TÌM HIỂU VỀ MẬT RỈ PHỤ PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG

Bộ Công Thương
Trường ĐH Công Nghiệp TPHCM
Viện CN Sinh Học và Thực Phẩm
Môn: CNSX Đường – Bánh – Kẹo

BÁO CÁO ĐỀ TÀI
GVHD:ThS. Hồ Xuân Hương
SVTH: Lê Thị Thùy Trang (Chủ biên)
Bùi Thùy Mai Trang
Đinh Thị Hiền Trang
Đặng Thị Ngọc Vi
Trần Thị Thanh Huyền
Đậu Huy Thọ
Lớp: ĐHTP5LT
TP. Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2011
Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, nhiều vùng đất đai từ Bắc đến Nam rất
thuận tiện cho phát triển trồng mía, nhất là các tỉnh ven biển miền Trung và Đông Nam bộ.
Vì thế ngành sản xuất đường mía có tiềm năng rất lớn.
Sau năm 1975, sản xuất đường mía được khuyến khích phát triển. Đến năm 1994, cả
nước có 150.000 ha trồng mía, sản lượng 6,5 triệu tấn mía, sản xuất được 0,32 triệu tấn
đường quy ra đường thô, trong đó 0,11 triệu tấn được sản xuất ở 14 nhà máy đường.
Phát triển sản xuất đường mía là một định hướng đúng đắn, quan trọng. Tuy nhiên,
sản xuất đường sử dụng một lượng lớn nước và cũng thải ra một lượng không nhỏ nước thải
giàu chất hữu cơ dễ chuyển hóa, gây ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường nước.
Đã có một vài nghiên cứu về xử lý nước thải và tái sử dụng các chất thải của sản xuất
đường. Song việc ứng dụng và triển khai rộng rãi một cách có hiệu quả còn nhiều hạn chế.
Đặc biệt việc xử lý nước thải còn nhiều bất cập. Nhiều hệ thống xử lý được xây dựng với
vốn đầu tư lớn nhưng hoạt động không hiệu quả hoặc không hoạt động được gây tốn kém và
làm nản lòng các nhà sản xuất. Trong tình hình đó, việc đầu tư nghiên cứu để kế thừa và lựa
chọn quy trình công nghệ xử lý khả thi là rất cần thiết.
Bảng: Thành phần hóa học của chất thải rắn từ sản xuất đường

% Khối lượng
Mật rỉ Bùn lọc Bã mía
Nước 26 Nước 75 Nước 50,0
Đường 51 Sáp, chất béo 3,5 Zenlulo 22,5
Chất khử 3 Xơ 7,5 Pentoza 16,0
Hợp chất nitơ 4,5 Đường 4,0 Lignin 9,0
Acid hữu cơ 5,6 Protein 3,0 Sáp, Protein 1,5
Tro 10,6 Tro 7,0 Tro 1,0
Chất màu 0,5
Như vậy ta thấy nếu công suất thực ép 7,2 triệu tấn ở 40 nhà máy đường tổng lượng
mật rỉ thu được khoảng 324.000 tấn. Như vậy, việc xử lý rỉ đường và sử dụng rỉ đường phế
phụ phẩm là cần thiết cho các nhà máy sản xuất đường.
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
1.1. SƠ LƯỢC VỀ MẬT RỈ
Mật rỉ là một phụ phẩm của ngành sản xuất đường, sản phẩm cuối cùng của quá
trình sản xuất đường mà từ đó đường không còn có thể kết tinh một cách kinh tế nữa bởi các
công nghệ thông thường. Số lượng và chất lượng của mật rỉ phụ thuộc vào giống mía, điều
kiện trồng trọt, hoàn cảnh địa lý và trình độ kỹ thuật chế biến của nhà máy đường.
Khoảng 75% tổng mật rỉ thế giới được sản xuất từ mía (Saccharum officinarum) và
đa phần còn lại có từ củ cải đường (Beta vulgaris). Mía được trồng ở các nước nhiệt đới
(châu Á và Nam Mỹ), còn củ cải đường có nguồn gốc ở các vùng ôn đới (Châu Âu và Bắc
Mỹ). Thành phần chính của mật rỉ là đường, chủ yếu là sucroza với một ít glucoza và
fructoza. Sản lượng mật rỉ bằng khoảng 1/3 sản lượng đường sản xuất. Cứ khoảng 100 tấn
cây mía đem ép thì có 3 - 4 tấn mật rỉ được sản xuất.
1.1.1. Thành phần mật rỉ
Rỉ đường chiếm từ 3 – 3,5% trọng lượng mía đường ép. Thông thường 10 triệu
tấn mía cho ra 250.000 tấn rỉ đường. Ngoài việc có hàm lượng đường saccharose cao, rỉ
đường còn chứa một lượng đáng kể nitrogen, vitamin, các muối vi lượng.
Thành phần rỉ đường phụ thuộc vào giống mía, điều kiện trồng trọt, phương pháp
sản xuất đường, điều kiện vận chuyển bảo quản rỉ đường.

Thông thường rỉ đường có tới 80 - 85% chất khô, trong đó chủ yếu là đường
saccharose 46 - 54% (C
12
), đường khử 15 - 20% (glucose và fructose), rafinose 1- 2%, N
tổng 0,45 - 2,88% và chất khoáng 3 - 4%. Các chất hữu cơ có trong rỉ đường là các acid,
rượu, acid amin, purine và các vitamin.
Bảng 1.1: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của rỉ đường

GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 1
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH

 Đường
Đường nghịch đảo của mật rỉ bắt nguồn từ mía và từ sự thuỷ phân saccharoza trong
quá trình chế biến đường. Tốc độ phân giải tăng lên theo chiều tăng của nhiệt độ và độ giảm
hay tăng của pH tuỳ theo thuỷ phân bằng acid hay kiềm.
Sự phân giải saccharoza thành glucoza và fructoza vừa là sự mất mát saccharoza vừa
là sự yếu kém về chất lượng bởi vì glucoza và fructoza sẽ biến thành acid hữu cơ và hợp chất
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 2
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
màu dưới điều kiện thích hợp. Trong môi trường kiềm, fructoza có thể biến thành acid lactic,
fufurol, oxymetyl, trioxyglutaric, trioxybutyric, axetic, formic và CO
2
. Đường nghịch đảo
còn tác dụng với acid amin, peptit bậc thấp của dung dịch đường để tạo nên hợp chất màu.
Tốc độ tạo melanoidin phụ thuộc và pH mật rỉ rất thấp ở pH = 4,9 và mật rỉ rất cao ở pH = 9.
Trong mật rỉ còn có trisaccharit hay polysaccharit. Trisacarit gồm 1 mol glucoza và 2 mol
fructoza. Polysaccharit gồm dextran và levan.
Những loại đường này không có trong nước mía và được các vi sinh vật tạo nên trong
quá trình chế biến đường.
 Nước

