đường lớn hơn 75% chúng không sinh trưởng và phát triển nhưng vẫn bảo vệ được sụ
sống của mình.
Nghiên cứu cho biết ở nồng độ dịch pha loãng tới 60% chất khô khi tiến hành xử lý ở
nhiệt độ 85-90
o
C trong 45 phút hầu hết vi khuẩn chịu nhiệt vẫn tồn tại. Nhưng khi xử
lý ở 120-130
o
C thì phản ứng tao melanoidin và đường sẽ bị phân hủy thành oxymetyl
furfurol sẽ nhiều.
Theo Marichenko trong điều kiện pha loãng 40-50% giữ nhiệt độ ở 110
o
C trong 30
phúc hoặc 120
o
C trong 10 phút rồi hạ xuống 85-90
o
C và giữ khoảng 45-50 phút thì
hầu hết tạp khuẩn không nha bào đều bị tiêu diệt.
Ở nhiều nhà máy người ta thường xử lý ở nhiệt độ thường và làm như sau:

Rỉ đường và nước cho vào thùng theo tỷ lệ 1:1, sau đó cho axit sunfuric với tỷ lệ 0,4-
0,6% so với rỉ đường, khuấy đều rồi cho chất sát trùng fluosilicat natri (tính trước để
nồng độ trong dịch lên men đảm bảo 0,02%). Nguồn nitơ bổ sung có từ (NH
4
)
2
SO
4
1
g/lit và (NH
2
)
2
CO 0,5 g/lit dịch lên men. Sau đó khuấy đêu và để yên 1-4 h. Tiếp theo
bơm dịch trong lên thùng chứa, căn bơm qua bộ phận lọc để laọi tạp chất, chủ yếu là
CaSO
4
và các chất kết tủa keo. Tót nhất là nên gia nhiệt đến 85-90
o
C và giữ 1 h. Vì ở
nhiệt độ trên tạp khuẩn sẽ bị diệt nhiều mặt khác CaSO
4
sẽ kết tủa hiều hơn không
cần kéo dài thời gian lắng.
Rỉ đường sau khi pha loãng sơ bộ và xử lý được bơm lên chứa ở thùng cao vị hoặc
trực tiếp pha luôn tới nồng độ lên men và gây men.
II.7.2. Phát triển nấm men để lên men dịch rỉ đường:
Dịch rỉ đường gây men giống trong phòng thí nghiệm phải được tiệt trùng và không
cần sục khí trong thời gian nuôi, còn dịch nhân giống ngoài sản xuất có thể không tiệt
trùng nhưng phải có độ pH ổn định là 4,0. gây men giống có thể thực hiện theo các số

liệu sau đây:
Giai
đoạn
Dung tích gây men
Nồng độ
%
Nhiệt độ
o
C
Thời gian
giờ
Sục khí
1 Ống nghiệm 10 ml 12-14 30 6-8 Không
2 Bình tam giac 200m 14-15 30 24 Không
3 Bình cầu 2 lít 14-15 30 24 Không
4 Tùng 15-20 lít 15-16 30 24 Không
5 Thùng 200-300 lít 15-16 28-30 15-18 Sục nhẹ
6 Thùng 2000-3000 lít 17-18 28-30 12-15 Sục mạnh
7
Thùng 10000 lít (khi
lên men liên tục)
17-18 28-30 8-10
Sục mạnh 3-4
m
3
/m
3
.giờ
II.7.3. Các phương pháp lên men rỉ đường:
II.7.3.1. Lên men gián đoạn theo sơ đồ một nồng độ:

