báo cáo phân tích và so sánh sản xuất cồn bằng phương pháp amylose và mycosmalt

Khoa: Công Nghệ Sinh Học
PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH SẢN XUẤT CỒN BẰNG PHƯƠNG PHÁP
AMYLOSE VÀ MYCOSMALT
SINH VIÊN THỰC HIỆN
NGUYỄN THỊ DIỄM (C6SH3)
LÊ THỊ THÙY LINH (C6SH3)
TRẦN VĂN TỚI (C6SH3)
NGUYỄN THỊ THÚY HẰNG
(C6SH1-MSSV: 1021090107)
Thành phố HCM: 20-2-2012
Trang 1
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
Trang 2
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
LỜI CẢM ƠN
Được sự hướng dẫn của thầy giáo bộ môn, cùng yêu cầu mà môn học đặt ra
nhóm chúng em đã cùng nhau bắt tay vào tìm hiểu chủ đề Phân tích và so sánh sản
xuất cồn bằng phương pháp Amylose và Mycosmalt Một lĩnh vực khá quen thuộc
nhưng luôn mang lại sự hấp dẫn cũng như hào hứng với những bạn ham mê tìm
hiểu.
Có thể nói khoảng thời gian hoan thành bài tiểu luận cùng nhau chúng em
đã học hỏi được rất nhiều, về cả kiến thức lẩn khả năng làm việc nhóm. Để có
dược những thành quả trên chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn chân thành và
sâu sắc đến:
Ban lãnh đạo trường Cao Đẳng Kinh tế Công nghệ TPHCM.
Thầy Nguyễn Minh Khang đảm nhiệm bộ môn Công nghệ lên men
Cùng toàn thể các thành viên lớp C6SH3 đã nhiệt tình giúp đỡ góp ý cho chúng
em hoàn thành bài tiểu luận.
Với sự cố gắng tìm hiểu trong thời gian qua hi vọng bài tiểu luận này sẽ là
một tài liệu hữu ích với thầy và các bạn.
Tuy đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những sai sót chúng tôi rất

mong sự góp ý của thầy và các bạn
Sinh Viên Thực Hiện
Nguyễn Thị Diễm (C6SH3)
Lê Thị Thùy Linh (C6SH3)
Trần Văn Tới (C6SH3)
Nguyễn Thị Thúy Hằng
(C6SH1- MSS:1021090107)
Trang 3
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN

Trang 4
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
LỜI MỞ ĐẦU
Từ xa xưa loài người đã biết sản xuất ra cồn làm đồ uống. Ngày nay nghề
làm rượu cồn đang phát triển và chiếm tỷ lệ khá lớn trong các ngành kinh tế
quốc dân.
Trong tiến trình hội nhập và phát triển, ngành công nghiêp Việt Nam đang
tạo ra những bước ngoặt mới làm thay đổi bộ mặt nền kinh tế. Công nghiêp nói
chung và công nghiệp sản xuất thực phẩm nói riêng đang từng bước đổi mới về
công nghệ để tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt nhất, đáp ứng tối đa nhu
cầu thị hiếu.
Môt trong những ngành công nghiệp đang phát triển, đóng góp vào ngân
sách nhà nước một khoản không nhỏ là ngành sản xuất các sản phẩm lên men.
Trong số đó phải nói đến công nghệ sản xuất cồn. Nhưng nói đến công nghệ
sản xuất cồn thì chúng ta phải nói đến phương pháp sản xuất ra nó, bởi vì thế mà
chúng em đã tìm hiểu về vấn đề này.
Dưới đây là bài báo cáo của chúng em sau quá trình tìm hiểu. Vì do thời
gian ngắn, và kiến thức có hạn nên chắc chắn bài báo cáo có nhiều thiếu sót
mong được thầy và các bạn đóng góp thêm ý kiến.
Trang 5
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
MỤC LỤC
Đánh giá của giáo viên ································································ 4

Lời mở đầu ·············································································· 5
Mục lục ·················································································· 6
Danh sách các hình ····································································· 9
Danh sách các bảng ······································································ 10
Phần 1: Đặt vấn đề ····································································· 11
Phần 2: Tổng quan về công nghệ cồn ················································ 12
2.1: Sơ lược về tình hình sản xuất cồn ··············································· 12
2.1.1: Sơ lược cồn nước ta và trên thế giới ········································· 12
2.1.2: Tình hình sản xuất và sử dụng cồn trên thế giới ···························· 13
2.2: Những tính chất cơ bản của cồn ················································· 15
2.2.1: Tính chất vật lý ·································································· 15
2.2.2: Tính chất hóa học của cồn ····················································· 15
2.2.2.1: Tác dụng của oxy ····························································· 15
2.2.2.2: Tác dụng của kiềm loại kiềm và kiềm thổ ································ 16
2.2.2.3: Tác dụng với NH3 ······························································ 16
2.2.2.4: Tác dụng với axit ····························································· 16
2.2.2:Tính chất hóa học ································································ 17
2.3: Nguyên liệu dùng trong sản xuất cồn ·········································· 17
2.3.1: Thành phần mật rỉ ······························································ 17
2.3.2: pH của mật rỉ ···································································· 18
2.3.3: Vi sinh vật trong mật rỉ ························································· 18
2.4: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất cồn thương phẩm ······················ 19
Phần 3: Chưng cất và tinh chế cồn ··················································· 20
3.1: Lý thiết và tinh chế cồn ·························································· 20
3.2: Sơ đồ chưng cất và tinh chế cồn ················································ 21
3.2.1: Chưng luyện cồn gián đoạn ··················································· 21
3.2.1.1:Chưng cất cồn ·································································· 21
Trang 6
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
3.2.1.2: Tinh chế cồn ··································································· 23