Nước trong mật rỉ gồm phần lớn ở trạng thái tự do và một số ít ở trạng thái liên kết
dưới dạng hydrat.
 Các chất phi đường
Các chất phi đường gồm có các chất hữu cơ và vô cơ. Các chất hữu cơ chứa nitơ của
mật rỉ mía chủ yếu là các acid amin cùng với một lượng rất nhỏ protein và sản phẩm phân
giải của nó. Các acid amin từ nước mía dễ dàng đi vào mật rỉ vì phần lớn chúng rất dễ hòa
tan trong nước trừ tiroxin và xistin.
Nitơ tổng số trong mật rỉ mía của Mỹ xê dịch trong khoảng 0,4 ÷1,5% trung bình là
0,7% trọng lượng của mật rỉ. Theo Matubara và cộng sự, mật rỉ mía có tất cả các acid amin
như trong mật rỉ củ cải. Trong quá trình chế biến, lượng đáng kể glutamin và acid glutamic
bị biến thành pyrolidoncacbonic. Nếu thủy phân bằng acid hoặc kiềm mạnh thì acid
pyrolidoncacbonic sẽ biến trở lại thành L-AG.
Hợp chất phi đường không chứa Nitơ bao gồm pectin, araban, galactan hoặc các sản
phẩm thuỷ phân của chúng là arabinoza và galactoza, chất nhầy, chất màu và chất thơm.
Pectin bị kết tủa trong quá trình chế biến đường nhưng các chất vừa nói không kết tủa và gần
như toàn vẹn đi vào mật rỉ (1,22 ÷1,56%).
Các chất màu của mật rỉ bao gồm các chất caramen, melanoit, melanin và phức
phenol- Fe
+2
. Cường độ màu tăng 3 lần khi nhiệt độ tăng thêm 10
O
C. Độ màu tăng có nguồn
gốc sâu xa từ sự biến đổi của saccharoza. Có thể chia các hợp chất màu thành nhiều nhóm:

Chất caramen
Xuất hiện nhờ quá trình nhiệt phân saccharoza kèm theo loại trừ nước và không chứa
một chút Nitơ nào. Khi pH không đổi, tốc độ tạo chất caramen tỷ lệ thuận với nhiệt độ phản
ứng.

Phức chất polyphenol-Fe

+2
Là Fe
+2
-brenzcatechin có màu vàng xanh không thể loại hết ở giai đoạn làm sạch
nước mía và đi vào mật rỉ.

Melanodin
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 3
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
Đây là sản phẩm ngưng tụ của đường khử và acid amin mà chủ yếu là acid aspartic.
Sản phẩm ngưng tụ quen biết nhất là acid fuscazinic đóng vai trò quan trọng làm tăng độ
màu của mật rỉ.

Melanin
Được hình thành nhờ phản ứng oxy hoá khử các acid amin thơm nhờ xúc tác của
enzim polyphenol oxydaza khi có mặt của O
2
và Cu
+2
.
Các acid amin thơm thường bị oxy hoá là tiroxin và brenzcatechin. Các melanin
thường bị loại hết ở giai đoan làm sạch nước đường nên chỉ tìm thấy lượng rất nhỏ trong mật
rỉ.

Humin
Được trùng hợp từ 66 ÷ 68 các đơn vị cấu tạo của acid amin. Từ đó phân tích ra được
khoảng 52÷53 gốc acid aspartic, 5 gốc acid amino - β - butyric, 2 gốc acid glutamic, 2 gốc β
-amino propionic và 1 gốc acid p - butyric, 2 gốc acid - p - amino - izovaleric. Ngoài ra mật
rỉ còn chứa hợp chất màu nâu có công thức cấu tạo C
17-18

H
26-27
O
10
N.

Chất keo
Có trong mật rỉ chủ yếu là pectin, chất sáp và chất nhầy. Các chất này ảnh hưởng rất
nhiều đến sự phát triển của vi sinh vật tạo thành màng bao bọc quanh tế bào ngăn cản quá
trình hấp thụ các chất dinh dưỡng và thải các sản phẩm trao đổi chất của tế bào ra ngoài môi
trường.
Ngoài ra các chất keo là nguyên nhân chính tạo ra một lượng bọt lớn trong môi
trường cấy vi sinh vật, giảm hiệu suất sử dụng thiết bị.
Bảng 1.2: Thành phần tro so với chất khô của mật rỉ mía và mật rỉ củ cải (%)
Thành phần Mật rỉ củ cải đường Mật rỉ mía
K
2
O 3,9 3,5
CaO 0,26 1,5
SiO
2
0,10 0,5
P
2
O
5
0,06 0,2
MgO 0,16 0,1
Na
2

O 1,30 -
Al
2
O
3
0,07 0,2
Fe
2
O
3
0,02 -
Dư lượng CO
2
3,50 -
Dư lượng SO
2
0,55 1,6
Cl
-
1,60 0,4
Tổng số 11,52 8,0
Các chất phi đường vô cơ chủ yếu là các loại muối tìm thấy trong thành phần tro
của rỉ đường. Độ tro của rỉ đường mía thấp hơn độ tro của rỉ đường củ cải.
Muối Kali có nhiều trong rỉ đường tiếp đến là canxi và dư lượng SO
2
. Điều này
do muối Kali được dùng để bón cho mía, còn muối canxi và gốc sunfat được thêm vào
giai đoạn xử lý nước mía và đường tinh luyện.
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 4
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH

1.1.2. Thành phần các chất sinh trưởng
Ngoài các nguyên tố kim loại và á kim kể trên, mật rỉ mía còn chứa nhiều nguyên tố
khác với lượng cực kì nhỏ chỉ có thể tính bằng mg/kg mật rỉ như: Fe 115 (mg/kg); Zn 34;
Mn 18; Cu 4,9; B 3,0; Co 0,59; Mo 0,2
Mật rỉ mía rất giàu các chất sinh trưởng như acid pantotenic, nicotinic, folic, B1, B2
và đặc biệt là biotin.
Bảng 1.3: Thành phần một số chất sinh trưởng của rỉ đường mía
Loại chất sinh
trưởng
Rỉ đường mía
Mexico Cuba Mỹ
B
1
140.00 - 830.00
B
2
- - 250.00
B
6
700.00 - 650.00
Acid nicotic - - 2.10
Acid pantotenic 12.00 - 2.14
Acid folic - - 3.80
Biotin 65.00 10.80 120.00
1.1.3. Vi sinh vật trong mật rỉ
Có rất nhiều vi sinh vật trong rỉ đường mía. Đa số chúng có từ nguyên liệu, một số
nhỏ từ không khí, nước, đất vào dịch đường. Loại nào chịu được tác dụng nhiệt hay tác dụng
của hoá chất thì tồn tại. Có thể phân chúng thành 3 loại: vi khuẩn, nấm men và nấm mốc.
Trong đó loại đầu là nguy hiểm hơn cả vì nó gồm nhiều giống có khả năng sinh bào tử.
Người ta chia mật rỉ làm 3 loại tùy theo số lượng vi sinh vật tạp nhiễm.