Sau khi vệ sinh, thanh trùng thùng lên men, ta cho 10% men giống vào và từ từ cho
dịch đường có nồng độ 20-22% với tốc độ sao cho sau 5-6 h thì đầy. Tiếp đó để cho
lên men 40-48 h. Trong thời gian sản xuất cần thường xuyên kiểm tra nồng độ dịch
đang lên men, độ pH và vi sinh vật, nhiệt độ. Sau khi lên men mở van nước làm lạnh
tới 30-32
o
C. Quá lên men kết thúc khi nồng động đường biểu kiến <0,6%.
II.7.3.2. Lên men gián đoạn theo sơ đồ hai nồng độ (pha dần):
Toàn bộ men giống được cho vào thùng, sau đó từ từ cho rỉ loãng 12-14%, với tốc độ
sao cho sau khoảng 3 h thì đầy tới 50%thùng lên men. Tiếp đó lại cho rỉ đường đặc
30-32% với tốc độ sao cho 3-4 h nữa thì đầy thùng.
Lên men liên tục cũng tiến hành tương tự. Điều khác ở đây là dịch đường có nồng độ
50% sau khi xử lý liên tục được pha loãng tới 12-14% vf 30-32% ở hai thiết bị khác
nhau và cùng đi vào thùng lên men chính theo sơ đồ:
Xét về hiệu suất thu hồi rượu thì lên men theo sơ đồ hai nồn độ luôn đạt hiệu quả cao
hơn 0,5 – 1% so với sơ đồ một nồng độ. Nhưng sơ đồ một nồng độ đơn giản hơn, mặt
khác nếu sau khi lên men đem tách nấm men để dùng vào lên men bánh mỳ thì hoạt
độ sẽ cao hơn. Vì vậy, chọn phương pháp sản xuất phải luôn xuất phát từ điều kiện
thực tế, mục đích sản xuất và hiệu quả kinh tế.
Độ rượu trong giấm chín từ rỉ đường có thể đạt tới 9-10%, đường sót 0,3-0,6g/100ml.
II.8. Chưng cất và tinh chế cồn etylic:
II.8.1.Cơ sở lý thuyết về chưng cất và tinh chế cồn:
II.8.1.2. Lý thuyết về chưng cất rượu:
Giấm chín bao gồm các chất dễ bay hơi như: rượu, este, aldehyt, và một số alcol có số
cacbon lớn hơn hai, các alcol này ta quen gọi là alcol cao phân tử hay còn gọi là dầu
fusel, ngoài ra còn chứa tinh bột, dextrin, protit, các axit hưu cơ và khoáng chất… Tuy
là hỗn hợp nhiều cấu tử nhưng trog giấm chín chủ yếu là nước và rượu etylic vì thế
giấm chín được xem như hỗn hợp hai cấu tử.
Khi nghiên cứu về chưng cấthỗn hợp rượu nước, Cônôvalốp và Vreski đưa ra các định
luật sau đây:

*Định luật 1: (Thiết lập quan hệ giữa thành phần pha lỏng và pha hơi):
Ở trạng thái cân bằng chất lỏng, cấu tử dễ bay hơi trong thể hơi luôn luôn nhiều hơn
trong thể lỏng. Nếu ta thêm cấu tử dễ bay hơi vào dung dịch thì điều đó sẽ dẫn đến làm
tăng độ bay hơi của hỗn hợp, nghĩa là làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch ở áp suất đã
cho. Tuy nhiên, độ bay hơi của chỉ tăng theo nồng độ rượu trong pha lỏng tới C%. Sau
đó nếu tiếp tục thêm rượu vào pha lỏng thì độ bay hơi sẽ không tăng nữa mà sẽ giảm
đi.
Như vậy định luật 1 chỉ đúng trong khảng từ 0 đến C%, còn từ C5 đến 100% nồng độ
rượu trong pha hơi lại nhỏ hơn trong pha lỏng. Điểm a nằm trên đường cong áp suất
hơi bão hòa gội là điểm cực đại, điểm này ứng với nồng độ rượu: 95,57% khối lượng,
97,2% thể tích, 89,41% phân tử.
*Định luật 2: Trên đường cong áp suất hơi bão hòa, a là điểm sôi chung của hỗn hợp
rượu nước, tại đó thành phần trong pha hơi và pha lỏng bằng nhau. C là nồng độ hỗn
hợp đẳng phí. Khi chưng cất ở áp suất thường (p=760mmHg) hỗn hợp này có nhiệt độ
sôi là 78,15
o
C. Nồng độ rượu bằng 97,2%. Như vậy khi chưng cất ở áp suất khí
quyển ta thu được rượu có nồng độ nhỏ hơn 97,2%.
Khi nguyên cưu về hỗn hợp nước-rượu, Vreski cho biết, thành phần hơi được thoát ra
từ dung dịch nào đó đều phụ thuộc vào áp suất bên ngoài. Khi tăng áp suất của hệ hai
cấu tử, cấu tử nào bay hơi đòi hỏi nhiều năng lượng thì hàm lượng tương đối của nó
sẽ tăng trong hỗn hợp đẳng phí. Đối với hỗn hợp rượu-nước, nếu tiến hành ở áp suất
cao hơn áp suất khí quyển thì % nước trong hỗn hợp đẳng phí sẽ nhiều hơn, còn nồng
độ rượu trong hỗn hợp sẽ thấp hơn 97,2%. Ngược lại nếu chưng cất trong điều kiện
chân không thì nồng độ rượu tron hỗn hợp đẳng phí cao hơn 97,2%. Sự phụ thuộc
này được biểu diễn ở bảng dưới đây:
Áp suất, mmHg Nhiệt độ sôi,
o
C Nồng độ rượu,%khối lượng
70 27,97 100