3.2.2: Sơ đồ chưng luyện bán liên tục ··············································· 25
3.2.3: Chưng luyên liên tục ··························································· 25
3.2.3.1: Sơ đồ hai tháp gián tiếp một dòng ·········································· 25
3.2.3.2: Hệ thống ba tháp làm việc gián đoạn ······································ 27
3.2.3.3: Sơ đồ chưng luyện ba tháp và tháp làm sạch ····························· 29
3.3: Sơ đồ dây chuyền công nghệ tinh chế cồn ····································· 30
3.3.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ ·················································· 30
3.32: Thuyết minh sơ đồ dây truyền công nghệ ···································· 31
Phần 4: Công nghệ sản xuất cồn ····················································· 33
4.1: Công nghệ sản xuất cồn ·························································· 33
4.1.1: Nguyên liệu ······································································ 33
4.1.2: Yêu cầu ··········································································· 33
4.2: Rì đường ············································································ 33
4.2.1: Thành phần ······································································ 33
4.2.2: Ứng dụng của mật rỉ ···························································· 34
4.2.3: Nguyên liệu chứa tinh bột ····················································· 34
4.2.4: Nước ·············································································· 35
4.2.5: Men ··············································································· 36
4.3: Xử lí nguyên liệu tinh bột ························································ 37
4.3.1: Nghiền nhiên liệu ······························································· 37
4.3.2: Nấu nhiên liệu ··································································· 37
4.3.2.1: Phương pháp nấu gián đoạn ················································· 37
4.3.2.2: Phương pháp nấu bán liên tục ·············································· 38
4.3.2.3: Phương pháp nấu liên tục ···················································· 39
4.4: Đuờng hóa dịch cháo ····························································· 40
4.5: Chức năng enzyme trong quá trình thủy phân tinh bột ······················ 40
4.5.1: Phương pháp Amylo ···························································· 40
4.5.2: Phương pháp Mycosmalt ······················································ 42
Trang 7
Khoa: Công Nghệ Sinh Học

4.6: Vị trí tác dụng của anylase lên mạnh tinh bột ································· 45
4.6.1: Quá trình đường hóa ···························································· 45
4.6.1.1: Đường hóa gián đoạn ························································ 46
4.6.1.2: Đường hóa liên tục ··························································· 47
4.6.1.3: Phương pháp liên tục ························································· 49
4.6.2: Quy trình lên men ······························································· 50
4.6.2.1: Lên men dịch đường từ nguyên liệu tinh bột ····························· 50
4.6.2.2: Lên men dịch đường từ nguyên liệu mật rỉ ······························· 52
4.6.3: Quy trình chưng cất ···························································· 53
4.7: Ứng dụng cồn ······································································ 55
4.8: Các điều kiện ảnh hưởng ························································· 56
4.8.1: Yếu tố ảnh hưởng đến quy trình lên men cồn ······························· 56
4.8.1.1: Nồng độ đường ······························································· 56
4.8.1.2: Oxy ············································································· 56
4.8.1.3: Độ cồn ·········································································· 57
4.8.1.4: Độ pH ·········································································· 57
4.8.1.5: Nhiệt độ ········································································ 58
4.8.2: Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men································· 58
4.8.2.1: Nồng độ cồn ··································································· 58
4.8.2.2: Nhiệt độ ········································································ 58
4.8.2.3: Nồng độ ········································································ 58
4.8.2.4: Oxi ·············································································· 59
4.8.2.5: Môi trường dinh dưỡng ······················································ 59
4.8.3: Các yếu tố ảnh hưởng ·························································· 59
4.8.3.1: Môi trường dinh dưỡng ······················································ 59
4.8.3.2: pH môi trường ································································ 60
4.8.3.3: Sự thoáng khí ································································· 60
Phần 5: Kết luận ········································································ 61
Tài liệu tham khảo ······································································ 62
Trang 8