Bảng 1.4: Phân loại mật rỉ theo số lượng vi sinh vật tạp nhiễm
Loại rỉ đường
Số lượng vi sinh vật trong
1 gam mật rỉ
Đánh giá và xử lý
I 100.000 Rất tốt, không cần xử lý
II
100.000 ÷ 1.000.000
Trung bình, cần thanh trùng
III
1.000.000 ÷ 5.000.000
Nhiễm nặng, cần xử lý nghiêm ngặt bằng
hòa chất và tác dụng nhiệt
1.1.4. Lực đệm của mật rỉ mía
Lực đệm là loại lực có sức tự ngăn cản sự biến đổi phản ứng của mật rỉ khi bổ sung
kiềm hoặc acid. Mật rỉ mía có tính đệm đặc trưng. Bình thường pH của mật rỉ mía nằm trong
khoảng 5,3 ÷ 6,0. Trong quá trình bảo quản pH có thể bị giảm do hoạt động của vi sinh vật
tạp nhiễm tạo ra các acid hữu cơ. Khi thêm HCl hay H
2
SO
4
vào mật rỉ, acid sẽ tác dụng với
các muối kiềm của các acid hữu cơ làm xuất hiện các muối vô cơ (KCl, NaCl hay K
2
SO
4
,
Na
2
SO

4
) và các acid hữu cơ tự do.
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 5
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
Qua đó pH của mật rỉ bị thay đổi rất ít khi tiếp tục thêm acid HCl hay H
2
SO
4
. Lực
đệm của rỉ đường biểu hiện mạnh nhất ở pH = 3,0 ÷ 5,0; trung bình ở pH = 5,0 ÷ 6,0; rất ít ở
pH = 6,0 ÷ 7,07.
1.1.5. Một số phương pháp xử lý mật rỉ mía
Có nhiều phương pháp xử lý mật rỉ nhằm loại các hợp chất có hại như CO
2
, chất keo,
chất màu, acid hữu cơ dễ bay hơi và vi sinh vật tạp nhiễm. Yoshii và cộng sự đã nghiên cứu
cố định invertaza để thuỷ phân saccharoza . Điều kiện tối ưu cho phản ứng là pH = 5,5 và
nhiệt độ 50
0
C. Các tác giả đã dùng chất mang Na-alginat cố định enzim invertaza của nấm
men và thủy phân saccharoza theo phương pháp liên tục trong thiết bị có cánh khuấy và
khẳng định 95% saccharoza của mật rỉ mía nồng độ 55% đã được chuyển hoá thành glucoza
và fructoza ở 50
0
C trong 7 giờ.
1.2. PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT RỈ ĐƯỜNG
Rỉ đường là một phụ phẩm của ngành công nghiệp sản xuất đường. Do vậy để tìm
hiểu phương pháp sản xuất rỉ đường ta đi tìm hiểu về quy trình sản xuất đường.
Quá trình sản xuất đường gồm 3 giai đoạn chủ yếu: Lấy nước mía, làm sạch dung
dịch nước mía, kết tinh tinh thể saccharose và xử lý thành đường thành phẩm. Trong đó làm

sạch nước mía là khâu quan trọng quyết định chất lượng đường thành phẩm. Dựa vào đó có
thể phân loại các phương pháp sản xuất đường: Sản xuất theo phương pháp vôi, phương
pháp SO
2
hoặc phương pháp CO
2
.
1.2.1. Quy trình sản xuất
1.2.1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 6
Mía
Ép mía
Xử lý sơ bộ
Nước mía hỗn hợp Bã mía
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
1.2.1.2. Thuyết minh quy trình
Mía cây sau khi thu hoạch được tập trung ở bãi mía. Thời gian để ở bãi nhiều nhất là
2-3 ngày để tránh tổn thất đường cho mía, tốt nhất là được ép ngay. Mía cây từ bãi mía được
cẩu lên bục xã mía. Từ bục xã mía được chuyển xuống băng tải mía, qua máy san bằng đi
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 7
Ra vôi sơ bộ (pH=6.8-7.0)
Đun nóng lần 1 (60-70
0
)
Thông SO
2
lần 1(pH=3.4-3.8)
Trung hoà (pH= 7.3-7.5)
Đun nóng lần 2 (100-104
0

C)
SO
2
Ca(OH)
2
Lắng Nước bùn
Nước mía trong
Nước lọc trong
Bùn
Đun nóng lần 3 (110-120
0
C)
Cô đặc
Thông SO
2
lần 2 (pH = 6.2-6.6)
SO
2
Lọc kiểm tra
Mật chè tinh
Nấu đường
Ly tâm
Rỉ đường
Sấy
Lọc ép
Đóng bao
Đường
thành
phẩm
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH

vào máy băm mía và đi vào máy đánh tơi. Mía sau khi qua hai máy băm mía và máy đánh tơi
độ xé tơi của mía có thể đạt 80-85%. Mía tiếp tục qua máy san bằng, máy khử sắt rồi đi vào
hệ máy ép. Nước mía đi ra từ hệ máy ép được gọi là nước hỗn hợp và chuyển sang bộ phận
lọc cảm, vụn mía.
Nước mía hỗn hợp qua cân nước mía được ra vôi sơ bộ đến pH = 6.8 - 7.0 có thể bổ
sung một lượng P
2
O
5
hàm lượng từ 250 - 300ppm để nâng cao hiệu quả làm sạch. Sau đó
nước mía đi gia nhiệt đến nhiệt độ 60-70
0
C, đi xông SO
2
và trung hoà đến pH = 7.3 - 7.5.
Việc xông SO
2
và trung hoà được thực hiện trong thiết bị phản ứng, trong thiết bị có 1 hoặc
nhiều miệng phun. Nước mía sau khi đi qua miệng phun sẽ tạo áp suất chân không để SO
2
được hấp thụ vào nước mía. Sau đó, nước mía được gia nhiệt lần thứ 2 đến nhiệt độ từ 100-
104
0
C và đi vào thiết bị lắng.
Nước mía sau khi lắng được gọi là nước mía trong hoặc chè vàng, còn nước bồn đưa
đi lọc chân không hoặc lọc ép được nước lọc trong hỗn hợp với nước mía trong.
Nước mía trong đi gia nhiệt lần thứ 3 đến nhiệt độ 110-120
0
C và vào hệ thống bốc
hơi. Nước mía bốc hơi có nồng độ chất rắn hoà tan 60-65

0
Bx gọi là mật chè thô. Mật chè thô
đi qua hệ thống xử lý lắng nồi để loại các tạp chất lơ lửng sau đó đi xông SO
2
để tẩy màu và
được mật chè tinh.
Mật chè tinh đưa đi nấu đường và thực hiện chế độ nấu với 3 loại đường non A, B,C.
Đường non A sau khi trợ tinh, phân mật được đường A là đường thành phẩm và mật nguyên
A còn gọi là mật A
1
và mật rữa đường gọi là mật loãng A
2
. Mật A
2
dùng nấu đường non A
hoặc cùng mật chè nấu giống với đường non B và C. Mật A
1
dùng nấu đường non B. Đường
non B qua trợ tinh, phân mật được đường B và mật B. Đường B hỗn hợp với mật chè hoặc
nước nóng tạo đường hồ làm giống nấu đường non A, còn mật B dung để nấu đường non C.
Đường C hoà tan nấu lại đường non A và mật rỉ (mật cuối) hay là rỉ đường mà chúng ta đang
tìm hiểu.
Sơ đồ nấu đường 3 hệ:
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 8
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH


Đường A sau khi ly tâm được đưa đi sấy khô trong thiết bị sấy đứng hoặc sấy ngang,
sấy sàng rung. Sau sấy thu được đường thành phẩm. Một phần đường non C không thể kết
tinh ta thu được phụ phẩm là rỉ đường.