100 33,35 99,56
129,7 39,2 98,7
198,4 47,6 97,3
404,6 63,04 96,25
760,0 78,15 95,57
1175,4 87,12 95,37
1451,3 95,35 95,25
II.8.1.3.Lý thuyết về tinh chế cồn:
Cồn thô sau khi chưng cất còn chứa rất nhiều tạp chất (trên 50 chất), có cấu tạo và tính
chất khác nhau. Trong đó gồm các nhóm chất như: aldehyt, este, alcol cao phân tử và
các axit hưu cơ. Hàm lượng của chúng không vượt quá 0,5% so với khối lượng cồn
etylic.
Theo quan điểm tinh chế cồn, người ta chia tạp chất thành ba loại: tạp chất đầu, tạp
chát trung gian và tạp chất cuối. Chia như vậy chỉ là tương đối và quy ước vì tính chất
của tạp chấ có thể thay đổi theo nồng độ của cồn trong tháp.
Tạp chất đầu gồm các chất dễ bay hơi hơn alcol etylic ở nồng độ bất kỳ. Nghĩa là hệ số
bay hơi lớn hơn hệ số bay hơi của rượu, các chất đó là: aldehyt axetic, axetat metyl,
axetat etyl, fomiat etyl, aldehyt butyric. Hợp chất cuối gồm các alcol cao phân tử như
amylic, izoamylic, izobutylic, izopropylic, propylic. Ở khu vực nồng độ cao của etylic,
các tạp chất cuối có độ bay hơi kém hơn so với độ bay hơi của etylic và ngược lại.
*Tính chât của các tạp chất trong cồn thô:
Các tạp chất trong cồn thô
Côngthức
hóa học
Phân tử lượng
Nhiệt độ sôi,
o
C
Aldehyt
- axetic

- acroleic
C
2
H
4
O
C
3
H
4
O
44,05
56,08
20,2
52,5
- fufurol
Este
- Formyat etyl
- Axetat etyl
- Axetat metyl
- Izobutyrat etyl
- butyrat etyl
- axetat izoamyl
- izovalorat etyl
- izovalorat izoamyl
- axetal
Alcol
- izopropylic
- propylic
- butylic

- izobutylic
- izoamylic
- amylic
- metylic
- hexilovic
Axit
- formic
- axetic
- butyric
Hợp chất khác
- tecpen
- hydrat tecpen
C
5
H
4
O
2
C
3
H
6
O
2
C
4
H
8
O
2

C
3
H
6
O
2
C
6
H
12
O
2
C
6
H
12
O
2
C
7
H
14
O
2
C
7
H
14
O
2

C
10
H
20
O
2
C
6
H
14
O
2
C
3
H
8
O
C
3
H
8
O
C
4
H
10
O
C
4
H

10
O
C
5
H
12
O
C
5
H
12
O
CH
4
O
C
6
H
14
O
CH
2
O
2
C
2
H
4
O
2

C
4
H
8
O
2
C
10
H
16
C
10
H
18
O
96,08
74,08
88,1
74,08
116,16
116,16
130,18
130,18
172,26
118,17
60,09
60,09
74,12
74,12
88,15

88,15
32,04
102,17
46,03
66,05
88,1
136,23
154,24
161,7
54,4
77,1
56,0
110,1
121,0
142,0
134,8
194,0
102,4
82,4
97,2
108,1
117,9
132,1
137,8
64,7
155,7
100,8
118,1
163,6
167-170

206-210
Tạp chất trung gian có hai tính chất, vừa có thể là tạp chất đầu vừa có thể là tạp chất
cuối. Ở nồng độ etylic cao chúng có thể trở thành tạp chất cuối, ở nồng độ etylic thấp
chúng có thể trở thành tạp chất đầu. Đó là các chất izobutyrat etyl, izovalerat etyl,
izovalerat izoamyl và axetat izoamyl.
Nếu gọi A% của rượu trong pha hơi, a% là trọng lượng rượu trong pha lỏng thf A/a=K
r
gọi là hệ số bay hơi của rượu. Tương tự nếu gọi B là khối lượng của tap chất trong
pha hơi, b là % của tạp chất trong pha lỏng thì B/b=K
tc
gọi là hệ số bay hơi của tạp
chất .
Thực nghiêm cho thấy khi tăng nồng độ cồn etylic trong khoảng <50% thì hệ số bay
hơi của tất cả các tạp chất đều giảm
*Hệ số tinh chế: (K)
K=K
tc
/K
r