Khoa: Công Nghệ Sinh Học
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1: Sơ đồ chưng gián······························································· 23
Hình 2: Sơ đồ tinh chế gián đoạn ···················································· 24
Hình 3: Sơ đồ liên tục hai tháp ······················································· 26
Hình 4: Sơ đồ chưng ba tháp gián tiếp một ········································· 29
Hình 5: Nấm Mucor ···································································· 41
Hình 6: Nấm Rhizopus Sp ···························································· 42
Hình 7: Nấm Aspergillus Oryzase ··················································· 43
Hình 8: Nấm Aspergillus Niger ······················································ 44
Trang 9
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1: Tình hình sản xuất cồn của một số nước năm 1985······················· 13
Bảng 2: Tình hình tiêu thu cồn ở một số nước năm 1975 ·························· 14
Trang 10
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
PHẦN 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Từ ngàn xưa, con người đã biết, tạo ra nhiều sản phẩm để phục vụ cho nhu cầu của
bản thân và cho xã hội. Trong sồ đó, cồn là một loại sản phẩm có mặt trong đời
sống con người từ rất lâu, ngoài công dụng trong các loại thức uống, cồn còn được
dử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như: trong lĩnh vực y tế, trong lĩnh vực hóa học
(dùng làm dung môi các chất hữu cơ ), trong thực phẩm, cồn làm tăng mùi vị hay
các món ăn khác.cồn còn được ứng dụng trong lĩnh vực sản xuất nước hoa.
Ngày nay, khi khoa học kĩ thuật phát triển, cồn được sản xuất bằng nhiều phương
pháp khác nhau, mỗi phương pháp, sẽ đem lại những thuận lợi và khó khăn riêng.
Ngoài ra, trong lĩnh vực sản xuất nguyên - nhiên liệu cồn cũng chiếm một phần
không nhỏ, trong thời gian gần đây cồn còn hứa hẹn sẽ là một loại nhiên liệu mới
trong công nghệ sản xuất ô tô.
Điều này vẽ ra một vĩnh cảnh đầy hứa hẹn cho tương lai!

Trang 11
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
PHẦN 2. TỔNG QUANG VỀ CÔNG NGHỆ CỒN
2.1 Sơ lược về tình hình sản xuất cồn ở nước ta và trên thế giới
2.1.1. Sơ lược về cồn nước ta và trên thế giới.
Rượu là tên gọi chung cho những hợp chất hữu cơ nhóm định chức hydroxyl
(-OH) đính trực tiếp vào gốc alkyl (-R). Như vậy tên gọi và tính chất của rượu phụ
thuộc vào gốc alkyl, tên gọi và số lượng nhóm hydroxyl đính vào gốc alkyl.
Rượu etylic có tên khoa học là Spiritus_Vini (tính chất của vang), có công
thức phân tử C2H5OH.
Nhiều tài liệu nghiên cứu và di tích lịch sử cổ đại để lại người ta có thể đoán
biết từ xa xưa vào khoảng 9000 năm trước công nguyên, con người đã làm được
nước uống có rượu bằng phương pháp lên men từ các nguyên liệu chứa hydro
cacbon. Mãi đến thế kỉ XII người ta mới phát triển ra rượu etylic-sản phẩm chưng
cất được từ rượu vang. Đến thế kỉ XIII, lần đầu tiên rượu etylic mới được coi như
một sản phẩm hàng hoá, được ứng dụng vào ngành dược tại Ý. Ở thế kỉ XIV, việc
sản xuất rượu etylic được phát triển mạnh ở các nước Trung Cận Đông và Tây Âu
như Ai Cập, Hy Lạp, La Mã, Tây Ban Nha….
Đến thế kỉ XVI, sản xuất rượu etylic mới trở thành một ngành công nghiệp,
nó ứng dụng những thành tựu khoa học kĩ thuật hiện đại của các ngành hoá học,
vật lí, vi sinh vật…Khoảng năm 1800 Hà Lan xây dựng nhà máy rượu đầu tiên
trên thế giới.
Ở Việt Nam, nghề nấu rượu cũng có từ lâu đời trong nhân dân. Ở miền núi,
đồng bào các dân tộc dùng gạo, ngô, khoai, sắn nấu chín rồi cho lên men. Men này
được lấy từ trong một số lá cây hoặc được nuôi cấy thuần khiết hơn. Sản phẩm nổi
tiếng là rượu cần. Ở đồng bằng, nhân dân biết nuôi cấy và phát triển nấm mốc,
nấm men trong thiên nhiên trên môi trường thích hợp (gạo, các nguyên liệu khác
nhau có chứa tinh bột đã được nấu chín). Đó gọi là men thuốc bắc.
Mãi đến cuối thế kỉ XIX (khoảng năm 1885) các nhà sinh vật học Pháp
Calmette Boidin đã phân lập được một loài nấm mốc trong bánh men thuốc bắc,