1.3. CÔNG NGHỆ LÀM TRONG RỈ ĐƯỜNG BẰNG POLIME
Trong công nghệ sản xuất lên men từ rỉ đường, khâu quan trọng đầu tiên là xử lý rỉ
đường, ở nước ta vẫn xử lý theo phương pháp cổ điển, phương pháp này có khá nhiều nhược
điểm: thời gian tách cặn kéo dài không triệt để, hao tổn điện, hơi nước, nước cao, không an
toàn lao động, chi phí cao. Để khắc phục các nhược điểm trên, năm 1998 ông Phạm Tuấn Tài
đã nghiên cứu đưa vào ứng dụng trong sản xuất phương pháp xử lý cặn rỉ đường bằng
polime cho kết quả tốt.
1.3.1. Lựa chọn polime
Quá trình nghiên cứu thăm dò đã thử nghiệm dùng 45 loại polime thuộc cả 3 nhóm
điện tính AN và C: Loại polime mang điện tính dương có khả năng kết lắng rỉ đường tốt hơn;
Phối hợp giữa polime có điện tích dương thấp và polime có điện tích âm cao cho kết quả tách
cặn rỉ đường tốt nhất.
1.3.2. Phương pháp tiến hành
Dùng nước sạch hoà tan hoàn toàn C510H ở nồng độ 0,2% - 0,5% sau 1h đến 24h.
Dùng để lắng trong rỉ đường tốt nhất là sau 12 giờ đến 24giờ. Rỉ đường pha loãng 2 lần
thường có nồng độ 35 độ Bx - 38 độ Bx. Cho từ từ dịch pha loãng C510H quấy đều lượng sử
dụng từ 1,5 x 10 mũ -5 C5H10 so với rỉ đường đặc trong 5 phút rồi để lắng từ 1-2giờ, tách
cặn. Phần cặn được tách ra cho tiếp 1% lượng C510H so với lượng cặn dưới dạng dung dịch
1% cặn sẽ đóng bánh. Có thể đem chế biến phân hữu cơ tận thu lượng dịch còn trong cặn.
1.3.3. Kiểm tra kết quả ảnh hưởng của phương pháp
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 9
Mật chè
Đường non A Đường non B Đường non C
Đường A Mật
A
2
Mật
A
1
Đường

B
Mật B Đường
C
Mật rỉ
Đường hồ
Hoà tan lại
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
Xét về cấu trúc của polime cũng thấy không ảnh hưởng gì xấu đến quá trình lên men.
Để thận trọng hơn đã cho thử quá trình lên men theo cả 3 phương pháp đều cho kết quả khả
quan hơn là: hiệu suất tăng 4-8%.
Ưu điểm của CN/TB: Thao tác đơn giản; an toàn lao động và thiết bị, chi phí điện
thấp không dùng hơi nhiệt, nước làm mát nên chi phí thấp, làm giảm lượng đường, giảm độ
nhớt và áp suất thẩm thấu của dung dịch lên men, men hoạt động triệt để, hiệu suất lên men
tăng, tận dụng cặn làm phân vi sinh hiệu quả lớn.
1.4. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ
1.4.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ tại Việt Nam
Nước ta có nhiều vùng trồng mía rất tốt. Ở miền Bắc, mía được trồng nhiểu ở các tỉnh
dọc sông Hồng, sông Đáy, sông Mã và sông Lambda. Ở miền Nam, mía được trồng nhiều ở
các tỉnh Quảng Nam, Quảng Ngãi, Phú Yên, Khánh Hòa, Tây Ninh Chúng ta có một số
nhà máy đường tương đối hiện đại sản xuất đường từ mía như nhà máy đường Việt Trì (Phú
Thọ), sông Lambda (Nghệ An), Lam Sơn (Thanh Hóa) và một số nhà máy đường ở Quảng
Ngãi, Phú Yên, Đồng Nai, Bình Dương, Đồng Tháp
Để sản xuất đường, hằng năm Việt Nam phải trồng được từ 10 đến 12 triệu tấn mía
cây với diện tích canh tác từ 250.000 đến 300.000 ha chủ yếu là đất bạc màu và vùng nhiễm
phèn nặng (không trồng được các loại cây khác). Chế biến 10 triệu tấn mía để làm đường
sinh ra 250.000 tấn mật rỉ.
Hằng năm, nhà máy đường Sông con sản xuất từ 19.000 đến 20.000 tấn đường và từ
7.600 đến 8.000 tấn mật rỉ, Nhà máy đường liên doanh sản xuất ra từ 110.000 đến 120.000
tấn đường và từ 44.000 đến 48.000 tấn mật rỉ, là nguyên liệu chính để sản xuất cồn.
Lượng mật rỉ trong nước làm ra tương ứng với 40-50% sản lượng đường, nhưng nhu

cầu của nhiều ngành công nghiệp chế biến trong nước sử dụng để làm ra nhiều loại hóa chất,
cồn, phân bón, thức ăn chăn nuôi hiện rất lớn.
Trước khi thực hiện chương trình 1 triệu tấn đường, mật rỉ được xem như là chất thải,
giá rất bán rẻ. Nhưng những năm gần đây, trong vụ ép chính, các nhà máy đường bán thu
được từ 600 đến 700 đồng/kg mật rỉ. Từ đầu năm 2008 đến nay trên thị trường miền Trung
giá mật rỉ đường liên tục tăng, đến nay đã đạt mức kỷ lục 1.500 – 1.600 đ/kg, thậm chí có nơi
lên 1.900 đ/kg (năm trước giá chỉ nằm ở mức 250 – 300 đ/kg).
Lượng rỉ đường của Nhà máy đường Cam Ranh và Ninh Hòa tập trung bán cho Nhà
máy sản xuất bột ngọt Vedan, do chi phí vận chuyển bằng đường bộ khá cao nên giá rỉ
đường ở khu vực phía Nam là 500 đồng/kg nhưng tại Khánh Hòa giá chỉ 380 đồng/kg , ngoài
ra trong năm 2003 Nhà máy sản xuất bột ngọt Vedan đã nhập 2 tàu rỉ đường của các nước
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 10
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
trong khu vực, với hình thức vận chuyển bằng đường thủy . Hàng năm công ty Vedan cần tới
500000 tấn rỉ đường để sản xuất.
1.4.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ tại thế giới
Ngành công nghiệp sản xuất đường càng phát triển thì lượng rỉ đường thải ra càng
nhiều. Lượng rỉ đường thải bỏ hằng năm trên toàn cầu vào khoảng 30 triệu tấn. Tuy nhiên
hầu hết các công ty đều không chú trọng đến việc đầu tư chế biến rỉ đường. Ở một số nơi thì
bán đi với giá rẻ cho các ngành công nghiệp như sản xuất cồn, mì chính, nấm men công
nghiệp, thức ăn chăn nuôi, thậm chí có nơi còn bỏ đi không dùng đến.
Brazil là nước sản xuất đường lớn nhất trên thế giới, tiếp theo là các nước Pakistan,
Trung Quốc, Thái Lan…Tại khu vực Trung- Nam Brazil các nhà máy đường đã thu hoạch
được 214,3 triệu tấn mía tính đến ngày 31/7/2008, tăng 11,6% so với mức 192 triệu tấn của
cùng kỳ năm trước. Riêng 2 tuần cuối tháng 7/2008, các nhà máy đường đã thu hoạch được
khoảng 38 triệu tấn mía. Như vậy lượng rỉ đường sản xuất ra là rất lớn. Các nhà máy đường
vẫn tiếp tục ưu tiên cho việc tận dụng rỉ đường để sản xuất ethanol, với khoảng 60% sản
lượng mía thu hoạch đã dùng để sản xuất nhiên liệu ethanol, thay vì đường.
Sản lượng mì chính toàn cầu sản xuất theo phương pháp lên men dự tính khoảng 1,25
triệu tấn/năm. Nguyên liệu chính dùng để sản xuất mì chính là rỉ đường khoảng 4 tấn rỉ