đặt tên là Mucor Roxui. Loài nấm mốc này phát triển tốt trên môi trường có gluxit,
Trang 12
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
nhất là gạo, có nhiệt độ thích hợp là 33-35oC, tích luỹ phức hệ men tương đối phân
giải tinh bột đạt hiệu suất cao mà còn khả năng lên men một phần thành rượu.
Từ đó một loạt các nhà máy sản xuất rượu từ tinh bột (chủ yếu là gạo) được
thành lập ở Hà Nội, Nam Định, Hải Dương, Sài Gòn…
Sau ngày miền Nam hoàn toàn giải phóng các nhà máy sản xuất cồn rượu từ
mật rỉ được xây dựng rất nhiều như: Nhà máy cồn rượu Quảng Ngãi, Việt Trì,
Nghệ An, mơi đây co thêm nhà máy cồn Lam Sơn-Thanh Hóa.
2.1.2. Tình hình sản xuất và sử dụng cồn trên thế giới:
Cồn được con người xem là sản phẩm thực phẩm nhưng cũng lại là sản phẩm
có nguy cơ độc hại đối với cơ thể con người. Tuy nhiên sản lượng vẫn ngày càng
tăng thêm. Hầu hết các nước trên thế giới đều dùng cồn để pha chế rượu và các
nhu cầu khác nhau như: Y tế, nguyên liệu và nhiên liệu cho các ngành công nghiệp
khác.
Tuỳ theo tình hình phát triển ở mỗi nước, tỉ lệ cồn dùng cho các ngành rất đa
dạng và khác nhau. Ở các nước công nghiệp rượu vang phát triển như: Ý, Pháp,
Tây Ban Nha, Mônđôva… Cồn đựơc dùng để tăng thêm nồng độ rượu. Một lượng
lớn cồn dùng để pha chế các loại rượu như: Whisky, Barty, Barldy, Napoleon,
Rhum…
Trong thời gian 1945-1955 nước Nhật chỉ có 19,1% cồn được đưa vào để pha
chế rượu, ở Đan Mạch chỉ có 11,6%, Bỉ cồn đưa vào pha chế rượu mạnh chiếm
39% sản lượng/năm, Liên Xô (cũ) đưa vào sản xuất đồ uống chiếm tới 40%, 60%
còn lại được dùng vào các ngành kinh tế khác.
Ở Mỹ cồn được sử dụng rất đa dạng, tỷ lệ sử dụng vào các ngành cũng thay
đổi theo thời kì.
Nước sản xuất Lượng cồn sản xuất Bình quân đầu người
(106lít) (lít/người)
Trang 13

Mỹ 887,000 6,6
Anh 151,000 3,3
Pháp 240,000 6,8
CHLB Đức 169,000 3,2
Italya 102,000 1,5
Bỉ 6,000 1,2
Đan Mạch 13,000 3,3
Achentina 120,000 3,3
Braxin 246,000 3,9
Nhật 27,000 0,3
Canada 108,000 6,3
Phần Lan 17,000 3,6
Liên Xô (cũ) 1323,000 6,0
Ấn Độ 50,000 0,1
Tiệp Khắc (cũ) 190,000 0,1
Tên nước Đồ uống có rượu quy ra
cồn 100% (lít/người)
Trong đó
Tên nước Đồ uống có rượu quy ra
cồn 100% (lít/người)
Rượu mạnh Rượu vang Bia
Pháp 17,4 0,82 15,32 0,9
Italia 15,09 0,64 14,34 0,11
Anh 4,11 0,08 0,30 2,97
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
Bảng 1: Tình hình sản xuất cồn ở một số nước (thống kê 1985)
Cồn đồ uống có rượu chiếm một phần lớn trong công nghệ thực phẩm. Chúng
rất đa dạng tuỳ theo truyền thống và thị hiếu của người tiêu dùng mà các nhà sản
xuất ra nhiều loại rượu mang tên khác nhau. Tuy nhiên có thể chia thành ba loại
chính: Rượu mạnh có nồng độ từ trên 30 % V, rượu thông thường có nồng độ từ