đường cho 1 tấn mì chính, do vậy lượng rỉ đường cần cho việc phát triển ngành công nghiệp
này là vô cùng lớn.
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 11
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
Hiện nay đường sản xuất trên thế giới đang ở tình trạng tồn đọng và bị ép giá. Tuy
nhiên, tiềm năng về mặt năng lượng và các sản phẩm phụ của ngành mía đường đang mở cho
nó một số triển vọng lâu dài sáng sủa hơn.
Đây là thông tin hết sức tốt đẹp đối với ngành mía đường toàn cầu, là ngành có thể
tạo ra những lượng lớn "năng lượng xanh" và vô số sản phẩm phụ mà phần lớn trong đó hiện
đang được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch.
Sản xuất rượu cồn từ rỉ đường hiện đang rất được quan tâm và quy trình công nghệ
được cải tiến để ngày một hoàn chỉnh hơn.
Sản lượng mì chính toàn cầu sản xuất theo phương pháp lên men dự tính khoảng 1,25
triệu tấn/năm, trị giá khoảng 1,5 tỷ USD. Nguyên liệu sản xuất mì chính phổ biến nhất theo
công nghệ lên men là rỉ đường. Khoảng 4 tấn rỉ đường cho 1 tấn mì chính. Rỉ đường có một
số ưu điểm chính: rẻ, sẵn có và có hàm lượng hyđrat-cacbon cao, không cần phải xử lý trước.
Đường củ cải, đường mía là nguyên liệu đầu để sản xuất hàng loạt các hợp chất tinh
khiết có tính chất bồi bổ/dinh dưỡng cao hoặc dùng trong công nghệ như các aminoacid,
steroit và hormon v.v Rồi đây ngành sản xuất đường mía sẽ trở nên một ngành công nghệ
sinh học ít gây ô nhiễm và có năng lực sản xuất lớn.
2.1. ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT CỒN
Cồn là một sản phẩm vô cùng quan trọng trong công nghệ lên men rỉ đường. Cồn
được sử dụng trong y tế để sát trùng, sử dụng trong công nghệ nhẹ như một hoá chất hoặc
dung môi. Ngoài ra còn được sử dụng thử nghiệm như một nhiên liệu.
2.1.1. Quy trình sản xuất
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 12
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
2.1.2. Thuyết minh quy trình
Rỉ đường: Nguyên liệu chính quyết định chất lượng cồn và hiệu suất thu hồi có hàm
lượng saccharose 30-33%, đường khử 16-18%, các chất hữu cơ 6-7%, vô cơ 7-9%.

Rỉ đường sau khi pha loãng xuống nồng độ theo yêu cầu, ta cho thêm acid H
2
SO
4
vào
với tỷ lệ xác định. Lượng acid cho vào phụ thuộc tính acid của rỉ đường.
Rỉ đường sau khi pha loãng và acid hoá, ta tiếp tục bổ sung các chất dinh dưỡng cần
thiết cho sự sinh trưỏng và phát triển của nấm men trong quá trình lên men.
Nấm men sử dụng để lên men dịch đường: Sacharomyces cerevisiae.
Nấm men này có khả năng biến các loại đường có trong mật rỉ thành rượu nhanh,
triệt để và chịu được áp suất thẩm thấu cao, đồng thời tạo ít các sản phẩm trung gian và sản
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 13
Nước sạch
Hoà loãng
Nồng độ: 11-13
0
Bx
Lên men
Dấm chín
Tháp thô
Tháp chưng
Men giống
Dinh dưỡng
Khí CO
2
Sục khí
Cồn dầu
Bã hèm
Phát triển men
Lọc, lường

Acid hoá (pH: 4-4.5)
Nồng độ: 25-30
0
Bx
Hơi
Dầu Fusel
Nước thải
H
2
SO
4
Nước sạch
Hơi
Hệ thống tháp tinh chế
Rỉ đường
Cồn thực
phẩm
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
phẩm phụ. Tế bào thường có hình tròn hoặc ovan, chu kỳ sinh trưỏng của một thế hệ rất
nhanh.
Tiêu chuẩn của dấm chín:
- Hàm lượng chất khô của dịch dấm chín: khoảng 6 – 11
0
Bx.
- Độ chua của dịch khoảng 2,8 – 4,0, tương đương pH = 3,5 – 4,8.
- Hàm lượng đường sót khoảng 1,75 – 1,8%.
- Hàm lượng rượu: đạt khoảng 6,5 – 8%V.
Quá trình thu nén CO
2
: khí cacbonic sinh ra trong quá trình lên men được thu hồi nhờ