15-:-30% V và rượu nhẹ có nồng độ dưới 15%V.
Bảng 2: Tình hình tiêu thụ cồn ở một số nước (Số liệu năm 1975)
Trang 14
CHLB Đức 3,24 0,94 1,45 0,85
Bỉ 4,99 0,56 0,23 4,20
Bắc Ailen 3,09 0,42 0,24 2,43
Đan Mạch 2,81 0,46 0,41 1,94
Áo 4,84 0,47 1,08 3,25
Thuỵ Sĩ 2,58 1,96 0,31 0,31
Mỹ 3,99 1,62 0,58 1,97
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
2.2. Những tính chất cơ bản của cồn
2.2.1. Tính chất vật lý:
Rượu etylic nguyên chất là chất lỏng không màu, nhẹ hơn nước, có mùi thơm
đặc trưng, có vị cay, sức hút ẩm mạnh, dễ bay hơi. Rượu hoà tan trong nước bất cứ
ở tỉ lệ nào, kèm theo các hiện tượng toả nhiệt và co thể tích. Rượu hoà tan đựơc
nhiều chất vô cơ: như CaCl2, MgCl2, SiCl4,KOH…và nhiều chất khí :
H2,N2,O2,SO2,H2S,CO…nhưng không hoà tan được tinh bột dissaccaric…
Các thông số vật lí của rượu etylic nguyên chất:
+ Tỉ trọng: d204= 0,7894, d154= 0,7942, d04= 0,8060.
+ Phân tử lượng: 46,03
+ Nhiệt lượng sôi: 78,32oC ở áp su ất 760 mmHg
+ Nnhiệt độ bắt lửa: 20C
+ Nnhiệt dung riêng : 0,548 kJ/kg. độ (ở 20oC)
+ Năng suất toả nhiệt: 0,642 ÷ 7,100 kcal/kg.
2.2.2. Tính chất hoá học của cồn:
Rượu etylic có công thức phân tử là: C2H5OH hay CH3-CH2-OH. Do phân tử
của rượu gồm hai thành phần gốc etyl và nhóm hydroxyl, nên tính chất hoá học
của rượu phụ thuộc vào bản chất của hai thành phần hoá học đó.
2.2.2.1. Tác dụng với oxy:

Tuỳ theo cường độ oxy tác dụng với rượu mà cho nhưng sản phẩm khác
nhau:
Trang 15
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
2C2H5OH + O2
nhẹ
2C2H5CHO + 2H2O
C2H5OH
C2H5OH
+ 2O2
+ 3O2
vừa đủ
mãnh liệt
C2H5COOH + 2H2O
2CO2 + 3H2O
2.2.2.2. Tác dụng với kim loại kiềm và kiềm thổ:
Trong trường hợp này rượu etylic được coi như một axit yếu và có những
phản ứng với các kim loại kiềm và kiềm thổ tạo thành muối alcolat.
2C
2
H
5
OH
+ 2M → 2C2H5OM + 3H2↑
(alcolat kiềm)
C2H5OH
+ Na
→ C2H5ONa + 1/2 H2↑
(Natri alcolat )
Phản ứng này kém mãnh liệt hơn so với H2O và Na.

2.2.2.3. Tác dụng NH3:
Ở nhiệt độ 2500C và có xúc tác, rượu etylic tác dụng với NH3 tạo thành amin:
C2H5OH + NH3 → CH3 CH2NH2 + H2O↑ (etyl amin)
2.2.2.4. Tác dụng axít:
Rượu etylic tác dụng với axít tạo thành este.
Tuỳ theo từng loại axít khác nhau tạo thành những este khác nhau. Trong
trường hợp này rượu đóng vai trò một kiềm yếu.
+ Đối với axít hữu cơ : Rượu tác dụng với axít hữu cơ tạo thành este thơm.
C2H5OH + CH3 COOH → CH3 CH2COOCH3 + H2O
(etyl axetal)
+ Đối với axít vô cơ :Rượu tác dụng với axít vô cơ tạo thành este (muối)
phức tạp.
C2H5OH + HNO3 → C2H5 NO3 + H2O
(etyl nitrat)
A.C.Egorov và P.A.Colovanov đã phát hiện phản ứng giữa rượu etylic và oxít
sắt tạo thành andehyt axetic.Phản ứng xảy ra như sau:
2FeO + O2 + C2H5OH
Fe2O3 + CH3CH2OH
Fe2O3 + CH3CHO + H2O
FeO + CH3CHO + H2O
Trang 16
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
Do vậy chất lượng rượu bị giảm đi rõ rệt nếu chưng cất tinh thể hoặc bảo
quản rượu bằng các thiết bị chế tạo bằng sắt.
2.2.2 Tính chất sinh hoá:
Rượu etylic có tính chất sát trùng mạnh vì rượu hút nước sinh lý của tế bào
làm khô chất albumin. Cường độ sát trùng tỉ lệ thuận với nồng độ rượu. Nhưng tác
dụng sát trùng mãnh liệt nhất của rượu là dung dịch có nồng độ 70% V. Vì nồng độ
này rượu dễ thấm qua màng tế bào hơn rượu cao độ. Đối với nhiều loại nấm men
và nấm mốc thì nồng độ rượu từ 5% ÷ 10% V đã có tác dụng ức chế sự phát triển

và làm yếu đi sự hoạt động của nấm men, nấm mốc. Ngược lại, dưới tác dụng của
các vi khuẩn mycoderma axeeti, microcucus axeeti, bactenun axeeti dung dịch
rượu ≤ 15% V sẽ bị lên men dấm. Rượu etylic nguyên chất có tác dụng kích thích
đối với tế bào da, nhất là đối với bộ phận niêm mạc, có tác dụng rõ rệt đến hệ hô
hấp và tuần hoàn , hệ thần kinh và bộ máy tiêu hoá. Sự kích thích gây mê hưng
phấn gọi là say rượu, ngoài ra người ta dùng rượu để kích thích hồi tỉnh người bị
ngất đột ngột.
2.3: Nguyên liệu dùng trong sản xuất cồn
Mật rỉ hay rỉ đường là thứ phẩm của công nghệ sản xuất đường chiếm 35%
so với lượng mía đưa vào sản xuất ,tỷ lệ này phụ thuộc vào lượng mía và công
nghệ sản xuất .
2.3.1. Thành phần mật rỉ
Thành phần mật của mật rỉ phụ thuộc vào giống mía đất trồng trọt và điều
kiện canh tác cũng như công nghệ sản xuất đường .Bình thường lượng chất khô
trong mật rỉ chiếm 8085% ,nước chiếm 1520% .
Trong số các chất khô thì đường 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.
Hợp chất hữu cơ gồm các chất chứa nitơ ,cacbon , oxy và hydro ,chất hữu cơ
không chứa nitơ gồm có : pectin ,chất nhầy furfurol và oxymetyl furol , axit v.v…
Trang 17
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
Ngoài ra còn chứa các chất khử nhưng không lên men được như caramen ,chất
màu v.v…Hợp chất hữu cơ chứa nitơ phần lớn là dạng amin như
glutamic ,lơxin ,alanin v.v…Lượng nitơ trong rỉ đường mía chỉ khoảng 0,51% , ít
hơn so với rỉ trong củ cải(1,22,2) .Do chứa ít nitơ nên khi lên men rỉ đường
chúng ta phải bổ xung lượng nitơ từ ure hoặc amoni sunfat.
2.3.2. PH của mật rỉ
Bình thường pH của mật rỉ từ 6,87,2; rỉ mới sản xuất ra có thể có
pH=7,28,9 ; độ kiềm của rỉ khoảng 0,52o (1o kiềm tương đương 1ml dung dich

H2SO4 1N trung hoà hết 100 g rỉ ) . Độ kiềm gây ra bởi các muối canxi của axit
cacbonic và các axit hữu cơ khác.
2.3.3. Vi sinh vật trong mật rỉ
Mật rỉ nhận được từ sản xuất luôn chứa một lượng vi sinh vật trong đó nguy
hiểm nhất là vi khuẩn lactic và axit axetic .Mức độ nhiễm khuẩn được xác định
bằng sự tăng độ chua khi để mật rỉ “tự lên men” ,mức tăng độ chua (khi tự lên men
sau 24 giờ) trong phạm vi 0,20,3o được xem là bình thường .
Thực tế trong 1 gram mật rỉ chứa tới 100000 vi sinh vật không nha bào và
15000 có khả năng tạo bào tử . Ỏ mật rỉ bị nhiễm nặng con số vi sinh vật có thể đạt
500000 và 50000 .Tuy nhiên , đối với rỉ đường có nồng độ trên 70% hầu hết các vi
sinh vật trong mật rỉ đều chịu nằm yên ,nhưng pha loãng chúng bắt đầu hoạt động
trở lại và làm giảm lượng đường nhanh ,dẫn đến tổn thất .Trong quá trình sản xuất
cần có biện pháp xử lý phù hợp nhằm diệt bớt và hạn chế hoạt động của tạp
khuẩn .
Trang 18
Trường CĐ Kinh tế-Công nghệ TP.HCM Khoa: Công Nghệ Sinh Học
2.4. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất cồn thương phẩm:
Sơ đồ khối quy trình sản xuất cồn etylic
Mật rỉ
Cồn mật rỉ
Pha lông
Và sử lý
Lên men dịch đường
Men giống sản xuất
sacharomyces
Chưng cất và tinh chế
Men giống ptn
Cồn sản phẩm
Cồn rượu
Rượu fusel

Trang 19
Trường CĐ Kinh tế-Công nghệ TP.HCM Khoa: Công Nghệ Sinh Học
PHẦN 3: CHƯNG CẤT VÀ TINH CHẾ CỒN
Chưng cất rượu là quá trình tách C2H5OH và tạp chất dễ bay hơi khỏi dấm
chín, kết quả ta nhận được là rượu thô hoặc cồn thô. Tinh chế hay tinh luyện là quá
trình tách các tạp chất khỏi cồn thô và nâng cao nồng độ cồn. Sản phẩm thu được
gọi là cồn tinh chế hay cồn thực phẩm có nồng độ 95,596,5%V .Cồn thực phẩm
chứa rất ít tạp chất.
3.1. Lý thuyết về lý thuyết tinh chế cồn
Cồn thô nhận được 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 axit hưu cơ, hàm lượng chung của tạp chất không vượt
quá 0,5% so với khối lượng cồn etylic.
Theo số liệu của Viện nghiên cứu Ucrain, hàm lượng tạp chất trong cồn thô
nhận được từ mật rỉ dao động trong giới hạn khá lớn. Axit từ 20200 mg/l, este từ
150550 mg/l, aldehyt từ 90900 mg/l, alcol cao phân tử từ 0,20,5% khối lượng
và hợp chất chưa nitơ tính theo amoniac chiếm từ 818 mg/l.
Bằng phân tích sắc ký khí người ta nhận thấy rằng trong thành phần của axit
gồm có : axit axetic 7585%, axit butylic 510% và còn lại 1015 là các axit khác.
Trong số các aldehyt thì aldehyt axetic chiếm 7590%, còn lại 510% aldehyt
propylic, 28% butyric. Trong số các este thì 7585% là este của axit axetic,
510% gồm este của axit propylic, valeric v.v…Hàm lượng các alcol cao phân tử
cũng rất khác nhau nhưng chứa chủ yếu là alcol amylic và alcol izobitylic.
Một số tạp chất mang tính đặc thù của từng nguyên liệu như cồn nhận từ mật
rỉ chứa ít furfurol nhưng lại chứa nhiều các tạp chất gây mùi mía nhất là cồn nhận
được từ mật rỉ mới sản xuất. Theo quan điểm tinh chế cồn, người ta chia tạp chất
thành ba loại chính chính : tạp chât đầu, tạp chất trung gian và tạp chất cuối. Chia
như vậy chỉ là tương đối và qui ước vì tính chất của tạp chất có thể thay dổi tuỳ
theo nồng độ cồn trong tháp.