hệ thống đường ống dẫn đến hệ thống thu nén làm sạch.
Quá trình chưng cất và tinh chế:
- Chưng cất: là quá trình tách rượu cùng các tạp chất dễ bay hơi ra khỏi dấm chín, kết
thúc quá trình ta thu được cồn thô.
- Tinh chế là quá trình tách các tạp chất ra khỏi cồn thô và nâng cao nồng độ, kết thúc
quá trình ta thu được cồn tinh chế.
Hệ thống chưng cất và tinh chế gồm 3 tháp và các thùng làm lạnh ngưng tụ cồn, trong
đó gồm 3 tháp chính:
- Tháp thô: có tác dụng tách rượu khỏi dấm chín để thu cồn thô.
- Tháp trung gian: chủ yếu tách andehyt ra khỏi cồn thô và thu một phần cồn đầu.
- Tháp tính chế: tách các tạp chất còn lại và nâng cao độ cồn đạt tiêu chuẩn.
2.1.3. Ứng dụng trong đời sống
Năm 2007, Ngành Nông nghiệp và Phát triển nông thôn có nguồn nguyên liệu là
550.000 tấn rỉ mật, có thể sản xuất được 155 triệu lít cồn/năm. Các cơ sở sản xuất cồn nhiên
liệu từ rỉ mật có tổng công suất là 60 triệu lít/năm, bao gồm: Lam Sơn công suất 6 triệu
lít/năm, Quảng Ngãi công suất 3 triệu lít/năm, Tuy Hòa công suất 6 triệu lít/năm, Hiệp Hòa
công suất 6 triệu lít/năm, Long Mỹ Phát công suất 6 triệu lít/năm, Sơn Hà công suất 6 triệu
lít/năm,…Các nhà máy cồn Lam Sơn và Tuy Hòa có công nghệ thiết bị hiện đại, hệ thống
chưng cất bao gồm 5 tháp, sản xuất cồn thực phẩm, còn các nhà máy khác tùy theo yêu cầu
thị trường cung ứng các loại cồn thực phẩm, nhiên liệu hoặc làm nguyên liệu để sản xuất cồn
thực phẩm. Nhà máy có công suất lớn nhất là nhà máy cồn Lam Sơn thuộc công ty cổ phần
mía đường Lam Sơn có công suất 25 triệu lít/năm, phát huy 60% công suất, do thiếu nguyên
liệu. Mặt khác, việc xử lý môi trường do sản xuất cồn từ dích hèm, bã hèm cũng rất tốn kém
và triệt để cũng là khó khăn cho nhà sản xuất. Về giá, giá thành sản xuất cồn tại các nhà máy
sản xuất đường cũng thường xuyên biến động phụ thuộc vào giá mật rỉ cà chi phí nhiên vật
liệu. Tuy nhiên, nếu sản xuất cồn tinh luyện giá thành bình quân khoảng 6.000 đ/lít và cồn
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 14
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
thô khoảng 3.500 đ/lít. Có năm giá bán cồn nâng lên khoảng 7.900 đ/lít cồn tinh luyện và
cồn thô vào khoảng 5.000 đ/lít. Cá biệt có những năm giá bán cồn nâng lên khoảng 10.000 –

11.000 đ/lít (năm 2005) và sản lượng do các nhà máy sản xuất ra không đáp ứng nhu cầu
(chủ yếu la nhập khẩu). Việc xuất khẩu cồn tập trung vào các thị trường như Hàn Quốc, Nhật
Bản và Đài Loan. Việc xuất khẩu cồn đã đem lại việc làm cho các đơn vị sản xuất thùng phi,
lực lượng vận tải, cho thuê kho xitec tại các cảng biển. Đối với tiêu dùng nội địa, lượng cồn
sản xuất đã đáp ứng các nhu cầu cho y tế, phục vụ công nghiệp bảo quản, chế biến gỗ….
2.2. ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT RƯỢU ETYLIC
Rượu etylic được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế khác nhau. Nó được làm dung
môi trong sản xuất cao su tổng hợp, sản xuất este, để pha chế rượu uống và làm chất sát
trùng trong y học. Trên thế giới đa số đều sản xuất rượu theo phương pháp lên men, chỉ ít là
sản xuất rượu theo phương pháp tổng hợp. Rượu etylic là sản phẩm chủ yếu trong quá trình
lên men rượu.
2.2.1. Quy trình sản xuất
2.2.2. Thuyết mình quy trình sản xuất
 Chuẩn bị nguyên liệu
Rỉ đường được pha loãng đến nồng độ 50-55% chất khô. Gia nhiệt rỉ đường ở 78-
80
0
C. Bổ sung thêm muối amoni, các muối photphat hoặc đạm urê. Đưa hàm lượng đường
lên tới 10-18%. Đây là nồng độ thích hợp nhất cho quá trình lên men. Nếu cao hơn năng lực
lên men giảm và nếu nồng độ đường quá thấp sẽ không tạo điều kiện cho quá trình lên men
xảy ra. Trong thực tế, ở nồng độ 30-35% thì sư lên men bị đình chỉ cho dù có loại nấm men
khả năng lên men ở nồng độ đường lên đến 60%.
 Lên men
Phương trình tổng quát của quá trình lên men:
C
6
H
12
O
6

+ 2 ADP +2 H
3
PO
4
2 C
2
H
5
OH + 2 CO
2
+ 2 ATP + 2 H
2
O
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 15
Chuẩn bị nguyên liệu
Lên men
Chưng cất dịch lên men
Đóng chai
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
Đây là sự lên men rượu thông thường. Sự lên men rượu thông thường xảy ra ở điều
kiện acid yếu (pH = 4.0-4.5); nhiệt độ 20-28
0
C trong 72h. Sử dụng nấm men Shacharomyces
cerevisiae.
C
6
H
12
O
6

CH
3
COCOOH
A.pyruvic
NAD NADH
2
E.pyruvat-decacuoxylaza
CO
2

C
2
H
5
OH CH
3
CHO
Đây là quá trình hô hấp kỵ khí: Chất nhận Hydro cuối cùng là andehit axetic (một
trong những sản phẩm hữu cơ trung gian).
Trong quá trình này, đường được chuyển hoá thành acid Pyruvic theo chu trình EMP,
ở giai đoạn chuyển hoá từ Glyxeraldehit-3 photphat đến acid 1,3diphotphoglyxeric sẽ có 3
nguyên tử Hydro tách ra để gắn với NAD
+
thành NADH
2
. Hydro này sẽ sử dụng để khử
andehit axetic thành rượu etylic. Quá trình lên men chia thành 2 thời kỳ:
- Thời kỳ cảm ứng:
Lượng CH
3

COOH tạo ra còn ít, Hydro trong NADH
2
được chuyển đến
Glyxeraldehit-3P và tạo thành Glyxerin-3P, sau đó Glyxerin-3P bị khử photphat và tạo thành
Glyxerin. Như vậy trong mỗi trường sẽ hình thành Glyxerin, andehitaxetic và CO
2
.

CH
2
O CH
2
O CH
2
OH
C
6
H
12
O
6
CHOH CHOH CHOH
Photphataza

CH=O CH
2
OH CH
2
OH

NDH
2
NAD
+
- Thời kỳ tĩnh:
Khi aldehyt axetic tạo thành được một lượng nhất định, nó trở thành chất nhận Hydro
và tạo thành rượu etylic.
CH
2
O CH
2
OH

CHOH CHOH
CH
2
O
CH
2
OH CH
2
OH
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 16
P P
P
P
P
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
C
6

H
12
O
6
CHOH
Glyxerin
CH=O

NAD
+
Photphat glyxerin

CH
2
O CH
3
NADH
2
CH
3

CHOH CH=O CH
2
OH
CHOH
axetaldehit etanol
- Chưng cất dịch lên men:
Dịch lên men chứa 4.5- 6% rượu tách lấy nấm men và cất trên thiết bị cất có thiết bị
ngưng tụ hồi lưu và thiết bị làm lạnh.
- Pha loãng dung dịch chưng cất có độ rượu cao khoảng 60%:

Tùy theo mục đích sử dụng mà ta có thể pha loãng thành các độ rượu khác nhau. Ví
dụ: Để uống thì thì pha loãng độ rượu xuống 30-35%, để sát trùng thì yêu cầu độ rượu cao
hơn hoặc để sản xuất dấm thì độ rượu rất loãng.
2.2.3. Ứng dụng trong đời sống
Etanol có thể sử dụng như nhiên liệu cồn (thông thường được trộn lẫn với xăng) và
trong hàng loạt các quy trình công nghệ khác). Etanol cũng được sử dụng trong các sản phẩm
chống đông lạnh vì điểm đóng băng thấp của nó. Tại Hoa Kỳ, Iowa là bang sản xuất etanol
cho ôtô với sản lượng lớn nhất.
Nó dễ dàng hòa tan trong nước theo mọi tỷ lệ với sự giảm nhẹ tổng thể về thể tích khi
hai chất này được trộn lẫn nhau. Etanol tinh chất và etanol 95% là các dung môi tốt, chỉ ít
phổ biến hơn so với nước một chút và được sử dụng trong các loại nước hoa, sơn và cồn
thuốc. Các tỷ lệ khác của etanol với nước hay các dung môi khác cũng có thể dùng làm dung
môi. Các loại đồ uống chứa cồn có hương vị khác nhau do có các hợp chất tạo mùi khác
nhau được hòa tan trong nó trong quá trình ủ và nấu rượu. Khi etanol được sản xuất như là
đồ uống hỗn hợp thì nó là rượu ngũ cốc tinh khiết.
Dung dịch chứa 70% etanol chủ yếu được sử dụng như là chất tẩy uế. Etanol cũng
được sử dụng trong các gel vệ sinh kháng khuẩn phổ biến nhất ở nồng độ khoảng 62%. Khả
năng khử trùng tốt nhất của etanol khi nó ở trong dung dịch khoảng 70%, nồng độ cao hơn
hay thấp hơn của etanol có khả năng kháng khuẩn kém hơn. Etanol giết chết các vi sinh vật
bằng cách biến tính protein của chúng và hòa tan lipid của chúng. Nó là hiệu quả trong việc
chống lại phần lớn các loại vi khuẩn và nấm cũng như nhiều loại virus, nhưng không hiệu
quả trong việc chống lại các bào tử vi khuẩn.
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 17
P
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
Rượu vang chứa ít hơn 16% etanol không tự bảo vệ được chúng trước vi khuẩn. Do
điều này, vang Bordeaux thông thường được làm nặng thêm bằng etanol tới ít nhất 18%
etanol theo thể tích để ngăn chặn quá trình lên men nhằm duy trì độ ngọt và trong việc pha
chế để lưu trữ, từ thời điểm đó nó trở thành có khả năng ngăn chặn vi khuẩn phát triển trong
rượu, cũng như có thể lưu trữ lâu năm trong các thùng gỗ có thể 'thở', bằng cách này vang

Bordeaux có thể lưu trữ lâu năm mà không bị hỏng. Do khả năng sát khuẩn của etanol nên
các đồ uống chứa trên 18% etanol theo thể tích có khả năng bảo quản lâu dài.
Nhóm hydroxy trong phân tử etanol thể hiện tính acid cực yếu, nhưng khi xử lý bằng
kim loại kiềm hay các bazơ cực mạnh, ion H
+
có thể bị loại khỏi để tạo ra ion ethoxit C
2
H
5
O
-
2.2.4. Tìm hiểu về thực tế sản xuất rượu Vạn Phát – tỉnh Phú Yên
Có thể nói, tất cả các khâu trong quá trình sản xuất rượu đều được tuân thủ theo một
quy trình khép kín. Đầu tiên là khu trộn mật, nơi chuẩn bị nguyên liệu cho quá trình sản xuất
rượu. Mật mía (rỉ đường) được chọn lọc, acid hóa tạo độ pH phù hợp, hòa loãng, và lên men
trong nhưng chiếc bồn chứa lớn được đặt trên cao, thời gian ủ lên men là 36 giờ.
Hình 2.1: Những chiếc bình trộn mật mía
Rỉ đường sau khi ủ xong thành dấm chín sẽ được đưa vào các bể chứa, sau đó là được
đưa vào làm nguyên liệu cho hệ thống gồm 4 tháp, nơi thực hiện các phản ứng hóa học tiếp
theo.
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 18
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
Hình 2.2: Các bể chứa Hình 2.3: Hệ thống tháp phản ứng – chưng cất
Dấm chín được đưa vào tháp thứ nhất (tháp thô), và sản phẩm thu được từ tháp này
gồm bã hèm và một hỗn hợp dung dịch gồm nhiều chất được đưa sang tháp tiếp theo là tháp
chưng. Cồn dầu là sản phẩm thu được tại tháp chưng, thực chất vẫn còn chứa nhiều chất độc
hại. Sản phẩm từ tháp chưng lại là nguyên liệu cho hệ thống tháp tinh chế. Từ đây, bằng
phương pháp chưng cất phân đoạn, thu được dầu fusel, và sản phẩm cuối cùng là cồn thực
phẩm. Tất nhiên để đảm bảo chất lượng và an toàn, các tháp đều được làm bằng nhôm và
tuyệt đối kín vì áp suất và nhiệt độ trong tháp rất cao, nếu có rò rỉ nhỏ đều có nguy cơ dẫn

đến nổ tháp.
Hình 2.4: Rượu thành phẩm (mẫu)
Tuy nhiên, nhằm góp phần tận dụng tối đa sản phẩm thừa, vừa góp phần làm giảm
thiểu ô nhiễm môi trường, các sản phẩm phụ như bã hèm, CO
2
đều được thu lại, chế biến cho
các ứng dụng khác: Bã hèm thì được dùng làm thức ăn chăn nuôi, phân vi sinh - hữu cơ.
Riêng CO
2
thu được từ quá trình lên men sẽ được thu lại và hóa lỏng cho vào bồn kín
LIQUID-CARBON-DIOCIDE. CO
2
lỏng được dùng trong việc ướp trái cây, dùng trong lĩnh
vực luyện kim,….
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 19
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
Hình 2.5: Hệ thống nén CO
2
Hình 2.6: Tuyết khô (CO
2
)
Và cũng góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường, hệ thống xử lý nước làm mát, làm
sạch thiết bị là một hệ thống nước tuần hoàn. Nước được lấy từ trên núi xuống để sử dụng,
sau đó thải ra rồi tập trung vào một ống dẫn đưa đến hệ thống làm mát. Nước sau khi xử lý
lại được bơm vào bể chứa rồi lại được đưa vào sử dụng.
2.3. ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT RƯƠU RUM
Rum là một loại đồ uống có độ rượu, có mùi thơm dễ chịu.
Rum được sản xuất từ rỉ đường và cả từ nước cất mía. Tuy nhiên giá thành Rum chế
biến từ rỉ đường thấp hơn nhiều so với việc chế biến từ nước ép. Ngoài ra nó còn có vị và
hương thơm đặc trưng, chu kỳ sản xuất ngắn hơn.