Trang 20
Trường CĐ Kinh tế-Công nghệ TP.HCM Khoa: Công Nghệ Sinh Học
• 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 có nhiệt độ sôi
thấp hơn nhiệt độ sôi của alcol etylic gồm: aldehyt axetic, axetat etyl, axetat metyl,
formiat etyl, aldehyt butyric.
• Tạp chất cuối bao gồm các alcol cao phân tử như acol amylic, alcol
izoamylic, izobutylic, propylic,izopropylic. Ở khu vực nồng độ cao của alcol etylic,
các tạp chất cuối có độ bay hơi nhỏ hơn so với độ bay hơi của alcol etylic. Ở khu
vực nồng độ etylic thấp, độ bay hơi của tạp chất cuối có thể lớn hơn so với alcol
etylic. Tạp chất cuối điển hình nhất là axit axetic, vì rằng độ bay hơi của nó kém
hơn alcol etylic ở tất cả mọi nồng độ.
• 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 cao của alcol etylic nó là tạp chất cuối, ở nồng độ
alcol thấp chúng có thể là tạp chất đầu. Đó là các chất izobutyrat etyl, izovalerat
etyl, izovalerat, izoamyl và axetat izoamyl.
Độ bay hơi của các tạp chất phụ thuộc vào nồng độ alcol etylic trong dung
dịch, nếu hàm lượng tạp chất không lớn thì có thể xem như độ bay hơi của từng
chất riêng biệt không phụ thuộc vào hàm lượng của các tạp chất khác trong dung
dịch.
Thực nghiệm cho biết rằng khi tăng nồng độ alcol etylic thì hệ số bay hơi
của tất cả các tạp chất đều giảm và trong khoảng nồng độ alcol nhỏ hơn 55%V, hệ
số bay hơi của tất cả các tạp chất đều lớn hơn 1, trong đó có một số tạp chất luôn
có hệ số bay hơi lớn hơn 1 ở nồng độ bất kỳ. Đó là những tạp chất điển hình thuộc
tạp chất đầu như: aldehyt axetic, axetat etyl, axetat metyl.
3.2. Các sơ đồ chưng cất và tinh chế cồn
3.2.1. Chưng luyện cồn gián đoạn
3.2.1.1 Chưng cất cồn
Trong chưng gián đoạn dấm chín được bơm vào thùng chưng cất 1, sau đó
mở hơi dun cho tới sôi. Hơi rượu bay lên theo chiều cao tháp 2 được nâng cao

Trang 21
Trường CĐ Kinh tế-Công nghệ TP.HCM Khoa: Công Nghệ Sinh Học
nồng độ ra khỏi tháp vào thiết bị ngưng tụ và làm lạnh 3 rồi vào thùng chứa.
Chưng gián đoạn có ưu điểm là đơn giản, dễ thao tác nhưng bộc lộ nhiều
nhược điểm. Do thời gian cất phải mất 68 giờ nên thùng chứa lớn, tốn vật liệu
chế tạo mà năng suất lại thấp. Mặt khác dấm chín đưa vào không được dun nóng
bằng nhiệt ngưng tụ của cồn thô nên tốn hơi. Nồng độ cồn không ổn định và giảm
dần theo gian, lúc đầu có thể đạt 7580% V cuối chỉ còn 56% V, tổn thất rượu
theo bã nhiều gấp 3 lần so với chưng liên tục.
Chưng liên tục cho phép khắc phục các nhược điểm kể trên và được bảo đảm
hiệu quả kinh tế cao, hiện nay ở nước tiên tiến không tồn tại sơ đồ chưng gián
đoạn. Ở nước ta nhiều xí nghiệp nhỏ và các xưởng tư nhân cũng đang bỏ dần kiểu
chưng lạc hậu và kém hiệu quả này.

Trang 22
Trường CĐ Kinh tế-Công nghệ TP.HCM
3.2.1.2. Tinh chế cồn
Cồn thô nhận được sau khi
chung cất còn chứa nhiều tạp chất,
do đó cần tinh chế nhằm tách các
tạp chất để nâng cao chất lượng
và đảm bảo an toàn cho người
tiêu dùng.
Đối với cồn thô nhận được
sau chưng cất, nếu đem tinh chế
gián đoạn thì cần xử lý bằng hoá
Khoa: Công Nghệ Sinh Học
3
2

cồn thô
chất và dựa trên phản ứng sau:
RCOOC2H5 + NaOH →
RCOONa + C2H5OH
Ngoài các axit tự do trong
cồn thô cũng phản ứng với NaOH
để tạo thành các muối không bay
hơi và nước:
Dấm
Hơi
1
R1COOH
+
Bã rượu
NaOH
→
R1COONa
+
Hình 1 - Sơ đồ chưng gián
H2O
Để giám bớt aldehyt và các chất không no khác người ta dùng KMnO4 làm
chất oxy hoá ,Phản ứng này có thể xảy ra trong môi trường kiềm yếu có pH=89
trong điều kiện đó hai phân tử KMnO4 sẽ giải phóng ra ba nguyên tử oxy sau đố
oxy sẽ tham gia vào phản ứng oxy hoá:
2KMnO4 + 3CH3CHO + NaOH → 2CH3COOK + CH3COONa + 2MnO2
+ 2H2O

Trang 23
Trường CĐ Kinh tế-Công nghệ TP.HCM Khoa: Công Nghệ Sinh Học
Lượng NaOH và KMnO4 chỉ nên đủ vì nếu thừa thì dễ dẫn đến alcol

etylic bị oxy hoá thành axit và gây tổn thất .Muốn tránh hiện đó xảy ra ta cần phải
xác định lượng tạp chất và tính toán cụ thể lượng hoá chất đưa vào.
Sơ đồ chế gián đoạn tuy cho phép mhận được cồn có chất lượng nhưng
hiệu suất thu hồi thấp, tốn hơi và công sức lao động do phải cất lại và do đó cũng
được ít sử dụng hiên nay. Để khăc phục các nhược điểm của chưng cất và tinh
luyên gián đoạn ta có thể sử dụng sơ đồ bán liên tục.
4
Nước lạnh
I II III IV
Cồn thô
1
Hơi Nước thải Nước ngưng
Hình 2 - Sơ đồ tinh chế gián đoạn
1. Thùng cất; 2 Thân tháp; 3 Bình ngưng tụ hồi lưu

Trang 24
Trường CĐ Kinh tế-Công nghệ TP.HCM Khoa: Công Nghệ Sinh Học
3.2.2. Sơ đồ chưng luyên bán liên tục
Lên men xong dấm chín được bơm vào thùng m vì làm việc gián đoạn
nên phải bố trí hai thùng song song làm việc so le để ổn định phần nào nồng độ
cồn cho trước khi vào tháp tinh. Cồn cất thô được đun trực tiếp bằng hơi nước có
áp suất 0,81 kg/cm2. Hơi rượu bay lên ngưng tụ rồi vào thùng chứa ,tiếp đó liên
tục vào thùng tinh chế . Ở thùng tinh chế cũng được đun bằng hơi trực tiếp từ đĩa
tiếp liệu, xuống đến dấy nồng độ cồn giảm xuống dần dần đến đáy tháp còn
0,0150,03% rồi ra ngoài. Hơi rượu bay lên được tăng nồng độ dần, phầm lớn
ngưng tụ rồi hồi lưu trở lại tháp. Một phần nhỏ chưa kịp ngưng tụ còn chưa nhiều
tạp chất đầu được đưa ngưng tự tiếp và lấy ra ở dạng cồn. Cồn đầu chỉ dùng để pha
vecni, làm cồn đốt, sát trùng và đem di xử lý và cất lại
Cồn sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng cách đĩa hồi lưu (từ trên xuống) khoảng
3 đến 6 đĩa được làm lạnh, rồi vào thùng chứa và vào kho. Cồn lấy ra ở đây tuy có

nồng độ thấp hơn (0,30,5%) so vơi hơi ở đỉnh nhưng chứa ít este và aldehyt.
3.2.3. Chưng luyện liên tục
Chưng luyện liên tục có thể thực hiện theo nhiều sơ đồ khác nhau: 2 tháp ,3
tháp hoặc 4 tháp. Trên sơ đồ này ngươi ta lại chia hệ thống chưng luyện một dòng
(gián tiếp) hoặc hai dòng (vừa gián tiếp vừa trực tiếp).
3.2.3.1 Sơ đồ hai tháp gián tiếp – 1 dòng

Trang 25