Rượu Rum là loại đồ uống được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới.
2.3.1. Quy trình sản xuất

GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 20
Chuẩn bị nguyên liệu
Lên men
Chưng cất dịch lên men
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
2.3.2. Thuyết mình quy trình
 Chuẩn bị nguyên liệu
Để sản xuất Rum quan trọng nhất là tỷ lệ đường so với tro của rỉ đường. Theo tính
toán tỷ lệ tốt nhất là lường đường : tro là 6.5 : 1. Rỉ đường được pha loãng đến nồng độ 55%
chất khô, thanh trùng đến 80
0
C, thêm amon sunfat cùng bã rượu và đưa hàm lượng đường
lên men đến 12-14%.
 Lên men
Để sản xuất Rum người ta dùng nấm men Sizo sacharomyces (5-10% so với dung
lượng nguyên liệu). Lên men tiến hành ở 25-27
0
C trong thiết bị lên men kín. Ngay sau khi
hàm lượng đường trong dịch lên men giảm xuống còn 5.5-6 g/ml thì cho vi khuẩn Butylic
granulobacter vào 2-3% thể tích dịch và giữ nhiệt độ lên men ở 29-30
0
C trong 4 ngày.
 Chưng cất dịch lên men
Dịch lên men chứa 4.8-5.8%, tách lấy nấm men và cất trên thiết bị cất có tháp tinh
chế, thiết bị ngưng tụ hồi lưu và thiết bị làm lạnh.
 Tàng trữ và để ngấu
Rum thô có độ đậm đặc 60% được pha loãng đến 50% rồi được chuyển vào thùng gỗ

và bảo quản 4 năm trong kho có nhiệt độ 18-23
0
C để cho ngấu.
 Đóng chai
Rum để ngấu được đổ vào bể trộn, pha loãng bằng nước cất đến độ đặc 45% rồi pha
màu, lọc và đóng chai.
2.4. ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT NẤM MEN BÁNH MÌ
2.4.1. Quy trình sản xuất
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 21
Tàng trữ để nấu
Đóng chai
Xử lý
Làm lạnh
Ly tâm
Rửa
Canh trường nuôi cấy
Cấy nấm men
Cho vào thùng nuôi cấy
Phối trộn
Rỉ đường mía
Ly tâm Nấm men
Ép
Thành phẩm
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
2.4.2. Thuyết minh quy trình
 Nguyên liệu

Vi sinh vật
Để sản xuất nấm men bánh mì người ta sử dụng chủ yếu là các chủng Saccharomyces
cerevisiae. Chủng này bền nhiệt, có thể sinh sản nhanh đồng thời kéo dài hoạt tính enzim của

mình ở nhiệt độ cao.
Trong quả trình sinh trưởng phát triển, nấm men chịu tác động của một số yếu tố của
môi trường nuôi cấy:
+ Nồng dộ glucoza: trong sự sinh trưởng hiếu khí của men bánh mì với nồng độ 20
ml là enzim hô hấp đã bị ức chế.
+ Nồng độ CO2: 40% không khí sục vào sẽ bắt đầu kìm hãm sinh trưởng và đến 50%
thì ức chế gần như hoàn toàn.
+ Ôxy: Là thành phần quan trọng trong sự sinh trưởng của nấm men. Khi thiếu ôxy
hoàn toàn cần bổ sung thêm các acid béo chưa no và egosterol (đảm bảo cho sự sinh tổng
hợp các acid béo chưa no và các Sterol do một số enzim cần có sự tham gia của ôxy phân tử
được bình thường). Nhu cầu về ôxy của nấm men nằm trong khoảng 5.5 mg/g chất khô nấm
men được tạo thành.
+Đường: Nồng độ đường là nhân tố cơ bản quy định sự sinh trưởng và tốc độ lên
men của nấm men. Nồng độ đường quá thấp thì không đủ cho nấm men phát triển còn nếu
quá cao sẽ dẫn đến sự tạo thành rượu. Đây là kết quả không có lợi cho nuôi cấy. Để hạn chế
hiện tượng này cần nuôi cấy nấm men ở nồng độ đường rất thấp.

Rỉ đường
Rỉ đường dùng làm cơ chất cho nhiều quá trình lên men, nguyên nhân chính là do giá
thành hạ so với nguyên liệu chứa đường khác, đồng thời ngoài saccharoza nó còn chứa một
số chất hữu cơ, vô cơ và vitamin có giá trị.
+ Thành phần có lợi:
Biotin: 2.5 mg/g
Acid pantohenic: 15- 55 mg/kg
Không chứa Betain: Chứa nitơ nhưng nấm men bánh mì không đồng hoá được.
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 22
Tìm hiểu về mật rỉ - phụ phẩm trong CNSX đường Nhóm SVTH
Hàm lượng chất chứa nitơ: 2-4%
+ Thành phần có hại:
Ngoài những thành phần có ích cho sự sinh trưởng của nấm men, rỉ đường cũng có

thể chứa các hợp chất có hại có thể làm hỏng quá trình sản xuất nấm men:
Rỉ đường có màu tối nên men làm ra tối màu.
Có thể dễ dàng nhiễm vi sinh vật có thể gây nên những vấn đề trong lên men và sự
xếp loại chất lượng dựa vào nồng độ các vi sinh vật tạp nhiễm. Rỉ đương bị nhiễm tạp mạnh
có đặc điểm chất khô nằm dưới 75%, pH dưới 7.0 và một hàm lượng đường chuyển hoá cao.
 Xử lý rỉ đường
Làm trong rỉ đường: Người ta dùng Sunfurit, đun nóng tới 120-125
o
C/ phút để kết tủa
một số chất vô cơ chìm xuống kéo theo một số chất lơ lửng. Sau đó trung hòa lượng acid dư
bằng CaCO
3
. Rỉ đường sau đó được khử màu bằng than hoạt tính. Tiếp theo tiến hành lọc
trong ta thu được rỉ đường trong.
 Phối trộn dung dịch nuôi cấy
Đối với rỉ đường mía cần bổ sung nitơ: Nước amoniac 18-23% nitơ, Sunfatamon (20-
21% nitơ) có thể dùng muối nitrat, ure Bổ sung thêm phốt pho ở dạng muối hoặc
octophotphoric. Thêm nước sạch (nước chỉ được phép chứa ít vi khuẩn và rất ít sắt), điều
chỉnh pH = 4-5. Sau đó đun dung dịch trên vào bể trung gian, từ đây dung dịch được bơm
vào thùng lên men.
 Cấy nấm men
Lấy khoảng 25% lượng nấm men cần thu vào dung dịch đã bơm vào thùng lên
men( 50% dung dịch so với thể tích thùng). Để cho nấm men sinh trưởng, cứ sau 1h lại bơm
thêm dung dịch. Đây là phương pháp bổ sung định kì: dịch rỉ đường được đưa vào theo một
chương trình theo đó sự bổ sung dịch lên men tăng đồng bộ theo sự tăng sinh khối tế bào ở
trong nồi lên men. Bằng cách đó đường có mặt trong dịch nuôi có thể chuyển hoá toàn bộ
thành nguyên liệu tế bào mà không bị hao hụt do hiện tượng tạo thành etanol.
 Ly tâm
Sau khi quá trình sinh trưởng kết thúc (9-12h) canh trường được đưa vào máy ly tâm
để tách nấm men.

 Rửa
Nấm men thu được được rửa bằng nước sạch 4-5 lần.
 Làm lạnh
Nhằm hạn chế hô hấp của nấm men, giảm hao hụt khối lượng.
 Ép
GVHD: ThS. Hồ Xuân Hương Trang 23